УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕГО РАСТВОРА
DISINFECTANT PREPARATION DEVICE

Изобретение относится к новому дозировочно-смесительному устройству для приготовления дезинфицирующего водного раствора перекиси водорода или надуксусной кислоты. Изобретение применимо для дезинфицирующей обработки любой тары, в том числе для комплектации линий промышленного упаковочного и фасовочного оборудования.
Дезинфекция технологического оборудования, тары и т.д., является обязательной и в то же время одной из наиболее трудоемких операций всех пищевых производств, во многом предопределяющей биологическую ценность, сроки хранений и безопасность потребления пищевых продуктов.
Уровень техники. В пищевой промышленности для обеззараживания технологического оборудования, тары, производственных помещений и других объектов технологического процесса применяют тепловую, химическую дезинфекцию, облучение ультрафиолетовыми лучами, ионизирующую радиацию, ультразвук, механическую фильтрацию и другие методы.
В связи с тем, что во всех странах вопрос гигиены становится все более актуальным, все более насущной становится необходимость обеспечения компактных и экономичных устройств, обеспечивающих получение стерилизационных и дезинфицирующих растворов.
В настоящее время, исходя из уровня техники, существуют и применяются в промышленном производстве различные типы устройств (аппаратов) для получения дезинфицирующих растворов, отличающихся конструктивными особенностями, в зависимости от: способа смешивания компонентов (химическое, механическое), способа получения дезинфицирующих свойств (применение процессов электролиза, озонирования, электрохимической обработки), состава смешиваемых компонентов, объема смешиваемых компонентов, спектра дезинфицирующего действия (бактерицидные свойства, в т.ч. фунгицидные, спороцидные, вирулицидные свойства).
Заявитель, после изучения данной области техники, не обладает знанием о существовании в настоящее время устройств для приготовления дезинфицирующего раствора с характеристиками (признаками), подобными тем, которыми обладает заявляемое устройство.
Близкими по своему техническому и конструкторскому решению к заявляемому могут рассматриваться известные устройства - Генераторы диоксида хлора DIOX-C, 2005 г. и Wallace & Tiernan DIOX-A 5000, 2013 г., компании «Сименс Уотер Текнолоджиз» (http://www.ecocontrol.ru/obezzarazhivanie-vody/dioksid-khlora/diox-a5000-tekhnologiya-kislota-khlorit/), с помощью которых возможно приготовление водного раствора, предназначенного для обеззараживания воды.
Устройство DIOX-C содержит, вакуумный хлоратор - прибор для дозировки хлора, узел подачи воды, емкость для хранения диоксида хлора, инжектор, реакционную емкость, поглощающее устройство, резервуар для хранения раствора, сигнализатор общей тревоги, коробку интегрального управления с панелью управления.
Для приготовления раствора в устройстве используются газообразный хлор и хлорит натрия. Газообразный хлор, уровень подачи которого устанавливается с помощью удаленного вакуумного хлоратора, перемешивается с водой с целью образования раствора, который затем помещается в реакционную емкость. Как только достигается полноценная реакция используемых химических компонентов, концентрированный раствор диоксида хлора разбавляется. Количество разбавляющей воды подбирается так, чтобы достичь требуемой концентрации диоксида хлора. Во время наполнения установки газ, генерируемый емкостью для хранения диоксида хлора, отсасывается с помощью инжектора.
Устройство Wallace & Tiernan DIOX-A 5000 разработано для приготовления больших количеств раствора диоксида хлора в концентрации от 2500 до 5000 г/ч. Для генерации диоксида хлора данная установка использует соляную кислоту и хлорит натрия 24,5% NaClO2 (вещество Nadolyt С25). При вступлении в реакцию соляной кислоты хлорит натрия генерирует диоксид хлора и хлорид натрия и воду. Основные химические компоненты, т.е. соляная кислота и вещество Nadolyt С25 предварительно разбавляются в реакционной башне. Клапаны для регулирования вакуума устанавливаются на всасывающие отверстия инжектора аспираторного типа. Данная конструкция предусматривает то, что два основных химических компонента не будут перемешаны до тех пор, пока в инжекторе не будет содержаться минимальное количество воды. В реакционной башне генерируется раствор диоксида хлора в концентрации приблизительно 15 г/л ClO2. После достижения полноценной реакции химических веществ диоксид хлора сразу же разбавляется водой до 2 г/л ClO2. Подаваемая концентрация основных химических веществ и разбавляющей воды регулируется с помощью шаровых регулирующих клапанов и указывается на их соответствующих расходомерах.
