利用冲击波反射进行的连续冲击波肉食品处理制造技术

水和肉食品物（Ｐ）被泵入，通过导管（１００），导管壁由其声阻接近于水的塑料制成。导管被浸入充满水的罐（４００）内。冲击波发生器（２００）（化学炸药或电容放电电极）产生水中的冲击波。由于导管壁的声阻与水的声阻相匹配，因而当冲击波穿过导管时，不会出现实质性的反射。冲击波可实现对肉食品的嫩化处理和至少局部的对肉食品的杀菌处理。一重型冲击反射圆柱体将冲击脉冲的部分反射到导管上。充分迅速地反复进行连续的爆炸，从而实现对所有通过的肉食品的嫩化处理。另外，也可以替代导管将肉食品装在一闭合容器中的水内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
利用冲击波反射进行的连续冲击波食品处理本专利技术涉及利用冲击波对食品的处理，促使对食品的嫩化和/或对微生物的灭杀。如约翰.朗的美国专利US5,273,766和5,328,403和未审定的申请中所述，利用由例如化学炸药或两个电极之间的电容放电导致的冲击波(声音或压力脉冲)可以实现食品的嫩化或至少实现局部无菌化消毒。冲击波以声速(或在高强度冲击波下略高于声速)由爆炸点向外扩散，该冲击波与被墙壁反射的回音一样，将在冲击波反射面上被反射。冲击波反射的条件是，视冲击波传播的介质而变化的声速，在两种介质的界面上变化。压力波在水内的传播速度约为1500米/秒；同样的压力波在不锈钢中的传播速度是5800米/秒，几乎是前者的四倍。该声速的差接近于冲击波速度差，所述冲击波基本是高压声波；它们利用与声音相同的机理进行传播，但它们是尖脉冲并且通常具有比大多数声音还要高的声音强度或压力升高(通常被称作“过压”)。当在水中的一声波或冲击波遇到钢表面时，由于传播速度的差异(也被称作“声阻失配”)大多数波将被反射远离该表面，因而仅有很小一部分波进入钢内。根据上述的相关技术，采用冲击波由厚钢板表面反射的方式提高冲击脉冲的强度。由爆炸产生的冲击波脉冲是瞬间的，但具有明显的长度，并且当脉冲被钢反射时，被反射的脉冲将穿过脉冲本身，从而提高了冲击波脉冲强度。(此作用与在海岸护坡处的情况相同，在此处被护坡反射的海浪将被溅射到护坡的很高的高度上，该高度大于在开放水域传播时到达的高度。)在根据约翰.朗的美国专利US5,273,766和5,328,403的实施例中，肉食品被放置在塑料袋内，塑料袋被排放在半球形钢釜的底部，钢釜内充满水，并且在几何中心起爆。向外扩散的冲击波大致在同时到达所有-->的肉食品处并且大致以相同的过压或冲击波强度对肉食品进行冲击，由于钢釜的反射，冲击波两次穿过包装薄膜和肉食。(肉食和包装袋具有接近于水的声阻或机械阻抗，而不会对冲击波进行明显的反射)。该实施例可以非常好地实现对被排放在和贴靠在釜体内壁上的肉食的嫩化和至少局部的杀菌，但其也具有一些不足之处。很显然，该实施方式是固有的分批处理方式，并且设备非常昂贵。一个直径为四英尺、厚度为两英寸的不锈钢半球体是不便宜的，并且加之需要用于移动爆炸屏蔽、换水等的设备很复杂并且非常昂贵。肉食品的装入和取出相当缓慢，并且出于安全的考虑不得不进一步放慢速度；例如在起爆时，工人是不能对半球容器进行装载的。另一个缺点是，爆炸时水将由半球釜内冒出并且必须进行补充。在采用化学炸药的情况下，尽管水并不直接与肉食品接触，但优选要将任何剩余的水排出并用新鲜的未被爆炸的化学副产物污染的水进行更换。对水的排放和更新将耗去时间并且将消耗掉大量的水。而且在上述实施例中的爆炸力是不平衡的。