УСТАНОВКА ДЛЯ УФ ДЕЗИНФЕКЦИИ ТВЕРДЫХ, ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ

Установка относится к сфере биологического обеззараживания твердых, жидких и газообразных продуктов, предназначенных для использования в различных областях жизнедеятельности человека, животных и растений, предпочтительно в бытовых условиях и на малых предприятиях

Дезинфекция твердых, жидких и газообразных продуктов УФ-излучением относится к безреагентным способам обеззараживания с использованием ртутных газоразрядных ламп низкого или высокого давления и светоизлучающих полупроводниковых диодов УФ-диапазона спектра. Для получения высокого качества УФ-обработки жидких и газообразных продуктов требуется равномерное распределение необходимой дозы облучения по всему объему продукта.

Известна установка для УФ-дезинфекции жидких продуктов, в основном воды, включающая корпус в форме трубы, продуктопровод, выполненный в виде зазора между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью кварцевой трубки, установленной в корпусе коаксиально относительно его внутренней поверхности, УФ-лампу в качестве источника УФ-излучения, установленную в кварцевой трубке (http://www.wilo-nasos.ru/content/images/uf_ust.pdf).

Данная установка, выпускаемая фирмой Granbeck и предназначенная для непрерывной дезинфекции питьевой воды, обеспечивает почти стопроцентное уничтожение вирусов и бактерий, не ухудшая качество продукта.

К недостаткам ее следует отнести ограниченные функциональные возможности, так как она не может дезинфицировать другие жидкие, а также твердые и газообразные продукты, например соки, яичный белок, тару, воздух и не предназначенная для использования в бытовых условиях.

Известна установка для УФ-дезинфекции яичного белка, включающая корпус в виде трубы, продуктопровод, выполненный в виде зазора между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью кварцевой трубки, установленной в корпусе коаксиально относительно его внутренней поверхности, УФ-лампу в качестве источника УФ-излучения, установленную в кварцевой трубке, узел загрузки продукта в виде перистальтического насоса, связанного трубкой с корпусом (Жуйков В.А. Технологическое оснащение для биологического обеззараживания яичного белка/Машиностроение, конструкции, технологии: Сб. науч. тр. ВятГТУ. Киров, 1998. - №3. - С.27-28).

Согласно результатам микробиологических исследований, проведенных в НИИ микробиологии МО РФ, данная установка обеспечивает 100% обеззараживание яичного белка от сальмонелл в концентрации до 1·10⁶ КОЕ/г при его подаче до 10 л/ч, при этом свойства продукта не изменяются.

К недостаткам данной установки следует отнести конструктивную сложность вследствие необходимости использования специального насоса, а также ограниченные функциональные возможности, что не позволяет использовать данную установку в бытовых условиях.

Известна установка для УФ-дезинфекции воды, включающая расположенный в корпусе продуктопровод в виде кварцевых труб, УФ-лампы в качестве источника УФ-излучения, расположенные над продуктопроводом (пат. US 5451791, 1995 г.).

Недостатком данной установки также являются ограниченные функциональные возможности.

Известна установка для УФ-дезинфекции жидких продуктов, в основном воды, включающая продуктопровод, выполненный в виде плоского металлического лотка, установленного в корпусе под углом к горизонтальной плоскости, УФ-лампы в качестве источников УФ-излучения, установленные над продуктопроводом (http://www.ut-engmeering.nl/?lang=english&page=220).

В данной установке вода проходит самотеком по продуктопроводу тонким слоем под УФ-лампами, за счет чего каждая частичка воды подвергается воздействию УФ-излучения, что гарантирует ее обеззараживание.

К недостаткам данной установки следует отнести ее сложность при использовании в бытовых условиях и ограниченные функциональные возможности по дезинфекции различных продуктов.

Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей установки при использовании ее в условиях малых предприятий и в быту и упрощении конструкции. Этот результат обеспечивается тем, что продуктопровод выполнен в виде двух плоских пластин, прозрачных для УФ-излучения и расположенных в корпусе вертикально или наклонно на расстоянии L, равном 0.2…10 мм друг от друга, а источники УФ-излучения расположены по обе стороны от продуктопровода. Такое конструктивное решение, не встречающееся в аналогичных установках и являющееся новым, обеспечивает гарантированное обеззараживание любых жидких и газообразных продуктов, так как половина толщины слоя продукта гарантированно меньше глубины проникновения УФ-излучения для любых продуктов. Такое вариант выполнения продуктопровода существенно упрощает конструкцию установки при использовании ее в условиях малых предприятий и в бытовых условиях. При этом не требуется перенастройка установки при смене обрабатываемого продукта.

Кроме того, выполнение плоских пластин из кварцевых или увиолевых стекол, не являющихся дорогими и дефицитными, упрощает изготовление и обслуживание продуктопровода.

Выполнение передней и задней стенок верхней части корпуса сменными и выполненными из материала, прозрачного и не прозрачного для УФ-излучения, также расширяет функциональные возможности установки, так как позволяет производить дезинфекцию твердых продуктов, например овощей, фруктов, ягод при консервировании.

Выполнение передней и задней стенок нижней части корпуса съемными или поворотными на 90 градусов и установка источников УФ-излучения в нижней части корпуса с возможностью поворота на 90 градусов позволяет добавить к функциональным возможностям установки обработку внутренних поверхностей тары, например, стеклянных банок, введением внутрь тары источника УФ-излучения.

