一种高密度二氧化碳杀菌处理反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种高密度二氧化碳杀菌处理反应器，包括：带有保温夹层和高密度ＣＯ↓［２］入口、物料入口、排料口的反应釜，其特征在于，它至少还包括一项以下技术特征：（１）物料入口设在反应釜的顶部，在反应釜的顶部还设有与物料进口相连的物料雾化器；（２）在反应釜的中部设有搅拌器。本发明专利技术的优点：杀菌效果好；在相同的温度、压力、时间等处理条件下，比现有反应器的杀菌效果能提高１～２个对数；实现同一个反应器的连续化和间歇式操作，方便可行，节约成本；可用于液态产品的高密度二氧化碳杀菌处理，如各种饮料、果汁、牛奶等，应用广泛，具有良好应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高密度二氧化碳杀菌处理反应器，尤其是一种利用高密度二氧化碳(DPCD)对液态产品进行间歇式或连续式杀菌处理的反 应器。
技术介绍
反应器是高密度二氧化碳(Dense phase carbon dioxide, DPCD) 杀菌设备的核心部分，它将直接影响高密度二氧化碳技术的杀菌效果， 并且设计优良的反应器能大大节约能源。目前使用的反应器主要包括以下几种1)釜式。这是最为简单的一 种反应器，主要用于间歇式杀菌。主体部分是一个反应釜， 一般有加热 夹层，少数在釜底设有一个搅拌器用于搅拌物料。这种反应器设计简单， 但杀菌效果有待进一步提高。2)微泡釜式。这种反应器由日本的研究学 者专利技术，主要用于半连续式和连续式杀菌。主体部分是一个带有微泡过 滤板的反应釜，它将C02通过微泡过滤板分离成小气泡提高C02的总表面 积，进而提高C02和物料的接触面积，达到提高杀菌效果的目的；3)管 式。主要用于连续式杀菌。主体部分是一组并排的细长的不锈钢管。C02 和物料从两个相反的方向进入并流经管道，通过C02和物料的对流实现增 大两者接触面积，从而达到提高杀菌目的；4)盘管式。主要用于连续式 杀菌。主体部分是一个不锈钢加热套筒，其内连有一根内径较小、长(达 几十米)的盘管。C02和物料经事先混合后从其中一个端口进入，流经过 长长的盘管后实现良好杀菌效果。综观现有的各种反应器，都存在一定 的不足之处，釜式反应器和微泡釜式反应器杀菌效果均有待提高，且前者一般只能用于间歇式操作；管式反应器和盘管式反应器一般只能用与 连续式液态物品杀菌，设计复杂，造价成本高，清洗比较麻烦，容易留 下"卫生死角"。通过国内外研究学者的研究发现只有当C02和待处理物料充分接触 才能达到良好杀菌效果。综上所述，已有反应器均有待提高待处理物料和C02的接触面积。故在技术目前需要一种设计简单、能使C02和待处理物料充分接触、能达到高效杀菌目的的反应器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高密度二氧化碳杀菌处理反应器，它具 有结构简单、杀菌效果好、既能进行连续式杀菌处理又能进行间歇式杀 菌等特点。为了达到本专利技术的目的所采取的技术方案包括带有保温夹层和高 密度C02入口、物料入口、排料口的反应釜，其特征在于，它至少还包括 一项以下技术特征(1)物料入口设在反应釜的顶部，在反应釜的顶部还设有与物料 进口相连的物料雾化器；(2)在反应釜的中部设有搅拌器。这两项技术特征可以使待处理物料与co2在反应器中实现充分接触。上述的高密度二氧化碳杀菌处理反应器中，所述物料雾化器的喷头圆孔的孔径为1.0 3.0毫米。它能将物料雾化成非常小的颗粒，增大表面 积，以便与C02充分接触。上述的高密度二氧化碳杀菌处理反应器中，所述高密度C02入口位于 反应器底部，在反应器内部连接有一段约lOcm的不锈钢管，以减少与物 料接触前的扩散距离和时间。上述的高密度二氧化碳杀菌处理反应器中，所述搅拌器安装在反应器左侧壁上，位于C02入口和物料雾化器中间，进一步混匀C02和物料；它 由反应器外部连接的小型电动机带动工作。上述的高密度二氧化碳杀菌处理反应器中，所述反应器的保温夹层主 要是通过水浴循环来加热和保温。上述的高密度二氧化碳杀菌处理反应器中，所述排料口位于反应器右 侧底部，打开阀门后，C02和物料的混合流体由此排出。由于物料和C02分别从该反应器的两端由增压泵泵入，而物料和C02反应后的混合流体的出口设计在反应器底部，另外搅拌器安装在反应器中部，不影响进料和出料，故在处理时关闭物料和C02反应后的混合流体的出口则能进行间歇式操作，而将出口开启，调节各泵的流量后又能实 现连续式操作。