Работа генератора определяется периодическими циклами, которые управляются с помощью уровнемеров, установленных в резервуаре для хранения раствора диоксида хлора. Регулируемые аварийные выключатели, установленные на расходомерах для вещества Nadolyt, соляной кислоты, воды в инжекторе и разбавляющей воды позволяют контролировать поток данных химических веществ. Гидравлические и электрические блокировочные устройства позволяют избежать сбоев в работе полностью автоматического генератора. Эксплуатационные условия и условия подачи сигнала тревоги высвечиваются на световой схеме панели управления.
Недостатки подобных устройств заключаются в возможности их применения для получения только раствора хлора, дозирование концентрата и раствора происходит с помощью центробежных насосов, что снижает надежность, герметичность конструкции и не дает возможности дозирования небольших и минимальных объемов концентрата и раствора. Кроме того, работа устройств определяется периодическими циклами.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство - Дозатор дезинфектанта. Устройство предназначено для приготовления и подачи раствора дезинфектанта на основе перекиси водорода и надуксусной кислоты (НУК) для дезинфекции бутылок при ополаскивании. Информация об устройстве размещена на сайте пище-пром.рф (http://xn----itbisjcdi1f.xn--p1ai/5.html). Основные узлы дозатора: насос подачи дезинфицирующего раствора; дозирующий насос; панель управления; узел подачи воды; расходомер воды; буферная (расходная) емкость из нержавеющей стали 50 л.
Дозатор подключается к оборудованию в линию подачи воды на ополаскиватель. Ополаскивание происходит раствором дезинфектанта очень низкой концентрации, но достаточной для полной дезинфекции. Повторное ополаскивание не требуется, т.к. НУК улетучивается с поверхности за доли секунды. Оборудование смонтировано на раме из нержавеющей стали.
Устройство дозатора является простым и практичным, однако вышеуказанные недостатки относятся и к данному устройству, а именно, наличие насосов с соответствующими изнашивающимися деталями и не достаточной герметичностью конструкции, невозможность точного дозирования малых доз концентрата и раствора, цикличность в работе устройства, определяемая ограниченностью объема расходной емкости с раствором.
Указанные недостатки имеют существенное значение при практическом промышленном применении устройств, в связи с повышенными условиями безопасности применения химических дезинфицирующих веществ на пищевых и упаковочных производствах.
Таким образом, имеется промышленная необходимость в устройстве для приготовления дезинфицирующего раствора, в котором преодолены вышеприведенные проблемы с точностью дозирования и герметичностью, непрерывностью работы и универсальностью в применении дезинфицирующего средства.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание полностью автоматического устройства и способа его работы, позволяющего достичь следующих технических результатов:
- оптимизация конструкции устройства (оптимальное количество и техническое исполнение рабочих узлов);
- точное дозирование, в т.ч. и минимальных доз дезинфицирующего средства;
- непрерывность процесса приготовления дезинфицирующего раствора;
- универсальность, в плане выбора используемых концентратов дезинфицирующих средств для приготовления раствора;
- герметичность системы устройства;
- значительное увеличение продолжительности срока использования устройства;
возможность комплектации с различными промышленными производственными линиями;
- значительная экономия электроэнергии.
Раскрытие изобретения
Дозировочно-смесительное устройство для приготовления дезинфицирующего раствора и способ его работы, предлагаемое настоящим изобретением, способно полностью автоматически и непрерывно выполнять процесс дозирования и смешивания дезинфицирующего средства (в виде концентрата), предпочтительно перекиси водорода или надуксусной кислоты и воды, и в результате, получать дезинфицирующий водный раствор. Процесс приготовления раствора контролируется электронно-программным пультом с панелью управления.
