[发明专利]UV液体灭菌器

说明书

技术领域

本发明总体涉及流体的消毒，更具体地，不仅仅涉及饮料和液态食物的消毒。

背景技术

目前，用于饮料工业的巴氏灭菌技术使用热巴氏灭菌法，由此将饮料提高到能够杀死饮料中的微生物污染物并使该饮料适于人引用的温度。

热巴氏灭菌技术存在以下问题：

1)热巴氏灭菌处理有时会破坏饮料的天然成分中的一些成分，从而之后需要重新对饮料进行预先消毒以向公众提供可接受味道的饮料。这通常需要化学添加剂。

2)饮料的味道通常会从其原始味道下降。

3)需要相当大量的能量以对液体进行热巴氏灭菌。

4)对饮料进行巴氏灭菌所需的热能通常在装瓶操作之前由于制冷而被消除：这是非常耗能量且成本很高的过程。

5)热巴氏灭菌器需要定期清洁，这是因为饮料的一些成分烘烤到热巴氏灭菌器中的热交换器的内侧并必须被清除。

6)饮料制造商通常仅开发具有市场潜力的饮料，而发现在热巴氏灭菌过程中破坏饮料。

7)热巴氏灭菌过程不会杀死饮料产品中遇到的所有微生物，例如，脂环酸芽孢杆菌的孢子、影响苹果汁和橙汁的腐败菌不受热巴氏灭菌过程的影响，并且可能对公共卫生造成危险，并且饮料制造商将召回大部分产品。

公知的是在220nm-280nm范围内的UV波长(有杀菌力的波长)能够杀死所有的微生物。这种波长仅在足够的辐射穿过液体的情况下进行消毒。饮料工业中的液体通常为UV杀菌放射线(220nm到280nm)的高吸收体，因此以这种波长穿过这些液体的UV光是不足的。例如，穿过乳液的254nm的穿透率是非常小的，并且入射的辐射的90％被以0.01mm的第一穿透率吸收。

WO2006106363和EP2055317公开了通过产生将处理的液体薄膜并将所述膜暴露给杀菌波长中的UV光来试图解决该问题的设备。当半透明的液体形成为薄膜时，杀菌波长下的UV光穿透率增加，这为部分解决方案，但是诸如乳液或调味汁的稠密液体通过该UV光、薄膜照射技术不能被消毒。对于高吸收液，薄膜必须在其被消毒时充分混合，这降低了UV光穿透的重要性并将所述处理基本上转换成UV表面消毒技术。

WO2006106363和EP2055317中公开类型的设备由于复杂的机构和许多移动部件而具有较差的可靠性。此外，所述设备不能承受工业标准就地清洗CIP处理中使用的高压(达到10巴)。

专利第US2009081340号公开了一种包括不锈钢旋转内圆筒和固定式透明外圆筒的设备。液体被引入两个圆筒之间的间隙中，并且通过固定式透明外圆筒被UV灯照射。旋转内圆筒的作用是混合液体。所述系统很好地平衡挤出流量和指示可以被消毒的液体体积的圆筒的旋转速度，从而使得充分混合将导致少量的通过量，并因此没有商业价值。

旋转元件要求液体膜的厚度必须保持机械可靠性要求所需的实际尺寸，这与对于最好的光穿透率的高吸收液体(即，薄液体膜)的良好消毒的原理相矛盾，该系统由于其不能承受工业标准CIP处理中使用的高压(达到10巴)而不能进行现场清洁(CIP)。

以上所述为解决半透明液体及不透明液体的UV消毒的先前尝试共有的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温消毒系统，所述低温消毒系统没有移动部件并且可以承受工业清洁压力。本发明必须能够产生一致的液体薄膜，所述液体薄膜在液体以高体积流动通过系统时持续不断且充分地混合。

已经设计出一种用于高UV吸收流体的消毒设备，所述消毒设备不依靠热巴氏灭菌法并且符合前述标准。

根据本发明，提供一种流体处理设备，包括：细长管状管道，所述细长管状管道具有位于该细长管状管道相对端部处的流体入口和流体出口；细长UV辐射源，所述细长UV辐射源沿所述细长管状管道纵向延伸；和混合装置，所述混合装置设置在所述管道的相邻纵向部分之间，用于使沿着管道的第一部分流动的所有流体转向而通过装置中的流体混合装置并用于使混合后的流体返回到管道的第二部分。

所有流体的混合能够确保流体的所有部分在充分靠近UV源的范围内。

优选地，所述混合装置限定使流体流动通过的曲折路径，所述流体流沿着通道以提供高度混合。

优选地，流路包括多个90°转弯中的一个，并且优选地，流动通道使流体在管道的相邻纵向部分之间转过至少180°。通过使液体的方向连续转过90°转弯或优选地转过180°转弯可以获得液体的良好混合。通过该技术施加给液体的连续突然速度变化能够确保液体的所有成分被混合。