專利名稱：一種共同作用式食品生化處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶超聲波的可調旋轉式放電設備，可用于食品、生物、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等領域中的高能量狀態(tài)的瞬時消毒殺菌處理和物料的分離與提取設備；低能量狀態(tài)的生物基因提取與誘導融合處理，特殊功能的生物發(fā)酵裝置；以及廢水處理過程的裝備配套的放電設備，屬于食品、生物、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等領域的加工設備。
背景技術：
本發(fā)明作出以前，在已有技術中，食品、生化等領域的此類功能的放電設備通常是采用在罐體上安裝罐蓋，空心軸安裝在罐蓋上，正負電極固定在空心軸上。電脈沖放電和超聲波各自為單獨的裝置，無電脈沖放電和超聲波的共同作用的設備。由于電脈沖放電采用固定電極，間隙大、不能調整，從而不能保證對不同物理特性的物料都能產生放電作用；電極不能旋轉，主放電通道和無數(shù)個弱放電通道產生的能量不均，物料各部分的作用效果不均；結構上，物料中有放電作用死角；使用上，不能或不方便物料的分離與提取；同時，安裝、維修、清洗麻煩。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，能通過調節(jié)正負電極的間隙，對不同物理特性的物料實現(xiàn)常壓或低壓下脈沖放電；電極旋轉，改變主放電通道和弱放電通道的位置，物料各部分的所受能量均勻，所受作用的效果均勻；電脈沖放電和超聲波的共同作用；具有放電時間短，作用能量大，消毒殺菌效果好、結構緊湊、使用方便等特點。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明主要采用罐蓋16安裝在罐體18上，空心軸3固定在罐蓋16上，其特征是采用玻璃罩6安裝在罐蓋16上，圓盤形動電極1連接空心軸3，密封套28、小隔套27及電刷正極14分別安裝在空心軸3上，動電極底板29與動電極1連接，定電極組件安裝在罐體18內，動電極旋轉機構固定在空心軸3上端，超聲波裝置安裝在罐體18上。
本發(fā)明定電極組件由圓盤形定電極2、墊盤30、導線管32、密封套25、大隔套26組成，定電極2導線穿過密封套25，再穿過導線管32后引出，導線管32及導線采用密封套25壓緊，大隔套26固定在墊盤30上。
本發(fā)明動電極旋轉機構由步進電機10、齒形帶帶輪11、齒形帶8、花鍵軸9、止推軸承12組成，齒形帶帶輪11分別連接在花鍵軸9及步進電機10上，齒形帶8連接齒形帶帶輪11，花鍵軸9采用軸承12支撐。
本發(fā)明超聲波裝置由超聲波發(fā)生器21、殼體20、彈性膜22、密封墊19、傳導液38、緩振墊45組成，超聲波發(fā)生器21與緩振墊45固定在殼體20上，殼體20與罐體18間夾有彈性膜22和密封墊19，傳導液38加在殼體20內。
本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明結構緊湊，合理，可用于食品、生物、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等領域中的高能量狀態(tài)的瞬時消毒殺菌處理和物料的分離與提取設備；低能量狀態(tài)的生物基因提取與誘導融合處理，特殊功能的生物發(fā)酵裝置；以及廢水處理過程的裝備配套的放電設備，能通過正負電極的小間隙和間隙可調，實現(xiàn)在常壓或低壓下通過對物料(如消毒殺菌等)脈沖放電；能與超聲波的聯(lián)合作用強化沖擊波空化殺菌作用，旋轉帶攪拌作用的動電極消除物料接受能量所產生效果的不均衡現(xiàn)象；罐體的結構和液位尺功能等消除了放電與超聲波的死角；由于放電時間短，脈沖頻率高，放電能量大，故殺菌等效果好、生產效率高，能耗低；溫升小，能保持食品的風味、滋味、品質。


