一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明特別涉及一種基于交變感應電壓的多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置及其應用，例如在食品加工、天然物質(zhì)改性或提取等領域的應用。
【背景技術】
[0002]食品和農(nóng)產(chǎn)品原輔料加工裝置實際上是一種能為天然有機高分子化合物的化學和生物反應提供適宜反應條件，并且在某一操作參數(shù)下可將原料轉化成特定產(chǎn)品并改善其品質(zhì)的系統(tǒng)裝備，技術可廣泛應用于化工、生物、食品和醫(yī)藥行業(yè)。電場在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應用主要是高壓脈沖電場裝置，它可實現(xiàn)對液態(tài)食品中微生物的殺滅，以及對酶的鈍化，另外還有大量有關功能性成分的高效提取和對組分影響的研究。高壓脈沖電場技術的加工因素主要有電場強度、處理時間、脈沖頻率、脈沖寬度、脈沖形狀、樣品流速、初始溫度、電極形態(tài)等。但是該技術采用的是充電電極來處理樣品，容易造成極板間的離子極化，以及電極材料物質(zhì)的滲出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置及其應用。
[0004]為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括:
[0005]在一些實施例中提供了一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置，其包括:
[0006]兩級以上感應單元，其中每一級感應單元包括:
[0007]一閉合鐵芯，
[0008]—初級線圈，繞制于所述閉合鐵芯一側，
[0009]—次級線圈，繞制于所述閉合鐵芯另一側并設于一感應電壓腔體內(nèi)，所述次級線圈包括可供作為料液流通的絕緣管路，所述絕緣管路兩端從所述感應電壓腔體內(nèi)露出并分別作為進料口和出料口；
[0010]高頻電源，與該兩級以上感應單元中的初級線圈并聯(lián)連接并向各初級線圈提供激勵電壓；
[0011]以及，料液容器，與該兩級以上感應單元中的絕緣管路串聯(lián)而形成料液循環(huán)回路。
[0012]在一些較為優(yōu)選的實施例中，所述高頻電源能夠發(fā)出頻率范圍為20kHz?200kHz的正弦波或脈沖波，信號電壓為0?10kV，輸出功率為0?20kW，脈沖波占空比為5%?90%。
[0013]在一些較為優(yōu)選的實施例中，所述閉合鐵芯采用由鐵氧體材料組成的閉合鐵芯，其工作頻率范圍為20kHz?200kHz。
[0014]在一些較為優(yōu)選的實施例中，繞制于同一閉合鐵芯上的初級線圈與次級線圈的匝數(shù)之比為1?100:2?3。
[0015]進一步的，所述初級線圈的材料至少選自銅，但不限于此。
[0016]較為優(yōu)選的，所述初級線圈的匝數(shù)為100?1000 ；
[0017]進一步的，所述絕緣管路的材料至少選自玻璃彈簧，但不限于此。
[0018]較為優(yōu)選的，所述次級線圈的匝數(shù)為20?30。
[0019]在一些較為優(yōu)選的實施例中，所述加工裝置還包括用以調(diào)整所述料液溫度的溫控單元。
[0020]較為優(yōu)選的，所述溫控單元包括可供恒溫循環(huán)溶液流通的恒溫夾套層，所述恒溫夾套層設于所述感應電壓腔體內(nèi)并包裹所述絕緣管路，并且所述恒溫夾套層還經(jīng)分布于所述感應電壓腔體上的恒溫循環(huán)浴進口和恒溫循環(huán)浴出口與恒溫循環(huán)浴連通。
[0021]較為優(yōu)選的，所述溫控單元包括恒溫浴，所述料液容器被置于所述恒溫浴內(nèi)。
[0022]較為優(yōu)選的，在所述料液循環(huán)回路內(nèi)料液溫度為-20?130°C。
[0023]在一些較為優(yōu)選的實施例中，至少一恒溫循環(huán)浴與至少兩個恒溫夾套層串聯(lián)設置形成一恒溫循環(huán)回路。
[0024]在一些較為優(yōu)選的實施例中，所述感應電壓腔體長度小于或等于500mm。
[0025]在一些較為優(yōu)選的實施例中，用以連通相鄰兩個感應單元內(nèi)絕緣管路的硅膠管長度小于20cm。
[0026]在一些較為優(yōu)選的實施例中，所述加工裝置還包括用于驅(qū)使料液體在所述料液循環(huán)回路內(nèi)循環(huán)流動的裝置。
[0027]較為優(yōu)選的，所述料液循環(huán)回路內(nèi)料液的流速為50 μ L/s?500mL/s。
[0028]較為優(yōu)選的，所述高頻電源的額定功率P0PAV...+Pn，其中Pi是第一級感應單元的輸入功率，P2是第二級感應單元的輸入功率，P n是第η級感應單元的輸入功率，Ρ η=UPXIP= (U p/Zp) XUP，其中，UP是高頻電源輸出電壓，ZP是單級初級線圈在工作頻率下的阻抗，IP是單級初級線圈電流，η即為所述加工裝置的最大感應單元數(shù)。
