用于超声波清洗的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通过将高传播超声波能量应用至一个表面从而清洗该表面的方法，所述方法包括将该表面的至少一部分浸入流体，其中所述流体与高传播超声波能量发射组件相接触；以及从所述组件朝所述流体发射高传播超声波能量，以在所述表面产生空穴作用，从而清洗所述表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超声波清洗和消毒的方法。具体而言，本专利技术涉及经由将高传播超声 波能量应用至待清洗和/或消毒表面而进行超声波清洗和消毒的方法。
技术介绍
设备、容器、包装和食品提供了可供碎屑聚集的表面，以及可供微生物定居和生长 的表面。所述碎屑聚集和微生物生长会导致淤积，并降低设备的效率，降低使用该设备制造 的产品的质量，以及降低设备、容器和包装的寿命。此外，微生物生长导致了产品(尤其是 食品)的过早变质，或者微生物交叉污染引发了食物致病。可能在食品、容器或设备——诸 如冷凝器、热交换器、阀、管、器皿、空气冷却塔——的表面上，或在暴露于潮湿环境中的任 何表面上，形成能抗不充足营养供应、干燥、不利温度、磨损或化学药品的微生物的生物膜。 所述污染性淤积或生物膜导致食品的变质，产生致使食物致病的微生物，或者引起容器或 设备的淤积。通常，通过使用包装材料、用于降低腐败菌数量的卫生处理以及冷藏来延缓变质。 但是，这些方法并不能有效地清除腐败菌。此外，常规的洗涤处理不能清除表面内的微生 物，或充分地清除紧粘至表面的碎屑。通常通过以下多种方法中的任一种来减少污染微生物、生物膜和/或碎屑洗涤、 化学处理或物理清除。低压或高压(680至沈84沙3)下的冷水或热水(60至82°C)的洗涤 清除了松软的沉淀物，但无法清除坚硬的沉淀物，并只能提供有限的表面消毒。相对而言， 蒸汽清洗更为有效，但其对表面层的消毒仅停留于表层而不能抵达出现微生物生长的整个 深度，且不适合用于食品的消毒。碎屑的弱导热性抑制了热传递，因而抑制了微生物的消 除。化学清洗剂可以在清洗中溶解表面碎屑，但是在处理之后需要进行中和性洗涤。 然则，所述化学药品在穿过固体碎屑以及进入容器或其他结构(包括水果和蔬菜)的表面 层的过程中具有较差的传质效果。因此，这些方法在降低微生物数量方面效果较差。清洗 和表面消毒的物理方法诸如刮削、干冰粒子辐射，仅处理了表面，而无法清除深入结构内部 的微生物。而粗糙物理方法则无法应用于食品。常规的超声波清洗装置和方法已被用于清洗各种种类的材料，包括容器。但是，由 常规装置产生的超声波能量产生驻波，因此这种清洗模式导致了局部交替地出现在未被驻 波限制的区域中的已清洗区域，和在驻波限制的区域中的未清洗区域。此外，常规装置产生的超声波能量无法穿透进入表面，并仅能传播很短的距离。为了清洗物体，所述装置必须相 对于驻波移动，因此难以在较大的物体上应用。因此，本领域存在着对用于表面清洗和/或消毒的装置和方法进行改进的需要。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种通过将高传播超声波能量应用至一个表面从 而清洗该表面的方法，该方法包括将该表面的至少一部分浸入流体中，其中所述流体与高传播超声波能量发射组件 接触；以及从所述组件向所述流体发射高传播超声波能量，在所述表面处产生空穴作用，从 而清洗所述表面。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于从一个表面清除污染物的方法，该方法 包括将所述污染物的至少一部分浸入流体中，其中所述流体与高传播超声波能量发射 组件接触；以及从所述组件向所述流体发射高传播超声波能量，在所述表面处产生空穴作用，从 而清除所述污染物。在一个实施方案中，所述污染物可以是生物膜、结垢或酒石酸盐。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于对一个表面进行消毒的方法，该方法包 括将所述表面的至少一部分浸入流体中，其中所述流体与超声波超声探头 (sonotrode)接触；以及从所述超声探头向所述流体发射高传播超声波能量，在所述表面处产生空穴作 用，从而对所述表面进行消毒。