基于脉冲电场的流体食品杀菌装置及方法制造方法及图纸

公开了基于脉冲电场的流体食品杀菌装置及方法，装置中，高压端轴线重合流体食品杀菌装置的中心轴线，所述高压端包括设在其顶部的接线头和多个自高压端外表面垂直延伸的钢针，外壁以所述高压端为轴线环绕设置，所述外壁连接地电极，外壁和高压端之间形成环形间隙，第一缓冲罐流速可控地将流体食品导入所述环形间隙，所述第一缓冲罐垂直地密闭连接于所述高压端靠近顶部的第一侧，第二缓冲罐流速可控地将流体食品导出所述环形间隙，所述第二缓冲罐垂直地密闭连接于相对于所述第一侧的第二侧，第一缓冲罐和第二缓冲罐密封所述环形间隙。

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲电场的流体食品杀菌装置及方法
本专利技术涉及流体食品非热杀菌保鲜
，特别是一种基于脉冲电场的流体食品杀菌装置及方法。
技术介绍
作为全球第一大食品工业国，食品产业已成为我国国民经济最具活力的“新的增长点”和发展现代农业的“新空间”。饮品占了食品行业的半边天，品质、营养和质量安全关系着千家万户的每一个人，也是拉动内需、保障民生、促进经济增长，大量转化农产品和增加农民收入的支柱产业。食品安全和营养品质至关重要，2017年全国食物中毒报告中分析认为，细菌性中毒占比超过50％，因此，杀菌是食品加工生产过程中的首要工序，通过杀菌保证食品安全问题。在技术水平较为落后的发展前期，首先要保证安全饮用，可以容忍损失一部分营养；随着科技和生活水平的逐步提升，在保证食品安全的前提下，如今，越来越多的消费者对方便、优质、风味自然、口感醇厚、外观新鲜的食品更为青睐，对获得这种食品的最少化加工亦提出了更高的要求。现如今的杀菌工艺主要以热杀菌为主，并辅以化学药剂杀菌和紫外线杀菌。但是热处理易破坏食品原有的色、香、味、形，会引起热敏性物质的损失和营养成分的流失。后两种属于传统非热处理技术，化学药剂杀菌主要适用于大批量的灭菌，但存在工艺参数多、较难控制、有化学物质残留的不足，且多数化学物质含致癌物质，会对人类健康造成威胁。紫外线可以杀灭多种微生物，无残留物质，但紫外线辐照能量较低、穿透力弱，仅能杀灭直接照射到的微生物。而脉冲电场杀菌是非热杀菌中较为前沿有效的方法之一。它具有杀菌时间短，耗能低，介质升温小等优点。当脉冲电场强度增加到临界值后，细胞膜通透性剧增，从而出现穿孔效应，膜强度降低。同时脉冲电场的电压在极短的时间内剧烈波动，在膜上产生震荡效应。孔的增大和震荡效应的共同作用使得细胞发生崩溃。近年来，关于利用脉冲电场对流体食品进行杀菌保鲜的专利和文献逐年递增，但各具特点。如，周建勋等人提供一种应用于流体食品杀菌的高压脉冲电场杀菌系统，其包括不锈钢泵、过滤器、计量阀，其中不锈钢泵用于输送物料、过滤器用于过滤物料、计量阀用于计量物料，利用高压脉冲电场杀菌系统对饮料进行灭菌，提高传统饮品的货架期。但该种装置的缺点在于，反应结构较为复杂，若大面积工业化将会有过高的故障风险。彭华明、邝展鹏等人设计了一种家用高压脉冲电场杀菌装置，包括翻盖、箱体、上电极板、下电极板、脉冲电场发生电路、电源等设备，旨在杀灭食物中的微生物，延长食物在冰箱中的可存储时间，维持食物的口感风味，能耗小，耗时短，操作简便，易于维护，成本可控，属于家庭厨房用食物处理电器
但是该设备的缺点在于，未考虑家庭使用实际条件，该设计对家庭设备要求过高，且对其他电器可能造成影响，引发安全问题。张长利、杨方等人利用高压脉冲电场杀菌处理装置，解决了现有高电压脉冲杀菌装置造价高以及杀菌室结构不合理的问题，并应用于流体杀菌领域。但是，该装置的缺点在于，其处理室为密封长方体空间，无法做到持续性流动处理，阻碍了其大面积工业化。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于脉冲电场的流体食品杀菌装置及方法，本装置可以可稳定、持续得施加脉冲电场，配合前后缓冲罐等装备，可实现连续性杀菌，杀菌效果好，效率高，具有极好的工业化前景。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种基于脉冲电场的流体食品杀菌装置包括，高压端，其轴线重合流体食品杀菌装置的中心轴线，所述高压端包括设在其顶部的接线头和多个自高压端外表面垂直延伸的钢针，高频脉冲电源，其电连接所述接线头，外壁，其以所述高压端为轴线环绕设置，所述外壁连接地电极，外壁和高压端之间形成环形间隙，第一缓冲罐，其流速可控地将流体食品导入所述环形间隙，所述第一缓冲罐垂直地密闭连接于所述高压端靠近顶部的第一侧，第二缓冲罐，其流速可控地将流体食品导出所述环形间隙，所述第二缓冲罐垂直地密闭连接于相对于所述第一侧的第二侧，第一缓冲罐和第二缓冲罐密封所述环形间隙。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，所述接线头可拆卸连接所述高压端。