Установка для обработки сыпучих продуктов ультрафиолетовым излучением

Патент 2228120

Авторы

Классы МПК

Реферат

Изобретение относится к области обеззараживания сыпучих продуктов ультрафиолетовым (УФ) излучением и может быть использовано в пищевой, микробиологической и фармацевтической промышленности. Установка для обеззараживания сыпучих продуктов УФ-излучением содержит загрузочное и разгрузочные устройства, рабочий орган и УФ-лампы. Последние заключены в прозрачные для УФ-излучения чехлы и расположены внутри рабочего органа. УФ-лампы расположены параллельно друг другу горизонтальными и вертикальными рядами. Промежутки между УФ-лампами в горизонтальных рядах равны, а в вертикальных рядах последовательно уменьшаются. В зоне ускорения частиц продукта каждый последующий промежуток в два раза меньше предыдущего, а в зоне предельной скорости частиц равен диаметру чехла УФ-лампы. Установка оснащена приспособлением для очистки ламповых чехлов и датчиком интенсивности УФ-излучения. Загрузочное устройство может соединяться с разгрузочным замкнутым трубопроводом. Использование изобретения позволит повысить эффективность обеззараживания сыпучих продуктов и упростить эксплуатацию установки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известна установка для обработки сыпучих продуктов облучением, в том числе и УФ (патент РФ 2124299, 04.11.97), включающая загрузочное и разгрузочные устройства, а также рабочий орган, состоящий из верхнего и нижнего барабанов, внутри которых установлены источники ИК- и УФ-излучений. Сыпучий продукт подается в шнековый транспортер, который перемещает его вдоль вращающегося барабана. Внутри верхнего барабана установлены ИК-лампы, предназначенные нагрева и сушки продукта, после которых продукт попадает в нижний барабан. В нижнем барабане продукт подвергается воздействию излучения УФ-ламп, под действием которого происходит его стерилизация. УФ-лампы в уплотненных защитных чехлах расположены по дуге и закреплены в торцевых стенках барабана. Обработанный продукт выходит через разгрузочное устройство и расфасовывается.

Недостатком известного устройства является размещение источников УФ, не обеспечивающее облучение продукта в виде слоя, снижающее проникновение УФ-излучения по всей глубине продукта и препятствующее его всесторонней обработке.

Известна также установка для обработки сыпучих продуктов облучением по патенту РФ 2157650, A 32 L 1/025, 07.06.99. Установка включает загрузочное и разгрузочные устройства, рабочий орган в виде наклонного барабана, на стенках которого имеются перемещающие продукт выступы. Внутри барабана установлены кассеты с источниками ИК- и УФ-излучений. В барабан при помощи специального устройства подается воздух, служащий для удаления пыли и инородных включений методом аспирации. Из устройства загрузки продукт подается в барабан, где одновременно движется в наполненной ячейке вверх по направлению вращения барабана и к разгрузочному устройству. По мере перемещения частицы продукта перекатываются и в падении поворачиваются разными сторонами по отношению к источникам ИК- и УФ-излучения, подвергаясь при этом сушке и обеззараживанию. Время пребывания продукта в зоне облучения регулируется углом наклона платформы.

