基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置及方法制造方法及图纸

基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置及方法，属于食品杀菌技术领域，本发明专利技术为解决现有采用高压脉冲通道对液态食品杀菌再装瓶封盖仍存在被污染风险的问题。本发明专利技术包括脉冲放电电源、放电夹持部和超声波振荡器；一对放电夹持部夹持包装瓶并将其放置于超声波振荡器提供的超声环境中，脉冲放电电源为放电夹持部输出高压脉冲提供电源；一对放电夹持部放电在瓶内形成放电弧，在液态食品中生成等离子体杀菌物质，使包装瓶内的液态食品被电离杀菌；包装瓶内的液态食品在超声波作用下流动，使得等离子体杀菌物质扩散以实现整瓶杀菌。菌。菌。

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种采用脉冲放电结合超声振荡来实现液态瓶装食品杀菌的技术，属于食品杀菌


技术介绍

[0002]传统的液态食品杀菌使用的杀菌方法主要为热杀菌技术，先后开发了高温短时、超高温、微波杀菌、欧姆加热等热力杀菌技术。但热力杀菌技术也存在一些难以克服的问题，若加热杀菌的温度较低,则会因杀菌不足而导致产品的腐败变质；若加热杀菌的温度过高，则会使乳制品中的营养成分受到破坏，风味劣变、产生热臭，对乳制品的营养价值及滋味、风味产生一些副作用。热处理在加热过程中也会发生风味的变化，主要会产生蒸煮味。热处理程度不同，产生的加热异味类型也有所差异，高温处理后则会产生可能氧化成易挥发的硫化氢，它是刚加热过的牛乳的特征性味道。可见，由于该技术在高温条件下进行，对食品中营养成分具有十分严重的热破坏作用，特别是热敏性食品，破坏更加严重。
[0003]为了解决热杀菌技术存在的缺陷，引入了高压脉冲电场技术，高压脉冲电场技术与热杀菌相比，具有显著的优点是处理温度低，可以在常温下或更低的温度下进行杀菌。现有高压脉冲杀菌的方式一般为：将待灭菌液态食品采用泵送等方式，流经高压脉冲电场，所述高压脉冲电场是指在不产生放电弧的前提下，在放电电极上施加高压脉冲，产生高压脉冲电场，从而产生场作用和电离作用，从而达到杀菌目的，然后再装瓶封盖。这种方式需在装瓶前增设一个新的工艺步骤：令液态食品流经高强脉冲放电场，虽然该工艺步骤为杀菌步骤，但是杀菌完成后再装瓶封盖仍存在液态食品在装瓶过程中被污染的可能性。
[0004]因此，针对以上不足，需要提供一种能够对装瓶封盖后的液态食品进行脉冲杀菌的技术。

