连续式稳态场效灭菌器的制作方法

本实用新型涉及一种连续式稳态场效灭菌器。

背景技术：

细菌、微生物及病毒同人类与生俱来，并且伴随药物不断的发展，有些已形成了很强的耐药性，对人类生命构成了巨大的潜在威胁，灭菌就显得尤为重要。

食品加工中传统的热力杀菌则是在加热的环境下进行的，因此会不同程度地破坏食品中的营养成分和天然特性。为了更大限度保持食品本身的固有品质，一些新型的灭菌技术--冷杀菌应运而生，如超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、脉冲强光杀菌、放射线杀菌等。近些年，随着人们饮食观念的改变，“原汁原味”的食品逐渐成为时尚，因而冷杀菌技术也越来越受到食品科学研究工作者的高度重视。

冷杀菌技术为超高压脉冲电场杀菌，是采用高压脉冲器产生的脉冲电场进行杀菌的方法。脉冲产生的电场和磁场的交替作用，使细胞膜透性增加，膜强度减弱，最终膜被破裂，膜内物质外流，膜外物质深入，细胞体死亡。电磁场产生电离作用，阻断了细胞膜的正常生物化学反应和新陈代谢，使细菌体内物质发生变化。

超高压脉冲电场杀菌已在实验室水平上取得了显著的成效。它可保持食品的新鲜及其风味，营养损失少。但因其杀菌系统造价高，制约了它在食品工业上的应用，且超高压脉冲电场杀菌在黏性及固体颗粒食品中的应用还有待进一步的研究。

现有灭菌方法常用的一般是化学方法，或高温灭菌，巴氏消毒，高压蒸气等，或紫外微波红外线灭菌等，大多是使细菌胞体蛋白或核酸变性而失去生命活性。这些方法的主要缺点是易造成二次污染，灭菌不彻底，对一些生存力强的病毒、微生物不能全部消灭，且耗能、耗时，同时易破坏流质风味、形态及营养特性，而灭菌设备庞大，投入成本高，操作不便捷，连续生产能力较差等。

现有技术存在的技术问题是：

1、目前自来水主要净化方式是氯气杀菌，但氯气对人体有严重危害，受热后会产生致癌物质；

2、空气主要是通风、过滤、化学消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、静电除尘等方式来消毒净化，但普遍灭菌不稳定不全面不彻底，效果差；

3、在食品加工中则主要采用热杀菌方式，但易导致营养物质破坏，变色加剧，挥发性成分损失，残留的细菌及病毒等会形成二次污染；

4、其他类似电场灭菌技术仅限于实验室或工业试验，成本高效率低，无法实现个体化和工业化。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种灭菌更简单、节能、安全、高效、快速的连续式稳态场效灭菌器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：连续式稳态场效灭菌器，包括场效灭菌总成，所述场效灭菌总成包括绝缘框体、高压发生器、高压电极连接板和若干电场极板，所述绝缘框体由绝缘板围成，所述高压电极连接板有两块，所述两块高压电极连接板分别嵌于位置相对的两块绝缘板内，所述电场极板的一端与所述高压电极连接板连接，另一端固定于所述绝缘板，所述若干电场极板平行设于所述绝缘框体包围的空间内，并且，分别与所述两块高压电极连接板连接的电场极板间隔布置，所述高压发生器的正负极输出端分别与所述两块高压电极连接板电连接。

所述场效灭菌总成的上下端分别设有流质管路连接件。

所述场效灭菌总成通过所述流质管路连接件一端连接流质入管路，另一端连接流质出管路，所述流质入管路上设有流质储存箱，所述流质出管路上设有流出控制阀。

所述场效灭菌总成通过所述流质管路连接件一端连接吸气室组件，另一端连接风道组件，所述风道组件包括风道、风机和排气口，所述吸气室组件包括吸气风道、吸气室和吸气口。

所述吸气风道内设有过滤网。

所述高压发生器采用倍压电路，在击穿电压形成后形成负反馈，实现电压稳定在击穿临界值附近。

所述流质为水、空气或者其它非细胞活性流质。

所述电场极板表面光洁，并经淬火处理或调质处理或表面喷涂耐磨材料涂层。

本实用新型在杀灭细菌及微生物的同时，实现对流质体最大限度保持物性稳定，几乎没有任何副作用及副产品产生。

附图说明

图1是场效灭菌总成的横截面示意图

图2是场效灭菌总成的纵截面示意图

图3是本实用新型连续式稳态场效灭菌器的工作流程图

图4是本实用新型连续式稳态场效灭菌器一个实施例的结构示意图

图5是本实用新型连续式稳态场效灭菌器另一个实施例的结构示意图

图6是图5中风道组件的结构示意图

具体实施方式

连续式稳态场效灭菌器，包括场效灭菌总成，如图1和图2所示，所述场效灭菌总成包括绝缘框体11、高压发生器12、高压电极连接板13和若干电场极板14，所述绝缘框体由绝缘板围成，所述高压电极连接板有两块，所述两块高压电极连接板分别嵌于位置相对的两块绝缘板内，所述电场极板的一端与所述高压电极连接板连接，另一端固定于所述绝缘板，所述若干电场极板平行设于所述绝缘框体包围的空间内，并且，分别与所述两块高压电极连接板连接的电场极板间隔布置，电场极板之间的间距相同，所述高压发生器的正负极输出端分别与所述两块高压电极连接板电连接。所述场效灭菌总成可根据需要调整极板数量和空间尺寸，实现对被灭菌流体流量的适应。

