技术新讯 > 食品饮料机械,设备的制造及其制品加工制作,储藏技术 > 用于不透明液体的UV杀菌处理系统的制作方法  >  正文

用于不透明液体的UV杀菌处理系统的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-12 12:27:26

本发明涉及用于uv杀菌处理的系统,该系统利用主要在180nm至300nm之间的波长的uv-c光来实现对不透明液体的杀菌处理。本发明涉及监控系统,该监控系统包括到能够对不透明液体、比如对uv过度暴露敏感的高度不透明液体进行杀菌处理的系统中。

背景技术:

1、uv系统先前已经用于对液体食品进行巴氏消毒。这样的仪器的示例可以在us2002/096648中找到,其公开了用于将紫外光辐射到流体反应介质中的反应器。辐射室连接至入口和出口,这允许反应介质在暴露于紫外光的同时流动通过反应器。

2、这样的uv反应器仪器的另一示例是us2004/248076,其公开了用于借助于uv辐射和短时热处理对液体介质进行灭菌的设备和过程。

3、此外,在wo2019057257中已知这样的仪器,其公开了一种能够对高度不透明液体进行杀菌处理的系统,该系统的特征在于滤光器,该滤光器阻止高于uv-c光谱的波长到达待处理液体。

4、此外,包括各种传感器的监测系统先前已经被用作测量uv系统的效率的措施,以提供病原体和其他目标微生物从待处理液体中的充分去除。uv系统设计的目标是国际工业标准、比如针对诸如饮用水的液体的m 5873-1,以记录目标微生物的减少与传感器值之间的固定关系。

5、然而,在本领域内仍然需要为高uv暴露敏感的液体产品提供杀菌处理,即如何优化细菌和病毒的杀灭(即,巴氏消毒或杀菌)且同时避免液体的过度暴露。这个问题在处理不透明液体时尤其重要,因为不是所有的液体都将暴露于uv光,因此通常仅可以将uv强度场扩展到这种液体的体积的一小部分中,这可能容易地导致高度不均匀的uv曝露以及随后的不均匀的剂量,其中,一些体积的待处理液体被过度暴露,而其他体积的液体未被充分地处理。

6、此外,在本领域内还仍然需要使用uv杀菌处理系统,该系统能够减少在不透明液体处理期间所使用的能量的量。

7、此外,需要简化这样的杀菌处理,从而使得设备可以适应单独的任务且同时避免对不透明液体的过度暴露或暴露不足,从而提供足够的处理来对液体进行杀菌(添加有足够的能量)且同时避免过度暴露。

技术实现思路

1、本发明的目的是确保对与uv系统的效果有关的参数的适当监测和控制,该uv系统用于对不透明液体、特别是对uv过度曝光敏感的液体进行处理的目的。

2、所设置的是,已经限定了针对要被该系统处理的产品所用的操作条件的可接受的限度,比如但不限于最大流量和最小流量、从流动系统的入口到出口的预期压头损失以及由uv传感器值限定的最佳uv源输出,该uv传感器对所述uv光源的输出进行测量。要考虑的是,对液体的成功处理主要取决于uv剂量,uv剂量限定为穿过系统的离散体积的液体的uv暴露的累积时间和强度的乘积。

3、本发明的另一目的是能够确保对于功能上并行布置的多个产品流动带而言操作条件处于限度内,并且能够对相等带的传感器值进行比较,以检测偏差比如传感器不确定性、泄漏或其他流动中断、比如由盘管形状稳定性损失、堵塞或结垢引起的阻塞。

4、本发明的另一目的是监测和控制灯的热条件,使得可以实现恒定的输出以及最佳的灯寿命。

5、本发明的又一目的是在这样的uv系统的不同操作阶段、特别是在液体的杀菌处理中提供准确且充分的数据,以便能够控制与保持系统的足够性能有关的所有参数均处于实现这种性能所需的限度内并记录所有参数。

6、最后,本发明的又一目的是能够检测在uv系统或其传感器中发生的可能影响系统保持适当性能的能力的任何机械和电气的故障或干扰,比如流体系统中的泄漏或由于传感器故障或老化而导致的传感器值的漂移,这将导致由传感器提供的系统操作的关键参数不可靠。

7、本发明涉及一种用于对不透明液体进行处理、比如用于对不透明液体食品进行冷巴氏消毒的uv杀菌处理仪器,该uv杀菌处理仪器包括监控系统。因此,在本发明的第一方面中公开了一种用于对不透明液体进行处理的uv杀菌处理系统,其中,该uv杀菌处理系统包括:一个或更多个螺旋形管,所述一个或更多个螺旋形管从入口端部延伸至出口端部,从而形成流体路径;用于在使用uv杀菌处理系统时对不透明液体通过流体路径的流率进行控制的一个或更多个器件;一个或更多个uv光源,所述一个或更多个uv光源对一个或更多个螺旋形管进行照射,其中,一个或更多个光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光;以及监控系统,监控系统配置成用于监测和控制uv杀菌处理系统的参数,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且其中,一个或更多个uv光传感器定位在uv杀菌处理系统中,使得一个或更多个uv光传感器在使用uv杀菌处理系统时直接或间接地测量与对一个或更多个螺旋形管进行照射的uv光强度基本上成比例的uv光强度;其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,并且其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中;并且其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;以及基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

8、确定uv杀菌处理系统的uv处理条件是指该系统的当前uv处理条件、例如灯的当前输出或液体的当前流量由控制器确定,并且基于此,控制器能够调节该系统,使得输出/输入相当于基于待处理液体提供给控制器的指令。

9、控制流量的器件、比如泵或在入口处施加在液体上、通过使用例如p、pi或pid调节算法进行调节的可调节压力可以直接结合到uv系统自身的控制中,或通过基于来自uv系统的数字信号或模拟信号的不同方法来进行控制。要认识到的是,对液体的适当处理不仅根据液体类型改变,而且还根据诸如微生物污染水平的因素改变,如可以由以下各项确定:在处理之前从液体中提取的样品、粘度的变化以及在批次处理期间系统的结垢水平的增加。这些因素和其他因素可能改变处理期间对流量和uv暴露的要求,例如在生产期间逐渐增加uv强度、或增加非常不透明液体的最小所需流量以增加混合、或减小不透明程度较低的液体的流量以增加暴露时间。在许多情况下,通过uv系统的流量将不会由uv系统直接控制,因为流量取决于其他连接的设备、比如将产品装瓶的填充机器,其以与通过uv系统的流量要求不同的固定流量模式运行。这样的设备可以独立于uv系统而启动或停止。解决方案是在uv系统与填充机器之间设置缓冲罐,使得在短的停止期间保持通过uv系统的流量。然而,在停止之后,可能期望增加通过uv系统的流量以达到罐中的限定水平,并且如果存在比预期少的停止且缓冲罐被填充,则通过uv系统的流量减小。在这种情况下,期望允许通过uv系统的流量波动,并监测该流量波动保持在已知的限定最小值与限定最大值之间,以支持适当的处理。如果流量超出限定的水平,则可能发出警报。

10、在用于饮用水、废水或类似物的uv系统中,uv传感器放置成使得从灯发射的uv光在到达传感器之前穿过液体。以这种方式,以高度确定性确定的是,位于传感器与灯之间的液体中的最小强度将经受至少与通过由uv传感器不确定性校正的传感器测量的值类似的强度。

11、对于其中对高uv暴露没有任何不期望的影响的液体产品、如水,足以确定的是,在整个处理期间观察到最小uv强度和最大体积流量,则认为该处理是成功的。

12、对于对高uv暴露敏感的液体产品或者为了节省能量,可能有利的是,动态地调节灯的uv输出以在不同的流量或产品质量方面或在灯老化期间uv灯能量效率降低时匹配最小要求。

13、在cn211019327u中提出了对这个问题的一种可能的解决方案,其中,描述了一种uv稳定输出系统,在该系统中,包括uv灯、uv强度传感器以及控制灯输出的plc的反馈回路可以使uv传感器的值保持恒定。

14、然而,这样的系统不是最佳地设计为处理不透明液体,因为不可能将uv传感器定位成使得由传感器接收的光已经穿过液体,因为液体层吸收uv光并且从而阻止足够的uv光到达传感器以实现有意义的传感器值。因此,提供反馈以用于控制uv输出的uv传感器必须放置就位成直接监测光源uv输出而不是监测通过液体层的光源uv输出。这导致了进一步的挑战,因为uv传感器值不再是液体中的最小强度的度量。

15、如果知道这样的uv系统的盘管中的液体体积的流动模式和几何结构,则可以通过使足够薄的液体层在光源与传感器之间穿过来间接地从所测量的流量和传感器值导出uv剂量,该液体层薄到足以允许相当一部分的uv光到达传感器。然而,穿过盘管的壁到达液体的uv光的量不仅取决于液体对期望的uv波长的透过度,而且还取决于盘管的内表面的潜在结垢,其可能阻止部分光或全部光到达液体。