设置在半球釜顶端外的爆炸气体、蒸汽和雾的喷口将导致产生很大的反作用力，该反作用力将促使半球釜向下移动，并且必须采用大型的弹簧、缓冲器等抵消掉此反作用力，这些附加的设备也是昂贵的。为对喷口的力进行吸收，如约翰.朗的美国专利US 5841056中所述还需要盖在半球釜上的专门的爆炸屏蔽弧形罩。由于沿肉食品在袋内保留的任何气泡都会起着声学“透镜”的作用，该“透镜”将把冲击波汇集在正好在气泡另一侧的肉食品上(此点与水滴对阳光的汇聚透镜作用相似)，将导致非常高的局部压力，该压力有可能对肉食品“烧灼”。所产生的热能常常还会将袋子上烧出孔洞，导致塑料袋破损。将肉食放置抵压在冲击波反射钢板面上或在后者附近，如上所述是伴随上述实施例产生的一些问题的根源，并且这种放置方式限制了任何实质性改进的实现。可以被嫩化的肉层的宽度受冲击脉冲宽度的限制，这是因为如果所有肉食品要经受是冲击脉冲厚度两倍的强度，则冲击脉冲的宽度必须至少是肉食品厚度的两倍，从而使在整个肉食品厚度上实-->现两倍的脉冲强度。如果脉冲的宽度很短，则正好当脉冲的前沿被钢板反射时，而脉冲的后沿将进入肉层，并且仅最接近反射钢板的肉食品部分经受双冲击强度；而其余部分将经受非双倍的冲击波的两次穿透。冲击脉冲的宽度(单位：米)除以脉冲宽度(单位：秒)约为1500米/秒。对肉食品厚度的限制意味着，如果每一批有待处理的肉食量非常之大，就必须增大半球釜的尺寸，以便使整个加工处理率不致过于缓慢。但增大半球釜的直径将意味着，冲击脉冲较弱，这是因为球形波的压力强度大致要下降到半径(相当于与源或爆炸源的距离)的三次方。如果并不坚持上述实施例的两倍的强度，则肉片可以进一步远离半球釜的冲击波反射内面，并且冲击波较大的强度可以使强度翻番。如果肉食品向内移动约半球半径的29％(精确地说，1.000-0.707)，则单向冲击波强度的大小正好与半球内面上的双倍的强度相同，甚至在不提高爆炸能的情况下，也是如此。(冲击波向外穿过肉食品并接着在由钢板表面反射后，向内返回穿过肉食品。)此点表明，将肉食品直接放置抵住反射面或接近反射面并不是关键。而且接着还会产生如何对肉食品进行固定克服由于爆炸导致的移动的问题。本专利技术采用一种容纳肉食的容器，与厚的不锈钢板不同，该容器具有尽可能低的反射性，从而使冲击波可以不受阻碍地穿过容器。可以将该容器作成“声音可以穿透的”，即其机械或声阻大致与水相同，因而声波或冲击波可以通过容器，而不会明显地改变方向或出现通过迟延。有多种可以将容器作成声音可以穿透的方案。一种是采用金属丝制作的容器，声音(和冲击波)可以穿过该容器，但金属丝容器在任何情况下都不能实现对肉食品的充分的支撑，并且视制成容器的金属丝或线材的规格将对冲击波有所干扰。一优选的途径是采用具有与肉食品浸入的液体相同的“声阻”的材料制作容器。如果容器材料和液体的声阻大致相同，则冲击波在两种材料中具有大致相同的传播速度。根据黑根斯原理，波不会因折射而弯曲。波也不会在液体和容器材料间的界面被反射。(与光波类似。如果一种固体物，其“反射系数”(光阻)接近于水，-->浸入水中，则该固体物几乎是看不见的，这是因为光线穿过该固体物，而不会出现弯曲。例如一块冰或玻璃在水中比空气更不容易被看见，这是因为两者的反射系数差很小的缘故。)如果优选采用水作为液体，则可以采用在其中的声速与水类似的材料制作容器。这种材料是可以获得的。例如在树脂橡胶中的声速仅比水高3％，并且几种更为耐久的塑料的声阻特别接近于水，所以它们非常适于作为肉食品容器。一种已经得到批准用于食品的适用的和已知的材料是太根(TYGON)，太根是一种塑化乙烯聚合物；其它的还有聚乙烯和聚丙烯。