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，所述钢针均匀分布在高压端侧表面上，两根钢针之间的间距大于高压端半径，钢针长度小于高压端半径。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，高压端轴半径为2.5mm，外壁的外径为5mm。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，外壁贴设软电极接地。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，高压端与反应器外壁均采用不锈钢材料制成。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，所述高频脉冲电源的上升沿及脉宽可调，电压幅值为5kV-15kV。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，所述高压端经由垫片螺纹连接第一缓冲罐和第二缓冲罐。所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置中，所述第一缓冲罐的流速不大于第二缓冲罐的流速。根据本专利技术另一方面，一种所述基于脉冲电场的流体食品杀菌装置的杀菌方法包括以下步骤，第一缓冲罐流速可控地将流体食品导入所述环形间隙，高压端和外壁在环形间隙之间形成脉冲电场，脉冲电场作用于环形间隙中的流体食品，第二缓冲罐流速可控地将流体食品导出所述环形间隙。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术处理效果更好，速度更快，杀菌更彻底，产物更干净，且营养的流失与能耗远低于当前工艺；同常规的PEF处理发生器相比，处理腔体积更大，处理效率更高；两端可开口加压，具有处理流动流体的能力，支持不同流速下的连续杀菌；采用同轴结构，能根据工业需要延伸或布置杀菌管道。本专利技术处理过程在常温常压下进行，不需要高温蒸煮设备，处理时间短，速度快，杀菌效果好，且能根据生产量的需求决定管道的铺设与长短，方便大面积工业化。本专利技术通体采用不锈钢材质，且均用螺纹连接，处理系统耐腐蚀，密封好，且安装拆卸方便。在使用时将果汁，牛奶等流体食品充满管道，可根据工业需求控制缓冲罐压强以控制流速。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置的结构示意图。以下结合附图和实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉冲电场的流体食品杀菌装置，其包括，/n高压端，其轴线重合流体食品杀菌装置的中心轴线，所述高压端包括设在其项部的接线头和多个自高压端外表面垂直延伸的钢针，/n高频脉冲电源，其电连接所述接线头，/n外壁，其以所述高压端为轴线环绕设置，所述外壁连接地电极，外壁和高压端之间形成环形间隙，/n第一缓冲罐，其流速可控地将流体食品导入所述环形间隙，所述第一缓冲罐垂直地密闭连接于所述高压端靠近顶部的第一侧，/n第二缓冲罐，其流速可控地将流体食品导出所述环形间隙，所述第二缓冲罐垂直地密闭连接于相对于所述第一侧的第二侧，第一缓冲罐和第二缓冲罐密封所述环形间隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲电场的流体食品杀菌装置，其包括，
高压端，其轴线重合流体食品杀菌装置的中心轴线，所述高压端包括设在其项部的接线头和多个自高压端外表面垂直延伸的钢针，
高频脉冲电源，其电连接所述接线头，
外壁，其以所述高压端为轴线环绕设置，所述外壁连接地电极，外壁和高压端之间形成环形间隙，
第一缓冲罐，其流速可控地将流体食品导入所述环形间隙，所述第一缓冲罐垂直地密闭连接于所述高压端靠近顶部的第一侧，
第二缓冲罐，其流速可控地将流体食品导出所述环形间隙，所述第二缓冲罐垂直地密闭连接于相对于所述第一侧的第二侧，第一缓冲罐和第二缓冲罐密封所述环形间隙。


2.如权利要求1所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置，其中，优选的，所述接线头可拆卸连接所述高压端。


3.如权利要求1所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置，其中，所述钢针均匀分布在高压端侧表面上，两根钢针之间的间距大于高压端半径，钢针长度小于高压端半径。


4.如权利要求1所述的基于脉冲电场的流体食品杀菌装置，其中，高压端轴半径可为1.5-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：常正实，樊文硕，张冠军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61