Простота конструкции устройства обеспечивается за счет оптимального количества и расположения функциональных узлов. Устройство для приготовления дезинфицирующего раствора содержит каркас и расположенные на каркасе функциональные узлы: узел подготовки воздуха, узел подготовки воды, эжектор вакуума, блок регулировок давления раствора и воздуха с регуляторами давления, устройство дозирования дезинфицирующего средства, бак смешивания, расходные баки, емкость с дезинфицирующим средством, узел закачки дезинфицирующего средства, пульт управления с панелью управления, башня-светофор.
Каркас выполнен в форме плоской прямоугольной вертикально ориентированной плиты с А-образными поручнями, переходящей внизу в горизонтальное основание на винтовых регулируемых опорах. Основание выполнено в виде углубленного поддона.
Эжектор вакуума, блок регулировок давления раствора и воздуха с регуляторами давления, устройство дозирования расположены на монтажной плите, дополнительно закрепленной на каркасе.
Изобретение содержит соответствующую трубную разводку, а именно пневмотрубки, гидравлические трубки, систему клапанов, обеспечивающие переключение потоков вакуума и высокого давления, а также фитинги и датчики.
Узел подготовки воздуха содержит кран входной запорный с глушителем, для плавного сброса давления при отключении устройства, линейку фильтров, реле давления воздуха.
Через узел подготовки воздуха в пневмосистему подается воздух, срабатывает контрольное реле давления воздуха. Реле давления воздуха настроено на срабатывание при 0,5 МПа, при меньшем давлении происходит аварийная остановка устройства.
Узел подготовки воды содержит шаровый кран, регулятор давления со встроенным фильтром грубой очистки, манометр, реле давления воды, фильтр тонкой очистки, клапан подачи воды.
Через узел подготовки воды подается вода, срабатывает контрольное реле давления. Реле давления воды настроено на срабатывание при 0,1 МПа, при меньшем давлении происходит аварийная остановка устройства.
Устройство дозирования дезинфицирующего средства выполнено в форме небольшого вертикально ориентированного бака цилиндрической формы, помещенного в П-образный стальной защитный держатель и соединенного с тензодатчиком (тензобалкой). Тензобалка включает в себя корпус для тензодатчика, сам тензодатчик и систему проводного подключения. Набор дозы дезинфицирующего средства в устройство дозирования концентрата происходит из емкости с дезинфицирующим средством, отмеряется с помощью тензодатчика и зависит от требуемой концентрации. С панели управления электронно-программного пульта задается концентрация раствора, производится расчет необходимого количества дезинфицирующего средства, исходя из максимального объема бака смешивания и плотности концентрата.
Тензодатчик обладает очень высокой измерительной точностью, что позволяет дозировать, при необходимости, минимальное количество дезинфицирующего средства.
Бак смешивания предназначен для смешивания дезинфицирующего средства и воды в заданной концентрации и выполнен в форме объемного вертикально ориентированного цилиндра. В начале работы устройства в бак смешивания набирается небольшое количество воды для абсорбции газов, образующихся при подаче дезинфицирующего средства. В процессе работы в баке смешивания автоматически смешивается определенное количество дезинфицирующего средства и воды, заданное в программе управления. Для определения уровня заполнения, бак смешивания содержит датчики уровня. В дальнейшем бак смешивания автоматически поддерживается заполненным раствором.
Непрерывность процесса обеспечивается за счет наличия в устройстве бака смешивания, который поддерживается постоянно заполненным и, как минимум, двух расходных баков, пополняемых из бака смешивания по мере расходования.
Расходные баки предназначены для заполнения готовым дезинфицирующим раствором и подачи через клапаны для дальнейшего использования. Расходные баки выполнены в форме объемных удлиненных вертикально ориентированных цилиндров. При использовании раствора до среднего уровня расходного бака, включается заполнение соответствующего расходного бака.
Блок регулировок давления раствора и воздуха предназначен для регулировки давления подачи полученного дезинфицирующего раствора для дальнейшего применения по дезинфицирующей обработке тары и содержит индикаторы давления раствора и воздуха и регуляторы давления.
Дезинфицирующее средство подается из емкости с дезинфицирующим средством, которая специально расположена на поддоне горизонтального основания каркаса.
