專利名稱：液體微波光化效應裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是微波和光一體化的液體微波光化效應裝置，用于液體類藥品、果茶、果汁、菜汁、飲料類、調(diào)料、牛奶以及扎啤快速滅菌，保持物質(zhì)天然本質(zhì)；用于酒類老熟陳化。利用微波消毒無菌，對酒類老熟陳化處理，是讓液體流入微波加熱器，吸收微波升溫，利用微波的熱效應，化學效應把病毒、細菌殺死，亦使酒類老熟陳化。但以往單獨應用微波進行這些工作存在問題，一些病毒、細菌殺不死，酒類仍然回味返生。這些問題的存在固然是微波加熱器電場分布不均，液體引流裝置結(jié)構(gòu)的不合理流動不均勻，但更主要的是一些微生物、物質(zhì)吸取的電磁波波長不在微波范圍之內(nèi)。為解決這一問題中國專利89201705.8如圖①示，采用傳統(tǒng)的園柱腔型加熱器，引流裝置則是插入中心的玻璃管。這種解決方法就整體而言仍然只限于單純的微波作用，對加熱器及液體流動進行了改進。
專利采用園柱腔型加熱器，力圖改變電場分布，進而改變加熱性能。但又將玻璃管直插加熱器中心。這是一個矛盾的選擇。因為改用園柱腔型加熱器電場均勻分布可使加熱均勻；玻璃管插在加熱器中心，就要使電場最大點集中于中心，否則加熱效率很低能耗增加。所以就要精心選擇振蕩模式，這些模式電場最大點都集中于中心。然而目前設(shè)計出的場，稱為未攏動場，即除空氣之外不加入任何物質(zhì)，沿用雷達系統(tǒng)設(shè)計方法。一旦加入物質(zhì)，特別是象液體這種吸收微波最強的重負載物質(zhì)，振蕩模式發(fā)生畸變，電場發(fā)生分布根本變化，原先的設(shè)計已不存在。對于腔型加熱器重負載問題在微波應用中是國內(nèi)、外尚未解決的問題。
應用腔型加熱器，是以犧牲電場強度為代價。因為腔型加熱器電場強度只有相應頻率、功率波導電場的十分之一，而電場強度是決定加熱器加熱效率高低的重要參數(shù)，例如當應用頻率、功率一定，被加工物質(zhì)一定(物質(zhì)的損耗角tgn就決定了)物質(zhì)吸收的功率密度與電場強度E成正比不難算出，腔型加熱器和行波型加熱器相比，能耗增大10倍。
園柱腔型加熱器生產(chǎn)、制造、系統(tǒng)調(diào)試都存在很大困難，產(chǎn)品沒有一致性。這種腔型加熱器，在實際生產(chǎn)中往往是先將一端固定，而后在儀器鑒視下用試探法尋找滿足微波加熱器系統(tǒng)，駐波系數(shù)的最佳點，再將另一端固定。因此這種腔型加熱器，不管產(chǎn)量多大，實際上是單件生產(chǎn)，生產(chǎn)周期長，造價提高，限制了推廣應用。
在園柱腔型加熱器中心穿一個玻璃管，液體自下而上，或自上而下落下，直觀上看液體通過加熱通過加熱器每個截面，不存在流動死區(qū)，解決液體流動的均勻性。但實際應用中，玻璃管直徑與園柱腔直徑相比很小，微波功率相對很大，液體流動中特別是濃度很大的液體當迂到某點強電場時，由于微波加熱瞬時升溫產(chǎn)生壓力很大的汽體，使局部阻斷，既破壞了流動均勻性又使這部分物質(zhì)過熱。接踵而來的是導致整個微波系統(tǒng)負載匹配破壞，反射加劇，使微波管處于燒毀的危險。這種直管導流方式很難把握壓力、流速、溫度、時間之間關(guān)系形成穩(wěn)定的工藝流程。
本實用新型的目的是解決單獨應用微波不能解決的問題，提供一種微波和光一體化的液體微波光化效應裝置，造成一個從微波(1M－nm)到光波廣譜電磁波把加工物質(zhì)置于頻譜之內(nèi)將病毒、細菌殺死；有效的解決酒類微波老熟返生問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的應用波導式微波加熱器用以介決加熱均勻性，內(nèi)有一個具有容積地帶錐度的玻璃體，引導液體流動；有一個紫外線光源裝置，其光譜是根據(jù)加工物質(zhì)設(shè)定的，把吸收波長在微波之外的物質(zhì)置于紫外光譜之內(nèi)。
波導式微波加熱器，被加物質(zhì)對波導的電特性擾動很小，電場幾乎完全由應用頻率與相關(guān)波導尺寸，以及波導內(nèi)傳輸功率大小決定。一旦通過波導某處的功率給定后，該處實際電場不受構(gòu)成波導的金屬材料以及被加熱物質(zhì)的介電系數(shù)或損耗角的影響，避免了8920175.8專利一系列問題。
液體引流裝置是一個具有容積帶錐度的玻璃體及進出玻璃管構(gòu)成，液體作往返流動。它的幾何尺寸由微波參數(shù)、微波加熱系統(tǒng)參數(shù)而定，但和雷達水負載截然不同。
玻璃體僅小于波導窄邊，對加熱器而言容積很大，而且進出口管也充滿液體，所以即便是很強的電場也不會出現(xiàn)阻斷問題，保證微波系統(tǒng)負載的匹配。解決液體流動均勻性，一是靠玻璃體結(jié)構(gòu)，它使液體有短暫停留但又不允許存積、滯流；二是運用液體力學原理控制流動形式，使其成為紊流狀態(tài)，即滾動式行進的其本身具有攪拌作用。這種裝置很容易調(diào)整、壓力、流速、溫度、時間之間關(guān)系，給制定工藝流程以很大的選擇余地，保證穩(wěn)定生產(chǎn)。眾所周知，所有原子或分子均能吸收電磁波，且對吸收波長有選擇原理，本實用新型把微波和光融為一體，構(gòu)成一個從微波(1M－nm)到紫外線光波的廣譜電磁波，光寓于微波之內(nèi)。
