RU2026084C1 - Domestic ultraviolet sterilizer - Google Patents

Abstract

FIELD: domestic equipment. SUBSTANCE: sterilizer has case with cap, UV-radiation source, supply unit, support for placing dishes for treatment; the support is located onto the case. UV-radiation source has to be V-shaped pulse gas-discharge lamp and is disposed in center of the support. Support is provided with member for sealing dishes during treatment. EFFECT: improved convenience; improved efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к стерилизации посуды при консервировании продуктов, в частности к устройствам ультрафиолетовой (УФ) стерилизации и инактивации микроорганизмов, в том числе к устройствам УФ-стерилизации посуды в условиях домашнего консервирования. The invention relates to sterilization of dishes during the conservation of products, in particular to devices for ultraviolet (UV) sterilization and inactivation of microorganisms, including devices for UV-sterilization of dishes in the conditions of home canning.

Известны устройства обеззараживания, в которых используется УФ-излучение в спектральном диапазоне 240-280 нм для глубокого обеззараживания (плотность лучистой энергии до 15 мДж/см²), для разложения микроорганизмов (плотность лучистой энергии до 40 мДж/см²) и для уничтожения кишечных палочек (плотность лучистой энергии до 75 мДж/см²).Known disinfection devices that use UV radiation in the spectral range of 240-280 nm for deep disinfection (density of radiant energy up to 15 mJ / cm ² ), for the decomposition of microorganisms (density of radiant energy up to 40 mJ / cm ² ) and for the destruction of intestinal rods (density of radiant energy up to 75 mJ / cm ² ).

В качестве источника УФ-излучения в этих устройствах используются ртутные лампы с преимущественным излучением на длине волны 254 нм. Высокая эффективность в УФ-области спектра излучения и простое устройство питания являются достаточным основанием для их использования. Указанное УФ-излучение обеспечивает высокую надежность стерилизации и не вызывает никаких отрицательных побочных явлений. These devices use mercury lamps with predominant radiation at a wavelength of 254 nm as a source of UV radiation. High efficiency in the UV region of the radiation spectrum and a simple power supply device are sufficient grounds for their use. The specified UV radiation provides high sterilization reliability and does not cause any negative side effects.

Известно устройство, в котором дополнительно к УФ-излучению ртутной лампы обезвреживаемый предмет помещается в окислительную среду, губительную для инфекционных микроорганизмов. A device is known in which, in addition to the UV radiation of a mercury lamp, the object to be treated is placed in an oxidizing environment that is harmful to infectious microorganisms.

Известно устройство для стерилизации питьевой посуды, в котором при размещении прямого стакана ниже источника излучения с помощью специальной оптической системы одновременно облучаются наружная и внутренняя поверхности. A device for sterilizing drinking utensils is known, in which when placing a direct glass below the radiation source using a special optical system, the outer and inner surfaces are simultaneously irradiated.

Недостатком этих устройств является возможность разгерметизации колбы ртутной лампы и образование озона в окружающей среде. В этом случае пары ртути через фольговые вводы лампы, микротрещины, образующиеся в процессе старения лампы, или же при случайном разрушении колбы лампы могут оседать на поверхности обеззараживаемой посуды и впоследствии попадать внутрь организма человека, что недопустимо. Озон, также оказывающий вредное влияние на человека и образующийся при воздействии УФ-излучения ( λ≅280 нм) на воздух, требует выполнения работ по стерилизации в хорошо проветриваемом помещении, что не всегда в домашних условиях выполнимо. The disadvantage of these devices is the possibility of depressurization of the bulb of a mercury lamp and the formation of ozone in the environment. In this case, mercury vapors through the foil inlets of the lamp, microcracks formed during the aging of the lamp, or in case of accidental destruction of the lamp bulb can settle on the surface of the disinfected dishes and subsequently enter the human body, which is unacceptable. Ozone, which also has a harmful effect on humans and is formed when exposed to UV radiation (λ80280 nm) on air, requires sterilization in a well-ventilated area, which is not always feasible at home.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик бытового стерилизатора, повышения надежности процесса стерилизации. The aim of the invention is to improve the operational characteristics of a household sterilizer, increase the reliability of the sterilization process.

Цель достигается тем, что в качестве источника УФ-излучения бытового стерилизатора используется экологически чистая импульсная газоразрядная лампа, которая в процессе стерилизации заключается в герметичный объем, что препятствует поступлению озона в окружающую среду. The goal is achieved in that an environmentally friendly flash pulsed discharge lamp is used as a source of UV radiation from a household sterilizer, which during the sterilization process is enclosed in a sealed volume, which prevents ozone from entering the environment.

