[发明专利]用于高频电场流体处理设备的处理室

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高频电场流体处理设备的处理室，它主要应用于食品工业中果蔬汁等流体食品的杀菌灭酶、饮用瓶装水的预处理，酿酒中的陈化工艺、有效成分的分离提取以及其他与流体处理有关的行业，如污水处理、水净化等方面，是一种利用高频电场对流体进行各种处理或预处理的装置。本发明处理室可适用于各种不同的电场源，包括脉冲电场、高频电场等。

背景技术

目前所设计的利用高频电场的处理室，绝大部分只能在实验室中使用，远未达到工业应用的程度，主要有如下问题有待解决：处理室内供液体流过的截面面积过小，处理室内存在电场分布不均匀的问题，在处理室内，电极形状等因素的影响使两电极之间各个局部的电场强度相差甚远，这将导致两方面不良的效果：其一，电场强度过高的局部可能产生电弧放电；其二，电场强度过低的局部可能达不到名义电场强度的处理效果。

例如目前所通用的一种处理室(如图2去除金属导体或导线后的视图所示)，它的处理室腔体是由两根分别与高频电源的两极连接的金属空心管1和设于两根金属空心管连接处之间的绝缘体隔离环2组成，其电场分布情况如图4所示，从图中可以看出，电场在处理室管壁两侧较为密集，表示在靠近管壁处电场强度最大，随着远离管壁，在管的中心处等势线迅速稀疏，随着管直径的增大这种效应更加明显，相反流体在管中心的流速是最大的，因此这样的电场分布较难达到理想的流体处理效果，从而限制处理室及其高频电场设备在工业化的应用。

而为了改变上段所述处理室存在的问题，专利号为200410011305.9的中国发明专利公开了一种高压脉冲电场处理装置，其改进之处在于：在两个金属空心管管内、对应于绝缘体隔离环处还架设有一径向尺寸小于绝缘体隔离环的绝缘体芯棒。通过该改进，流体可沿靠近管壁的狭缝流过两极交界处的处理部位，可避免管中心等势线稀疏、流体流速却最大而导致的处理效果差的问题，使流体仅沿电场强度最大的贴近管壁处流过，达到较好的处理效果。但这样做却使得可供液体流过的截面面积减小，流体流经的狭缝仅在毫米数量级范围，使液体所通过的狭缝尺寸受到一定程度的限制，导致流体流通量大大减少。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种用于高频电场流体处理设备的处理室，它不仅大大提高了物料通过量(样液可从任意大管径中通过，而不是狭缝)，而且使电场分布更加均匀，样液处理速度快、效率高、效果好，有利于高频电场处理技术在各个领域进入工业化应用。

本发明的技术方案是这样构成的，它包括由两根金属空心管和绝缘体隔离环组成的处理室腔体，绝缘体隔离环设于两根金属空心管的连接处之间，其特征在于：两个金属空心管分别与高频电源的两极连接，在两个金属空心管管内、与绝缘体隔离环相邻的部位分别连接有至少一根金属导体或导线。

较之已有技术而言，本发明通过在处理室的空心管中增加金属导线或导体，使得处理室中的电场等势线分布变得更加密集和均衡，因而使处理室空心管管径的大小不再受到限制，不仅大大提高了物料通过量，而且使电场分布更加均匀，样液处理速度快、效率高、效果好，有利于高频电场技术进入工业化应用。

上述技术方案中，所述金属导体或导线可通过端部与金属空心管焊接在一起，金属导体或导线的数目可以随着金属空心管孔径的增大而增加。

为了使电场等势线分布更加密集和均衡，所述金属导体或导线最好垂直于金属空心管的轴线。当然，在较小角度范围内的适当倾斜对于处理室的电场等势线的分布均衡性和密集性不会产生很大影响。

当处理的流体为食品时，为了防止锈蚀，上述金属空心管和金属导体或导线最好由不锈钢材料或对食品安全无威胁的贵金属材料(如金箔等)制成。

位于两个金属空心管内的金属导体或导线可根据场强分布需要而相互平行、或者呈一定夹角设置。

附图说明

图1是本发明的一种样液处理流程图(可根据高频电场应用于不同领域而有所不同)。

图2是本发明处理室示意图。

图3是图2的侧视图。

图4是现有的处理室中空心管内没有外加金属导体或导线的电场等势图。

图5是本发明处理室空心管内有一对平行金属导体或导线时的电场等势图。

图6是本发明处理室空心管内有三对平行金属导体或导线时的电场等势图。

图7是本发明处理室空心管内有五对平行金属导体或导线时的电场等势图。

图8是现有的处理室中空心管内没有外加金属导体或导线的场强分布图。

图9是本发明处理室空心管内有五对平行金属导体或导线时的场强分布图。

图10表示改进前后管内横截面不同位置的细菌相对存活率。