电场极板采用金属材料，表面光洁，并经硬化处理(淬火处理或调质处理或表面喷涂耐磨材料涂层)，确保不出现电场严重放电现象。电场极板可以按平行方式排布，也可以采用等宽圆柱方式排布；电场极板可以是平面，也可以是曲面，但任何方式，极板之间距离均匀，极性相反。

所述高压发生器采用倍压电路，在击穿电压形成后形成负反馈，实现电压稳定在击穿临界值附近，实现最大限度灭菌。

所述绝缘框体采用全注塑方式制造，实现场效灭菌器组建稳定可靠，并对外安全绝缘。

所述场效灭菌总成的上下端分别设有流质管路连接件15。所述流质为水、空气或者其它非细胞活性流质。流质经电场极板之间的空隙通过，可采用动力输入或重力流过的方式通过。

如图4所示，所述场效灭菌总成1通过所述流质管路连接件一端连接流质入管路2，另一端连接流质出管路3，所述流质入管路上设有流质储存箱21，所述流质出管路上设有流出控制阀31。

如图5和图6所示，所述场效灭菌总成1通过所述流质管路连接件一端连接吸气室组件，另一端连接风道组件，所述风道组件包括风道、风机41和排气口42，所述吸气室组件包括吸气风道、吸气室51和吸气口52。所述吸气风道内设有过滤网，用于过滤气体中各种大尺寸灰尘、颗粒物等。

所述风机由电机驱动，电机启动后，带动风叶送出气体，导致灭菌器吸气口附近形成负压，周边的空气因此进入到灭菌器的电场极板之间的通道，在超高电场作用下，气体细菌等有细胞的物质均被灭杀，灭菌后再持续经风机送出灭菌器。

如图3所示，接通电源后，高压发生器经电极经电压倍增后，达到高压电场间出现大于万分之一安培电流接通后，高压倍增就进入负反馈自动电压平衡状态；流质经连接口进入场效灭菌总成，如出现超过万分之100安培电流，则自动报警(报警装置与高压发生器连接，并安装于可视位置)并进入电压自动下调，达到万分之1安培后自动平衡工作；电压接通显示正常后，可启动流质按流速约1米/秒通过场效灭菌总成的电场空间；经高压电场处理，流质即实现灭菌，可接近100％灭除各类细菌、病毒、微生物及其他带细胞结构的一切有机物。

本实用新型连续式稳态场效灭菌器是一种能够使水、空气或流质中有细胞结构的生物体(细菌、病毒、微生物等)失去生命力从而实现无菌无害化的装置。可适用于对水、空气及一切需要灭菌的流体进行灭菌和灭除病毒、微生物。

工作原理：在场效灭菌器组件沿灭菌流体(水、空气、特殊非细胞活性流质等)一侧设置了连接高压(交流或脉冲直流)发生装置和接口，并在灭菌流体进出口部位，设立连接装置。然后根据灭菌对象不同，设立密封圈，使得流体经灭菌器高压电场时无泄露。需要灭菌的流体在灭菌器高压电场作用下，其中带细胞的任何物体，其细胞内的电荷分布将与灭菌器形成的高压电场极性反方向快速变化，并且因场强属于超高电场(一般达到100万伏/米以上)，细胞内的电离子迅速移动突破细胞膜或细胞壁，使得细胞得以分解，细菌及病毒等有细胞的生命体因此失去活力，得以灭除。

首先在技术上，本实用新型采用的是连续稳态作用方式。这种方式针对一般脉冲电场灭菌技术而言，具有更好的电压稳定性、更好的连续灭菌功效，并且可以根据需要任意调整流体的通过流量，能适应各种实用场合，使得这个技术能具有更好的实用性，并且具有更低的电场击穿纪律，具有良好的节能效果。

其次在运用上，本实用新型运用范围广，在常温环境中能够满足水、空气、一切非细胞活性流质的灭菌需求。本实用新型装置既可用于家用、车用空气灭菌，也能实现工业化应用。并能用于各种罐装(或封装)前液态物料如酒类产品，调味产品，液态食品(如牛奶、豆奶、果蔬菜汁饮料)以及饮用水和污水处理等的消毒杀菌。

再次本实用新型使用的是纯物理方式灭菌技术，其装置设备简单，投入成本低，易控制，操作安全，节能环保，可实现产业化发展。