圖1為本發(fā)明的結構主視圖；圖2為本發(fā)明的結構俯視圖；圖3為本發(fā)明空心軸結構的主視圖；圖4為本發(fā)明空心軸結構的后視圖；圖5為本發(fā)明定電極組件主視結構圖；圖6為本發(fā)明定電極組件A處放大圖；圖7為本發(fā)明定電極與導線連接結構圖；圖8為本發(fā)明動電極組件結構主視圖；
圖9為本發(fā)明動電極組件B處放大圖；圖10為本發(fā)明動電極與導線連接結構圖；圖11為本發(fā)明動電極與導線連接結構C-C放大圖；圖12為本發(fā)明超聲波裝置結構具體實施例方式下面本發(fā)明將結合附圖中的實施例作進一步描述本發(fā)明主要由1.動(正)電極、2.定(負)電極、3.空心尼龍軸、4.液位尺、5.觀察孔、6.玻璃罩、7.銷、8.齒形帶、9.花鍵軸、10.步進電機、11.齒形帶帶輪、12.止推軸承、13.帶座軸承、14.寬電刷正極、15.導線架、16.罐蓋、17.進口、18.罐體、19.密封墊、20.殼體、21.超聲波發(fā)生器、22.彈性膜、23.出口、24.接地極、25.小硅橡膠密封套、6.大隔套、27.小隔套、28.大硅橡膠密封套、29.動電極底板、30.墊盤、31.底液排放口、32.導線管、33.尼龍銷釘、34.裝配用工具、 35.罐體導向條、36.塞焊焊點、37.雙錐形孔、38.傳導液、39.堵塞螺釘、40.空心孔、41.腰形通、42.導線孔、43.銷孔、44.鍵槽、45.緩振墊等組成。
本發(fā)明采用罐蓋16固定在罐體18上，空心軸3安裝在罐蓋16上，并伸入罐體。動電極組件由動電極1、空心軸3、電刷正極14、導線架15、小隔套27、大硅橡膠密封套28組成。動(正)電極1靠鍵與空心尼龍軸3相連，可根據(jù)物料特性要求，選用各種高度不同的小隔套27來調整動電極之間的距離；小隔套27、大硅橡膠密封套28分別安裝在空心軸3上。大硅橡膠密封套28上有鍵槽孔和導線孔，動電極1的導線穿過大硅橡膠密封套28上的導線孔，再進入空心尼龍軸的空心孔40，大硅橡膠密封套28導線孔的作用是防止液體進入空心尼龍軸3的空心孔內；在空心孔內多根導線由導線架15合并，并單根引出后，穿出空心尼龍軸3與20～620mm寬的寬電刷正極14一起固定在空心尼龍軸上，作為正電極引入。動電極1采用1-20個。寬電刷正極14安裝在空心尼龍軸3上。動電極底板29與動電極1靠螺紋連接，其作用是夾緊空心尼龍軸3，使定電極2的最下一個與其在電極中部區(qū)域，產生放電，消除放電死角?？招哪猃堓S3靠兩個帶座軸承13固定在罐蓋16上。
本發(fā)明定電極組件由定(負)電極2、密封套25、大隔套26、墊盤30、導線管32、銷釘33組成。定(負)電極2導線穿過小硅橡膠密封套25后，再穿進三個導線管32的其中一個后引出；三個導線管及導線，由小硅橡膠密封套25壓緊密封，以防止液體進入導線管內。定電極2采用1-21個。根據(jù)物料特性要求，定電極間的距離由高度不同的大隔套26來調整。墊盤30由尼龍銷釘33與三個導線管32緊配合裝配。
本發(fā)明動、定電極的組合安裝在罐體18外，用裝配用具——裝配工具箍34同時完成定、動電極組件的組合裝配，然后，大隔套26上的凹槽沿兩個罐體導向條35共同裝入。
本發(fā)明動、定電極間隙調整定、動電極之間的等距離靠定電極組件中的空心尼龍軸3上下調整安裝實現(xiàn)，兩個帶座軸承13的緊定螺釘?shù)墓潭招哪猃堓S3，寬電刷正極14寬20～620mm，保證動、定電極之間的間隙在5～600mm之間。在花鍵軸9上的齒形帶帶輪11在花鍵軸9上可上下滑移，實現(xiàn)動、定電極間隙的調整要求。
本發(fā)明動電極的旋轉傳動結構由步進電機10、齒形帶帶輪11、花鍵軸9、齒形帶8、止推軸承12、銷7組成。步進電機10安裝在與罐體18連接的機架上，步進電機10上有齒形帶帶輪11，其轉動通過齒形帶8和花鍵軸9上齒形帶帶輪11傳遞到花鍵軸9上，齒形帶8連接齒形帶帶輪11，花鍵軸9與空心尼龍軸3靠兩個銷7連接，花鍵軸9由止推軸承12支撐，從而實現(xiàn)動電極旋轉。
