一种工业型高压脉冲电场处理装置的制作方法

专利2025-07-07  8


本技术涉及食品安全生产加工设备,尤其涉及一种工业型高压脉冲电场处理装置。


背景技术:

1、高压脉冲电场技术是一种新型的食品非热加工技术,属于物理加工手段,其针对物料的不对称性或是不均匀性,通过在物料两端施加高压,产生高压电场或是大电流,实现对物料的破壁,改性,杀菌等处理。大功率高压脉冲电场的产生通过对工业电压进行整流,整流后对高压大电容进行充电,通过线路优化采用大量igbt及光控制开关等电子零部件进行同步控制,实现多组电容的并联充电,串联放电,实现瞬时脉冲高压的有效释放及控制,达到对物料高效处理。高压脉冲电场瞬时电场强度可达到80kv/cm以上,放电频率在1-1000hz可控,且累计放电时间短,一般都是μs或是ms级别,充分利用瞬时高压的产生的不对称压迫破壁作用,实现对物料的高效处理。有效处理时间短,瞬时功率大,但平均处理功率较低,故产热低且大部分操作情景无需温度协同,在活性成分保护及低温应用方面具有巨大潜力。

2、关于脉冲电场应用在浆状物料的研究很多,但大多都是基于实验型的相关改进专利,关于脉冲电场应用的工业化技术装备及设备专利很少,针对工业化应用脉冲设备,中国实用新型专利cn218043625u公开了一种瓶装产品猝发重频纳秒脉冲电场杀菌流水线,满足瓶装液体封装后二次杀菌的要求,通过瓶装后进行脉冲处理,降低瓶装产品染菌风险。然而,上述方案针对的是装瓶后的液体,对于工业生产来说,该装置受限于流水线的运行速度,处理浆类物料的效率仍然较为低下。


技术实现思路

1、针对现有高压脉冲电场工业型处理装备不能在工业范畴内大规模处理浆类物料的问题,本实用新型提出一种工业型高压脉冲电场处理装置,从工业化的应用角度直接介入,充分考虑了实际应用生产过程中的应用场景及安全控制及便利性使用原则,且在设备长时间运行稳定性方面进行了大量的优化,尤其是充分考虑了生产处理过程中的批量化生产及连续化加工等实际难题,工业装备可适用性强,能够满足多种类型可泵物料的提取、改性、杀菌等应用,实现高压脉冲电场技术在工业化批量生产应用。

2、为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案如下:

3、一种工业型高压脉冲电场处理装置,包括封闭的机架,以及安装所述机架其中一侧的换气对流单元,所述机架的内部设置有从下往上依次连接的泵输送单元、入口流量控制单元、脉冲电场处理室以及出口流量控制单元,所述机架的门铰处设置有安全断电单元。

4、在一些实施方式中,所述脉冲电场处理室包括至少两级沿竖直方向依次连接的绝缘管道,每级所述绝缘管道的前后侧均插入电极,其中,位于所述绝缘管道前后侧的所述电极分别定义为高压负极电极和高压正极电极,若干个所述高压负极电极端通过第一铜排连接后与低压脉冲端口耦合,若干个所述高压正极电极端通过第二铜排连接后与高压脉冲端口耦合。

5、在一些实施方式中,相邻的两级所述绝缘管道通过两个绝缘法兰盘固定连接,且两个所述绝缘法兰盘之间设有密封圈。

6、在一些实施方式中,所述绝缘管道为聚四氟乙烯材料制成。

7、在一些实施方式中,所述绝缘管道设置为四通管,所述高压负极电极和所述高压正极电极分别从每级所述四通管的前后侧插入。

8、在一些实施方式中,所述四通管的前后侧中心均设置带有螺纹的安装孔,所述高压负极电极和所述高压正极电极的末端设置有与所述安装孔匹配的螺杆。

9、在一些实施方式中,所述泵输送单元为自吸泵,所述自吸泵的输出端与所述绝缘管道的输入端螺纹连接。

10、在一些实施方式中,所述出口流量控制单元的输入端和所述脉冲电场处理室的输出端之间设置有压力表。

11、在一些实施方式中,所述机架包括上部层架、中部层架和下部层架,相邻的层架之间设置有层板,其中,所述泵输送单元位于所述下部层架,所述入口流量控制单元、所述出口流量控制单元和所述脉冲电场处理室均位于所述中部层架,所述出口流量控制单元的输出端与伸缩调节器进行连接,所述伸缩调节器的输出端与位于所述上部层架内的管道连接器进行固定,且所述伸缩调节器的外壁固定安装在所述上部层架和所述中部层架之间的层板上。