技术实现思路

[0005]针对现有采用高压脉冲通道对液态食品杀菌再装瓶封盖仍存在被污染风险的问题，本专利技术提供一种基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置及方法。
[0006]本专利技术所述基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置，包括脉冲放电电源1、放电夹持部2和超声波振荡器3；一对放电夹持部2夹持包装瓶5并将其放置于超声波振荡器3提供的超声环境中，脉冲放电电源1为放电夹持部2输出高压脉冲提供电源；
[0007]一对放电夹持部2放电在瓶内形成放电弧，在液态食品中生成等离子体杀菌物质，使包装瓶5内的液态食品被电离杀菌；包装瓶5内的液态食品在超声波作用下流动，使得等离子体杀菌物质扩散以实现整瓶杀菌。
[0008]优选地，放电夹持部2包括放电电极201和夹持部202；
[0009]夹持部202包括夹持头2021、圆柱形保护壳体2023、前端密封盘2022、限位档盘2024和后端密封盘2025，夹持头2021具有与包装瓶5曲面贴合的内弧面，夹持头2021外端面与圆柱形保护壳体2023连接，圆柱形保护壳体2023的前端口、内腔及后端口依次设置有前
端密封盘2022、限位档盘2024和后端密封盘2025，夹持头2021及前端密封盘2022、限位档盘2024、后端密封盘2025具有连通的中心通孔；
[0010]放电电极201包括球形放电头2011、放电柱2012、挡盘2013和弹簧2014，放电柱2012贯穿夹持头2021、前端密封盘2022和限位档盘2024的中心通孔，放电柱2012的前端设置有球形放电头2011，放电柱2012的后端通过耐高压电线4与脉冲放电电源1连接，放电柱2012的中段设置有挡盘2013，所述挡盘2013设置于前端密封盘2022内侧壁，用于限制放电电极201从圆柱形保护壳体2023脱离；挡盘2013与限位档盘2024之间设置弹簧2014，弹簧2014使球形放电头2011压紧包装瓶5，以及放电完成后复位。
[0011]优选地，放电电极201采用卫生级不锈钢材料，夹持部202采用高压绝缘材料。
[0012]优选地，超声波振荡器3包括振荡槽301和超声波振子302，振荡槽301内设置有水，被夹持的包装瓶5被置于振荡槽301的水中，超声波振子302为振荡槽301水中的包装瓶提供超声波振荡源。
[0013]优选地，包装瓶5的底部浸入超声波振荡器3液体中，浸入高度为3
‑
5cm。
[0014]优选地，包装瓶5采用非金属材料。
[0015]优选地，包装瓶5采用塑料、玻璃或陶瓷。
[0016]本专利技术还提供另一个技术方案：基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌方法，本方法利用权上述装置实现，该方法包括以下步骤：
[0017]步骤一、利用两个放电夹持部2将包装瓶5夹紧，放电夹持部2中的球形放电头2011压紧包装瓶5，所述放电夹持部2夹持包装瓶5上半部瓶身；
[0018]步骤二、夹持包装瓶5将其底部放置于振荡槽301的水中；
[0019]步骤三、同时打开脉冲放电电源1和超声波振荡器3，两个球形放电头2011放电在包装瓶5内的液态食品中形成放电弧，超声波振荡器3发出的超声波同步作用于液态食品上使其流动，将等离子体杀菌物质扩散，持续处理0.1～1min，实现对整瓶液态食品的高压脉冲杀菌。
[0020]优选地，该方法还包括以下步骤：
[0021]步骤四、利用两个放电夹持部2将包装瓶5移出超声波振荡器3，松开两个放电夹持部2，将杀菌处理完成的包装瓶5放到成品区，按步骤一至步骤三对下一个液态瓶装食品进行杀菌操作。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术对装瓶封盖后的瓶内液态食品采用高压脉冲放电杀菌，本专利技术设计的对包装瓶的夹持装置中配备一对放电头，可在瓶内的液态食品中放电形成放电弧，该放电弧作用于液体及液体中的气体使其电离，产生
·
OH、
·
H、
·
O、H2O2等具有强氧化作用的活性自由基物质，对致病菌和致腐菌等产生氧化致死作用，从达到杀菌的目的。但一对放电头由于其尺寸小，形成的放电弧也相应的小，其杀菌范围受限，并不能达到对整瓶液态食品杀菌的目的，因此，本专利技术的创新点在于采用脉冲放电等离子体技术对包装后液态食品进行杀菌，同时引入超声振荡技术，利用超声波使瓶内液态食品流动，令放电弧形成的等离子体杀菌物质扩散，扩大杀菌范围，达到整瓶杀菌的效果，经实验验证，本专利技术装置对大肠杆菌杀菌率大于99％。
[0023]利用本专利技术的脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌技术进行液态瓶装食品杀菌处理时，具有高效率、低成本、营养成分损失少的优点。
附图说明
[0024]图1是本专利技术所述基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置的结构示意图；
[0025]图2是放电夹持部的结构示意图，正视图；
[0026]图3是放电夹持部夹持包装瓶的结构示意图，俯视图。
[0027]图中，
[0028]1、脉冲放电电源；
[0029]2、放电夹持部：
[0030]201、放电电极，2011、球形放电头，2012、放电柱，2013、挡盘，2014、弹簧；
[0031]202、夹持部，2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置，其特征在于，包括脉冲放电电源(1)、放电夹持部(2)和超声波振荡器(3)；一对放电夹持部(2)夹持包装瓶(5)并将其放置于超声波振荡器(3)提供的超声环境中，脉冲放电电源(1)为放电夹持部(2)输出高压脉冲提供电源；一对放电夹持部(2)放电在瓶内形成放电弧，在液态食品中生成等离子体杀菌物质，使包装瓶(5)内的液态食品被电离杀菌；包装瓶(5)内的液态食品在超声波作用下流动，使得等离子体杀菌物质扩散以实现整瓶杀菌。2.根据权利要求1所述基于脉冲放电等离子体的液态瓶装食品杀菌装置，其特征在于，放电夹持部(2)包括放电电极(201)和夹持部(202)；夹持部(202)包括夹持头(2021)、圆柱形保护壳体(2023)、前端密封盘(2022)、限位档盘(2024)和后端密封盘(2025)，夹持头(2021)具有与包装瓶(5)曲面贴合的内弧面，夹持头(2021)外端面与圆柱形保护壳体(2023)连接，圆柱形保护壳体(2023)的前端口、内腔及后端口依次设置有前端密封盘(2022)、限位档盘(2024)和后端密封盘(2025)，夹持头(2021)及前端密封盘(2022)、限位档盘(2024)、后端密封盘(2025)具有连通的中心通孔；放电电极(201)包括球形放电头(2011)、放电柱(2012)、挡盘(2013)和弹簧(2014)，放电柱(2012)贯穿夹持头(2021)、前端密封盘(2022)和限位档盘(2024)的中心通孔，放电柱(2012)的前端设置有球形放电头(2011)，放电柱(2012)的后端通过耐高压电线(4)与脉冲放电电源(1)电连接，放电柱(2012)的中段设置有挡盘(2013)，所述挡盘(2013)设置于前端密封盘(2022)内侧壁，用于限制放电电极(201)从圆柱形保护壳体(2023)脱离；挡盘(2013)与限位档盘(2024)之间设置弹簧(2014)，弹簧(2014)使球形放电头(2011)压紧包装瓶(5)，以及放电完成后复位。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凤鸣，李浦，赵诣昕，臧慧，苏航，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：