Устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРОИОННОЙ ОБРАБОТ ЖИДКОЙ СРЕДЫ С МИКРООРГАНИЗИАИИ1Изобретение относится к устройствам для аэроионной обработки микроорганизмов, находящихся в жидкой среде, и может быть использовано в йищевой и микробиологической промышленности для активации, стабилизации и стерилизации различных биологических объектов.Известно устройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами, включающее рабочую камеру с коронирующим и некоронирующим электродами, размещенными друг над другом, и штуцер для подачи сжатого воздуха. При этом некоронирующий электрод в центре имеет отверстие, через которое аэроионы отводятся к объекту 1.К недостаткам данного устройства относятся большой расход электрической энергии источником сжатого воздуха и уменьшение концентрации аэро- ионов в процессе транспортировки их к обрабатываемому объекту.о 2.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для аэроионнойобработки жидкой среды с микроорга,низмами, включающее рабочую камерус размещенными внутри нее друг над 5 другом коронирующим и некоронирующимэлектродами. Некоронирующий электродпредставляет собой металлическуюпластину прямоугольной формы, на которую устанавливают диэлектрическуюкювету с обрабатываемой жидкой средой,а коронирующий электрод - металли-,ческую пластину с равномерно разме. щенными в ней иглами, направленнымив сторону некоронирующего электроОднако это устройство не позволя"ет производить аэроионной обработкижидкой среды с микроорганизмами в итоке, что затрудняет использованиеего в промышленности. Повышение жеего производительности за счет увеличения электродов нежелательно, таккак для их питания требуются источни"3 98886ки большой мощности. К недостаткамустройства относится также недостаточно эффективное использование аэроионов из-за наличия открытой поверхности некоронирующего электрода, накотором происходит нейтрализация некоторой части аэроионов. В результатерасход электрической энергии повышен,Этому же способствует и диэлектрическая кювета, установленная на неко- О.ронирующем электроде, так как она препятствует не только интенсивномуосаждению аэроионов на наружной поверхности обрабатываемой жидкой среды,но также и развитию короны. 1Цель изобретения - обеспечение непрерывности процесса и снижение затрат электрической энергии,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами, включающем рабочую камеру сразмещенными внутри нее друг над другом коронирующим и некоронирующимэлектродами, некоронирующий электрод 25выполнен ь виде диска, установленногос возможностью вращения, при этомустройство снабжено размещенной центрально в рабочей камере питающейтрубкой, выпускное отверстие которой 311расположено над диском,На чертеже схематично изображеноустройство, продольный разрез,Устройство содержит рабочую камеру 1, выполненную из нержавеющей ста- З 5ли в виде цилиндро-конической емкости 2 с днищем 3 и сьемной крышкой 11,Внутри рабочей камеры размещены другнад другом коронирующий 5 и некоронирующий 6 электроды. При этом коронирующий электрод 5 укреплен к крышке 1 посредством изоляторов 7, а некоронирующий электрод 6 выполнен ввиде диска и укреплен к выступающемув средню часть рабочей камеры 1 кон- фцу вертикального вала 8, Коронирующийэлектрод 5 состоит из металлическихигл 9, равномерно размещенных накольцевой пластине 10 по концентрическим окружностям или по периметрамправильных шестиугольников. При этомвсе нерабочие участки коронирующегоэлектрода 5, с целью исключения утечки тока, изолированы кожухом 11, выполненным из диэлектрического мате- Ириала.Устройство снабжено размещеннойцентрально в рабочей камере 1 питающей трубкой 12, выпускное отверстиекоторой расположено над диском - некоронирующим электродом 6. Для предотвращения электрического пробоя взазоре между коронирующим электродом5 и питающей трубкой 12 кожух 11имеет в центре бобышку 13, выступающую в сторону некоронирующего электрода 6. Регулирование положения питающей трубки 12 по вертикали осуществляется при помощи втулки 1 М истопорного винта 15,Корпус рабочей камеры 1 и подшипниковая опора 16 вертикальногоприводного вала 8 смонтированы наопорной плите 17, снабженной четырьмяножками 18 для крепления к полу, Подрабочей камерой 1 на кронштейне 19,прикрепленной к ножкам 18, установлен электродвигатель.20 с регулируемой частотой вращения, который черезклиноременную передачу 21 осуществляет привод некоронирующего электрода6, Для предотвращения попадания жидкой среды вовнутрь подшипниковойопоры 16 последняя заключена в цилиндрический кожух 22, Высокий электрический потенциал подведен к коронирующему электроду 5 от высоковольтного источника постоянного тока (неизображен) через проходной изолятор23, .вмонтированный в крышке 1. Корпус рабочей камеры .1 и некоронирующийэлектрод 6, подключенный к другомуполюсу высоковольтного .