由物理可知，微波和紅外線量子能量引起分子轉(zhuǎn)動，因為分子結(jié)構(gòu)不是球形，轉(zhuǎn)動過程中相互摩擦，從而使物質(zhì)升溫，這就是微波熱效應；紫外線光量子量處在物質(zhì)分子的振動一轉(zhuǎn)動吸收帶，每一振動的躍遷還伴有轉(zhuǎn)動能級的改變，顯示出轉(zhuǎn)動能級的細致結(jié)構(gòu)吸收峰加寬，使某些物質(zhì)分子被激發(fā)，激發(fā)的分子非?；钴S易發(fā)生化學效應。在微波作用下作劇烈轉(zhuǎn)動的分子借助于光量子強大能量，促使由轉(zhuǎn)動向振動轉(zhuǎn)化，改變分子結(jié)構(gòu)。吸收波長在微波以外的微生物、一些物質(zhì)由紫外線化學作用解決。這里微波和光作用相輔相成，利用微波穿透性作用在其內(nèi)部，而盡管光量子能量大，只能作用于表層，但兩者聯(lián)合運用形成全方位加工。
紫外的引入可有幾種方法其一，在微波加熱器外，單獨加紫外線光源象傳統(tǒng)的方法那樣進行照射，光源所用電源另外制造；其二，將光源置于微波加熱器內(nèi)，外加附加電源，這種方法將給微波加熱器造成困難，甚至是不好實現(xiàn)的。這兩種方法共同點就是有一個附加電源裝置，使裝置復雜化，能耗增加，對物質(zhì)發(fā)生的作用亦不同。
本實用新型采用一個無極光源，紫外線在微波作用下發(fā)光，利用小的微波功率產(chǎn)生強大的光源，光譜是根據(jù)加工物質(zhì)設(shè)定，光的波長不變保證物質(zhì)加工的一致性。
本實用新型由于采用波導式微波加熱器，使微波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，生產(chǎn)制造一致性好；適合大量生產(chǎn)，其造價只有園柱腔型加熱器十分之一；應用錐體引流裝置，使工藝流程穩(wěn)定操作簡單；光的引入加強了適應性、通用性，加工的徹底性，解決單獨使用微波所不能解決的問題。
實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖
給出。
圖(2)是根據(jù)實用新型提出的液體微波光化效應裝置的結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合圖(2)詳細說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細節(jié)及工作情況。
液體微波光化效應裝置由微波加熱器(1)玻璃引流裝置(2)光源裝置(3)組成。
微波加熱器(1)使微波能和液體在這里進行能量交換，液體吸收微波能，轉(zhuǎn)化為熱而升溫；引流裝置(2)固定在加熱器寬邊中心線上，用以提高加熱效率，它的作用是把液體限制在一定區(qū)域，決定領(lǐng)流動路徑、方式。一旦微波加熱器系統(tǒng)選在最佳狀態(tài)，引流裝置則對加工物質(zhì)的質(zhì)量起著重要作用。光源裝置(3)固定在加熱器寬邊，它是無極光源靠微波致光發(fā)出所需的波長，隨微波啟動、熄滅無惰性，光的波長不變，保證對加工物質(zhì)的一致性。
液體沿箭頭(5)經(jīng)由進口管，進入引流裝置(2)錐體，當充滿時啟動微波電源(圖中未劃出)微波功率產(chǎn)生并傳輸?shù)郊訜崞?1)，光源(3)在微波作用下發(fā)出紫外線，連續(xù)調(diào)整微波輸出，達功率額定值，調(diào)整液體流量，達工藝流程。液體流動過程中接受微波，紫外線作用沿箭頭(6)流出。
權(quán)利要求1.一種由微波加熱器和引流裝置組成的液體微波處理裝置，液體微波光化效應裝置，其特征是加熱器內(nèi)有紫外線光源裝置，引流裝置是由容積帶錐度的玻璃體和進出口管組成。
2.按權(quán)利要求1，所述的液體微波光化效應裝置其特征在于所述的紫外線光源裝置是微波無極光源。
專利摘要一種用于瞬時徹底殺滅液體藥品、果茶、菜汁、飲料、調(diào)料、牛奶病毒、細菌；解決酒類在單獨用微波處理后回味返生的液體微波光化效應裝置，是由微波加熱器、引流裝置的結(jié)構(gòu)在微波加熱器內(nèi)設(shè)置紫外線光源裝置構(gòu)成光電一體化。把吸收波長在微波范圍之外的物質(zhì)、病毒、細菌置于光譜之內(nèi)，解決單獨使用微波不能解決的問題。
文檔編號A23L3/005GK2203528SQ932420
公開日1995年7月19日 申請日期1993年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月16日
發(fā)明者趙鳳欣 申請人:趙鳳欣