[实用新型]一种三频顺序/并发非接触立式循环超声处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声处理设备，属于食品、医药、化工领域，特别是涉及一种三频顺序/并发非接触立式带搅拌循环超声处理设备。 

背景技术

在食品、制药以及精细化工领域，传统的化学反应、生物反应、生物资源有效成分发提取技术中，有机溶剂的普遍使用，因为溶剂的残留制品存在食用安全问题；传统经典的反应或者提取技术，由于长期的方法及参数优化，其反应或提取效率提高的幅度非常有限；传统的热加工，因为高温会引起热敏性物质的变性，影响产品的品质。因此，物理学方法在上述领域的应用，成为近年来科学研究的热点，其中超声波技术就是其中之一。大量的试验研究表明，超声波确实可以显著强化生物、化学反应过程的进行，显著提高生物资源有效成分发提取得率。 

张晓燕等在论文“不同超声作用方式对葛根有效部位提取率的影响”（应用声学，2006年第03期）中报道：多频超声耦合可以获得较高的能量效率和空化产量，但所有超声波发生器均同时启动，即为并发式多频超声波。 

专利号为ZL 200610124003.1的中国发明专利公开了一种三频超声提取装置及其使用方法，与单频超声提取相比，萃取的均匀性好，萃取率提高，对温度的要求更低，萃取时间缩短，所需溶剂进一步降低；专利号为ZL 201010259261.7的中国发明专利公开了一种双频超声波化学反应器，该反应器用于高浓度有机废水的降解处理，取得了较好的效果。上述两个专利所及多频超声波发生器均同时启动，即为并发式多频超声波。 

目前，可以满足工业化需求的超声波设备为数甚少，真正可以支撑工业化设备研制的超声波工作模式的创新非常薄弱。大量的试验研究证明，对于一个组成复杂、目标多元化的处理系统，多频超声波的效果往往优于单频。多频超声的发出方式有顺序超声和并发超声，其各有优点，取决于具体处理系统的物性参数构成和处理目标设定。超声换能器分为与处理液体直接接触的聚能式和与处理液体不接触的发散式，聚能式超声局部能量集中，但均匀性差、探头与液体直接接触，空化气蚀引起其损坏速度快；发散式超声能量分布均匀，换能器与液体不接触，寿命显著延长，但不宜于需要局部高能量辐射的情况。 

本发明人2011年申请的发明专利“顺序工作多频非接触式超声辅助提取和超声辅助反应设备”（申请号：201110115454. X）发明了一个卧式无搅拌超声处理设备，但是对于浓度较高的处理系统，这种设备会存在底部沉淀的问题。 

发明内容

本发明的目的在于丰富现有多频超声处理设备的选择，满足生物资源复杂物系中有效成分的提取过程的强化、复杂化学或者生物反应过程的强化，适宜于系统中有较多难溶物质存在的情况。 

本发明的目的是由以下技术方案来实现的： 

所述设备由立式放置的罐体1，三组不同频率彼此120^o分布贴于罐体外壁的换能器13，向超声波换能器提供高频交流电信号的超声波发生器6，向超声波发生器发出工作与否及工作时间指令的程序控制器5，安装于罐体顶部的立式搅拌器2、液位显示控制器4、辅料进口3和温度探头15，罐体底部的进料管8和进料阀门9、出料管12和出料阀门11，连接进出料管的料液循环泵7、循环阀门10和循环管16，安装于循环管16上的处理液pH值测定探头14组成。

该设备有三频顺序或并发两种工作模式，即通过程序控制器向超声波发生器发出工作与否及工作时间的指令，实现三个超声换能器按照其频率的不同以一定的顺序依次工作（为顺序模式），或者同时工作（为并发模式），或者两个并发一个顺序工作（为并顺混合模式）。 

与现有的技术比较，本发明具有以下特点： 

（1）顺序、并发和并顺混合三种多频超声波工作模式可供选择，使得设备针对不同需求的选择性更好，适宜于作为实验室设备，进行不同工作模式的开发研究；

（2）立式放置、循环带搅拌，有利于不溶性物质多的物系的超声处理；

（3）处理液不与换能器接触，适宜于一些具有腐蚀性的提取或者反应体系，有利于保护换能器不被腐蚀；

（4）设置液位显示控制装置，可以防止液位低于超声换能器装贴高度，导致超声波空载的状况发生。

附图说明