Так как в условиях домашнего консервирования обычно используется посуда в виде стеклянных банок, то для большей эффективности стерилизации, а также исключения необлученных участков поверхности банки, предлагается импульсную лампу размещать внутри обеззараживаемой банки. С точки зрения электробезопасности наиболее целесообразно использовать V-образную форму лампы, так как в этом случае токоподводы к лампе легко разместить внутри корпуса стерилизатора. Since tableware in the form of glass jars is usually used in home canning conditions, it is proposed to place a flash lamp inside the disinfected jar for greater sterilization efficiency, as well as eliminating unirradiated sections of the surface of the jar. From the point of view of electrical safety, it is most advisable to use a V-shaped lamp, since in this case the current leads to the lamp are easy to place inside the sterilizer body.

Наиболее эффективным для инактивации клеток микроорганизмов является излучение с длиной волны короче 280 нм. Поэтому в качестве наполнения импульсной лампы предлагается использовать смесь инертных газов Xe-Ar с содержанием Ar 30-60% и начальном давлении наполнения смеси 10-100 мм рт.ст. В этом случае при удельной электрической мощности разряда Р 0,5 мВт/см³ достигается наибольшая доля излучения в спектральной области короче 280 нм вплоть до 180 нм УФ-границы пропускания воздуха, и в вакууме до 160 нм УФ-границы пропускания кварцевой колбы лампы.The most effective for inactivating microorganism cells is radiation with a wavelength shorter than 280 nm. Therefore, it is proposed to use a mixture of inert gases Xe-Ar with an Ar content of 30-60% and an initial filling pressure of the mixture of 10-100 mm Hg as a flash lamp filling. In this case, at a specific electric discharge power P of 0.5 mW / cm ³ , the largest radiation fraction is achieved in the spectral region shorter than 280 nm up to 180 nm of the UV boundary of air transmission, and in vacuum up to 160 nm of the UV boundary of transmission of a quartz lamp bulb.

Кроме того, данный выбор наполнения позволяет использовать и достаточно простую схему питания лампы, что связано с облегченными условиями ее зажигания и отсутствием требований по включению дополнительной катушки индуктивности в разрядный контур лампы. Следует отметить, что при наполнении лампы чистым ксеноном (что традиционно для газоразрядных импульсных ламп) или включении лампы в более мягких режимах, излучение в требуемом диапазоне УФ-области спектра будет менее эффективным и в этом случае время стерилизации необходимо будет соответственно увеличивать. In addition, this choice of filling allows you to use a fairly simple power supply circuit of the lamp, which is associated with facilitated conditions for its ignition and the lack of requirements for the inclusion of an additional inductor in the discharge circuit of the lamp. It should be noted that when filling the lamp with pure xenon (which is traditional for gas-discharge flash lamps) or turning on the lamp in milder modes, the radiation in the required range of the UV region of the spectrum will be less efficient and in this case the sterilization time will need to be increased accordingly.

Уменьшение образования озона и увеличение доли более жесткого УФ-излучения (вплоть до 160 нм), которое особенно губительно для микроорганизмов, т. е. увеличение эффективности стерилизации можно достичь путем разрежения воздуха в стерилизуемой банке. A decrease in ozone formation and an increase in the fraction of harder UV radiation (up to 160 nm), which is especially detrimental to microorganisms, i.e., an increase in sterilization efficiency can be achieved by diluting air in a sterilized bank.

На чертеже схематично представлен пример конструктивного исполнения бытового стерилизатора. The drawing schematically shows an example of the design of a household sterilizer.