16、结垢是取决于特定的液体流动模式、能量流和几何结构的现象,并且因此不能假设内部盘管表面的结垢率与在光源与传感器之间穿过的薄膜流的边界表面的结垢率类似。

17、在诸如背景技术中所公开的在m 5873-1中所描述的传统uv系统中,所假设的是,在恒定的uv传感器值下,较低的流量将导致较高的uv照射时间,并且随后导致较高的uv剂量和较高的目标微生物减少。所假设的是,uv室内部的湍流和流动模式的变化——其可能导致穿过系统的各个体积的水的剂量分布的不利变化——的影响至少通过增加平均停留时间以及随后较高的平均uv剂量来抗衡。然而,在本文中所描述的uv杀菌处理系统中,这已经被证明不是正确的。其原因在于,在典型的应用中,由于待处理的典型液体产品的高uv吸收特性,uv光将仅有效地穿透到盘管表面附近的非常小的部分的液体体积中。通过湍流能量进出该区域的离散体积的产品的相对交换速率高度依赖于流动,并且通常在较低的产品流动速度/速率下将减小,因此由于离散体积的液体所经历的不期望的剂量分布而导致效率损失,从而更加导致过度暴露或暴露不足。

18、因此,在如本文中所公开的系统中,对系统中的任何点处的最大流量和最小uv光强度进行监测并且通过调节光源的功率来使由uv传感器测量的uv输出保持恒定是不够的。还需要监测与每个单独的液体产品的特性有关的最小流量,以确保有效的处理。此外,根据待处理液体,监测如本文中所公开的盘管的内表面的潜在结垢可能是潜在有利的。

19、使用光辐射作为冷巴氏消毒的手段的优点中的一个优点在于,这是对于部分灭菌是非常节能的方式。

20、流体路径设计为提供高的表面积与体积之比,从而增加每单位体积的光能暴露,并且降低来自待处理的不透明液体的自屏蔽效应。以这种方式,当形成流体路径的材料对于光的辐射可透过的时,可以使用光来对不透明液体进行处理。

21、不透明的液体食品以一定的流率流过一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中, 以毫升每分钟测量的流率为200 ml/min至20000ml/min之间、或500 ml/min至15000 ml/min之间、或800 ml/min至12500ml/min之间、或900ml/min至10000ml/min。

22、不透明液体产品是指下述液体:其中,穿过10mm的该液体,来自uv光的准直光束的254nm的uv光的通量减小了至少95%,比如至少98%。

23、控制灯输出和流率将确保对待处理的不透明液体进行均匀处理。uv光传感器值(由uv传感器测量的uv输出)可以与最小压力或流率一起包括在控制器所遵循的指令中。换言之,控制器的指令可以通过应对特定产品进行处理的uv传感器值来限定。此外,流量传感器将确保在路径内保持最小流率,并且该最小流率足以实现液体的充分湍流混合,以确保离散体积的液体适当地交换到由uv光照射的小部分的流体路径中,从而增加每单位体积的光能暴露,并且减少待处理的不透明液体的自屏蔽效应,同时避免uv光过度照射不透明液体并防止在螺旋形管内部发生结垢。

24、此外,通过基于来自uv杀菌处理系统的信息来控制用于控制流率的一个或更多个器件,该系统确保提供对不透明液体的最佳处理。

25、在本发明的第二方面中,在本文中公开了一种uv杀菌处理系统的用于对不透明液体产品、比如不透明液体食品进行冷巴氏消毒的用途,其中,该uv杀菌处理系统包括:一个或更多个螺旋形管,一个或更多个螺旋形管从入口端部延伸至出口端部,从而形成流体路径;用于在使用uv杀菌处理系统时对不透明液体通过流体路径的流率进行控制的一个或更多个器件;一个或更多个uv光源,一个或更多个uv光源对一个或更多个螺旋形管进行照射,其中,一个或更多个光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光;以及监控系统,监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且其中,一个或更多个uv光传感器定位在uv杀菌处理系统中,使得一个或更多个uv光传感器在使用uv杀菌处理系统时直接或间接地测量与照射一个或更多个螺旋形管的uv光强度基本上成比例的uv光强度;其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,并且其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中;并且其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;并且基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

26、冷巴氏消毒可以是在下述过程中对物质并且尤其是液体进行部分灭菌:在该过程中,规避热作为消灭有害生物体的主要方法,而不会使物质发生重大化学变化。其中,规避并不意指排除而是指减少。

27、在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少2-log10的数量级。生物污染物可以是例如细菌、孢子、霉菌或病毒。

28、在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少3-log10的数量级。在另一实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少4-log10的数量级。在另一实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少5-log10的数量级。在又一实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少6-log10的数量级。

29、在本发明的第三方面中,在本文中公开了一种uv杀菌处理系统的用于杀灭不透明液体产品、比如不透明液体食品中的微生物、比如细菌、孢子、霉菌或病毒的用途,其中,该uv杀菌处理系统包括:一个或更多个螺旋形管,一个或更多个螺旋形管从入口端部延伸至出口端部,从而形成流体路径;用于在使用uv杀菌处理系统时对不透明液体通过流体路径的流率进行控制的一个或更多个器件;一个或更多个uv光源,一个或更多个uv光源对一个或更多个螺旋形管进行照射,其中,一个或更多个光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光;以及监控系统,监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且其中,一个或更多个uv光传感器定位在uv杀菌处理系统中,使得一个或更多个uv光传感器在使用uv杀菌处理系统时直接或间接地测量基本上与照射一个或更多个螺旋形管的uv光强度成比例的uv光强度;其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,并且其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中;并且其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;并且基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

30、其中,杀灭意指减少活性的、能生存的和/或活的微生物的量。在液体食品中发现的微生物可能是由于在所述液体食品的加工期间的污染所致。例如乳制品中的常见的细菌污染物可以是例如干酪乳杆菌、大肠杆菌、单核细胞增多性李斯特菌、沙门菌属、鸟分枝杆菌副结核亚种(map)、金黄色葡萄球菌或链球菌属。

31、在第四方面中,在本文中公开了一种监控系统,该监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出;其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,并且其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;并且基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

32、在第五方面中,在本文中公开了根据第四方面的监控系统的用于对在uv杀菌处理系统中处理的不透明液体的杀菌处理进行优化的用途。

33、在第六方面中,在本文中公开了一种用于对在uv杀菌处理系统中进行的对透明液体的杀菌处理进行优化的方法,其中,该方法包括以下步骤:

34、提供通过uv杀菌处理系统中的流体路径的不透明液体;

35、经由用于控制流率的一个或更多个器件来对不透明液体通过流体路径的流率进行控制;

36、通过从一个或更多个uv光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光来照射该流体路径;

37、经由监控系统来对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,该监控系统包括一个或更多个uv光传感器、至少一个流量传感器、和控制器,其中,uv光传感器监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且至少一个流量传感器监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,其中,监测和控制包括以下步骤:

38、将与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入提供给控制器;

39、将与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入提供给控制器;

40、基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定该uv杀菌处理系统的uv处理条件;以及

41、基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

42、发明详述

43、根据下面给出的详细描述,本公开将变得明显。该详细描述仅通过图示的方式公开了本公开的优选实施方式。本领域技术人员从详细描述中的指导可以理解,可以在本公开的范围内进行改变和修改。

44、本发明涉及包括监控系统的uv杀菌处理系统,该系统利用在180nm至300nm范围的uv-c光来实现对不透明液体的杀菌处理。

45、在描述本发明的各方面时,为了清楚起见,将使用特定术语。然而,本发明并不旨在限于如此选择的特定术语,并且应当理解的是,每个特定术语包括以相似方式操作以实现相似目的的所有技术等同物。

46、在本文中公开了一种用于对不透明液体进行处理、比如用于对不透明液体食品进行冷巴氏消毒的uv杀菌处理系统,该uv杀菌处理系统包括监控系统。该系统还包括一个或更多个螺旋形管、用于控制流率的一个或更多个器件、一个或更多个uv光源。该监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时通过使用一个或更多个uv光传感器、至少一个流量传感器和控制器来优化对不透明液体的杀菌处理。控制器配置成用于:接收来自一个或更多个uv光传感器以及至少一个流量传感器的第一输入,并且基于这两个输入和待处理的不透明液体来确定用于所述液体的最佳处理条件,并且然后对光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制,以确保获得最佳处理条件。

47、本发明还涉及uv杀菌处理系统的用于对不透明液体产品进行冷巴氏消毒以及用于杀灭不透明液体产品中的微生物、比如细菌、霉菌、孢子或病毒的用途。

48、本发明还涉及配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理的监控系统、所述监控系统的用于对在uv杀菌处理系统中处理的不透明液体的杀菌处理进行优化的用途、以及用于对在uv杀菌处理系统中进行的对不透明液体的杀菌处理进行优化的方法。

