專利名稱：采用紫外線的液體滅菌的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及采用紫外線的液體滅菌。
本說明書中使用的術(shù)語“滅菌”的含義是表示液體中細菌數(shù)目的減少，而不必是完全滅菌。
南非專利96/8029說明書中公開了一種伸長滅菌器，其中在伸長殼體內(nèi)設置同軸的熒光管。滅菌室在熒光管和殼體之間。液體入口和液體出口關(guān)于殼體沿切線方向設置，目的是使液體旋轉(zhuǎn)并解決上述困難。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當液體進入殼體時，不能在殼體的整個長度上傳遞給液體連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動。
已知有其它結(jié)構(gòu)，如美國專利5675153中公開的結(jié)構(gòu)，其中在熒光管和殼體之間的空間內(nèi)設有螺旋葉片，葉片由殼體的一端向另一端延伸。葉片上開槽，并且在葉片和殼體的內(nèi)表面之間有間隙。這樣的結(jié)構(gòu)會完全不適于牛奶滅菌，因為許多尖角會使液體停滯而令細菌繁殖。牛奶中的固體趨于在形成流道的表面上、在不能達到足夠流速的區(qū)域內(nèi)沉積，使得如果將美國專利5575153的結(jié)構(gòu)用于牛奶滅菌，會形成沉積，結(jié)果需要頻繁地進行清洗處理。在任何情況下，難于將該結(jié)構(gòu)清理到處理牛奶的裝置中所要求的程度。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供減小液體中細菌數(shù)目的滅菌器，該滅菌器包括伸長套、沿套延伸的伸長熒光管，管和套之間具有間隙，要滅菌的液體流過該間隙，所述套具有包括突出物的內(nèi)結(jié)構(gòu)，在使用中，液體在突出物上流過，突出物傳遞給流動液體擾動。
在一種形式中，套的內(nèi)表面上具有螺旋槽，槽的相鄰環(huán)之間具有螺旋表面，該表面形成所述突出物，滅菌的液體在所述突出物上流過。突出物最好是這樣的形狀，即使得套的內(nèi)表面具有光滑彎曲的波浪形結(jié)構(gòu)。
最好所述管和套在伸長外殼內(nèi)并沿伸長外殼延伸。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種減少牛奶中細菌數(shù)目的方法，該方法包括使牛奶由牛奶機流向滅菌器，其中牛奶受到紫外線照射，牛奶在其冷卻到28℃之前受到紫外線照射。
該方法還包括步驟在使牛奶受到紫外線照射后將其冷卻到儲存溫度。
附圖詳述首先參照


圖1至4，所示的滅菌器10是特別為牛奶滅菌而設計的，但是可以不僅對渾濁液體滅菌，而且可以對透明的或半透明液體滅菌。滅菌器包括橫截面為圓形的伸長不銹鋼外殼12。安裝板14平頭焊接到外殼12兩端之間的中間位置(見圖3)。在另一種形式中，外殼12的橫截面是方形的。
外殼12的每端有支管16，一個支管形成要進行滅菌的牛奶的入口，另一個支管形成已滅菌牛奶的出口。支管16具有開口18。該開口開在普通牛奶品陽連接件20中，可以將軟管安裝在該陽連接件20上。一個支管16的連接件20固定在滅菌器垂直中心平面一側(cè)(如圖3中的實線所示)，另一個支管16的連接件20固定在中心平面的另一側(cè)，如圖3虛線所示。
每個支管16具有處于相對壁上的成直線排列的開口22、24。滅菌器還包括波紋狀套26，波紋狀套26位于支管16之間、與開口22成直線排列并沿外殼12全長延伸。
每個支管16具有安裝在其上的內(nèi)螺紋管套28，該管套28與開口24成直線排列。
外螺紋襯套30擰緊在每個管套28內(nèi)，在每個襯套30和支管壁之間有密封環(huán)32。
熒光管34(還稱為殺菌UV燈)穿過襯套30、管套28、密封環(huán)32、支管16和套26，熒光管的端部由襯套30伸出。當緊固襯套30時，密封環(huán)32被壓扁并夾緊熒光管34，由此形成不透液體的密封。
套26由不銹鋼制成并具有螺旋延伸的波紋狀。最好如圖4所示，螺旋波紋狀具有大約6mm的螺距P，并在徑向橫截面上觀察該管時，管內(nèi)側(cè)具有光滑彎曲的波狀表面，而沒有使液體不能流動的任何尖角或中斷處。
套26的標定直徑大約為40mm。由于為不銹鋼制成，套26的內(nèi)表面可以反射。熒光管34和套26之間的徑向間隙在波紋的波谷處的大約5mm和波峰處的大約7mm之間變化。
在另一種結(jié)構(gòu)中，套26具有沿其內(nèi)表面延伸的螺旋槽，螺旋表面隔開槽的相鄰環(huán)。螺旋表面和管34外表面之間的間隙大約為5mm。
流經(jīng)滅菌器10的牛奶通過窄的熒光管34和波紋狀套26之間的環(huán)形間隙。當牛奶流入滅菌器內(nèi)時，通過入口連接件20的切向位置向牛奶傳遞旋轉(zhuǎn)運動，接著引入擾動。當牛奶流入支管時，該波紋在滅菌器的全長上保持引入牛奶中的擾動。這保證了所有牛奶受到UV光照射。出口連接件20的切向布置保證了牛奶平滑流出滅菌器而不使連接件產(chǎn)生會抑制擾動液流的背壓。
