食品消毒制造技术

本文公开了一种用于消毒产品的设备。所述设备包括用于容纳用于接收来自产品的微生物的液体的槽。所述槽包括将所述槽隔开的屏障，以提供两个液体区域，所述两个液体区域包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域具有供液体穿过所述槽的开放通道，以使产品带入、流过和流出所述通道的流动路径；所述第二区域容纳在至少一个超声波换能器附近的液体，以通过所述第二区域中的液体通过所述屏障向产品提供超声能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】食品消毒
技术介绍
本专利技术涉及用于对食品(更具体地为肉类，但不限于此)等产品进行灭菌或消毒的方法和设备。由于食品中存在微生物，可能导致食品变质，使食品的保质期大大缩短。保质期不仅会影响食品生产者的经济可行性，而且会对公众健康产生直接影响，因为如果摄入的食品中存在某些微生物，可能会造成危险。由于食品中的微生物可以迅速繁殖，如果食品没有保持充分冷藏或未煮熟，会加剧这些问题。为了克服上述问题，已经提出对食品进行巴氏消毒。然而，巴氏杀菌的缺点是过程很长并且只能用于某些类型的食品。此外，巴氏杀菌过程影响食品的味道并且运行成本高，因为它使用大量的能量，其中大部分被排放到工作环境中。在一种已知方法中，将食品包装在抑制微生物快速繁殖的气氛中。这样的一种方法是将食品包装在二氧化碳气氛中。事实证明，这很难控制，对环境不友好且运行成本高。不会杀死病原微生物，而且只会减慢它们的繁殖速度。独立测试表明，新专利技术特别擅长消毒肉类的表面，而不会产生任何味道、改变质地或改变颜色。在对感染微生物的肉类进行消毒时，很难不改变肉类的感官品质，而鸡肉上的弯曲杆菌和牛肉上的大肠杆菌0157特别难以根除。肉类的另一个特点是其表面覆盖有微裂纹、裂缝和孔，为微生物提供保护并防止其容易接触消毒剂。蒸汽或水烫等热消毒过程(例如100℃)严重降低了产品质量，而不能被食品制造商或零售商接受。强化学品和生物杀灭剂是不可接受的，因为它们会产生令人反感的味道和/或气味。在欧洲，禁止将其用于加工鸡肉。紫外线消毒虽然能有效且快速地杀死微生物，但却无法彻底消毒肉类，因为它只会杀死暴露在紫外线下的微生物。遗憾的是，很大比例的微生物不会暴露在外，而是隐藏在紫外线下，随着时间的推移，通常会由于水的不良透射性而发生污染。该问题的解决方案是在不改变感官品质的条件下从肉的表面和孔中移除微生物到水等介质中，以使其可以随后暴露于某种形式的消毒并且被去活化或杀死。以前用超声波能量完成的工作表明，超声波能量引起的真空气泡破裂的内爆效应和由内爆现象引起的剪切应力对微生物有消毒作用。还有证据表明，这种剪切作用导致从水中剥离的自由基的形成。微生物学家已经确定，构成微生物DNA的蛋白质在55℃-65℃时开始凝固，如果这些蛋白质足够迅速地凝固，那么微生物就会快速死亡。合适的消毒剂是UV辐射物、超声波能量和55℃至90℃之间的热水。优选地，消毒系统是超声波能量和热水。使用热水作为消毒剂的工作表明它是一种快速有效的消毒剂，但对于某些对温度敏感的产品，它会造成不可接受的损害。对整鸡进行的测试表明，短的处理时间下，75℃是可接受的，80℃是边际温度，而85℃是不可接受的。对于一些微生物，短的处理时间将不会达到所需的杀灭率，并且增加处理时间会对产品造成损害。因此对于对温度敏感的产品而言，这是主要问题。以下专利技术解决了上述问题。
技术实现思路