49、巴氏消毒不但限于在一定温度和暴露时间段内对物质并且尤其是液体进行部分灭菌,以破坏有害生物体而不使物质发生重大化学变化,而且还涵盖了冷巴氏消毒,冷巴氏消毒是在下述过程中对物质并且尤其是液体进行部分灭菌:在所述过程中,规避热作为消灭有害生物体的主要方法,而不会使物质发生重大化学变化。其中,规避并不意指排除而是指减少。本发明公开的是,使用光辐射作为冷巴氏消毒的手段的优点中的一个优点在于,这对于部分灭菌是非常节能的方式。

50、与用于不透明程度较低的液体的传统系统相比,流体路径设计成提供高的表面积与体积之比,这允许uv光更深地穿透液体,从而增加每单位体积的光能暴露,并且降低来自待处理的不透明液体的自屏蔽效应。以这种方式,当形成流体路径的材料对于光的辐射是可透过的时,可以使用光来对不透明液体进行处理。

51、从入口端部延伸至出口端部从而形成流体路径的一个或更多个螺旋形管利用在介质于该流体路径中行进时产生的流动状态。流体路径中的流动状态可以包括一个或多个涡旋,一个或多个涡旋利用离心力产生与一级流垂直的二级流(例如,迪安涡流),以增强暴露于由光源发射的uv光的液体的表面。

52、通过流体路径的流体运动可以处于有利于湍流流动的流率下。然而,通过流体路径的流体运动可以替代性地以有利于与迪安涡流一致的双涡旋模式的流率执行。这在流体路径中提供了轴向流,从而提供了高的表面积与体积之比。这可以增加每单位体积/表面积的光能暴露,并且降低来自待处理的不透明液体的自屏蔽效应。

53、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于对一个或更多个uv光源进行控制,以使一个或更多个uv光源的uv输出以预定值保持。

54、在一个或更多个实施方式中,用于控制流率的一个或更多个器件选自一个或更多个泵、一个或更多个阀、一个或更多个加压罐系统或其组合。

55、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器选自流率传感器、压力传感器或其组合。

56、当流体经过盘管的流体路径时,能够从流体与路径壁之间的摩擦连同液体中的内部摩擦以及流的湍流中储存的动能中被吸收。这导致了流体动力学阻力,该流体动力学阻力通过在路径的入口与出口之间建立压力差来克服,以驱动流通过盘绕的管。假设液体和液体路径的物理特性是恒定的,则在液体通过路径的流动速度与路径的入口与出口之间的对流进行驱动的压力差之间存在固定关系。在根据流量计以及放置在入口处和出口处的压力计获得传感器值的情况下,控制器可以知道并登记该关系。通过从入口处所记录的压力减去出口处所记录的压力可以得出克服对流进行驱动所需的该阻力所需的压力。

57、由于系统的压降(“压头损失”)与流量之间的关系在恒定状态下是已知的,因此与该关系的偏差将代表:液体的物理特性的变化、比如粘度的变化;或流体路径的物理特性的变化、比如管壁上的结垢,从而导致路径的直径减小、由于表面粗糙度的增加而使摩擦增加或这两者;或者由于由过高水平的组合的热和压力导致的膨胀而导致的路径的体积的变化;或者泄漏。由于液体的物理特性通常是已知的,因此流量/压力关系可以用于监测流体路径的状态,并且例如通过在结垢率增加时增加灯输出或发出警报来提供控制灯输出的方法。

58、从入口到出口的压力损失转化为液体内部的摩擦和湍流能量以及液体与流体路径之间的摩擦,并且这些效应确保了液体的混合,并且随后确保了进入和离开路径的uv强度区域的交换速率。因此,由于压力损失与流量之间通常存在固定的关系,因此入口和出口处的压力计可以用作流量计的替代品,以作为处理效率的指示器。给定具有已知物理特性的特定液体、所需的微生物处理效应以及流体路径的几何结构,可以限定执行适当处理所需的与相关uv强度结合的最小压头损失或最小流量,并且还可以通过基于流量值或压力损失值两者或压头损失与流量之比或其组合调节uv源的强度来提高系统性能。

59、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成具有预定最小值和预定最大值,以用于确定uv处理条件,并且其中,控制器配置成基于接收到的第一输入和第二输入来确定uv处理条件,使得uv处理条件在预定最小值和预定最大值内。

60、在许多情况下,待处理液体的特性通常由于粘度的变化而不是恒定的。情况通常也可能是,流量或压力损失相对于实现有效处理所需的限定最小值的增加由于液体的更好混合以及往返uv强度区域的更高的交换速率而导致效率增加。由于较高的效率补偿了由流体路径中较低的停留时间引起的较低的平均暴露时间,因此较小的uv剂量对目标生物体的影响可以类似于或优于限定最小流量或压降的影响。情况也可能是,存在由流体路径的机械特性或转向点限定的最大流量或压降,其中,增加的效率不再充分补偿较低的停留时间。出于这个原因,希望监测的是,流量或压力损失保持在适用于各个处理参数的最小值和最大值内。这也是优点,因为其允许流量在限定的边界内变化,使得可以进行调节以满足上游设备或下游设备的流量要求。

61、在一个或更多个实施方式中,控制器配置为对一个或更多个uv光源和用于控制流率的一个或更多个器件两者进行控制,并且其中,控制器还配置为基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

62、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统用于避免对待处理的不透明液体进行过度暴露。

63、对于一些液体、如乳、豆制品、啤酒和许多其他饮料,避免过度暴露是至关重要的,因为uv光子的能量可以导致如核黄素的化合物被氧化,从而产生具有不期望的味道和气味的副产品,这将潜在地使产品不适合食用。

64、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统用于在不透明液体的处理期间减少uv杀菌处理所使用的能量的量。

65、由于诸如环境影响、客户投资时间的回报以及从uv系统的冷却系统排放到安装有该系统的房间或被待处理液体吸收的不期望的多余热之类的多个因素,因此使该系统的能耗最小化也被认为是重要的。

66、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括一个或更多个阀以及一个或更多个附加内部uv光传感器,一个或更多个阀构造为改变一个或更多个螺旋形管内的流体路径,附加内部uv光传感器定位在一个或更多个螺旋形管的流体路径的内部,其中,附加内部uv光传感器配置为对在使用期间与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出进行监测并相应地提供输出,并且其中,控制器还配置为用于:接收与液体的不透明特性相关的uv输出有关的第三输入,确定液体的不透明特性是否改变,以及在液体的不透明特性改变的情况下对一个或更多个阀进行控制,比如改变uv杀菌处理系统内的一个或更多个螺旋形管的流体路径。

67、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括一个或更多个附加内部uv光传感器,一个或更多个附加内部uv光传感器定位成使得一个或更多个附加内部uv光传感器仅暴露于穿过一个或更多个螺旋形管的uv辐射,其中,附加内部uv光传感器配置为对在使用期间与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出进行监测并相应地提供输出,并且其中,控制器还配置为用于:接收与液体的不透明特性相关的uv输出有关的第三输入,确定液体的不透明特性是否改变,以及在液体的不透明特性改变的情况下对一个或更多个阀进行控制,比如改变uv杀菌处理系统内的一个或更多个螺旋形管的流体路径。

68、在一个实施方式中,这样的位置在螺旋形液体路径管的轴线上的点上,该点位于螺旋部的轴线的中心处或附近。为了确保由传感器登记的所有光都穿过管和流体路径两者,必须在轴线的方向上压缩螺旋部,以确保在管的各个显露部之间不形成间隙。在一个实例中,这通过以下方式来实现:将螺旋形管定向为使得轴线是竖向的并且重力将显露部拉到一起以使间隙闭合或确保由于盘旋管上的变化或缺陷而形成在显露部之间的任何间隙将保持恒定,并且从而导致与测量的传感器值的恒定偏差。

69、螺旋形管可以围绕例如由钢制成的实体管道定位,该实体管道与螺旋形管具有共享的中心轴线,并且该实体管道的外径类似于或略小于通过管中心的螺旋部的直径减去管外径。这样的管将使螺旋形管稳定,并且uv传感器可以在管的内侧固定在某个位置处,在该位置处,管被穿透以允许穿过管和液体的uv光到达传感器。

70、uv光将通过螺旋形管到达一个或更多个附加内部uv光传感器,由此,如果管填充有不透明液体、即uv吸收剂产品,则uv光将被至少部分地阻挡。这些值可以在约500w/m2——在向管提供水的情况下(水对180nm至300nm的uv光是基本可透过的)——到约8w/m2——在管中提供例如乳的情况下(乳是高度不透明液体,因此几乎完全吸收所有uv光)——的范围内,比如约300w/m2。识别如所描述的变化的优点在于,系统将识别何时在管中存在产品、即不透明液体,使得如果提供用水进行的清洁步骤,则产品浪费最小化,因为系统可以通知阀目前在系统中存在产品,从而将浪费转换为产品收集。另外,这允许控制器仅在系统可以看到产品正在被处理时才对该处理(uv值、压力等)进行监测,从而也避免了在水在管中清洁该系统的情况下向用户提供警报。

