Устройство для обеззараживания и нагрева водных сред Советский патент 1985 года по МПК A61L2/12 

Изобретение относится к области медицины, в частности микробиологии, и может найти применение в микробиологической, фармацевтической и пищевой промьшшенности.

Известно устройство для пастеризации и стерилизации жидких, вязких и порционных продуктов, состоящее из преобразователя типа волны, волновода и трубопровода из радиопрозрачного материала с образованием между ними зазора для циркуляции поглощающей буферной жидкости l .

Недостатком устройства являются значительные тепловые потери в буфер ную. жидкость, возрастающие с увеличением газонаполнения облучаемой водной среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для СВЧ-обеззараживания и нагрева водных сред, которое включает СВЧ-генератор, прямоугольньй волновод с фланцами, цилиндрическую трубку из радиопрозрачного материала, пересекающую широкие стенки волновода, образующие устройство проходного типа, ,концевую согласованную поглощающую нагрузку квазирезонаторного типа Y .

Прямоугольный волновод с фланцами и цилиндрической трубкой, по которой протекает облучаемая водная среда, расположен между СВЧ-генератором и концевойсогласованной нагрузкой КСН) и представляет собой СВЧ-устройетво проходного типа, обеспечивая облучение водных сред в широком диапазоне их диэлектрических характеристик, в том числе и при значительном содержании в водной среде парогазовой фазы. Вся избыточная СВЧ-энергия ассимилируется КСН.

Недостатком известного устройства является низкий КПД поглощения СВЧ-энергии в зоне обеззараживания, уменьшающийся с увеличением содержания газа или парогазовой фазы в водной среде, что приводит к излишним затратам энергии. .Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение производительности при СВЧ-обработке водных сред, в том числе сред, содержащих парогазовую фазу.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обеззараживания и нагрева водных сред, включающем

СВЧ-генератор, прямоугольный РОЛНОвод с фланцами, трубку из радиопрозрачного материала, расположенную под углом 30-45 к широкой стенке волновода, концевую согласованную поглощающую нагрузку квазирезинаторного типа, трубка в сечении имеет плос.кую форму и установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны, имеет высоту равную 0,12-0,14 длины волны, а ширину, равную 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода.

На чертеже изображена цредложен.ная плоская трубка из радиопрозрачного материала.

Трубка 1 расположена, в прямоугольном волноводе 2 под углом 30-45 к его широкой стенке. В запредельной части проходного устройства 3 в трубку вмонтирован штуцер 4 для.подвода обрабатываемой водной среды.

Предлагаемое устройство работает следукнцим образом.

Объект обработки - водная среда, зараженная набором микроорганизмов (например, с плотностью 500000 мт/млу подается через штуцер 4 в плоскую трубку, 1,, пересекающую широкие стенки волновода 2, в зону СВЧ-облучения. При этом рабочая часть трубки 1 с облучаемой водной средой расположена в области максимума электрической составляющей электромагнитно- го поля, причем ширина плоской трубки, равная 0,26-0,45 размера широкой стенки волновода, соответствует максимальной плоскости электрических силовых линий.

В табл. 1 представлены экспериментальные данные изменения технологических параметров устройства при изменении размеров плоской трубки при подводимой СВЧ мощности I кВт (КСВН - коэффициент стоячей волны напряжения .

Из табл. 1 видно, что уменьшение высоты ниже 0,12 и ширины ниже 0,26а приводит к повышению температуры обеззараживания до 75-80 С, потерь в КСН до 10-12%, увеличению КСВН до 2,8-3,0 единиц, снижению производительности до 0,17-0,20 л/мин

Увеличение высоты трубки более 0,14 и ширины выше 0,45а приводит к улучшению согласования (КСВН 2,0-2,1) повышению КПД до 87%, исключению потерь в КСН пои высокой производительности 0,23-0,24 л/мин, но при повышается температура обеззараживания до 75-80°С. Таким образом, при оптимальных размерах трубки в пределах указанного интервала отмечается наилучший обеззараживающий эффект при наименьшей температуре 70 С, наибол высоком КПД и минимальных энергетических потерях. Эти параметры обеспечивают более эффективное проведение процесса 9 .Л обеззараживания водной среды в проходном устройстве, оснащенном плоской трубкой, по сравнению с результатом, достигаемым в устройстве, содержащем трубку цилиндрической формы (см.табл. 2). Технологические характеристики прототипа и предлагаемого устройстна при СВЧ-обработке воды, содержащей 10 - 12% газовой фазы (мощность СВЧ излучения 1000Вт), представлены в табл. 2. Таблица

cs 10 o o

о

vO

о

о о

о 00

о

U-I

CM

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И НАГРЕВА ВОДНЫХ СРЕД, включающее СВЧ-генератор, прямоугольный волновод с фланцами, трубку из радио- . прозрачного материала, расположенную под углом 30-45 к широкой стенке «волновода, концевую согласованную поглощающую нагрузку Лвазирезонаторного типа, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения производительности устройства при СВЧ-обработке водных сред, в том числе сред, содержащих парогазовую фазу, трубка в сечении имеет плоскую форму и установлена широкой стороной к направлению распространения электромагнитной волны, имеет высоту, равную 0,12-0,14 длины волны, а ширину, равную 0,26-0,45 раз(Л мера широкой стенки волновода.

го

о CV1 00 о

- „го

со

vO

ЧО

о о

о о

о - г -

го

-. - in

r

m

r

cs in

vO

in

о

о in

о

4D