Конструкция известного устройства, принятого за прототип предложенного изобретения, предусматривает пересыпание и перемешивание продукта, что позволяет облучать частицы сыпучего продукта в падении со всех сторон. Однако группировка ламп в кассеты и их расположение в центре барабана не обеспечивает с достаточной надежностью получения обрабатываемым продуктом нормативной дозы облучения. Это происходит потому, что при падении в барабане и прохождении зоны облучения частицы сыпучего вещества двигаются неравномерно, так как первоначально ускоряются, а затем тормозятся воздухом, достигая предельной скорости, определяемой по формуле Стокса для падения мелких частиц в вязкой жидкости. При расположении ламп в известном устройстве указанные особенности движения частиц обрабатываемого вещества не учитывались, поэтому за время прохождения зоны облучения им не сообщалось требуемой для обеззараживания дозы облучения. Варьирование времени обработки только за счет наклона барабана не может обеспечить требуемую дозу, так как при большом угле наклона барабана скорость падения частиц увеличивается, а при малых углах продукт не будет перемешиваться и пересыпаться с достаточной степенью интенсивности. По указанной причине часть продукта, особенно на периферии барабана, не будет подвергаться облучению. Кроме того, при расположении ламп по прототипу создаются зоны низкой интенсивности излучения, попадая в которые продукт также недостаточно облучается. К недостаткам известного устройства следует отнести отсутствие средств для очистки ламповых чехлов от загрязнений, что может привести к снижению светового потока и дозы УФ-облучения, и средств контроля этих параметров. Оснащение ламп системой очистки позволяет производить очистку ламповых чехлов от загрязнений непосредственно по месту, не извлекая их из рабочего органа, что значительно облегчает эксплуатацию установки, а средства контроля за интенсивностью излучения обеспечивают надежность процесса обеззараживания и сигнализируют о необходимости очистки ламповых чехлов.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности обеззараживания сыпучих продуктов путем интенсификации облучения продукта, а также в осуществлении возможности контроля процесса обработки и упрощении эксплуатации установки.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для обеззараживания сыпучих продуктов УФ-излучением содержит загрузочное и разгрузочные устройства, рабочий орган и УФ-лампы, заключенные в прозрачные для УФ-излучения чехлы и расположенные внутри рабочего органа.

Согласно изобретению УФ-лампы расположены параллельно друг другу горизонтальными и вертикальными рядами, причем промежутки между УФ-лампами в горизонтальных рядах равны, а в вертикальных рядах последовательно уменьшаются. При этом в зоне ускорения частиц продукта каждый последующий промежуток в два раза меньше предыдущего, а в зоне предельной скорости частиц равен диаметру чехла УФ-лампы.

Также согласно изобретению УФ-лампы оснащены приспособлением для их очистки, в рабочем органе установлен датчик интенсивности УФ-излучения, направленный на одну из ламп, а загрузочное устройство соединено с разгрузочным замкнутым трубопроводом.

Достижение технического результата обеспечивается указанными отличительными признаками следующим образом:

- благодаря расположению источников УФ-излучения внутри рабочего органа параллельно друг другу горизонтальными и вертикальными рядами с одинаковыми промежутками между ними в горизонтальных рядах достигается прохождение частиц продукта непосредственно между источниками излучения и их интенсивное облучение;

- расположение источников УФ с последовательно уменьшающимся промежутком между рядами по вертикали формирует неравномерное световое поле, которое позволяет сообщить большую дозу УФ при ускорении частиц в свободном падении;

- соединение загрузочного и разгрузочного устройств замкнутым трубопроводом позволяет варьировать при необходимости время и дозу обработки путем цикличного пропускания продукта через рабочий орган;

- оснащение установки приспособлением для очистки ламповых стекол позволяет производить очистку источников непосредственно по месту без извлечения ламп из рабочего органа и тем самым упрощает эксплуатацию установки;

- размещение в рабочем органе датчика интенсивности УФ-излучения, направленного на одну из ламп, позволяет контролировать основные параметры процесса обработки и своевременно производить очистку источников излучения.

На чертеже представлена установка для обработки сыпучих продуктов УФ-излучением. Установка состоит из загрузочного и разгрузочного устройств 1, 2, рабочего органа 3, УФ-ламп 4, запуск и работа которых осуществляется блоком 5 пускорегулирующей аппаратуры. Загрузочное и разгрузочное устройства могут быть соединены замкнутым трубопроводом 6. УФ-лампы оснащены приспособлением 7 для очистки ламповых чехлов, приводящимся в движение приводом 8, соединенным с блоком 9 питания. В рабочем органе установлен датчик 10 интенсивности УФ-излучения, направленный на одну из ламп.