本發(fā)明超聲波裝置由超聲波發(fā)生器21、殼體20、彈性膜22、密封墊19、傳導液38、螺釘39組成。超聲波發(fā)生器21與緩振墊45靠螺栓擰在殼體20上，殼體20與罐體18間夾著彈性膜22和密封墊19，靠螺釘安裝在罐體18上，然后，從堵塞螺釘39處加傳導液38至殼體22內，振動能量通過傳導液38、彈性膜22將能量輸入物料。
本發(fā)明罐體部分的結構罐體18上制有進口17、出口23、觀察孔5、底液排放口31等；超聲波部件安裝在罐體18的進口、出口一側，另一側安裝有液位尺4；罐體18內制有罐體導向槽35。罐體上部有罐蓋16，罐蓋16上有動電極安裝支架，用于安裝帶座軸承13和止推軸承12，用于罩住電極與旋轉部件的玻璃罩6安裝在罐蓋上16；罐體18的后側安裝步進電機10的機架；罐體18的底部引出接地極24。
本發(fā)明采用導線穿過定電極2上外圓柱面上的徑向孔，與定電極2用錫焊點36焊后兩面磨平。導線穿過動電極1上內孔面上的徑向孔，與動電極1用錫焊點36焊后兩面磨平；動電極1上制有均布的雙錐形孔37，雙錐形孔37起到攪拌物料的作用。
本發(fā)明空心尼龍軸中制有空心孔40，圓柱面上制有對面對錯位分布的穿動電極導線的腰形通孔41、與寬電刷正極相連的單根導線穿出的導線孔42、銷孔43和鍵槽44。
本發(fā)明中所述的大隔套26、大小硅橡密封套25、28、小隔套27的高度分別為5-600mm。
本發(fā)明中的動電極1有1-20個，定電極2有1-21個，動電極1、定電極2的形狀分別為圓形。
下面為本發(fā)明的工作原理液態(tài)原料的常壓或低壓下通過脈沖放電來殺菌，比高壓電場殺菌更具安全性和經濟性，其機理主要是電化學殺菌、沖擊波空化殺菌、電磁效應殺菌和局部熱殺菌等綜合作用的結果。電化學殺菌及沖擊波空化殺菌起主導作用。在液體中脈沖放電會形成1個主放電通道和無數(shù)個弱放電通道。在放電殺菌時主放電通道中心溫度極高，生物不能存活，但由于主放電通道區(qū)間極小，在測量處理液體溫度時發(fā)現(xiàn)，離主放電通道較近和較遠處的液體溫度相差較大，這說明放電時被處理液體沒有產生比較強烈的對流，因此放電殺菌的主要機理不是熱殺菌。
因此，要達到電化學殺菌及沖擊波空化殺菌起主導作用，必須有放電現(xiàn)象，無放電現(xiàn)象只起一點電化學殺菌作用。只有在正負電極間隙小的情況下，才能在常規(guī)或低電壓下產生放電，否則只能高壓放電，故采用小間隙。由于液態(tài)物料的特性(如導電性等)不同，需要調整正負電極的間隙，本設備的范圍在5～600mm。
低頻功率超聲波的主要特性在于沖擊波空化作用的機械和化學影響。所謂‘空化作用’是指當聲波在媒質中傳播時，若聲強足夠大，液體所受的負壓足夠強，媒質分子間的平均距離就會超過極限值，液體結構的完整性會遭到破壞并出現(xiàn)空穴。在空化氣泡激烈收縮和崩潰的瞬間，泡內可能出現(xiàn)幾百個大氣壓的高壓，以及數(shù)千度的高溫。空化時還伴隨強大的沖擊波(對均相液體)和速度達400km/s的射流(對非均相液體)。
因此，為強化沖擊波空化作用，附加了超聲波裝置。由于主放電通道的緣故(產生在正負電極間距最小的微觀尖峰處)，故要求正負電極表面光滑和平行度高，更好的措施是邊旋轉動電極邊放電，或無放電脈沖時旋轉一定角度再放電，均衡主放電通道和弱放電通道，并且旋轉帶攪拌作用的動電極能更好地消除物料接受能量所產生效果的不均衡現(xiàn)象，出料口高度和控制的進料高度，消除放電電極以外的死角及死角物料的混入已殺菌的物料。底液出口用于物料的分離與提取。
為達到不同功能下的最佳效果，其調整參數(shù)有脈沖寬度、脈沖間歇寬度、脈沖電壓和電流；正負電極的間隙、動電極的旋轉速度與轉停時間；超聲波的振幅與頻率；脈沖與超聲波各自的作用時間；由閥控制的進料高度與出料的數(shù)量(由液位尺觀察)。
權利要求