12、在一些实施方式中,所述换气对流单元包括设置在所述中部层架侧壁的百叶孔结构和对流风扇。

13、本实用新型的有益效果为:通过设置泵输送单元连续向高位的脉冲电场处理室输送浆料,浆料在脉冲电场处理室中进行高压脉冲处理,入口流量控制单元和出口流量控制单元共同控制脉冲电场处理室中浆料的流速和压力,与此同时,还采用安全断电单元控制脉冲电场处理室的电源输入,保证装置安全运行,浆料的连续处理任务顺利进行,以满足工业生产的要求。



技术特征:

1.一种工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,包括封闭的机架,以及安装所述机架其中一侧的换气对流单元,所述机架的内部设置有从下往上依次连接的泵输送单元、入口流量控制单元、脉冲电场处理室以及出口流量控制单元,所述机架的门铰处设置有安全断电单元。

2.如权利要求1所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述脉冲电场处理室包括至少两级沿竖直方向依次连接的绝缘管道,每级所述绝缘管道的前后侧均插入电极,其中,位于所述绝缘管道前后侧的所述电极分别定义为高压负极电极和高压正极电极,若干个所述高压负极电极端通过第一铜排连接后与低压脉冲端口耦合,若干个所述高压正极电极端通过第二铜排连接后与高压脉冲端口耦合。

3.如权利要求2所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,相邻的两级所述绝缘管道通过两个绝缘法兰盘固定连接,且两个所述绝缘法兰盘之间设有密封圈。

4.如权利要求2所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述绝缘管道为聚四氟乙烯材料制成。

5.如权利要求2所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述绝缘管道设置为四通管,所述高压负极电极和所述高压正极电极分别从每级所述四通管的前后侧插入。

6.如权利要求5所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述四通管的前后侧中心均设置带有螺纹的安装孔,所述高压负极电极和所述高压正极电极的末端设置有与所述安装孔匹配的螺杆。

7.如权利要求2所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述泵输送单元为自吸泵,所述自吸泵的输出端与所述绝缘管道的输入端螺纹连接。

8.如权利要求1所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述出口流量控制单元的输入端和所述脉冲电场处理室的输出端之间设置有压力表。

9.如权利要求1所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述机架包括上部层架、中部层架和下部层架,相邻的层架之间设置有层板,其中,所述泵输送单元位于所述下部层架,所述入口流量控制单元、所述出口流量控制单元和所述脉冲电场处理室均位于所述中部层架,所述出口流量控制单元的输出端与伸缩调节器进行连接,所述伸缩调节器的输出端与位于所述上部层架内的管道连接器进行固定,且所述伸缩调节器的外壁固定安装在所述上部层架和所述中部层架之间的层板上。

10.如权利要求9所述的工业型高压脉冲电场处理装置,其特征在于,所述换气对流单元包括设置在所述中部层架侧壁的百叶孔结构和对流风扇。


技术总结
本技术公开一种工业型高压脉冲电场处理装置,包括封闭的机架,以及安装机架其中一侧的换气对流单元,机架的内部设置有从下往上依次连接的泵输送单元、入口流量控制单元、脉冲电场处理室以及出口流量控制单元,机架的门铰处设置有安全断电单元。本技术的有益效果是:通过设置泵输送单元连续向高位的脉冲电场处理室输送浆料,浆料在脉冲电场处理室中进行高压脉冲处理,入口流量控制单元和出口流量控制单元共同控制脉冲电场处理室中浆料的流速和压力,与此同时,还采用安全断电单元控制脉冲电场处理室的电源输入,保证装置安全运行,浆料的连续处理任务顺利进行,以满足工业生产的要求。

技术研发人员:蔡锦林,曾新安,王增龙,韩忠,王强,王琰
受保护的技术使用者:广州派虎科技有限公司
技术研发日:20231123
技术公布日:2024/6/26
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