本专利技术的各方面如独立权利要求中所述，并且可选特征在从属权利要求中阐述。本专利技术的各方面可以由结合彼此提供，并且其中某个方面的特征可以应用于其他方面。附图说明以下通过结合参考附图，仅通过实施例的方式对本公开的实施例进行描述，其中：图1示出了支撑在外槽内的超声波槽的局部剖面图；图2示出了支撑在外槽内的超声波槽的侧视图；图3示出了具有浸入式加热器，浅宽槽的超声波槽的平面图；图4A示出了示例性消毒设备的透视图；图4B示出了图4A的消毒设备的侧剖面图；图5A示出了图4A的消毒设备的平面图；图5B示出了图4A的消毒设备的端视图；和图6示出了图4A的消毒设备的槽的端部剖面图；图7示出了另一个示例性消毒设备的平面图；图8示出了消毒设备(例如图7的消毒设备)的示例性槽的剖面图；图9示出了示例性消毒设备(例如图7的消毒设备)的蓄水箱的剖面图；图10示出了示例性消毒设备(例如图7的消毒设备)的透视图；图11示出了示例性消毒设备(例如图7的消毒设备)的槽的透视图；图12a、图12b和图12c示出了与消毒设备(例如图7的消毒设备)一起使用的矫直器的透视图、侧视图和端视图；图13示出了示例性消毒设备(例如图7的消毒设备)的槽的剖面图。具体实施方式本专利技术人进行的试验表明，没有一种单一方法可以令人满意地对产品进行消毒，而两种协同作用的方法一起工作则可以产生良好的消毒效果(微生物减少高达4-5log)。优选的方法包括热水结合超声波能量。在第一实施例中，参考图1和图2，其中矩形内槽1位于矩形外槽2的内部，并由刚性地连接在外槽2的内壁上的支架3支撑。内槽1具有放置在槽内的超声波换能器4，以在内槽1内产生超声波能量。优选地，超声波换能器4放置在内槽1的壁上。优选地，外槽是隔热的，以减少外槽的热量损失。当内槽1充满流体时，例如水等液体(例如达到覆盖换能器的水平)，由超声波振荡器(未示出)驱动超声波换能器4，然后从超声波换能器4产生超声波，超声波换能器4以在20kHz至100kHz范围内的超声波频率振动流体。优选地，超声波换能器4是磁致伸缩或石英晶体或陶瓷类型，能够产生大于500瓦的功率。优选地，超声波换能器的功率大于1000瓦。管道6通过法兰5连接到内槽的底部，管道6将水从内槽1穿过外槽2的壁经由水密法兰7输送到泵8的入口，泵8的入口处刚性连接有水密配件11。管道17的一端与水密配件11刚性连接到泵8的出口，另一端与水密配件12刚性连接到外槽2的底部，因此形成的水密导管从槽1的底部经过泵8，经过槽2的底部。管道6通过法兰10连接，便于构造。当槽1和槽2充满水至最佳水位14时，内槽被完全浸没，水通过加热器16直接在槽中加热或通过热交换器16系统(未完全示出)间接加热。以下借助图1阐述本专利技术的操作。在运行时，稳态条件如下：水处于最佳水位14并且已经被加热器16加热到所需温度。泵8“开启”并且对超声波换能器4供能。传送器18在内槽1的入口端上行进，运送待消毒的产品19通过槽1，在与超声波换能器4的中心重合的深度处进行消毒。运送产品通过槽1，到槽1的出口端外。在超声波换能器4由超声波功率振荡器(未示出)供能的情况下，超声波能量在产品13的表面上产生微擦洗效果，产品19上的微生物污染被迫从产品上脱离。微生物被迫从产品13表面上以及任何微裂纹、裂缝和孔中进入水中。泵迫使水偕同微生物污染物向下流过槽1。任何一块粘液都可以通过超声波能量分解成个体微生物。受污染的水通过泵8输送到外槽2中，外槽2的水也处于所需温度。此时受污染的水快速前进移动并与挡板15接触，挡板15使其速度减慢，从而促使受污染的水分层。当然，在其他实施例中可以使用其他类型的挡板。如果内槽1的容积相对于外槽2较小，那么通过内槽的水流速度将很快，而通过外槽2的速度将慢得多。受污染的水行进通过外槽2，在热水中相对长的时间可以杀死微生物污染物，同时外槽顶部经消毒的水使内槽长期充满，该过程连续循环进行。优选地，外槽2刚性地固定到基架(未示出)上，基架又刚性地固定到地板上。如果处理条件满足内槽中产品的可接受的温度和时间要求，以及杀死外槽中生物污染的温度和时间要求，则本专利技术解决了与温度敏感产品相关的上述问题。