71、在一个或更多个实施方式中,控制器还配置成用于在uv杀菌处理系统的初始状态下确定与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性之间的第一比率,在该初始状态下,螺旋形管是清洁的,并且在该初始状态下,在流体路径内提供对uv可透过的标准液体、比如水,并且其中,该第一比率限定为uv杀菌处理系统的清洁状态比率。

72、根据待处理的不透明液体,随着时间的推移,螺旋形管可能被设置有流体路径的所述管的内部上的污垢污染。仅在整个处理中存在足够的uv强度并且在处理期间管足够清洁的情况下才可以检测到适当的uv处理。当管再次填充有清洁的水时,直接从灯测量的uv强度与通过内部传感器的线圈测量的uv强度之间的后处理比率将指示生产期间出现的污垢的程度(假设覆盖物不是完全水溶性的)。水从生产结束到测量污垢的时间和流率必须相同,以便对生产进行1:1的比较。

73、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还配置成用于对不透明液体进行预定时间段的uv杀菌处理、随后用对uv可透过的标准液体、比如水对uv杀菌处理系统进行预定时间段的冲洗,其中,控制器还配置成用于:在流体路径内提供对uv可透过的标准液体、比如水时在进行预定时间段的冲洗之后确定与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性之间的第二比率,并且将该比率与清洁状态比率进行比较,以确定结垢率并量化结垢率或确定返回清洁状态。

74、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于在与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入低于预定最小值时,向用户提供警报。

75、这确保了保持最小流率以提供必要的湍流来使液体暴露于uv光,同时避免所述液体过度暴露于uv光并防止在管的内部发生结垢。

76、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器是至少两个流量传感器,其中,至少一个流量传感器选自压力传感器,并且至少一个另一流量传感器选自流率传感器。

77、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器是至少三个流量传感器,其中,至少两个流量传感器选自压力传感器,并且至少一个另一流量传感器选自流率传感器。

78、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器是压力传感器,其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中,并且其中,控制器配置成用于在与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入低于预定最小值时,向用户提供警报。

79、可以测量压力,因为在压力与流率之间存在相关性。uv杀菌处理系统将从入口到出口经历显著的压力损失。这种压力损失与螺旋形管流体路径中产生的摩擦和湍流相关联。液体越不透明,就需要施加越高的预期压力来维持有效的处理。

80、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器是至少两个流量传感器,其中,至少一个流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中,并且至少一个另一流量传感器定位在流体路径的出口端部处或出口端部中。

81、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器定位在流体路径的出口端部处或出口端部中。

82、如果流量传感器定位在流体路径的出口端部处或出口端部中,则传感器将还能够告知用户管内是否发生泄漏。因此,仅在流体路径的入口端部处具有流量传感器也是次优的,因为在某些情况下,系统将不会捕捉到泄漏。

83、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于接收来自至少两个流量传感器的输入,确定来自所述至少两个流量传感器的输入之间的比率,并且在来自所述至少两个流量传感器的输入之间的比率高于预定最大比率或低于预定最小比率时,向用户提供警报。

84、这种解决方案的优点中的一个优点在于,其允许用户例如在下述情况下检测由堵塞、污垢、泄漏或不透明液体的粘度变化而引起的流量的变化:在乳被进行处理并且奶油位于罐的顶部处的情况下、或在血浆在向uv系统供应液体的罐中随着时间的推移而静止并凝固的情况下、或在其中粘度非常依赖于温度的液体中存在温度变化的情况下。

85、在一个或更多个实施方式中,至少一个流量传感器包括至少两个流量传感器,至少两个流量传感器均定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中,并且其中,控制器配置为连续比较两个流量传感器的流量相关输出的偏差。

86、如果粘度是特定压力下流量变化的原因,则对系统中所有管的影响都是相同的。泄漏和堵塞可能是不对称的。结垢理论上可能是对称和不对称的,但是很可能是对称的。

87、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于在控制器确定与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入下降或增加的情况下,增加或减少由对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个uv光源发射的光。

88、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括一个或更多个滤光器,一个或更多个滤光器定位在一个或更多个光源与一个或更多个螺旋形管之间,其中,一个或更多个滤光器阻止波长高于300nm的光到达一个或更多个螺旋形管。

89、阻止波长高于300nm的光到达一个或更多个螺旋形管意味着高于300nm但低于500nm(300nm-500nm)的光大幅衰减,例如衰减至少100倍、或1000倍或更多。

90、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器阻止波长高于280nm的光到达一个或更多个螺旋形管。

91、使用一个或更多个滤光器的优点中的一个优点是可以避免因较高波长而发生光氧化。例如,避免核黄素(在约446nm的波长下)的光氧化是优选的,而且避免液体食品中的其他成分的光氧化也是优选的,液体食品中的其他成分的光氧化增强了所述食品中的苦的和不良的风味/味道。此外,滤光器可以避免热空气接触一个或更多个螺旋形盘管,从而避免加热所述液体食品。更进一步地,滤光器还可以用作形成用于空气流过的通道的部分,从而有助于冷却一个或更多个光源以获得最佳处理温度。

92、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器选自带通滤光器、陷波滤光器或带通滤光器和陷波滤光器的组合。

93、带通滤光器是一种使特定范围内的频率通过并拒绝/衰减该范围外的频率的装置。

94、陷波滤光器是具有窄的阻带的带阻滤光器。在信号处理中,带阻滤光器或带除滤光器是使大多数频率不变、但将特定范围内的那些频率拒绝/衰减到非常低的水平的滤光器。陷波滤光器与带通滤光器相反。

95、在一个或更多个实施方式中,该系统还包括适应性冷却系统,该适应性冷却系统包括用于驱动空气流通过uv杀菌处理系统的一个或更多个吹送单元。

96、为了确保uv光源的最佳操作,必须应用冷却以从光源中去除多余的热,因为可用的光源在将电能转换为uv输出方面不是100%有效的,并且大部分能量损失被转换为热。诸如低压汞合金灯的光源的效率高度依赖于保持热平衡,并且需要诸如本文中所描述的设计良好的冷却系统。如果汞合金灯冷却不足,则uv输出显著下降,并且如果过度冷却,则灯寿命和uv输出均减少。

97、在诸如cn211019327u中所描述的具有简单的反馈回路的系统中,灯可以在小于全功率的情况下操作。如果在这种状态下,由于外部温度上升、因滤光器堵塞而导致的冷却空气流量减少或其他因素而导致冷却不足,则uv输出可能暂时减少。反馈回路将通过增加灯功率以增加输出来做出响应,但是这又可能导致进一步的过热并导致输出减少。这种级联反应会造成问题,因为uv系统可能遭受大的输出损失,并且无法充分执行uv系统的处理。诸如uv发光二极管的其他光源较不敏感,但是需要冷却以保持低于最高温度,以防止其建筑材料的劣化。

98、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个吹送单元构造成用于通过在uv杀菌处理系统内产生负压来驱动空气流通过uv杀菌处理系统。

99、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个吹送单元构造成用于通过在uv杀菌处理系统内产生正压来驱动空气流通过uv杀菌处理系统。

100、在一个或更多个实施方式中,适应性冷却系统还包括一个或更多个温度传感器。

101、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个温度传感器定位在uv杀菌处理系统的空气出口处或空气出口中,或者定位在空气出口处或空气出口中。

102、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于基于对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个uv光源的效应、比如所使用的瓦特来控制适应性冷却系统。

103、实际上,该系统所使用的所有功率都来自灯(uv光源),并且因此,根据灯的功率消耗来调节风扇速度/冷却功率可以带来优点。

104、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成基于从一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

105、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个温度传感器是定位在uv杀菌处理系统内的不同位置处的至少两个温度传感器,并且其中,控制器配置成基于从至少两个温度传感器中的一个温度传感器接收的输入与从至少两个温度传感器中的另一温度传感器接收的输入之间的差来控制适应性冷却系统。

106、这样的系统的优点中的一个优点是,通过测量差值,风扇将在温度差随着时间的推移而上升的情况下自动加大工作力度以保持该温度差,并且在该温度差与灯的温度之间将存在正相关。如果灯的效应因为灯变暗而减小,则风扇速度由于其将要保持温度差而降低,由于较少的热由灯产生,因此可能需要较少的冷却。

107、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成基于从定位在uv杀菌处理系统的空气出口处或空气出口中的一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

108、此处的优点在于,周围环境的温度很容易得到补偿。当从灯发射恒定功率时,风扇速度将在引入温度增加的情况下增加,因为在这种情况下,不存在这样大的入口/出口温度差来利用。该解决方案的另一优点在于,在冷却系统中仅需要一个传感器。

109、基于来自定位在出口空气流中的传感器的温度传感器值来控制冷却空气流的另一优点在于,在例如调节风扇以保持恒定的出口温度的情况下,在灯达到其操作温度和输出之前的预热时间减少,因为在出口空气达到设定温度时,风扇将保持处于低功率或无功率,并且仅提供充分且适当的冷却功率。

