Устройство для инактивации микрофлоры молока ультрафиолетовым излучением Советский патент 1992 года по МПК A23L3/28 

ел

С

Изобретение относится к пищевой про- Мышленности для стерилизации молока, рассола, сиропа и других жидких сред. В устройстве ротор состоит из двух цилиндров разного диаметра, расположенных коакси- ально (соосно один в другом), причем внешний цилиндр выполнен из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, например кварцевого стекла. Источники ультрафиолетового излучения установлены вокруг внешнего цилиндра. Ротор вращается со скоростью, достаточной для центробежного разделения бактерий и компонентов молока. Под действием центробежных сил бактерии, как наиболее плотные частицы, располагаются на внутренней поверхности кварцевого цилиндра и временно образуют тонкий слой, который только и подвергается ультрафиолетовому облучению, при котором погибают все виды бактерий, в том числе и споровые. 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к стерилизации жидких дисперсных сред ультрафиолетовым излучением, и может быть использовано при нетепловой обработке молока.

Цель изобретения - повышение эффективности инактивации микроорганизмов и уменьшение воздействия излучения на компоненты обрабатываемой среды, например молока.

На чертеже представлено устройство для инактивации микрофлоры молока УФ- иэлучением, общий вид.

Устройство выполнено на базе молочного сепаратора типа ОСТ-3 и состоит из ротора 1, закрепленного на вертикальном валу 2. Ротор 1 состоит из двух соосных цилиндров внешнего 3, изготовленного из кварцевого стекла, и внутреннего 4, выполненного,например, из нержавеющей стали. В центральной части ротора установлен цилиндр 5 малого диаметра (полный вал), предназначенный для подачи молока в рабочую камеру барабана 7 через впускные отверстия 13, в верхней части которой имеются отверстия 8, предназначенные для отвода обработанного молока через патрубок 9. По периферии ротора на кожухе 11 установлены ультрафиолетовые лампы 10.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость (молоко) принудительно через вертикальный входной патрубок 12 подается через отверстия 13 в рабочую полость (камеру) 7 ротора центрифуги 1. При вращении ротора 1 под действием центробежных сил бактерии, находящиеся в дисперсной среде и имеюVJ

N) Ю N О

ю

щие плотность большую, чем плотность этой среды, перемещаются от центра к пе- реферии и располагаются тонким слоем (толщина слоя определяется поперечными размерами бактерий) на внутренней повер- хности внешнего кварцевого цилиндра. Этот слой первым облучается УФ-лампами 10. Обрабатываемое молоко, проходя принудительно снизу вверх по внутренней полости 7, образованной цилиндрами 3 и 4, далее через отверстие 8 и патрубок 9, поступает в соответствующий приемник. Кожух 11 служит корпусом устройства и защитным экраном от ультрафиолетового облучения.

Для полной инактивации микроорганизмов молока требуется УФ-облучение с энергетической экспозицией Не (210- 250) Дж/м2. При применении, например, бактерицидных УФ-ламп типа БУВ-30 вре- мя облучения составляет 20 с, а параметры центрифуги, обеспечивающие полную инактивацию, следующие:

Dv 0,295 м-внешний диаметр внутреннего цилиндра 4;

Ri D1;

D2 ,335 м-внутренний диаметр внешнего цилиндра 3;

h 0,02 м-толщина слоя молока (макси- мальный путь перемещения бактерий);

Н 0,34 м-высота цилиндров;

п - 6500 об/мин (108,3 об/с) - число оборотов ротора центрифуги;

г 0,5 мкм (5-10 м) - минимальный размер бактерий;

р& 1062 кг/м - плотность бактерий;

РМ - 1032 кг/м3 - плотность молока;

/г 2 Па -с - среднее значение динамической вязкости молока.

Расчет параметров производится по следующим формулам;

v 8,77 -n2-Ri -(ре-рмУ/г. (1)

где v - скорость перемещения бактерий под действием центробежных сил, м/с;

t-

V

(2)

0 5

0

5

0

5

0

5

где t - время перемещения бактерий от стенки внутреннего цилиндра до зоны облучения.

С учетом необходимого времени облучения для полной инактивации и времени перемещения самых малых бактерий на расстояние h суммарное время пребывания молока в роторе центрифуги составляет 5,8 мин, а производительность, устройства с указанными параметрами равна 72 кг/ч. Производительность устройства можно повысить, увеличив число оборотов центрифуги до п 12000 об/мин, а размеры - до значений DI 0,315 м, Da 0,325 м, Н 0,5 м. В этом случае производительность будет равной 1090 кг/ч.

Повышение эффективности инактивации в предлагаемом устройстве обеспечивается тем, что облучению подвергаются полностью все микроорганизмы молока без экранировки их другими компонентами, а уменьшение воздействия УФ-излучения на компоненты достигается вследствие малой глубины его проникновения в молоко (всего 0,1 мм). При этом облучению подвергается объем, составляющий 0,53% от общего объема обрабатываемого молока.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для инактивации микрофлоры молока ультрафиолетовым излучением, содержащее вертикально установленный корпус с патрубками ввода и вывода молока, полый вал, соосно смонтированный внутри корпуса, ротор, образованный двумя цилиндрами, и источник ультрафиолетового излучения,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности инактивации микроорганизмов и уменьшения воздействия на компоненты молока, цилиндры ротора расположены коаксиально, причем внешний цилиндр изготовлен из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, а источник излучения установлен с внешней стороны ротора.