根据本专利技术的第四方面，提供了 一种使用高传播超声波能量对第一容器的表面进 行超声波清洗的方法，该方法包括将流体布置为与第一容器的所述表面的至少一部分接触，其中所述流体容纳在第 二容器中，以及将高传播超声波能量发射组件布置为与第二容器中的流体接触，或与所述第二容 器的表面接触；从所述组件发射高传播超声波能量，以及应用所述能量以清洗第一容器的所述表面。在一个实施方案中，本方法进一步包括在所述第一容器的所述表面处产生空穴作 用，从而清洗所述表面。在一个实施方案中，本方法进一步包括通过应用高传播超声波能量对第一容器的 所述表面的所述部分进行消毒。在一个实施方案中，本方法还包括相对于第二容器旋转第一容器，以将所述流体 布置为与第一容器的所述表面的另一部分接触。在一个实施方案中，本方法还包括从第一容器中清除渣滓。根据本专利技术的第五方面，提供了一种用于清洗带有碎屑的表面的方法，该方法包 括将所述表面引入流体；将高传播超声波能量发射组件引入所述流体；在旋转所述表面的同时从所述组件发射高传播超声波能量，以将所述表面的内部 的表面层暴露在超声波能量中；以及应用所述能量以从所述表面清除碎屑。在一个实施方案中，所述表面存在于诸如桶之类的容器中。所述桶可以是木质酒 桶。所述碎屑可以是生物膜或食物产品的残渣，包括酒渣，诸如酒石酸盐或结垢。所述碎屑 也可以是腐败微生物。在一个实施方案，流体可以至少部分充满容器。所述发射组件可以穿过容器中的 开口(诸如桶的敞开的头部(open head))引入到所述流体中。在另一个实施方案中，运行所述发射组件在所述流体内产生空穴作用。在另一个 实施方案中，所述空穴作用在所述流体中产生热量。在另一个实施方案中，所述流体可以包括化学消毒剂和/或清洗剂。在另一个实 施方案中，所述方法还包括向所述流体施加脉冲电场的步骤。在另一个实施方案中，所述方 法还包括机械刷洗所述表面。在一个实施方案中，热量和空穴作用协同作用，以清洗、清除生物膜和/或对所述 表面消毒。在另一个实施方案中，空穴作用和脉冲电场协同作用，以进行消毒、清洗生物膜 和/或将生物膜从所述表面上清除。在另一个实施方案中，空穴作用和机械刮擦协同作用， 以消毒、清洗生物膜和/或将生物膜从所述表面上清除。在另一个实施方案中，所述方法还包括将超声波能量发射组件与换能器通信。例 如，将所述超声探头与所述换能器连接。根据本专利技术的第六方面，提供了一种使用高传播超声波能量清洗一个表面的系 统，所述系统包括用于将流体布置为与所述表面的至少一部分相接触的装置；用于将高传播超声波能量发射组件布置为与所述流体接触的装置；以及其中在运 行所述发射组件中，所述组件向所述流体发射高传播超声波能量，以在所述表面产生空穴 作用，从而清洗所述表面。在一个实施方案，用于运行所述发射组件的装置包括用于运行所述超声波能量发 射组件以在所述流体内产生超声波空穴作用并清洗所述表面的装置。在另一个实施方案中，所述高传播超声波能量发射组件的运行使得高传播超声波 能量被发射进入所述流体，以在所述表面产生空穴作用，从而通过破坏腐败微生物来对所 述表面进行消毒。所述腐败微生物可以从以下项组成的组中选择酵母、霉菌、细菌、真菌。在一个实 施方案中，所述酵母是酒香酵母属的一种。在另一个实施方案中，该系统还包括用于旋转所述表面以将所述流体布置为与所 述表面的另一部分相接触的装置。在另一实施方案中，所述系统还包括用于清除渣滓的装置。根据本专利技术的第七方面，提供了一种用于清洗第一容器的表面的高传播超声波能 量装置，所述装置包括至少一个浸入式高传播超声波能量换能器组件，其安装至适于布置在第一容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将高传播超声波能量应用至一个表面从而清洗该表面的方法，该方法包括：　　将该表面的至少一部分浸入流体中，其中所述流体与高传播超声波能量发射组件接触；以及　　从所述组件向所述流体发射高传播超声波能量，在所述表面处产生空穴作用，从而清洗所述表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·贝茨，
申请(专利权)人：卡维特斯私人有限公司，
类型：发明
国别省市：AU