110、另一优点在于,通过监测排气温度,在风扇从系统中抽出热空气并暴露于排气的情况下,可以确保不超过风扇或其他暴露的电子部件的最高工作温度。

111、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成基于从定位在uv杀菌处理系统的空气入口处或空气入口中的一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

112、如果该系统的功率消耗是已知的,这将允许该系统调节风扇功率以补偿入口空气的温度变化。监测入口温度的另一优点在于,在入口温度降至低于冷冻温度时可以发出警报,入口温度降至低于冷冻温度可能造成在uv系统形成有害结冰的风险。

113、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于在该控制器接收到来自一个或更多个温度传感器的高于预定值的输入时,向用户提供警报。

114、在一个或更多个实施方式中,控制器配置成用于在该控制器接收到来自一个或更多个温度传感器的高于预定值的输入并且接收到来自一个或更多个吹送单元的最大容量输入时,向用户提供警报。

115、在一个或更多个实施方式中,该系统还包括适应性冷却系统,该适应性冷却系统包括用于驱动空气流通过uv杀菌处理系统的一个或更多个吹送单元;其中,一个或更多个吹送单元构造成用于通过在uv杀菌处理系统内产生负压或正压来驱动空气流通过uv杀菌处理系统;其中,适应性冷却系统还包括一个或更多个温度传感器;其中,控制器配置成基于对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个uv光源的效应、比如所使用的瓦特来控制适应性冷却系统,或者其中,控制器配置成基于从一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

116、该系统还可以包括盒系统,该盒系统包括该系统的不同元件。盒系统可以使得在服务期间更容易地更换光源。因为一个盒可以在不必改变系统中的其他任何东西的情况下被替换,因此在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括第一盒安装框架以及从第一端部延伸至第二端部的至少两个盒;其中,盒安装框架包括盒接纳开口,盒中的每个盒以可移除的方式安装到盒接纳开口中;其中,每个盒包括对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个光源;并且其中,所述一个或更多个螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管定位在所述至少两个盒中的两个盒之间。

117、在uv杀菌处理系统中,优选的是使尽可能大部分的uv光到达液体。然而,还优选的是使可见光和热辐射以及经由与液体的对流的热传递最小化。通过添加滤光器、例如带通滤光器来排除不希望的波长,并且通过将光源封装到盒式系统中,可以确保上述两者。此外,如果系统包括盒系统,则盒可以包括所述一个或更多个滤光器中的一个或更多个滤光器;因此,在一个或更多个实施方式中,每个盒还包括所述一个或更多个滤光器中的一个或更多个滤光器,使得一个或更多个滤光器定位在一个或更多个光源与一个或更多个螺旋形管之间。

118、在一个或更多个实施方式中,螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管被分组为至少两个一组、比如至少三个一组,以在螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管的组与盒之间交替的构型定位。

119、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第一端部处的第一通风室。

120、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第二端部处的第二通风室。

121、在一个或更多个实施方式中,通风室将空气从盒中抽出,或者在通风室处空气流入盒中。

122、通过将空气吸入盒中或从盒中抽出,这移除了光源产生的热。另外,从光源得到最大的能量和寿命非常重要。这意味着光源必须均匀且一致地冷却至其最佳操作温度。通过在盒的一个或两个端部中设置通风室,可以获得均匀且最佳的操作温度。

123、在一个或更多个实施方式中,通风室在两个端部处将空气从盒中抽出。

124、盒的冷却系统可以通过从两个端部吸入/抽出空气来工作。这在盒内侧产生略微降低的压力。

125、在一个或更多个实施方式中,在通风室处,空气在两个端部处流入盒中。

126、在一个或更多个实施方式中,通风室在一个端部处将空气从盒中抽出,并且空气在另一端部处流入盒中。

127、在一个或更多个实施方式中,盒中的每个盒还包括用于允许空气流入盒中的进气开口。

128、在一个或更多个实施方式中,盒中的每个盒还包括具有开口的盒框架,其中,第一组开口被玻璃、比如石英玻璃覆盖,来自光源的光可以穿过玻璃照射螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管。

129、在一个或更多个实施方式中,盒中的每个盒还包括具有开口的盒框架,其中,第二组开口适于促进盒内侧的内部空气运动。

130、盒还包括盒框架中的小开口。这些开口被设计得足够小,以保持盒中的负压,并且这些开口定位成使得进入的空气均匀地冷却灯。开口可以例如定尺寸成使进入盒的空气以大约2m/s的速度流动。这意味着空气速率确保了空气在盒中的湍流搅拌,这又确保了均匀冷却。这进一步确保了:如果盒内的真空是均匀的,则空气将通过所有的开口进入。如果开口太大,则空气将仅通过最靠近空气被吸出的位置处的开口进入。

131、通向开口的空气路径可以设计成使得uv光不会通过进口逸出。这确保没有uv辐射或非常少的uv辐射到达周围环境,并且确保一个或更多个螺旋形管不暴露于未经过滤的光。

132、在一个或更多个实施方式中,盒包括多个开口,其中,当在盒的内部表面与外部表面之间施加压力差时,产生了穿过多个开口的空气流,并且其中,由所述压力差驱动的穿过多个开口的空气流沿着一个或更多个光源的整个长度提供均匀的冷却,以达到最大uv输出并确保一个或更多个光源的最佳寿命。

133、盒中的多个开口可以用于对一个或更多个光源进行冷却。开口可以被设计成确保在盒与周围环境之间施加小的压力差时,该压力差将产生通过整个盒的均匀的空气流,由此获得对一个或更多个光源的最佳冷却。盒的外部表面和内部表面分别是盒的外侧表面和内侧表面。

134、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括第一盒安装框架以及从第一端部延伸至第二端部的至少两个盒;其中,盒安装框架包括盒接纳开口,盒中的每个盒以可移除的方式安装到盒接纳开口中;其中,每个盒包括对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个光源;并且其中,所述一个或更多个螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管定位在所述至少两个盒中的两个盒之间;其中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第一端部处的第一通风室;其中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第二端部处的第二通风室;其中,第一通风室/第二通风室将空气从盒中抽出,或者在第一通风室/第二通风室处,空气流入盒中;其中,盒包括多个开口,其中,当在盒的内部表面与外部表面之间施加压力差时,产生了穿过多个开口的空气流,并且其中,由所述压力差驱动的穿过多个开口的空气流沿着一个或更多个光源的整个长度提供均匀的冷却,以达到最大uv输出并确保一个或更多个光源的最佳寿命。

135、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统的两个盒之间的空间或盒与螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管之间的空间用作通风井,该通风井用于对uv杀菌处理系统进行冷却,尤其是对包括一个或更多个光源的盒进行冷却。

136、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源在以下灯温度下进行操作:0℃至120℃,比如20℃至100℃,比如40℃至100℃,比如60℃至100℃,或者比如80℃至100℃。

137、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器选自带通滤光器、陷波滤光器或带通滤光器和陷波滤光器的组合。

138、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统还包括反应器壳体。

139、反应器壳体是模块化设计的,并且因此不具有最小长度或最大长度。反应器壳体的尺寸可以取决于盒、一个或更多个螺旋形管的尺寸以及添加至系统的其他特征。反应器壳体可以是期望的,因为其将在反应器内部包含光并将光反射回一个或更多个螺旋形管。

140、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管、盒、以及可选地一个或更多个滤光器被封围在反应器壳体的内部。

141、在一个或更多个实施方式中,盒包括多个开口,其中,当在盒的内部表面与外部表面之间施加压力差时,产生了穿过多个开口的空气流,并且其中,由所述压力差驱动的穿过多个开口的空气流沿着一个或更多个光源的整个长度提供均匀的冷却,以达到最大uv输出并确保一个或更多个光源的最佳寿命。

142、在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有抛光的反光铝,该抛光的反光铝反射来自一个或更多个光源的光,比如将光的至少50%反射回一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有抛光的反光铝,该抛光的反光铝将来自一个或更多个光源的光的至少50%反射回一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有抛光的反光铝,该抛光的反光铝将来自一个或更多个光源的光的至少60%反射回一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有抛光的反光铝,该抛光的反光铝将来自一个或更多个光源的光的至少70%反射回一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有抛光的反光铝,该抛光的反光铝将来自一个或更多个光源的光的至少80%反射回一个或更多个螺旋形管。

143、将光反射回一个或更多个螺旋形管是指光在被向回反射的情况下撞击抛光的反光铝,由此保留了光中的部分能量,然后光被反射至一个或更多个螺旋形管,由此给出用于对一个或更多个螺旋形管中的液体进行灭菌的更大量的光。可以使用除了抛光铝之外的其他材料、比如不锈钢,只要该材料在期望波长下具有高反射度即可,因此,在一个或更多个实施方式中,盒与一个或更多个螺旋形管之间的空间至少部分地衬有反光材料,该反光材料反射来自一个或更多个光源的光,比如将光的至少50%反射回一个或更多个螺旋形管。