如果入口支管和連接件不將擾動傳遞給流入的液體，則套的表面中斷流入液體的平滑流動并引起擾動。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當牛奶流過熒光管34和套26之間間隙的速度大約為3m/s，最好在3至3.5m/s時，獲得最好的結(jié)果。在較低流速下，要求保證對所有牛奶適當輻射的擾動會減小。在較高流速下，有形成脂狀物的趨勢。在較高速度下，還會遮蓋管34，由此阻擋UV光。
現(xiàn)在參照圖5，標號36通常表示滅菌牛奶的整套裝置，該整套裝置設置在牛奶場并包括上述參照
圖1至4所描述的類型的滅菌器10。
裝置36包括泵38，連接到滅菌器10上游的第一過濾器40，連接到滅菌器10下游的第一過濾器40和散裝冷卻器罐44。泵38具有連接牛奶機的牛奶收集容器46的虹吸入口，它將牛奶由牛奶收集容器46通過第一過濾器40、滅菌器10和第二過濾器42泵入散裝冷卻器罐44。
裝置36包括與滅菌器10分路的旁通管48。旁通閥50用于將液流由滅菌器10轉(zhuǎn)移到旁通管中并隔離滅菌器。如果需要，旁通管48可以由第二滅菌器10代替，使得液流可以由滅菌器轉(zhuǎn)移到另一滅菌器中去。
過濾器40用于從牛奶中過濾掉來自牛奶收集容器的毛發(fā)和其它污物。第二過濾器作為保護設施，以便防止玻璃碎片或熒光管34的其它部分在發(fā)生破裂進入到罐44中。
串聯(lián)設置兩個或多個滅菌器10。
本發(fā)明的重要特征是，當牛奶還是溫的時，牛奶在滅菌器10中受到紫外線照射。當溫度降到低于28℃時，牛奶的脂肪成分開始由剩下的牛奶中分離出來。這稱為“結(jié)晶過程”。通過使溫度為28℃或者以上的牛奶流過滅菌器，降低了脂肪成分沉積在滅菌器的內(nèi)表面的趨勢。這樣在將牛奶冷卻到低于28℃之前進行滅菌。
雖然上面已經(jīng)說明了使用滅菌器照射牛奶，但是應理解，滅菌器還可以用于對其它液體滅菌。例如，可以用于對如酒和石油產(chǎn)品滅菌。
權(quán)利要求
1.一種用于降低液體中細菌數(shù)目的滅菌器，該滅菌器包括包括伸長套、沿套延伸的伸長熒光管，管和套之間具有間隙，要滅菌的液體流過該間隙，所述套具有包括突出物的內(nèi)結(jié)構(gòu)，在使用中，液體在突出物上流過，突出物傳遞給流動液體擾動。
2.如權(quán)利要求1所述的滅菌器，其中所述套的內(nèi)表面上具有螺旋槽，槽的相鄰環(huán)之間為螺旋表面，所述面形成使正在滅菌的液體在其上流過的所述突出物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滅菌器，其中所述管和套在伸長外殼內(nèi)沿著伸長外殼延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的滅菌器，其中所突出物使套的內(nèi)表面具有平滑彎曲的波狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的滅菌器，包括關(guān)于所述套和管偏置的入口，以便使流入液體在套內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的滅菌器，包括關(guān)于套和管偏置的出口，出口是這樣定位的，使得在所述間隙內(nèi)流動的液體流入通常切向于旋轉(zhuǎn)液體的所述出口，所述間隙對其施加旋轉(zhuǎn)運動。
7.一種減少牛奶中細菌數(shù)目的方法，該方法包括使牛奶由牛奶機流向滅菌器，牛奶在滅菌器中受到紫外線照射，牛奶在其冷卻到28℃之前受到所述紫外線照射。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，包括在牛奶受到紫外線照射后將其冷卻到儲存溫度。
9.一種大體如上文中參照附圖所述的減少細菌數(shù)目的滅菌器。
10.一種大體如上文中參照附圖所述的減少細菌數(shù)目的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于牛奶和其它液體的滅菌器,該滅菌器具有伸長外殼(12),外殼的每端具有支管(16)。牛奶連接件(20)形成由支管(16)伸出的滅菌器的入口和出口。不銹鋼套(26)沿著殼(12)延伸,UV光熒光管沿套延伸。套的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有突出物,要滅菌的液體在突出物上流過。這將擾動傳遞給流動的液體,如果將入口支管(16)和連接件(20)本身設置成以流入液體的旋轉(zhuǎn)運動形式傳遞擾動,則有助于保持套(26)全長上的擾動。
文檔編號A23C3/00GK1379625SQ00814218
公開日2002年11月13日 申請日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月12日
發(fā)明者埃爾德雷德·里克斯, 阿蒂拉·庫魯克茲 申請人:海德羅宗控股有限公司