[发明专利]一种多级感应式连续流磁电加工装置及其应用

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种基于交变感应电压的多级感应式连续流磁电加工装置及其应用，例如在食品加工、天然物质改性或提取等领域的应用。

背景技术

食品和农产品原辅料加工装置实际上是一种能为天然有机高分子化合物的化学和生物反应提供适宜反应条件，并且在某一操作参数下可将原料转化成特定产品并改善其品质的系统装备，技术可广泛应用于化工、生物、食品和医药行业。电场在食品和农产品加工中的应用主要是高压脉冲电场装置，它可实现对液态食品中微生物的杀灭，以及对酶的钝化，另外还有大量有关功能性成分的高效提取和对组分影响的研究。高压脉冲电场技术的加工因素主要有电场强度、处理时间、脉冲频率、脉冲宽度、脉冲形状、样品流速、初始温度、电极形态等。但是该技术采用的是充电电极来处理样品，容易造成极板间的离子极化，以及电极材料物质的渗出。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种多级感应式连续流磁电加工装置及其应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

在一些实施例中提供了一种多级感应式连续流磁电加工装置，其包括：

两级以上感应单元，其中每一级感应单元包括：

一闭合铁芯，

一初级线圈，绕制于所述闭合铁芯一侧，

一次级线圈，绕制于所述闭合铁芯另一侧并设于一感应电压腔体内，所述次级线圈包括可供作为料液流通的绝缘管路，所述绝缘管路两端从所述感应电压腔体内露出并分别作为进料口和出料口；

高频电源，与该两级以上感应单元中的初级线圈并联连接并向各初级线圈提供激励电压；

以及，料液容器，与该两级以上感应单元中的绝缘管路串联而形成料液循环回路。

在一些较为优选的实施例中，所述高频电源能够发出频率范围为20kHz～200kHz的正弦波或脉冲波，信号电压为0～10kV，输出功率为0～20kW，脉冲波占空比为5％～90％。

在一些较为优选的实施例中，所述闭合铁芯采用由铁氧体材料组成的闭合铁芯，其工作频率范围为20kHz～200kHz。

在一些较为优选的实施例中，绕制于同一闭合铁芯上的初级线圈与次级线圈的匝数之比为1～100：2～3。

进一步的，所述初级线圈的材料至少选自铜，但不限于此。

较为优选的，所述初级线圈的匝数为100～1000；

进一步的，所述绝缘管路的材料至少选自玻璃弹簧，但不限于此。

较为优选的，所述次级线圈的匝数为20～30。

在一些较为优选的实施例中，所述加工装置还包括用以调整所述料液温度的温控单元。

较为优选的，所述温控单元包括可供恒温循环溶液流通的恒温夹套层，所述恒温夹套层设于所述感应电压腔体内并包裹所述绝缘管路，并且所述恒温夹套层还经分布于所述感应电压腔体上的恒温循环浴进口和恒温循环浴出口与恒温循环浴连通。

较为优选的，所述温控单元包括恒温浴，所述料液容器被置于所述恒温浴内。

较为优选的，在所述料液循环回路内料液温度为-20～130℃。

在一些较为优选的实施例中，至少一恒温循环浴与至少两个恒温夹套层串联设置形成一恒温循环回路。

在一些较为优选的实施例中，所述感应电压腔体长度小于或等于500mm。

在一些较为优选的实施例中，用以连通相邻两个感应单元内绝缘管路的硅胶管长度小于20cm。

在一些较为优选的实施例中，所述加工装置还包括用于驱使料液体在所述料液循环回路内循环流动的装置。

较为优选的，所述料液循环回路内料液的流速为50μL/s～500mL/s。

较为优选的，所述高频电源的额定功率P₀≥P₁+P₂+···+P_n，其中P₁是第一级感应单元的输入功率，P₂是第二级感应单元的输入功率，P_n是第n级感应单元的输入功率，P_n＝U_P×I_P＝(U_P/Z_P)×U_P，其中，U_P是高频电源输出电压，Z_P是单级初级线圈在工作频率下的阻抗，I_P是单级初级线圈电流，n即为所述加工装置的最大感应单元数。