144、在一个或更多个实施方式中,uv杀菌处理系统的两个盒之间的空间或盒与螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管之间的空间用作通风井,该通风井用于对光生物反应器进行冷却,尤其是对包括一个或更多个光源的盒进行冷却。

145、在多盒系统中的两个盒之间或者在盒与螺旋形管之间可以存在空间。这种空间可以用于使空间内的空气通风,并且优选地使系统内的空气与新空气交换,由此获得uv杀菌处理系统中的螺旋形管和/或盒的空气冷却/通风。

146、在一个或更多个实施方式中,穿过一个或更多个螺旋形管的流体运动产生迪安涡流、层流或湍流。

147、本发明公开了使用迪安涡流、层流或湍流的优点中的一个优点是,迪安涡流、层流或湍流可以增加每单位体积/表面积的光能暴露,并且降低来自待处理的不透明液体的自屏蔽效应,由此使用更少的能量和时间来处理相同的体积。

148、在一个或更多个螺旋形管与一个或更多个光源之间可以定位有一个或更多个滤光器,以将辐射至一个或更多个螺旋形管的光的波长缩小至较窄的波段。这将确保用于杀灭细菌和病毒的最佳波长,同时避免不透明的液体食品的氧化。

149、阻止波长高于300nm的光到达一个或更多个螺旋形管意指高于300nm但低于500nm的光被大幅衰减,例如衰减至少100倍、或1000倍或更多。

150、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器阻止波长高于290nm的光到达一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器阻止波长高于280nm的光到达一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器阻止波长高于270nm的光到达一个或更多个螺旋形管。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个滤光器阻止波长高于260nm的光到达一个或更多个螺旋形管。

151、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管的横截面形状为圆形、六边形、正方形、三角形或椭圆形。横截面形状可以具有任何形状,其仍将保持液体食品的大的暴露外部面积。

152、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有1mm与12mm之间的内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有2mm与11mm之间的内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有3mm与10mm之间的内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有4mm与9mm之间的内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有5mm与8mm之间的内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有6mm与8mm之间的内管径。

153、内径的尺寸是在给定时间内能够被处理的液体食品的量与每单位体积/表面积的光能暴露之间的权衡。内管径越大,在任何给定时间内可以通过的液体产品就越多,然而,内径越大,暴露面积可能就越小(相对越小)。

154、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有2mm与8mm之间的螺距,其中,该螺距是一个或更多个螺旋形管的中心到所述一个或更多个螺旋形管的一转/圈之后的中心的距离。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有3mm与7mm之间的螺距,其中,该螺距是从一个或更多个螺旋形管的中心到所述一个或更多个螺旋形管的一转/圈之后的中心的距离。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有4mm与7mm之间的螺距,其中,该螺距是从一个或更多个螺旋形管的中心到所述一个或更多个螺旋形管的一转/圈之后的中心的距离。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有6mm的螺距,其中,该螺距是从一个或更多个螺旋形管的中心到所述一个或更多个螺旋形管的一转/圈之后的中心的距离。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有在1°与6°之间、比如在2°与5°之间、比如在3°与4°之间的盘管角度,其中,该盘管角度是在一个或更多个螺旋形管与和产生流体路径的入口端部至出口端部相比而言的直方向之间测量的。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有2°与5°之间的盘管角度。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有3°与4°之间的盘管角度。

155、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有20mm与150mm之间的盘管直径,其中,该盘管直径是从一个或更多个螺旋形管的外端部到所述一个或更多个螺旋形管的半转/半圈之后的外端部之间的距离。也就是说,盘管直径是由一个或更多个螺旋形管形成的盘管的宽度。

156、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有2mm与8mm之间的外管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有5mm与6mm之间的外管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有3mm与7mm之间的外管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有4mm与7mm之间的外管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有5mm与6mm之间的外管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有6mm的外管径。

157、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有0.1mm与0.4mm之间的壁厚。壁厚也可以限定为外管径减去内管径。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有0.1mm与0.3mm之间的壁厚。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有0.2mm与0.3mm之间的壁厚。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有1mm与4mm之间的壁厚。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有1mm与3mm之间的壁厚。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管具有2mm与3mm之间的壁厚。

158、当一个或更多个螺旋形管由聚合物材料制成时,通常使用0.1mm与4mm之间的壁厚,而当石英玻璃用于一个或更多个螺旋形管时,通常使用1mm至4mm的壁厚。然而,一个或更多个管的壁厚取决于由一个或更多个光源发射的光的透射百分比。透射百分比越高,可以制成的壁就越厚。

159、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管围绕立柱盘绕。

160、使用立柱将一个或更多个螺旋形管盘绕在周围的一个优点是,如果所述管例如由柔性材料制成,则立柱使一个或更多个螺旋形管稳定。因此,立柱可以为盘管提供稳定性。另外,立柱可以具有其他优点,例如,通过例如是反射性的来帮助提高辐射至一个或更多个螺旋形管的光量。在一个或更多个实施方式中,立柱由反射性材料制成。反射性材料可以是但不限于二向色反射器材料,比如铝、不锈钢、铬或银。反射性材料也可以是部分反射性材料,比如特氟纶(teflon)材料,比如全氟烷氧基烷烃(pfa)、聚四氟乙烯(ptfe)、氟化乙烯丙烯(fep)。这样的材料的反射性取决于材料上的光发射角度。

161、聚四氟乙烯(ptfe)是四氟乙烯的合成含氟聚合物,其具有许多应用。基于ptfe的配方的最知名的品牌名称是teflon。ptfe是碳氟化合物固体,因为ptfe是一种完全由碳和氟组成的高分子量化合物。ptfe是疏水性的:水和含水物质都不会润湿ptfe,因为碳氟化合物由于氟的高电负性而显示出减轻的伦敦色散力。ptfe具有任何固体的最低的摩擦系数中的一个摩擦系数。

162、全氟烷氧基烷烃(pfa)是含氟聚合物。全氟烷氧基烷烃是四氟乙烯(c2f4)和全氟醚(c2f3orf,其中,rf是全氟基团,比方说例如为三氟甲基(cf3))的共聚物。pfa的特性类似于ptfe。最大的区别之一是烷氧基取代基允许聚合物例如被熔融加工。在分子水平上,pfa与其他含氟聚合物相比具有更小的链长和更高的链缠结。pfa还在分支处包含氧原子。这使得材料更透明,并具有接近或超过ptfe的改善的流动性、抗蠕变性和热稳定性。

163、氟化乙烯丙烯(fep)是六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物。氟化乙烯丙烯(fep)与ptfe的不同之处在于,氟化乙烯丙烯(fep)可以使用常规的注射成型和螺旋挤出技术进行熔融加工。氟化乙烯丙烯以teflon fep的品牌名称出售。其他品牌名称是neoflonfep或dyneonfep。fep的成分与含氟聚合物ptfe和pfa非常相似。fep比ptfe更柔软,并且在约260℃下熔化。fep高度透明且耐日光。

164、fep和pfa二者均具有ptfe的低摩擦和非反应性的有用特性,但更易于成型。

165、在一个或更多个实施方式中,立柱由反射性聚合物材料制成,并且在另一实施方式中,立柱被金属化膜覆盖。金属化膜是涂覆有金属、比如但不限于铝的薄层的聚合物膜。金属化膜以降低的重量和成本提供了铝箔的光滑金属外观。

166、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管由对紫外光可透过的聚合物材料或石英玻璃材料制成。然而,一个或更多个螺旋形管可以由任何材料制成,只要所述材料对由一个或更多个光源发射的光或多或少可透过即可。

167、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管选自氟化乙烯丙烯(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)或全氟烷氧基烷烃(pfa)。一个或更多个螺旋形管可以由具有与fep、ptfe或pfa的特性类似的特性的任何材料制成。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个螺旋形管由无定形含氟聚合物(af)制成。一个或更多个螺旋形管可以由具有与af的特性类似的特性的任何材料制成。

168、无定形含氟聚合物(af)是无定形氟塑料的家族。这些材料在光学清晰度和包括强度在内的机械特性方面类似于其他无定形聚合物。这些材料在其在宽的温度范围中的性能方面、在具有优异的耐化学性方面以及在具有出色的电气特性方面与其他氟塑料相当。af聚合物与其他氟塑料的不同之处在于,af聚合物能够溶于选定的溶剂中,具有高透气性、高可压缩性、高抗蠕变性和低导热性。af聚合物具有任何已知固体聚合物的最低的介电常数。与许多其他已知的聚合物相比时,af聚合物具有低的折射率。

169、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源选自汞蒸汽灯、氙灯或发光二极管(led)。本发明的光源可以是适合于在180nm至300nm的光谱波长区域中形成光发射的任何光源。