источника, заземлены. Для выпуска обработанной жидкой среды днище 3 рабочей камерыснабжено патрубком 211. Устройство работает следующим образом. Вначале при помощи втулки 11 и стопорного винта 15 устанавливают необходимый зазор между выпускным отверстием питающей трубки 12 и плоскостью некоронирующего электрода 6. Далее питающую трубку 12 соединяют посредством короткого гибкого шланга с трубопроводом, подводящим жидкую среду с микроорганизмами. Затем включают привод некоронирующего электрода 6. После установления рабочей частоты вращения некоронирующего электрода 6 включают подачу жидкой среды с микроорганизмами. При этом жидкая среда с микроорганизмами, поступая по питающей трубке 12 в центральную часть некоронирующего электрода6, растекается по его поверхности ввиде тонкой пленки,Обрабатываемая жидкая среда обычно является хорошим проводникомэлектрического тока, так как в ней 3содержится в качестве питательных веществ микроорганизмов или продуктових жизнедеятельности множество различных диссоциированных химическихсоединений. Поэтому при подаче высо фкого напряжения на коронирующий электрод 5, между ним и пленкой жидкости,находящейся под нулевым потенциалом,создается неоднородное электрическоеполе. В результате на остриях игл 9коронирующего электрода 5 возникаеткоронный разряд, сопровождающийсяобразованием как отрицательных, таки положительных аэроионов, Под действием сил поля отрицательные аэроионы вдвижутся к положительно заряженномуэлектроду, а положительно заряженныеаэроионы - к отрицательному электроду. Так, при отрицательной полярностикоронирующего электрода положительные аэроионы быстро его достигают.Во внешней области коронного разрядаприсутствуют только отрицательные аэроионы, которые создают в межэлектродном пространстве униполярный объемЗОный заряд, В случае положительной полярности коронирующего электрода 51во внешней области короны присутствуют только положительные аэроионы,Таким образом, исходная жидкая средас микроорганизмами, растекаясь поддействием центробежных сил по поверхности некоронирующего электрода 6,подвергается воздействию униполярного заряда аэроионов и электрическо- юго поля, Обработанная жидкая среда,далее попадая в днище 3 рабочей камеры 1, непрерывно отводится черезпатрубок 24. При необходимости жидкая среда может быть несколько раз 4 Зпропущена через зону аэроионной обработки. Поток аэроионов, падающихна поверхность пленки жидкой средыс микроорганизмами, а также напряженность электрического поля регулирует" ЗВся изменением величины разрядного на-.пряжения,Предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом - устройством для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами (прототипом) обеспечивает непрерывный, установившийся во зремени рабочий процесс, что создает увеличение производительности из" за отсутствия перерывов в выпуске конечных продуктов.Так, например, при одновременной обработке 100 мл жидкой среды за времяТц = То + Т = 2,5 мин производительность базового устройства со"ставляет 40 мл/мин, где Тц - времятехнологического цикла обработки;То - время обработки жидкой среды,То = 0,5 мин; Т - время,вспомогательных операций, Т = 2,0 мин.В предлагаемом же устройстве времяТ = О, поэтому его производительность для тех же условий составляет200 мл/мин, что в 5 раз больше, чемв базовом.Устройство создает устойчивостьрежимов проведения и соответственнобольшую стабильность качества обработанной жидкой среды; более легкоеавтоматическое регулирование параметров технологического процесса. Отпадает потребность в кюветах или чашках,Непосредственный электрическийконтакт некоронирующего электрода спленкой жидкой среды позволяет снизить затраты электрической энергии,так как электрическое поле создаетсямежду пленкой жидкости и коронирующимэлектродом. С другой стороны из-занезначительной толщины пленки жидкойсреды удается сократить межэлектродный промежуток до минимального расстояния (например до 20-25 мм), чтодает возможность без изменения значения тока короны значительно снизитьвеличину напряжения, приложенногок электродам. Так, экспериментальноустановлено, что при высоте иглы12 мм, силе тока короны 12 мкА иуменьшении разрядного расстояния с30 до 20 мм напряжение снижается с18 до 13 кВ (данные сняты для системыэлектродов игла-плоскость), Все этопозволяет не только снизить затратыэлектрической энергии, но также использовать маломощные источники напряжения для питания электродов.Формула изобретенияУстройство для аэроионной обработки жидкой среды с микроорганизмами, включающее рабочую камеру с размещенными внутри нее друг над другом коронирующим и некоронирующим элект1 г гю оставителехред К.М Лошкарео Корректор С. Шекмар Редактор Е. Лазурен Тираж 521 ВНИИПИ Государстве по дедам изобрет 13035, Москва, Ж-ЯЗаказ 10992/3 Подписно ого комитета ССС ий и открытий Раушская наб.,д, 4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,7 988864 8 родами, о. т л и ч а ю щ е е с я тем, Назаров В.Н. и Балан Е.Л. Исследовачто, с целью обеспечения непрерывнос- ни устройства для электронно-ионйой ти процесса и снижения затрат электро- обработки маточных хлебопекарных дрожэнергии, некоронирующий электрод вы- жей. - "Электронная обработка матеполнен в виде диска, установленного 3 риалов", 1980, 8 1, с. 79-82, с возможностью вращения, при этом 2. Глущенко Н,А., Лозенко М.Ф, устройство, снабжено размещенной цент- и Дубровина Е.В. Влияние электричесрально в. рабочей камере питающей труб- кого поля коронного разряда на аккой,-выпускное отверстие которой рас- тивность размножения дрожжей и содер. положено над диском. в, жания в них нуклеиновых кислот.Источники информации, нХлебопекарная и кондитерская промыш принятые во внимание при экспертизе ленность". М., 1977, У 12, с 25-271, 0 стапенков А.М Меринов Н.С., (прототип).