CZ301153B6 - Sterilizacní zarízení pro malé množství vody - Google Patents

Abstract

Sterilizacní zarízení pro malé množství vody zejména v polních podmínkách je tvoreno tlakovou termoskou (1) konstruovanou pro pretlak 2,5 . 10.sup.5.n. Pa a opatrenou vakuovou izolací (2) a v horní cásti vakuove izolovaným víkem (3). Vakuove izolované víko (3) je opatreno bezpecnostním pretlakovým ventilem (4) a regulacním ventilem (5). Pro prenos tepla z vnejšího zdroje do dna termosky slouží žebra (8).

Description

Sterilizační zařízení pro malé množství vody

Oblast techniky

Řešení se týká uspořádání sterilizačního zařízení pro malá množství vody použitelné zejména v polních podmínkách.

io Dosavadní stav techniky

Pro teplotní sterilizaci vody se používá převaření vody, podle odhadnutého biologického znečištění, od jednotek velice náročný. Podstatou sterilizace vody je skutečnost, že při teplotách nad 96 °C dochází k destrukci DNA a tím deaktivaci organismů, které jsou původci biologického znečištění vody. Tato závislost má statistický charakter a tak existují organismy, které jsou schopni této teplotě delší dobu odolávat, Dobu varu by Šlo zkrátit, kdyby se teplota vody zvýšila nad 100 °C. Pro sterilizaci ve zdravotnictví se obvykle teplota 135 °C po předepsanou dobu považuje za dostatečnou ke zničení všech choroboplodných zárodků. Současný průmysl nenabízí tlakové teplotě izolované nádoby pro sterilizaci vody.

Optimální teplotní izolaci splňují termosky. Termosky jsou evakuované nádoby, kde k přenosu energie z vnitřního prostoru do okolí dochází pouze zářením. Využívají se tam, kde potřebuje tepelně oddělit vnitřní prostor termosky od okolí. Buď od uchování chladu, nebo tepla. V kryotechnice typicky pro uchovávání zkapalněných plynů jako LHe, LN₂ apod. Zde termoska má uzávěr, který tlakově neizoluje vnitřní prostor termosky od okolí. Tlak na hladině zkapalněného plynu je stejný s tlakem okolního prostředí. Teplotní gradient (směr toku tepelné energie) jde z vnějšího prostředí do termosky. To způsobuje vypařování zkapalněného plynu a růst jeho objemu. Kdyby byla termoska pevně uzavřena rostl by tlak v termosce nad mez její pevnosti a došlo by k její mechanické destrukci.

U termosek pro uchovávání teplých tekutin (obvykle vody) je uzávěr, který tlakově izoluje vnitřek termosky od vnějšího prostředí, ale tlak obvykle nepřekročí hodnotu 1,3 . 10⁵ Pa (pascalu), který je dán mírným přetlakem, který vznikne ohřátím vzduchu uvnitř termosky po tom, co tam nalije vodu 100 °C teplou. Vnitřek prostoru termosky tedy nemá nikdy vyšší teplotu než je teplota tekutiny, která byla do termosky nalita. Protože teplotní gradient jde z vnitřního prostoru termosky do okolí, náplň termosky chladne.

V současné době známé termosky neumožňují uchovávat vodu po dostatečně dlouhou dobu teplejší než 100°C, protože za normálního tlaku vzduchu teplota varu vody je okolo 10Q°C a nelze tedy do termosky lít vodu teplejší.

Podstata vynálezu

Pro optimální sterilizaci vody varem je třeba použít teplotu vyšší než 100 °C po předepsanou dobu. VyŠŠí teplotu je možné dosáhnout pouze v tlakové nádobě. Protože teplota vody 135 °C je pro sterilizaci dostatečná, tlak směsi voda-vodní pára, nepřekročí v tlakové nádobě 2,5 . 10⁵ Pa (pascalu). Aby bylo zabráněno tepelným ztrátám, je třeba tlakovou nádobu tepelně izolovat. Řešením je tlaková termoska s vakuovou izolací.

Protože vodu v tlakové termosce je třeba ohřát, je potřeba doplnit tuto nádobu zdrojem tepla, nebo teplosměnnou plochou, která je schopna teplo do nádoby předávat. Podstata vynálezu tkví v tom, že je využito termosky, která je uzpůsobena pro přetlak, aby mohla být používána pro teploty média vyšší než 100 °C. Tlaková termoska je uzavřena tepelně izolovaným víkem, které je opatřeno bezpečnostním přetlakovým ventilem a regulačním ventilem. Regulačním ventilem lze nastavit požadovaný tlak až na hodnotu do 2,5 . 10⁵ Pa (pascalu) přetlaku, která odpovídá teplotě varu vody 135 °C.

Obr. 1 ukazuje případ, kdy pro ohřátí vody v tlakové termosce se používá vnější zdroj tepla, např.

plynový hořák vařiče, nebo otevřený oheň při sterilizaci vody v přírodě. Teplo otevřeného plamene je rozváděno na dno tlakové termosky žebrováním, které zvyšuje účinnost přestupu tepla z otevřeného plamene na dno nádoby. Po dosažení požadovaného tlaku v tlakové termosce, přestaneme pod tlakovou termoskou topit a položíme ji na tepelně izolovaný podstavec. Tím omezíme ztráty tepla dnem tlakové termosky do okolí.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 Tlaková termoska pro tepelnou sterilizaci vody s ohřevem pomocí přímého plamene se žebrovaným dnem a tepelně izolačním podstavcem.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Tlaková termoska 1 opatřená vakuovou izolaci 2 se naplní vodou, kterou je třeba sterilizovat varem. Uzavře se vakuově izolovaným víkem 3. Pod tlakovou termoskou I topíme tak, že plameny otevřeného ohně přes žebrování 8 předávají tepelnou energii vodě v tlakové termosce i. Hodnota teploty a tím zároveň i tlaku je regulována regulačním ventilem 5. Bezpečnost je zajištěna přetlakovým ventilem 4. V okamžiku, kdy regulační ventil 5 začne upouštět páru, přestaneme pod tlakovou termoskou 1 topit a postavíme ji na tepelně izolační odstavec 7.

Průmyslová využitelnost

1. Tlaková termoska pro tepelnou sterilizaci vody najde uplatnění především pro sterilizaci malých (jednotky litrů) množství vody v polních podmínkách v případech, kdy je obtížné zajistit sterilizaci vody jiným způsobem. Může to nastat pří živelných katastrofách, záplavách apod.

2. Lze ji rovněž využít na vaření v podmínkách nedostatku paliva. Obsah tlakové termosky s potravinami se uvede do varu a pak se odstaví. Tepelná izolace zabrání rychlému vychládání. Podmínka uvaření potravin je, aby teplota vody v nádobě byla alespoň po dobu 2 h vyšší než

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sterilizační zařízení pro malá množství vody používejte zejména v polních podmínkách, vyznačující se tím, že je tvořeno tlakovou termoskou (1) svakuovou izolací (2) konstruovanou pro přetlak 2,5 . 10⁵ Pa, opatřenou v horní části vakuově izolovaným víkem (3),

   50 na kterém je umístěn přetlakový ventil (4) a regulační ventil (5) a v dolní Části je tlaková termoska (1) opatřena žebiy (8) pro přenos tepla za zdroje tepla do dna tlakové termosky (1).