170、汞蒸汽灯是气体放电灯,其利用穿过气化的汞的电弧来产生光。电弧放电可以被限制于小的熔融石英电弧管。

171、发光二极管(led)是双引线半导体光源。发光二极管(led)是p-n结二极管,该p-n结二极管在被激活时发射光。当对引线施加适当的电压时,电子能够与装置内的电子空穴复合,从而以光子的形式释放能量。这样的效应称为电致发光,并且光的颜色(对应于光子的能量)由半导体的能带隙决定。led通常很小(小于1mm),并且可以使用集成的光学部件来形成辐射图案。

172、氙弧灯是一种特殊类型的气体放电灯,是一种通过使电在高压下穿过电离的氙气来产生光的电灯。氙弧灯产生接近地模拟自然光的明亮的白光。汽车中使用了特殊种类的氙灯。这些实际上是金属卤化物灯,其中,氙弧仅在启动期间使用。

173、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源是金属卤化物灯。金属卤化物灯是下述电灯,所述电灯由穿过气化的汞和金属卤化物的气体混合物的电弧来产生光。金属卤化物灯是一种类型的高强度气体放电灯。金属卤化物灯类似于汞蒸汽灯,但在石英电弧管中包含附加的金属卤化物化合物,这可以改善光的效率和颜色再现。

174、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源选自发射紫外线c(uv-c)光谱波长区域中的光的光源。

175、紫外线光谱可以分为若干个较小的区域,这些区域是:紫外线a(uv-a),315nm至400nm;紫外线b(uv-b),280nm至315nm;紫外线c(uv-c),100nm至280nm;近紫外线(n-uv),300nm至400nm;中紫外线(m-uv),200nm至300nm;远紫外线(f-uv),122nm至200nm。

176、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源选自发射中紫外线(m-uv)光谱波长区域中的光的光源。

177、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源是低压杀菌灯,比如低压汞蒸汽灯。

178、低压杀菌灯可以是在uv-c波段中发射其辐射功率的很大一部分辐射功率的uv灯,比如低压汞蒸汽灯或低压汞合金灯。

179、低压汞合金灯是掺杂有与其他元素(通常是镓)组合的汞的灯,并且因此也称为汞合金灯。

180、在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源在0℃与120℃之间的灯温度下操作。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源在20℃与60℃之间的灯温度下操作。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源在30℃与50℃之间的灯温度下操作。在一个或更多个实施方式中,一个或更多个光源在40℃的灯温度下操作。

181、本发明公开了利用具有较低灯温度的光源的优点中的一个优点可以是更少的热从光源传递到不透明的液体产品。这可以在杀菌处理期间对液体产品的冷却产生较低的要求。

182、冷巴氏消毒可以是在下述过程中对物质并且尤其是液体的部分灭菌,在该过程中,规避热作为消灭有害生物体的主要方法,而不会使物质发生重大化学变化。其中,规避并不意指排除而是指减少。本发明公开了使用光辐射作为冷巴氏消毒的手段的优点中的一个优点在于,这是对部分灭菌是非常节能的方式。

183、在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少2-log10的数量级。生物污染物可以是例如细菌、孢子、霉菌或病毒,比如,细菌、孢子、霉菌或病毒选自空肠弯曲杆菌、志贺菌属、贝纳柯克斯体、大肠杆菌、单核细胞增多性李斯特菌、牛分枝杆菌、结核分枝杆菌、副结核分枝杆菌、沙门菌属、小肠结肠炎耶尔森菌、布鲁氏菌属、葡萄球菌属、干酪乳杆菌、鸟分枝杆菌亚种、金黄色葡萄球菌、链球菌属、肠球菌属或肠杆菌属。

184、在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少3-log10的数量级。在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少4-log10的数量级。在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少5-log10的数量级。在一个或更多个实施方式中,生物污染物被灭活或减少至少6-log10的数量级。

185、杀灭意指减少活性的或活的微生物的量。在液体产品、比如液体食品中发现的微生物可能由于在所述液体食品的加工期间的污染所致。例如乳制品中的常见的细菌污染物可以是例如干酪乳杆菌、大肠杆菌、单核细胞增多性李斯特菌、沙门菌属、鸟分枝杆菌副结核亚种(map)、金黄色葡萄球菌或链球菌属。

186、在一个或更多个实施方式中,不透明的液体产品选自:液态乳制品,比如生乳、奶油、乳或凝乳酶;果蔬汁,比如橙汁、苹果汁、番茄汁或菠萝汁;咖啡;茶;豆奶;食品替代品(soylent);苏打水;肉汤;汤;啤酒;冰沙;蛋白质奶昔;液体代餐品;酒;蛋黄酱;番茄酱;糖浆;蜂蜜;蛋,比如蛋黄或蛋白;血,比如全血或血浆;或不透明的水,比如盐水、泡菜水或不透明的加工用水。

187、当描述本发明的实施方式时,没有明确描述所有可能实施方式的组合和排列。然而,某些措施在互不相同的从属权利要求中陈述或在不同的实施方式中进行描述的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。本发明设想了所描述的实施方式的所有可能的组合和排列。

188、下文中将通过以下非限制性项目对本发明进行描述。

189、1.一种用于对不透明液体进行处理的uv杀菌处理系统,其中,该uv杀菌处理系统包括:

190、一个或更多个螺旋形管,一个或更多个螺旋形管从入口端部延伸至出口端部,从而形成流体路径;

191、用于在使用uv杀菌处理系统时对不透明液体通过流体路径的流率进行控制的一个或更多个器件;

192、一个或更多个uv光源,一个或更多个uv光源照射一个或更多个螺旋形管,其中,一个或更多个光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光;以及

193、监控系统,监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;

194、其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且其中,一个或更多个uv光传感器定位在uv杀菌处理系统中,使得一个或更多个uv光传感器在使用uv杀菌处理系统时直接或间接地测量与照射一个或更多个螺旋形管的uv光强度基本上成比例的uv光强度;

195、其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,并且其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中;并且

196、其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:

197、接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;

198、接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;

199、基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;并且

200、基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

201、2.根据项目1所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于对一个或更多个uv光源进行控制,以使一个或更多个uv光源的uv输出以预定值保持。

202、3.根据项目1或2中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,用于控制流率的一个或更多个器件选自一个或更多个泵、一个或更多个阀、一个或更多个加压罐系统或其组合。

203、4.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器选自流率传感器、压力传感器或其组合。

204、5.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成具有预定最小值和预定最大值,以用于确定uv处理条件,并且其中,控制器配置成基于接收到的第一输入和第二输入来确定uv处理条件,使得uv处理条件在预定最小值和预定最大值内。

205、6.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置为对一个或更多个uv光源和用于控制流率的一个或更多个器件两者进行控制,并且其中,控制器还配置为基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

206、7.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统用于避免待处理的不透明液体的过度暴露。

207、8.根据项目1至6中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统用于在不透明液体的处理期间减少uv杀菌处理所使用的能量的量。

208、9.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,还包括一个或更多个阀以及一个或更多个附加内部uv光传感器,一个或更多个阀构造为改变一个或更多个螺旋形管内的流体路径,附加内部uv光传感器定位在一个或更多个螺旋形管的流体路径的内部,

209、其中,附加内部uv光传感器配置为监测在使用期间与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出并相应地提供输出,并且

210、其中,控制器还配置为用于:

211、接收与液体的不透明特性相关的uv输出有关的第三输入,

212、确定液体的不透明特性是否改变,并且

213、在液体的不透明特性改变的情况下控制一个或更多个阀,比如改变uv杀菌处理系统内的一个或更多个螺旋形管的流体路径。

214、10.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器还配置成用于在uv杀菌处理系统的初始状态下确定与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性之间的第一比率,在该初始状态下,螺旋形管是清洁的,并且在该初始状态下,在流体路径内提供对uv可透过的标准液体、比如水,并且其中,该第一比率限定为uv杀菌处理系统的清洁状态比率。

215、11.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统还配置成用于对不透明液体进行预定时间段的uv杀菌处理、随后是用对uv可透过的标准液体、比如水对uv杀菌处理系统进行预定时间段的冲洗,其中,控制器还配置成用于:在于流体路径内提供对uv可透过的标准液体、比如水时在进行预定时间段的冲洗之后确定与流体路径内的液体的不透明特性有关的uv输出与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性之间的第二比率,并且将该比率与清洁状态比率进行比较,以确定结垢率并量化结垢率或确定返回清洁状态。

216、12.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于在与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入低于预定最小值时,向用户提供警报。

217、13.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器是至少两个流量传感器,其中,至少一个流量传感器选自压力传感器,并且至少一个另一流量传感器选自流率传感器。

218、14.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器是压力传感器,其中,流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中,并且其中,控制器配置成用于在与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入低于预定最小值时,向用户提供警报。

219、15.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器是至少两个流量传感器,其中,至少一个流量传感器定位在流体路径的入口端部处或入口端部中,并且至少一个另一流量传感器定位在流体路径的出口端部处或出口端部中。

220、16.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器定位在流体路径的出口端部处或出口端部中。