[0029]在一些實施例中還提供了所述多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置在天然高分子原料的高效水解和/或改性、天然產(chǎn)物輔助提取或改善液態(tài)食品品質(zhì)中的應用。
[0030]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括:
[0031]1.本發(fā)明多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置操作條件更為豐富，包括激勵電壓強度、激勵信號種類、信號頻率、加工溫度、溶液流速，尤其因為料液溶液中的交變電壓來源于感應的方法，故可不采用通電的極板或電極，即無電極或極板直接與料液接觸，可避免電極或極板表面的離子極化和電化學反應，同時料液以流動方式進行多級連續(xù)加工，具有高效和快速的優(yōu)點；
[0032]2.本發(fā)明多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置操作簡單、方便，大大節(jié)約了人力，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明一典型實施方案之中一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置的結構示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明一典型實施方案之中一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置的感應電壓腔體結構示意圖；
[0035]圖3是本發(fā)明一典型實施方案之中一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置的感應單元結構示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明一典型實施方案之中一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置的等效電路原理圖。
[0037]附圖標記說明:100—加工裝置鏈，101—尚頻電源，102—丨旦溫循環(huán)浴，103—鐵氧體閉合鐵芯，104—初級線圈，105—硅膠管，106—栗，107—恒溫浴鍋，108—料液容器，200—感應電壓腔體，201—玻璃彈簧，202—恒溫夾套層，203—料液進口，204—料液出口，205—恒溫循環(huán)浴進口，206—恒溫循環(huán)浴出口，300—感應單元，400—裝置加工等效電路圖。
【具體實施方式】
[0038]鑒于現(xiàn)有技術中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術方案。如下將對該技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。
[0039]本發(fā)明的一個方面涉及了一種多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置，其包括:
[0040]兩級以上感應單元，其中每一級感應單元包括:
[0041]一閉合鐵芯103，
[0042]—初級線圈104，繞制于所述閉合鐵芯103 —側，
[0043]一次級線圈，繞制于所述閉合鐵芯103另一側并設于一感應電壓腔體200內(nèi)，所述次級線圈包括可供作為料液流通的絕緣管路，所述絕緣管路兩端從所述感應電壓腔體200內(nèi)露出并分別作為進料口和出料口；
[0044]高頻電源101，與該兩級以上感應單元中的初級線圈104并聯(lián)連接并向各初級線圈104提供激勵電壓；
[0045]以及，料液容器108，與該兩級以上感應單元中的絕緣管路串聯(lián)而形成料液循環(huán)回路。
[0046]在所述多級感應式連續(xù)流磁電加工裝置工作時，是以加工料液作為多個變壓器次級線圈的導體且以絕緣管路作為支撐物。高頻電源101發(fā)出的信號激勵初級線圈104，則會在閉合鐵芯103中生產(chǎn)相應變化規(guī)律的交變磁通。最終，在料液作為次級線圈導體的回路體系中生產(chǎn)交變感應電壓，且料液在料液循環(huán)回路體系中保持循環(huán)流動并完成加工處理。
[0047]更為具體的講，本發(fā)明的原理大致如下:
[0048]變壓器屬于電能-磁能-電能轉換設備，對單相變壓器的初級線圈(匝數(shù)Np)施加交變激勵電壓Up，則會在鐵芯中生產(chǎn)相應變化規(guī)律的磁通，其數(shù)值正比于線圈匝數(shù)，該電磁感應原理來源于安