也可以对其它塑料进行常规的声音穿透性和爆炸环境的耐久性的测试。如果由太根等制成的半球食品容器同心悬挂在半球釜内，可对肉食实现嫩化，而不需要进行上述讨论的反射。但此方案并不能消除伴随上述实施例产生的问题，即需要分批处理和连带的速度的放慢以及需要配套设备。为实现连续的处理，半连续的处理或间歇的处理或改进的分批处理，本专利技术将上述半球的几何形状改变成基本圆柱形的几何形状，同时在一些实施例中将用于分批处理的容器改变成导管(太根管)，肉类产品被泵入或在碎肉沫(肉泥)的情况下被传送或在肉块的情况下，例如去骨鸡块或塑料膜包的牛肉时，通过流动的水被传送过导管。由具有相应的声阻的、冲击波基本可以穿透的塑料制成的坚固的管子，可与由细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对食品产品，尤其是肉食品进行处理的方法，采用炸药起爆的方式对肉食品进行嫩化和／或实现至少部分杀菌，其特征在于，具有一种第一液体，该液体具有第一液体声阻；一导管或一容器浸入第一液体中，所述导管或所述容器适用于肉食品以连续的方式通过或作为容器对肉食品进行固定，导管或容器具有一与第一液体声阻和第二液体声阻类似的声阻，并且其中肉食品被容纳在所述容器内或肉食品通过导管；并且声波由一个以上的方向从设置在导管或容器外侧的多向声波发生器汇集到导管或容器上并穿过导管或容器，其中浸入第二液体中的食品产品（例如去骨鸡块、碎肉沫、包装牛肉块）被穿过第二液体的声波处理。

【技术特征摘要】
US 1998-7-2 60/091,621;US 1999-1-12 60/115,610;US 1．一种对食品产品，尤其是肉食品进行处理的方法，采用炸药起爆的方式对肉食品进行嫩化和/或实现至少部分杀菌，其特征在于，具有一种第一液体，该液体具有第一液体声阻；一导管或一容器浸入第一液体中，所述导管或所述容器适用于肉食品以连续的方式通过或作为容器对肉食品进行固定，导管或容器具有一与第一液体声阻和第二液体声阻类似的声阻，并且其中肉食品被容纳在所述容器内或肉食品通过导管；并且声波由一个以上的方向从设置在导管或容器外侧的多向声波发生器汇集到导管或容器上并穿过导管或容器，其中浸入第二液体中的食品产品(例如去骨鸡块、碎肉沫、包装牛肉块)被穿过第二液体的声波处理。2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，声波基本同时地由一个以上的方向汇集到导管或容器上。3．按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用化学炸药或电气放电产生声波。4．设备，其特征在于，该设备适用于实施权利要求1-3中任一项所述的方法。5．按照权利要求4所述的设备，其特征在于，具有一外容器，该外容器用于容纳第一液体，该第一液体具有第一液体声阻；具有一导管或内容器，该导管或内容器用于浸入第一液体中并用于容纳食品产品和第二液体(例如在水中的碎肉沫、水中的去骨鸡块或水中的塑料包装的牛肉块)；并且多向声波发生器设置在导管或内容器的外侧，以便使声波由一个以上的方向汇集到导管或内容器上并进入导管或内容器。6．按照权利要求5所述的设备，其特征在于，外容器基本为圆柱形结构，外容器与导管或内容器间的环形间隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰B朗，
申请(专利权)人：液体动力研究与开发公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]