1.一種一種共同作用式食品生化處理設備，采用罐蓋(16)安裝在罐體(18)上，空心軸(3)固定在罐蓋(16)上，其特征是采用玻璃罩(6)安裝在罐蓋(16)上，動電極(1)連接空心軸(3)，密封套(28)、小隔套(27)及電刷正極(14)分別安裝在空心軸(3)上，動電極底板(29)與動電極(1)連接，定電極組件安裝在罐體(18)內，動電極旋轉機構安裝在空心軸(3)上端，超聲波裝置安裝在罐體(18)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的定電極組件由定電機(2)、墊盤(30)、導線管(32)、密封套(25)、大隔套(26)組成，定電極(2)導線穿過密封套(25)，再穿過導線管(32)后引出，導線管(32)及導線采用密封套(25)壓緊，大隔套(26)固定在墊盤(30)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的動電極旋轉機構由步進電機(10)、齒形帶帶輪(11)、齒形帶(8)、花鍵軸(9)及止推軸承(12)組成，齒形帶帶輪(11)分別連接在花鍵軸(9)及步進電極(10)上，齒形帶(8)連接齒形帶帶輪(11)，花鍵軸(9)采用軸承(12)支撐。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的動電極(1)上的導線穿過密封套(28)上的導線孔，并進入空心軸(3)上空心孔(40)內，由導線架(15)合并，并單根引出穿過空心軸(3)與寬電刷正極(14)固定在空心軸(3)上。
5.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的大隔套(26)、大小硅橡密封套(25、28)、小隔套(27)的高度分別為5-600mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的超聲波裝置由超聲波發(fā)生器(21)、殼體(20)、彈性膜(22)、密封墊(19)，傳導液(38)、緩振墊(45)組成，超聲波發(fā)生器(21)與緩振墊(45)固定在殼體(20)上，殼體(20)與罐體(18)間夾有彈性膜(22)和密封墊(19)，傳導液(38)加入在殼體(20)內。
7.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的動電極(1)采用1-20個，定電極(2)采用1-21個，其形狀分別為圓形。
8.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的動電極(1)上制有均勻分布的雙錐形孔(37)和磨平的塞焊焊點(36)。
9.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的空心軸(3)圓柱面上制有對面對錯位分布的穿動電極導線的腰形通孔(41)、與寬電刷正極相連的單根導線穿出的導線孔(42)、銷孔(43)和鍵槽(44)。
10.根據(jù)權利要求1所述的帶超聲波的可調旋轉式放電設備，其特征在于所述的罐體(18)上制有進口(17)、出口(23)、觀察孔(5)，底液排放孔(31)，及安裝液位尺(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種共同作用式食品生化處理設備，可用于食品、生物、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等領域中的高能量狀態(tài)的瞬時消毒殺菌處理和物料的分離與提取設備；低能量狀態(tài)的生物基因提取與誘導融合處理，特殊功能的生物發(fā)酵裝置；以及廢水處理過程的裝備配套的放電設備，屬于食品、生物、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等領域的加工設備。本設備能通過調節(jié)正負電極的間隙，對不同物理特性的物料實現(xiàn)常壓或低壓下脈沖放電；電極旋轉，改變主放電通道和弱放電通道的位置，物料各部分的所受能量均勻，所受作用的效果均勻；電脈沖放電和超聲波的共同作用；具有放電時間短，作用能量大，消毒殺菌效果好、結構緊湊、使用方便等特點。
文檔編號A61L2/02GK1623447SQ20041006601
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權日2004年12月9日
發(fā)明者章軍, 呂兵 申請人:江南大學