一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，属于灭菌技术领域，在容器或管路上安装至少2个超声换能器；使超声换能器的机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动；将待处理液体或固液混合物置于所述容器中或流经所述管路；以非同相位和/或非同频的电能驱动各超声换能器，在容器或管路内形成多路高频机械波联合冲击所述液体或固液混合物的动作，以及冲刷容器壁或管路壁的动作。本发明专利技术实施例提出一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备，使用微米波机械冲击方式，消灭相应尺寸的菌类活性，同时对悬浮在液体中的大颗粒提供破碎效果，对液体提供均匀搅拌效果，对容器和管路提供清洁效果，具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备


[0001]本专利技术属于灭菌
，具体是一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备。

技术介绍

[0002]对水、乳制品、勾搭饮料、果汁、酒类液体物质的灭菌，在工业制程和生活环节中，居有重要的地位，影响到液态食品安全和人们的身体健康。
[0003]传统作业中，对液态物质的灭菌作业，大多采用温度法、防腐剂法等。
[0004]在大多数果汁、果酒制程中，温度法会破坏原设计口感、口味及其营养价值等，而在直饮水的制程中，如果引入温度法，势必极大地提高了制造成本。
[0005]防腐剂法虽然可以通过控制用量和控制成分达到安全标准，但由此带来的负面作用也一直在争议之中。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，用于实现灭菌、破碎、搅拌和清洁四种功能，包括如下步骤：在容器或管路上安装至少2个超声换能器；使超声换能器的机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动；将待处理液体或固液混合物置于所述容器中或流经所述管路；以非同相位和/或非同频的电能驱动各超声换能器，在容器或管路内形成多路高频机械波联合冲击所述液体或固液混合物的动作，以及冲刷容器壁或管路壁的动作。
[0008]作为本专利技术进一步的改进方案：所述机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动，为：设计超声换能器的安装位，使各超声换能器机械波传送的中轴线不平行，且在所述容器或管路内发生交叉；和/或设置对超声机械波的单次或多次反射机构，约束所述超声机械波按交叉、缠绕路径行进；和/或设置叶轮式超声机械波缠绕机构，约束所述超声机械波按旋转路径行进；和/或至少一路超声换能器的安装机构为可移动；和/或通过驱动策略变动多路机械波的合成路径。
[0009]作为本专利技术进一步的改进方案：所述非同相位和/或非同频的电能，其中心频率为MHz级。
[0010]作为本专利技术进一步的改进方案：至少一路超声换能器的驱动频率在一定范围内周
期性、扫频式变动。
[0011]为本专利技术再进一步的改进方案：所述至少一路超声换能器的安装机构为可移动，为：所述超声换能器及其连接导线，通过非刚性连接固定到容器内壁或管路内部上，由动力机构推动其发生局部位移，和/或通过自激振荡周期性改变其机械波行进路径。
[0012]作为本专利技术再进一步的改进方案：所述通过驱动策略变动多路机械波的合成路径，为：通过改变至少一路换能器的驱动振幅，或通过频繁启动/停止至少一路超声换能器，使所述多路超声机械波的合成路径发生移动或抖动。
[0013]一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁设备，包括至少一个超声换能组合头、连接器以及超声驱动电路，所述超声换能组合头设置在容器或管路的内胆中，并与所述内胆通过连接器相连，所述超声换能组合头上具有若干个超声换能器，且若干所述超声换能器以非平衡方式安装到超声换能组合头上，所述超声驱动电路与所述超声换能器一对一连接，用于驱使所述超声换能器输出非同相位和/或非同频的超声机械波。
[0014]作为本专利技术再进一步的改进方案：所述连接器包括非刚性衔接体和固定法兰盘，所述非刚性衔接体一端与所述超声换能组合头相连，另一端与所述固定法兰盘相连，所述固定法兰盘远离所述非刚性衔接体的一端与所述内胆内壁相连，若干超声换能器的连接导线穿过所述非刚性衔接体与所述超声驱动电路连接。
[0015]作为本专利技术再进一步的改进方案：还包括动力机构，所述动力机构用于对超声换能器实施轮流调幅和/或调频和/或间歇驱动，使超声换能组合头受到来自驱动策略的、某种规律的、非平衡的反作用力。
[0016]作为本专利技术再进一步的改进方案：所述动力机构包括电磁铁，所述电磁铁设置在所述内胆外侧并偏离超声换能组合头中轴位置，所述内胆为非隔磁材质制成，超声换能组合头至少在正对电磁铁处嵌有软铁材质，或整体为软铁材质与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提出一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法和设备，使用微米波机械冲击方式，消灭相应尺寸的菌类活性，同时对悬浮在液体中的大颗粒提供破碎效果，对液体提供均匀搅拌效果，对容器和管路提供清洁效果，具有较高的实用价值。