В стерилизаторе 1 - импульсная V-образная лампа, наполненная смесью газов Xe-Ar (70% + 30%) при начальном давлении наполнения 100 мм рт.ст., с длиной разрядного промежутка 100 мм, расстоянием между осями электродных узлов 25 мм, внутренним диаметром колбы 5 мм и материалом колбы - кварцевое стекло марки КУ; 2 - стерилизуемая стеклянная банка емкостью 0,25-3 л и диаметром горловины не менее 30 мм, обеспечивающей размещение баллона разрядной части V-образной лампы 1 внутри банки; 3 - блок питания импульсной лампы 1, обеспечивающий удельную электрическую мощность разряда в лампе Р 0,5 мВт/см³ и требуемую частоту повторения импульсов разряда (в конкретном устройстве эта частота устанавливается до 2 Гц, что позволяет проводить стерилизацию банки за время, не превышающее 1 мин); 4 - корпус стерилизатора, на верхней поверхности которого устанавливается стерилизуемая банка 2 и закреплена V-образная лампа 1 с токоподводами к электродным узлам размещенными во внутреннем объеме корпуса, где также установлен и блок питания лампы 3; 5 - крышка корпуса, герметично подсоединяемая к корпусу 4, экранирующая излучение газоразрядной лампы 1 и препятствующая появлению озона в окружающей среде; в другом варианте стерилизатора герметично с корпусом 4 устанавливается непосредственно стерилизуемая стеклянная банка 2, что также препятствует образованию озона в окружающей среде; 6 - герметизирующая прокладка между крышкой 5 и корпусом 4; в другом варианте стерилизатора герметизиpующая прокладка 7 устанавливается между горловиной стерилизуемой банки 2 и корпусом 4. Разгерметизацию крышки 5 или стерилизуемой банки 2 после окончания процесса стерилизации выполняют через 5 мин, что необходимо для снижения концентрации озона до безопасного уровня.In the sterilizer 1 is a pulsed V-shaped lamp filled with a mixture of Xe-Ar gases (70% + 30%) at an initial filling pressure of 100 mmHg, with a discharge gap length of 100 mm, the distance between the axes of the electrode assemblies 25 mm, internal diameter of a flask is 5 mm and a flask material - quartz glass of the KU brand; 2 - a sterilized glass jar with a capacity of 0.25-3 l and a neck diameter of at least 30 mm, ensuring the placement of the balloon of the discharge part of the V-shaped lamp 1 inside the can; 3 - power supply unit of the flash lamp 1, providing a specific electric discharge power in the lamp R of 0.5 mW / cm ³ and the required pulse repetition rate (in a particular device, this frequency is set to 2 Hz, which allows sterilization of the can for a time not exceeding 1 min); 4 - a sterilizer body, on the upper surface of which a sterilized can 2 is mounted and a V-shaped lamp 1 is fixed with current leads to electrode assemblies located in the internal volume of the housing, where the lamp power unit 3 is also installed; 5 - housing cover, hermetically connected to the housing 4, shielding the radiation of the discharge lamp 1 and preventing the appearance of ozone in the environment; in another embodiment of the sterilizer, a directly sterilized glass jar 2 is sealed with the housing 4, which also prevents the formation of ozone in the environment; 6 - sealing gasket between the cover 5 and the housing 4; in another embodiment of the sterilizer, a sealing gasket 7 is installed between the neck of the sterilized can 2 and the housing 4. Sealing of the lid 5 or the sterilized can 2 after the sterilization process is completed is performed after 5 minutes, which is necessary to reduce the ozone concentration to a safe level.

Claims (3)

1. БЫТОВОЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СТЕРИЛИЗАТОР преимущественно для стерилизации стеклянных банок в условиях домашнего консервирования, содержащий источник УФ-излучения с блоком питания, корпус с крышкой, опору для размещения обрабатываемой банки, отличающийся тем, что источник УФ-излучения выполнен в виде V-образной импульсной газоразрядной лампы, опора для банки расположена на корпусе, а источник УФ-излучения - в центре опоры так, что при установке банки на опору баллон газоразрядной лампы располагается внутри банки, при этом крышка выполнена экранирующей УФ-излучение, а опора снабжена элементом для герметизации банки. 1. HOUSEHOLD UV Sterilizer mainly for sterilizing glass jars in home preservation conditions, containing a UV radiation source with a power supply, a housing with a lid, a support for accommodating the processed jar, characterized in that the UV radiation source is made in the form of a V-shaped pulsed gas-discharge lamps, the support for the can is located on the housing, and the UV radiation source is in the center of the support so that when installing the can on the support, the gas-discharge lamp cylinder is located inside the can, shielding UV rays and the support member is provided for sealing the can. 2. Стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что баллон газоразрядной лампы наполнен смесью He-Ar с содержанием 30 - 60% и начальным давлением смеси 10 - 200 мм рт.ст. 2. The sterilizer according to claim 1, characterized in that the cylinder of the discharge lamp is filled with a He-Ar mixture with a content of 30-60% and an initial mixture pressure of 10-200 mmHg. 3. Стерилизатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для создания разрежения в обрабатываемой банке. 3. The sterilizer according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for creating a vacuum in the processed bank.

Images