Снабжение установки загрузочным узлом в виде бункера конической формы, соединенного узким концом с входом продуктопровода, позволяет на данной установке обрабатывать жидкие (текучие) продукты. Если такие продукты имеют высокую вязкость и не могут самотеком проходить по продуктопроводу, бункер закрывается герметичной крышкой, и в него через специальный штуцер подается сжатый воздух. Это простое конструктивное решение расширяет функциональные возможности установки.

На фиг.1 представлен поперечный разрез установки в режиме обработки жидких продуктов, на фиг.2 - вид спереди в том же режиме, на фиг.3 представлен вид сбоку установки в режиме обработки твердых и жидких продуктов, стеклянной тары под жидкий продукт и упаковочной крышки, на фиг.4 - вид спереди в режиме подачи обработанного жидкого продукта в стеклянную тару.

Установка включает корпус 1, внутри которого расположен продуктопровод, состоящий из двух плоских пластин 2, выполненных из материала, прозрачного для УФ-излучения, например кварцевого или увиолевого стекла, и установленных на расстоянии L, равном 0,2-10 мм, друг от друга вертикально, как показано на фиг.1 и 3, или наклонно. C боковых сторон пластин 2 установлены прокладки, обеспечивающие требуемое расстояние L и герметизацию продуктопровода. По обе стороны продуктопровода смонтированы источники УФ-излучения 3, в качестве которых могут быть использованы УФ-лампы или светодиоды. Продуктопровод в верхней части герметично сопрягается с загрузочным узлом, выполненным в виде конусного бункера 4. Бункер может быть снабжен герметичной крышкой 5 и штуцером 6 для подсоединения к системе подачи сжатого воздуха 7. Верхняя часть корпуса может иметь сменные пластины 8, выполненные из материала, прозрачного или не прозрачного для УФ-излучения, в том числе из обычного или кварцевого стекла. Выбор материала определяется режимом работы установки. Передняя стенка 9 нижней части часть корпуса выполнена съемной или поворотной на 90 градусов. Так же с возможностью поворота на 90 градусов установлены одна или несколько УФ-ламп 10. Нижняя часть продуктопровода опускается в емкость для сбора продукта 11. При дезинфекции растворов, используемых при консервации продуктов, в качестве емкости лучше сразу использовать стеклянную банку 12. В этом случае нижняя часть продуктопровода может быть снабжена дополнительной насадкой 13.

Для дезинфекции тары 14 посредством поворотных УФ-ламп используются подставки 15 различной высоты.

Установка работает следующим образом. Для дезинфекции жидких продуктов последние заливаются в бункер 4 и далее самотеком они идут по продуктопроводу. УФ-излучение от источников 3 и 10 через пластины 2 проникает в обрабатываемый продукт. Глубина проникновения зависит от свойств продукта и часто не превышает 0.1 мм. Поэтому расстояние L между пластинами 2 выбирается таким, чтобы при обработке с двух сторон продуктопровода УФ-излучение гарантированно обработало весь объем продукта. Как показали предварительные испытания, для воды, водных растворов, яичного белка расстояние 0.2…0.3 мм обеспечивает необходимую производительность процесса и 100% дезинфекцию всего объема продукта. Если вязкость продукта высокая и он самотеком не идет по продуктопроводу, а также для повышения производительности обработки таких продуктов бункер закрывается герметичной крышкой и в него через штуцер 6 подается по системе 7 сжатый воздух от ручного или электрического насоса или бытового компрессора. Таким же образом можно дезинфицировать воздух в помещении. В этом случае продуктопровод не соединяется с емкостью для продукта, а пластины 8 могут быть установлены на расстоянии до 10 мм друг от друга, так как воздух меньше поглощает УФ-излучение.

Обработанный жидкий продукт после прохождения по продуктопроводу собирается в емкость 11, в качестве которой можно использовать любой удобный контейнер, пригодный для пищевых целей.

Установка позволяет производить консервирование продуктов без их тепловой стерилизации. Для этого продукты 18 (овощи, фрукты, ягоды) после мойки закладываются в закрытые с трех сторон емкости 16 и/или 17, располагаемые против сменных пластин 8 верхней части корпуса. Сменные пластины могут быть удалены или заменены на пластины, прозрачные для УФ-излучения.

Стеклянные банки дезинфицируются УФ-лампой, размещаемой внутри банки. Для этого боковая стенка 9 нижней части корпуса снимается или поворачивается на 90 градусов, УФ-лампа 10 также поворачивается на 90 градусов и вводится внутрь банки 14, расположенной на сменной подставке 15. Продезинфицированные банки заполняются прошедшими дезинфекцию продуктами и устанавливаются под продуктопроводом, снабженным дополнительной насадкой 13. Далее банка заполняется водным консервирующим раствором, который проходит по продуктопроводу и дезинфицируется УФ-излучением. Для дезинфекции жестяных крышек 19 последние помещаются в верхнюю часть корпуса, например, на подвесах 20 и подвергаются УФ-излучению. Так обеспечивается полная дезинфекция всех составляющих процесса консервирования без тепловой обработки, ухудшающей качество продукта.

Для дезинфекции помещения снимаются ограждения верхней и нижней частей корпуса, из помещения удаляются люди и животные, включается установка на 20-30 мин.

Установка может применяться для дезинфекции питательных растворов в растениеводстве, питьевой воды, молока, яичного белка, соков, продуктов и упаковочного материала при вакуумной упаковке для длительного хранения, консервировании овощей, фруктов, ягод, грибов и т.п. Установка имеет расширенные функциональные возможности в сравнении с известными аналогами, позволяет без переналадки обрабатывать различные газообразные, жидкие и твердые продукты, и простую конструкцию. Таким образом, заявленный технический результат достигнут.