221、17.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于:

222、接收来自至少两个流量传感器的输入,

223、确定来自至少两个流量传感器的输入之间的比率,并且

224、在来自至少两个流量传感器的输入之间的比率高于预定最大比率或低于预定最小比率时,向用户提供警报。

225、18.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,至少一个流量传感器包括至少两个流量传感器,至少两个流量传感器均定位在流体路径的入口端部处或入口端部中或出口端部处或出口端部中,并且其中,控制器配置为连续比较两个流量传感器的流量相关输出的偏差。

226、19.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于在控制器确定与流体路径内的不透明液体的流量相关特性有关的第二输入下降或增加的情况下,增加或减少由对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个uv光源发射的光。

227、20.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统还包括一个或更多个滤光器,一个或更多个滤光器定位在一个或更多个光源与一个或更多个螺旋形管之间,其中,一个或更多个滤光器阻止波长高于300nm的光到达一个或更多个螺旋形管。

228、21.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,该系统还包括适应性冷却系统,该适应性冷却系统包括用于驱动空气流通过uv杀菌处理系统的一个或更多个吹送单元。

229、22.根据项目21所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个吹送单元构造成用于通过在uv杀菌处理系统内产生负压来驱动空气流通过uv杀菌处理系统。

230、23.根据项目21至22中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个吹送单元构造成用于通过在uv杀菌处理系统内产生正压来驱动空气流通过uv杀菌处理系统。

231、24.根据项目21至23中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,适应性冷却系统还包括一个或更多个温度传感器。

232、25.根据项目24所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个温度传感器定位在uv杀菌处理系统的空气出口处或空气出口中,或者定位在空气出口处或空气出口中。

233、26.根据项目21至25中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成基于对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个uv光源的效应、比如所使用的瓦特来控制适应性冷却系统。

234、27.根据项目24至26中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成基于从一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

235、28.根据项目24至27中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个温度传感器是定位在uv杀菌处理系统内的不同位置处的至少两个温度传感器,并且其中,控制器配置成基于从至少两个温度传感器中的一个温度传感器接收的输入与从至少两个温度传感器中的另一温度传感器接收的输入之间的差来控制适应性冷却系统。

236、29.根据项目24至28中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成基于从定位在uv杀菌处理系统的空气出口处或空气出口中的一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

237、30.根据项目24至29中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成基于从定位在uv杀菌处理系统的空气入口处或空气入口中的一个或更多个温度传感器接收的输入来控制适应性冷却系统。

238、31.根据项目24至30中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于在控制器接收到来自一个或更多个温度传感器的高于预定值的输入时,向用户提供警报。

239、32.根据项目24至31中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,控制器配置成用于在该控制器接收到来自一个或更多个温度传感器的高于预定值的输入并且接收到来自一个或更多个吹送单元的最大容量输入时,向用户提供警报。

240、33.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,该uv杀菌处理系统还包括第一盒安装框架以及从第一端部延伸至第二端部的至少两个盒;

241、其中,盒安装框架包括盒接纳开口,盒中的每个盒以可移除的方式安装到盒接纳开口中;

242、其中,每个盒包括对一个或更多个螺旋形管进行照射的一个或更多个光源;并且

243、其中,一个或更多个螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管定位在至少两个盒中的两个盒之间。

244、34.根据项目33所述的uv杀菌处理系统,其中,每个盒还包括一个或更多个滤光器中的一个或更多个滤光器,使得一个或更多个滤光器定位在一个或更多个光源与一个或更多个螺旋形管之间。

245、35.根据项目33至34中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管被分组为两个一组、比如三个一组,以在螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管的组与盒之间交替的构型定位。

246、36.根据项目33至35中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第一端部处的第一通风室。

247、37.根据项目36所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统还包括定位在一个或更多个盒的第二端部处的第二通风室。

248、38.根据项目36至37中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,通风室将空气从盒中抽出,或者在通风室处空气流入盒中。

249、39.根据项目36至38中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,通风室在两个端部处将空气从盒中抽出。

250、40.根据项目36至38中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,在通风室处,空气在两个端部处流入盒中。

251、41.根据项目37至38中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,通风室在一个端部处将空气从盒中抽出,并且空气在另一端部处流入盒中。

252、42.根据项目33至41中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,盒中的每个盒还包括用于允许空气流入盒中的进气开口。

253、43.根据项目33至42中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,盒中的每个盒还包括具有开口的盒框架,其中,第一组开口被玻璃、比如石英玻璃覆盖,来自光源的光可以穿过玻璃照射螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管。

254、44.根据项目33至43中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,盒中的每个盒还包括具有开口的盒框架,其中,第二组开口适于促进盒内侧的内部空气运动。

255、45.根据项目33至44中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,盒包括多个开口,其中,当在盒的内部表面与外部表面之间施加压力差时,产生了穿过多个开口的空气流,并且其中,由所述压力差驱动的穿过多个开口的空气流沿着一个或更多个光源的整个长度提供均匀的冷却,以达到最大uv输出并确保一个或更多个光源的最佳寿命。

256、46.根据项目33至45中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统的两个盒之间的空间或盒与螺旋形管中的一个或更多个螺旋形管之间的空间用作通风井,该通风井用于对uv杀菌处理系统进行冷却,尤其是对包括一个或更多个光源的盒进行冷却。

257、47.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个光源在以下灯温度下进行操作:0℃至120℃,比如20℃至100℃,比如40℃至100℃,比如60℃至100℃,或者比如80℃至100℃。

258、48.根据项目22或34所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个滤光器选自带通滤光器、陷波滤光器或带通滤光器和陷波滤光器的组合。

259、49.根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统,其中,uv杀菌处理系统还包括反应器壳体。

260、50.根据项目49所述的uv杀菌处理系统,其中,一个或更多个螺旋形管、盒、以及可选地一个或更多个滤光器被封围在反应器壳体的内部。

261、51.一种根据前述项目中的任一项所述的uv杀菌处理系统的用于对不透明液体产品、比如不透明液体食品进行冷巴氏消毒的用途。

262、52.一种根据项目1至50中的任一项所述的uv杀菌处理系统的用于杀灭不透明液体产品、比如不透明液体食品中的微生物、比如细菌、孢子、霉菌或病毒的用途。

263、53.根据项目51至52中的任一项所述的uv杀菌处理系统的用途,其中,不透明的液体产品选自:液态乳制品,比如生乳、奶油、乳或凝乳酶;果蔬汁,比如橙汁、苹果汁、番茄汁或菠萝汁;咖啡;茶;豆奶;食品替代品(soylent);苏打水;肉汤;汤;啤酒;冰沙;蛋白质奶昔;液体代餐品;酒;蛋黄酱;番茄酱;糖浆;蜂蜜;蛋,比如蛋黄或蛋白;血,比如全血或血浆;或不透明的水,比如盐水、泡菜水或不透明的加工用水。

264、54.一种监控系统,该监控系统配置成用于对uv杀菌处理系统的参数进行监测和控制,以用于在使用uv杀菌处理系统时优化对不透明液体的杀菌处理;

265、其中,监控系统包括一个或更多个uv光传感器,一个或更多个uv光传感器配置成监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出;

266、其中,监控系统还包括至少一个流量传感器,其中,流量传感器配置为在使用uv杀菌处理系统时监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出;并且

267、其中,监控系统还包括控制器,控制器配置为用于:

268、接收与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入;

269、接收与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入;

270、基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定uv杀菌处理系统的uv处理条件;并且

271、基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

272、55.一种根据项目54所述的监控系统的用于优化待处理的不透明液体在uv杀菌处理系统中的杀菌处理的用途。

273、56.一种用于对在uv杀菌处理系统中进行的对不透明液体的杀菌处理进行优化的方法,其中,该方法包括以下步骤:

274、提供通过uv杀菌处理系统中的流体路径的不透明液体;

275、经由用于控制流率的一个或更多个器件来控制不透明液体通过流体路径的流率;

276、通过从一个或更多个uv光源发射波长范围在180nm至300nm之间的光来照射该流体路径;

277、经由监控系统来监测和控制uv杀菌处理系统的参数,该监控系统包括一个或更多个uv光传感器、至少一个流量传感器、和控制器,其中,uv光传感器监测一个或更多个uv光源的uv输出相关特性并且相应地提供输出,并且至少一个流量传感器监测不透明液体在流体路径内的流量相关特性并且相应地提供输出,其中,监测和控制包括以下步骤:

278、将与一个或更多个uv光源的uv输出相关特性有关的第一输入提供给控制器;

279、将与不透明液体在流体路径内的流量相关特性有关的第二输入提供给控制器;

280、基于所接收的第一输入和第二输入以及待处理的不透明液体来确定该uv杀菌处理系统的uv处理条件;以及

281、基于所确定的uv处理条件来对一个或更多个uv光源和/或用于控制流率的一个或更多个器件进行控制。

本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20240614/98743.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 YYfuon@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。