故本专利技术是一种既能进行连续式杀菌处理又能进行间歇 式杀菌的两用高密度二氧化碳杀菌处理反应器。本专利技术所述高密度二氧化碳杀菌处理反应器，可用于液态产品的高 密度二氧化碳杀菌处理，如各种饮料、果汁、牛奶等。本专利技术的优点1) 由于本专利技术采用物料雾化器和搅拌器的联合使用，且合理地设计了其位置结构，使C02和物料充分混匀、接触并反应，大大提高了杀菌效果；在相同的温度、压力、时间等处理条件下，与现有反应器的杀菌 效果相比，本专利技术的杀菌效果能提高1 2个对数；2) 实现同一个反应器的连续化和间歇式操作，方便可行，节约成本；3) 本专利技术所述反应器可用于液态产品的高密度二氧化碳杀菌处理， 如各种饮料、果汁、牛奶等，应用广泛，具有良好应用潜力。附图说明图1为本专利技术高密度二氧化碳杀菌处理反应器的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图和实施例对本专利技术进行详细阐述本专利技术所述高密度二氧化碳杀菌处理反应器主要由反应釜1、加热套2、喷头圆孔的孔径为1. 0 3. 0毫米的物料雾化器4、高密度C02入口 13、 排料口14、设在反应釜1腰部的搅拌器3组成。在本实施例中，物料雾 化器4设在物料入口处，位于反应釜l的内顶部，喷头圆孔的孔径为1.0 毫米；由泵6、预热器7、阀门8负责C02增压和预热过程；由泵9、预 热器10、阀门11负责物料增压和预热过程；电动机5为搅拌器3提供 动力源，带动其搅拌混匀C02和物料；阀门12控制C02和物料混合流体 的排放。当需要对大量物料进行杀菌时，本专利技术通过如下操作实现连续式杀 菌处理首先打开与加热套2相连的水浴循环系统的电源开关，打开C02 及物料预热器7和10的开关，设定温度到预定值。准备好待处理物料， 连通C02贮罐；同时开启C02和物料的增压泵6和9、入口阀门8和11， 并开启物料雾化器4，进行增压和输入样品；并立即开启电动机5电源 使得搅拌器3进入工作状态，以充分混合C02和物料，使得两者充分接触 反应；打开阀门12使混合流体从排料口 14流出，进入相连的分离器进 行气液分离。由于C02和物料连续供应，以及泵的不间断工作，整个杀菌 处理过程实现连续化操作。当待处理物料量较少时，本专利技术通过如下操作实现间歇式杀菌处理首先打开与加热套2相连的水浴循环系统的电源开关，打开C02及物料预 热器7和10的开关，设定温度到预定值。准备好待处理物料，开启物料 输送泵9，将物料由入口阀门ll输送入反应釜；连通C02贮罐，开启C02 增压泵6，增压后的C02经预热器7加热到预定温度，通过阀门8由高密 度C02入口 13进入反应釜1;立即开启电动机5使得搅拌器3进入工作 状态，以充分混合高密度C02和物料，使得两者充分接触反应；达到预定6压强后，C02增压泵将自动停止增压工作，此后进入保压阶段。待处理完毕后，打开阀门12使混合流体从排料口 14流出，进入相连的分离器进 行气液分离。本专利技术特别适用于液态产品的高密度二氧化碳杀菌处理，以下将结 合具体实例对本专利技术的操作方法作进一步说明。连续式高密度二氧化碳处理苹果汁1.反应釜杀菌采用杀菌溶液浸泡反应釜，排出杀菌溶液后再用无 菌水清洗反应釜，优选的杀菌溶液为二氧化氯溶液；2. 预热打开各控制开关，将反应器夹层水浴、C02及物料预热器均 加热到30。C;3. 准备待处理物料在物料贮藏罐中加入待处理苹果汁10L;4. 处理物料同时打开C02和物料的增压泵、入口阀门、物料雾化 器，并开启搅拌器充分混匀C02和物料；5. 输出处理后物料打开排料口阀门，使其进入分离器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度二氧化碳杀菌处理反应器，包括：带有保温夹层和高密度ＣＯ↓［２］入口、物料入口、排料口的反应釜，其特征在于，它至少还包括一项以下技术特征：　　　　（１）物料入口设在反应釜的顶部，在反应釜的顶部还设有与物料进口相连的物料雾化器；　　　　（２）在反应釜的中部设有搅拌器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小军，廖红梅，胡小松，张燕，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]