对于受微生物污染的产品，这些微生物更耐热并且需要的消毒水温度高于产品所能承受的温度(不会产生不可接受的劣化)，内槽1中的水温必须低于外槽中的水温，这使得微生物可以在可接受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于消毒产品的设备，包括：用于容纳用于接收来自产品的微生物的液体的槽；其中所述槽包括将所述槽隔开的屏障，以提供两个液体区域：第一区域具有供液体穿过所述槽的开放通道，以使产品带入、流过和流出所述通道的流动路径；第二区域容纳在至少一个超声波换能器附近的液体，以通过所述第二区域中的液体通过所述屏障向产品提供超声能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.05 GB 1605853.9;2016.08.02 GB 1613333.21.一种用于消毒产品的设备，包括：用于容纳用于接收来自产品的微生物的液体的槽；其中所述槽包括将所述槽隔开的屏障，以提供两个液体区域：第一区域具有供液体穿过所述槽的开放通道，以使产品带入、流过和流出所述通道的流动路径；第二区域容纳在至少一个超声波换能器附近的液体，以通过所述第二区域中的液体通过所述屏障向产品提供超声能量。2.如权利要求1所述的设备，其中：所述设备包括用于将产品运送穿过液体的传送器；所述设备包括流动提供器，所述流动提供器提供以基于运送产品通过液体的所述传送器的速度选择的速度通过所述第一区域中的所述通道的液体流；并且所述槽以相对静止的速度将液体保持在所述第二区域中。3.如权利要求2所述的设备，其中所述流动提供器调节通过所述通道的液体流速，以匹配由所述传送器运送的产品的速度。4.如权利要求2或3所述的设备，其中所述流动提供器的输出具有足够的横截面积，提供以基于所述传送器的速度选择的速度穿过所述通道的基本层流。5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述屏障包括窗口，所述窗口具有基于所述至少一个超声波换能器的尺寸选择的尺寸，用于将超声压力波从所述第二区域传输到所述第一区域。6.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述屏障包括声阻抗大于水的材料。7.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述屏障包括声阻抗至少为12×106kg/m2sec的材料，例如声阻抗至少为35×106kg/m2sec的材料。8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中容纳在所述第二区域中的液体与容纳在所述第一区域中的液体不同。9.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述超声波换能器连接到所述槽内的所述槽的壁上。10.如前述权利要求中任一项所述的设备，包括沿着所述流动路径设置的多个超声波换能器。11.如权利要求10所述的设备，其中所述多个超声波换能器是相位连接和/或同步的，例如在频率上同步。12.如从属于权利要求5的权利要求10或11或从属于其的任一权利要求所述的设备，其中所述屏障包括用于每个超声波换能器的相应窗口。13.如权利要求12所述的设备，其中每个相应的窗口与其他窗口声学隔离。14.如权利要求5或从属于其的任一权利要求所述的设备，其中至少一个所述窗口与所述超声波换能器之间的距离大于由所述超声波换能器产生的超声压力波的波长。15.如权利要求5或从属于其的任一权利要求所述的设备，其中至少一个所述窗口与所述超声波换能器之间的距离大于35mm，例如大于50mm，优选为63mm。16.如前述权利要求中任一项所述的设备，包括蓄水箱，所述蓄水箱用于接收和加热来自所述槽的液体，所述槽包括将两个区域分开的所述屏障，其中选择所述蓄水箱中液体的温度以对从产品中离开进入水中的微生物进行消毒。17.