附图说明
[0017]图1为一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁设备的结构示意图；图2为一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁设备中对超声换能组合头施加他激示意图；图3为一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁设备中超声换能组合头和内胆之间的非刚性连接示意图；图4为一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁设备的另一实施例示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0019]实施例1本实施例提供了一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，用于实现灭菌、破碎、搅拌和清洁四种功能，具体包括如下步骤：在容器或管路上安装至少2个超声换能器；使超声换能器的机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动；将待处理液体或固液混合物置于所述容器中或流经所述管路；以非同相位和/或非同频的电能驱动各超声换能器，在容器或管路内形成多路高频机械波联合冲击所述液体或固液混合物的动作，以及冲刷容器壁或管路壁的动作。
[0020]由于单个超声换能器发出的超声机械波，其发射角较小，即，超声换能器发出的超声机械波为成束方式发送，在容器或管路中所覆盖的空间范围有限，这势必在工作中，使得被处理液体或固液混合物（下称“工作液”）中存在一些超声机械波覆盖不到的死角，影响灭菌、破碎、搅拌和清洁效果。
[0021]而对工作液中菌类的破坏和颗粒的破碎，处理机械波的直接冲击而外，还需要机械波的基波和/或谐波与其发生谐振。单一频率的超声机械波，其基波和/或谐波所覆盖的菌类、颗粒的范围有限，故而形成的灭菌破碎效果有限。
[0022]基于此，本专利技术的方法中，从以下两个方面做了针对性设计：1.消灭死角设置多于1个的超声换能器；通过附加反射装置或导波装置的方式，使各超声换能器发出的机械波沿非直线路径行进；至少一路超声换能器为非固定安装，使其工作时，机械波路径呈不断摇摆的状态；通过驱动策略变动多路超声机械波的合成路径，即，通过改变至少一路换能器的驱动振幅，或通过频繁启动/停止至少一路换能器，使所述多路超声机械波的合成路径发生移动或抖动；2.扩大频率覆盖范围以非同相位和/或非同频的电能驱动各超声换能器；使多个超声换能器的发声路径在容器或管路中发生交叉，在路径交叉处、各束超声机械波临近处，各束超声机械波发生相位和频率上的叠加，发散出更丰富的谐波；在多个超声换能器中，至少一个采用了扫频式变频工作方式，即，在所述容器或管路中，存在频率不断变动的超声机械波，使容器或管路中存在频率范围更广的机械波，谐波成分更丰富，相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，用于实现灭菌、破碎、搅拌和清洁四种功能，其特征在于，包括如下步骤：在容器或管路上安装至少2个超声换能器；使超声换能器的机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动；将待处理液体或固液混合物置于所述容器中或流经所述管路；以非同相位和/或非同频的电能驱动各超声换能器，在容器或管路内形成多路高频机械波联合冲击所述液体或固液混合物的动作，以及冲刷容器壁或管路壁的动作。2.根据权利要求1所述的一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，其特征在于，所述机械波行进路径发生交叉和/或缠绕和/或变动，为：设计超声换能器的安装位，使各超声换能器机械波传送的中轴线不平行，且在所述容器或管路内发生交叉；和/或设置对超声机械波的单次或多次反射机构，约束所述超声机械波按交叉、缠绕路径行进；和/或设置叶轮式超声机械波缠绕机构，约束所述超声机械波按旋转路径行进；和/或至少一路超声换能器的安装机构为可移动；和/或通过驱动策略变动多路机械波的合成路径。3.根据权利要求1所述的一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，其特征在于，所述非同相位和/或非同频的电能，其中心频率为MHz级。4.根据权利要求1所述的一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，其特征在于，至少一路超声换能器的驱动频率在一定范围内周期性、扫频式变动。5.根据权利要求2所述的一种错相差频式超声波在线灭菌破碎搅拌清洁方法，其特征在于，所述至少一路超声换能器的安装机构为可移动，为：所述超声换能器及其连接导线，通过非刚性连接固定到容器内壁或管路内部上，由动力机构推动其发生局部位移，和/或通过自激振荡周期性改变其机械波行进路径。6.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史荃，
申请(专利权)人：史荃，
类型：发明
国别省市：