Установка работает следующим образом. Через загрузочное устройство 1 подается обрабатываемый продукт, который поступает в рабочий орган 3, представляющий собой неподвижный вертикальный барабан. Внутри барабана по всему объему горизонтальными и вертикальными рядами установлены УФ-лампы 4, заключенные в защитные чехлы, снабженные герметичным уплотнением, предназначенным для предотвращения попадания воды на контакты ламп. Контакты ламп соединены с блоком ПРА (балластом) и блоком питания. Лампы в горизонтальных рядах параллельны друг другу и расположены с равными промежутками L между ними. Величина промежутка H между лампами в вертикальных рядах последовательно уменьшается. Например, в 1, 2 3 ряду каждый последующий промежуток в 2 раза меньше предыдущего, а для 4, 5 расстояние между лампами минимально и равно диаметру чехла. Частицы обрабатываемого продукта в свободном падении проходят между рядами УФ-ламп, подвергаясь воздействию УФ-излучения различной плотности на разных стадиях движения и обеззараживаются. Затем специальное устройство подает прошедший первичную обработку продукт через трубопровод опять в загрузочное устройство.

Разгрузочное устройство 2 может быть соединено замкнутым трубопроводом 6 с загрузочным устройством 1, благодаря чему при необходимости продукт может подвергаться обработке неоднократно, а время его пребывания в зоне облучения варьируется количеством циклов, что также повышает эффективность обеззараживания.

Пример

Обработке подвергается мука с размером частиц 100 мкм. Продукт через загрузочное устройство засыпается сверху в барабан, в котором установлены 7 рядов источников излучения, в качестве которых используются ртутные газоразрядные лампы ДБ 75 мощностью 75 Вт, по 4 лампы в ряду. Лампы, заключенные в защитные кварцевые чехлы, снабжены герметичным уплотнением, предназначенным для предотвращения попадания воды на контакты ламп. Контакты ламп электрически соединены с блоком ПРА (балластом) и блоком питания. Длина лампы составляет 1230 мм, а внешний диаметр чехла 38 мм. Промежуток между лампами в горизонтальных рядах составляет L=200 мм.

По вертикали в зоне ускорения частицы промежуток между лампами в 1 и 2 ряду H₁=608 мм, между 2 и 3 рядом Н₂=304 мм, а между 3 и 4 Н₃=152 мм. Зона ускорения частицы согласно формуле имеет протяженность Н₁+Н₂+Н₃+Н₄=gt²/2, где t - время нахождения частицы под УФ-облучением.

В зоне предельной скорости частицы (с 4 по 7 ряд) расстояние между лампами, расположенными в вертикальных рядах, является минимальным и соответствует диаметру лампового чехла - 38 мм.

Установка оснащена устройством для очистки ламповых чехлов, в качестве которого может использоваться одна из механических систем очистки, используемых в этой области техники (например, фторопластовые кольца, движущиеся по поверхности чехла).

Интенсивность УФ-излучения контролируется датчиком с фотоприемником на основе SiC, чувствительный к бактерицидному излучению с длиной волны 240-280 нм (например, по полезной модели РФ №14930, 06.04.00).

Формула изобретения

1. Установка для обработки сыпучих продуктов ультрафиолетовым (УФ) излучением, содержащая загрузочное и разгрузочное устройства, рабочий орган и УФ-лампы, заключенные в прозрачные для УФ-излучения чехлы и расположенные внутри рабочего органа, отличающаяся тем, что УФ-лампы расположены параллельно друг другу горизонтальными и вертикальными рядами с равными промежутками в горизонтальных рядах и последовательно уменьшающимися промежутками в вертикальных рядах.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в зоне ускорения частиц продукта каждый последующий промежуток между лампами в вертикальных рядах в два раза меньше предыдущего, а в зоне предельной скорости частиц равен диаметру чехла УФ-лампы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что загрузочное устройство соединено с разгрузочным замкнутым трубопроводом.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что УФ-лампы оснащены приспособлением для их очистки.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в рабочем органе установлен датчик интенсивности УФ-излучения, направленный на одну из ламп.

РИСУНКИ

Рисунок 1