一种用于消毒产品的设备，包括：槽，通过液体向产品提供超声能量，以迫使微生物离开产品并进入液体；蓄水箱，用于接收和加热从所述槽输送到所述蓄水箱中的液体；其中选择所述蓄水箱中液体的温度以对从产品中离开进入水中的微生物进行消毒。18.如权利要求16或17所述的设备，其中所述蓄水箱将液体温度加热到等于或大于所述槽中的液体温度，例如加热到至少75℃。19.如权利要求16至18中任一项所述的设备，其中所述蓄水箱的容积大于所述槽的容积，使得液体在所述蓄水箱中保留的时间长于在所述槽中的时间，例如使得液体在所述槽中保留少于5秒，在蓄水箱中保留至少30秒，例如至少60秒。20.如权利要求19所述的设备，其中选择所述蓄水箱中液体的停留时间和温度，以将从产品中离开进入到液体中的微生物进行消毒，例如使得液体在至少75℃的温度下保留在所述蓄水箱中至少30秒。21.如权利要求16至20中任一项所述的设备，其中所述蓄水箱包括至少一个挡板，所述挡板用于减慢液体流过所述蓄水箱的流速，以促使液体分层。22.如权利要求16至21中任一项所述的设备，其中所述槽位于所述蓄水箱内部。23.如权利要求16至22中任一项所述的设备，其中所述设备配置成将液体从所述槽水平地传输到所述蓄水箱。24.如权利要求16至23中任一项所述的设备，还包括用于将产品运送穿过所述槽的传送器。25.如权利要求16至24中任一项所述的设备，其中所述蓄水箱包括加热器和热交换器中的至少一种，用于将液体加热到所选择的温度。26.如权利要求16至25中任一项所述的设备，其中所述蓄水箱配置成使液体再循环到所述槽。27.如权利要求26所述的设备，还包括用于冷却再循环液体的流通冷却器。28.如权利要求16至27中任一项所述的设备，其中蓄水箱中的液体温度至少为75℃。29.如权利要求16至28中任一项所述的设备，其中所述蓄水箱是绝热的，以抑制液体的热量损失。30.如权利要求27或从属于其的任一权利要求所述的设备，其中所述设备还包括用于过滤再循环液体的过滤器。31.如前述权利要求中任一项所述的设备，还包括超声功率振荡器，其连接到至少一个所述超声波换能器上，用于驱动至少一个所述超声波换能器。32.如权利要求24或从属于其的任一权利要求所述的设备，其中所述传送器在与至少一个所述超声波换能器的中心重合的深度处运送产品穿过液体。33.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中液体是水。34.如前述权利要求中任一项所述的设备，还包括可编程逻辑电路，其被配置为控制以下中的至少一个：向液体输送超声能量、液体的流速和液体的温度。35.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备被配置用于消毒食品。36.一种基本上如本文参考附图所述的设备。37.一种消毒产品的方法，包括：在槽中的由屏障隔开的两个区域中容纳用于接收来自产品的微生物的液体；将产品带入、流过和流出第一区域中的液体开放通道的流动路径；和将超声能量通过第二区域中的液体并通过所述屏障输送到所述第一区域中的产品。38.如权利要求37所述的方法，包括调节通过所述通道的液体的流速，以匹配由传送器运送的产品的速度。39.如权利要求37或38所述的方法，包括调节通过所述通道的液体的流速，以提供通过所述通道的基本层流。40.如权利要求37至39中任一项所述的方法，包括使液体以基于产品运送通过液体的速度选择的速度流过所述第一区域中的所述通道；以及，以相对静止的速度将液体保持在所述第二区域中。41.如权利要求37至40中任一项所述的方法，包括通过所述屏障中的窗口将超声压力波从所述第二区域传输到所述第一区域。42.如权利要求37至41中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科姆·罗伯特·斯诺博尔，
申请(专利权)人：超生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB