БЫТОВОЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СТЕРИЛИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК A61L2/10 

Изобретение относится к стерилизации посуды при консервировании продуктов, в частности к устройствам ультрафиолетовой (УФ) стерилизации и инактивации микроорганизмов, в том числе к устройствам УФ-стерилизации посуды в условиях домашнего консервирования.

Известны устройства обеззараживания, в которых используется УФ-излучение в спектральном диапазоне 240-280 нм для глубокого обеззараживания (плотность лучистой энергии до 15 мДж/см²), для разложения микроорганизмов (плотность лучистой энергии до 40 мДж/см²) и для уничтожения кишечных палочек (плотность лучистой энергии до 75 мДж/см²).

В качестве источника УФ-излучения в этих устройствах используются ртутные лампы с преимущественным излучением на длине волны 254 нм. Высокая эффективность в УФ-области спектра излучения и простое устройство питания являются достаточным основанием для их использования. Указанное УФ-излучение обеспечивает высокую надежность стерилизации и не вызывает никаких отрицательных побочных явлений.

Известно устройство, в котором дополнительно к УФ-излучению ртутной лампы обезвреживаемый предмет помещается в окислительную среду, губительную для инфекционных микроорганизмов.

Известно устройство для стерилизации питьевой посуды, в котором при размещении прямого стакана ниже источника излучения с помощью специальной оптической системы одновременно облучаются наружная и внутренняя поверхности.

Недостатком этих устройств является возможность разгерметизации колбы ртутной лампы и образование озона в окружающей среде. В этом случае пары ртути через фольговые вводы лампы, микротрещины, образующиеся в процессе старения лампы, или же при случайном разрушении колбы лампы могут оседать на поверхности обеззараживаемой посуды и впоследствии попадать внутрь организма человека, что недопустимо. Озон, также оказывающий вредное влияние на человека и образующийся при воздействии УФ-излучения ( λ≅280 нм) на воздух, требует выполнения работ по стерилизации в хорошо проветриваемом помещении, что не всегда в домашних условиях выполнимо.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик бытового стерилизатора, повышения надежности процесса стерилизации.

Цель достигается тем, что в качестве источника УФ-излучения бытового стерилизатора используется экологически чистая импульсная газоразрядная лампа, которая в процессе стерилизации заключается в герметичный объем, что препятствует поступлению озона в окружающую среду.

Так как в условиях домашнего консервирования обычно используется посуда в виде стеклянных банок, то для большей эффективности стерилизации, а также исключения необлученных участков поверхности банки, предлагается импульсную лампу размещать внутри обеззараживаемой банки. С точки зрения электробезопасности наиболее целесообразно использовать V-образную форму лампы, так как в этом случае токоподводы к лампе легко разместить внутри корпуса стерилизатора.

Наиболее эффективным для инактивации клеток микроорганизмов является излучение с длиной волны короче 280 нм. Поэтому в качестве наполнения импульсной лампы предлагается использовать смесь инертных газов Xe-Ar с содержанием Ar 30-60% и начальном давлении наполнения смеси 10-100 мм рт.ст. В этом случае при удельной электрической мощности разряда Р 0,5 мВт/см³ достигается наибольшая доля излучения в спектральной области короче 280 нм вплоть до 180 нм УФ-границы пропускания воздуха, и в вакууме до 160 нм УФ-границы пропускания кварцевой колбы лампы.

Кроме того, данный выбор наполнения позволяет использовать и достаточно простую схему питания лампы, что связано с облегченными условиями ее зажигания и отсутствием требований по включению дополнительной катушки индуктивности в разрядный контур лампы. Следует отметить, что при наполнении лампы чистым ксеноном (что традиционно для газоразрядных импульсных ламп) или включении лампы в более мягких режимах, излучение в требуемом диапазоне УФ-области спектра будет менее эффективным и в этом случае время стерилизации необходимо будет соответственно увеличивать.

Уменьшение образования озона и увеличение доли более жесткого УФ-излучения (вплоть до 160 нм), которое особенно губительно для микроорганизмов, т. е. увеличение эффективности стерилизации можно достичь путем разрежения воздуха в стерилизуемой банке.

На чертеже схематично представлен пример конструктивного исполнения бытового стерилизатора.

В стерилизаторе 1 - импульсная V-образная лампа, наполненная смесью газов Xe-Ar (70% + 30%) при начальном давлении наполнения 100 мм рт.ст., с длиной разрядного промежутка 100 мм, расстоянием между осями электродных узлов 25 мм, внутренним диаметром колбы 5 мм и материалом колбы - кварцевое стекло марки КУ; 2 - стерилизуемая стеклянная банка емкостью 0,25-3 л и диаметром горловины не менее 30 мм, обеспечивающей размещение баллона разрядной части V-образной лампы 1 внутри банки; 3 - блок питания импульсной лампы 1, обеспечивающий удельную электрическую мощность разряда в лампе Р 0,5 мВт/см³ и требуемую частоту повторения импульсов разряда (в конкретном устройстве эта частота устанавливается до 2 Гц, что позволяет проводить стерилизацию банки за время, не превышающее 1 мин); 4 - корпус стерилизатора, на верхней поверхности которого устанавливается стерилизуемая банка 2 и закреплена V-образная лампа 1 с токоподводами к электродным узлам размещенными во внутреннем объеме корпуса, где также установлен и блок питания лампы 3; 5 - крышка корпуса, герметично подсоединяемая к корпусу 4, экранирующая излучение газоразрядной лампы 1 и препятствующая появлению озона в окружающей среде; в другом варианте стерилизатора герметично с корпусом 4 устанавливается непосредственно стерилизуемая стеклянная банка 2, что также препятствует образованию озона в окружающей среде; 6 - герметизирующая прокладка между крышкой 5 и корпусом 4; в другом варианте стерилизатора герметизиpующая прокладка 7 устанавливается между горловиной стерилизуемой банки 2 и корпусом 4. Разгерметизацию крышки 5 или стерилизуемой банки 2 после окончания процесса стерилизации выполняют через 5 мин, что необходимо для снижения концентрации озона до безопасного уровня.

Использование: в быту, в частности стерилизация посуды при консервировании продуктов. Сущность изобретения: стерилизатор содержит корпус с крышкой, источник УФ-излучения с блоком питания, опору для размещения обрабатываемой посуды, расположенную на корпусе. Источник УФ-излучения представляет собой импульсную газоразрядную лампу V -образной формы и расположен в центре опоры. Опора имеет элемент для герметизации посуды при обработке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. БЫТОВОЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СТЕРИЛИЗАТОР преимущественно для стерилизации стеклянных банок в условиях домашнего консервирования, содержащий источник УФ-излучения с блоком питания, корпус с крышкой, опору для размещения обрабатываемой банки, отличающийся тем, что источник УФ-излучения выполнен в виде V-образной импульсной газоразрядной лампы, опора для банки расположена на корпусе, а источник УФ-излучения - в центре опоры так, что при установке банки на опору баллон газоразрядной лампы располагается внутри банки, при этом крышка выполнена экранирующей УФ-излучение, а опора снабжена элементом для герметизации банки. 2. Стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что баллон газоразрядной лампы наполнен смесью He-Ar с содержанием 30 - 60% и начальным давлением смеси 10 - 200 мм рт.ст. 3. Стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для создания разрежения в обрабатываемой банке.