Отсутствие дезинфицирующего средства в емкости определяется по контрольному времени заполнения бака устройства дозирования, в этом случае появляется красный сигнал башни-светофора. С целью непрерывности процесса приготовления раствора, пустая емкость должна быть заменена в течение определенного времени, 120 сек. максимум.
Узел закачки дезинфицирующего концентрата содержит погружную трубку для забора дезинфицирующего средства из емкости, фильтр, шаровый кран и расположен над входным отверстием емкости.
Герметичность всей системы обеспечивается посредством применения пневматической подачи всех компонентов смешивания.
Универсальность выбора дезинфицирующего средства для использования достигается за счет применения в устройстве способа весового дозирования.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где:
на Фиг. 1 показано фронтальное изображение устройства;
на Фиг. 2 показан вид устройства сзади;
на Фиг. 3 показан узел подготовки воздуха;
на Фиг. 4 показан узел подготовки воды;
на Фиг. 5 показано устройство дозирования дезинфицирующего средства.
Осуществление изобретения
Согласно Фиг. 1 и Фиг. 2 устройство для приготовления дезинфицирующего раствора содержит каркас 1 и расположенные на каркасе функциональные узлы: узел подготовки воздуха 2, узел подготовки воды 3 (Фиг. 2), эжектор вакуума 4, блок регулировок давления раствора и воздуха с регуляторами давления 5, устройство дозирования дезинфицирующего средства, содержащее бак 6 и тензодатчик (тензобалку) 7, бак смешивания 8, расходные баки 9, емкость с дезинфицирующим средством 10, узел закачки дезинфицирующего средства 11, пульт управления с панелью управления 12, башня-светофор 13.
При работе системы клапанов и эжектора вакуума 4 и создания им в баке устройства дозирования давления ниже атмосферного происходит забор необходимого количества дезинфицирующего средства из емкости 10 в бак устройства дозирования 6, исходя из нужной концентрации дезинфицирующего раствора. Расчет необходимого количества дезинфицирующего средства для подачи определяется с помощью тензодатчика (тензобалки) 7. способом весового дозирования. Затем, при создании повышенного давления в баке устройства дозирования 6, с помощью системы клапанов, отмеренное количество дезинфицирующего средства из бака устройства дозирования 6 подается в бак смешивания 8. В баке смешивания 8 дезинфицирующее средство разбавляется до нужной концентрации водой, с помощью датчиков уровня и системы подачи воды. Далее из бака смешивания 8 раствор переливается в расходные баки 9 без остановки работы устройства. Устройство может поддерживать расходные баки 9 постоянно заполненными. Подача готового дезинфицирующего раствора для дальнейшего использования происходит через специальные клапаны при установке необходимого давления воздуха в расходных баках 10 на блоке регулировок давления раствора и воздуха 5.
Возможно также смешивание и наполнение расходных баков 9 дезинфицирующим раствором разной концентрации при условии введения (задания) соответствующих параметров в программе управления, через панель управления 12.
Узел подготовки воздуха 2, Фиг. 3, содержит кран входной запорный 24 с глушителем 14, для плавного сброса давления при отключении устройства, линейку фильтров 15, реле давления воздуха 16.
Узел подготовки воды 3, Фиг. 4, содержит шаровый кран 17, регулятор давления со встроенным фильтром грубой очистки 18, манометр 19, реле давления воды 20, фильтр тонкой очистки 21, клапан подачи воды 22.
Устройство дозирования дезинфицирующего средства, Фиг. 5, выполнено в форме небольшого вертикально ориентированного бака 6 цилиндрической формы, помещенного в П-образный стальной защитный держатель 23 и соединенного с тензодатчиком (тензобалкой) 7.
Заявляемое техническое решение устройства для приготовления дезинфицирующего раствора и способа его работы является новым и устраняет недостатки, имеющиеся в технических решениях устройств, имеющихся на сегодняшний день и, кроме того, является очень удобным и безопасным для применения в производстве. Конструкция устройства проста и понятна, а способ работы устройства уникален.
Устройство для приготовления дезинфицирующего раствора может быть легко изготовлено в условиях серийного промышленного производства.