使用超声破坏谷物和干制食品上的空气传播的病原体和微生物制造技术

描述了一种用于使用干制食品、例如谷物的低频和高频振动的结合的声学装置和方法，使得在各个谷物颗粒之间存在大量碰撞，用以破坏停留在谷物的表面上或恰好在谷物的表面下方的微生物。本发明专利技术的实施方式允许成批且连续处理食品。可以预期这种碰撞不会在食品中产生任何化学变化，也不应对食品的味道具有任何不利影响。该装置的实施方式可应用于破坏空气传播的微生物。微生物。微生物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用超声破坏谷物和干制食品上的空气传播的病原体和微生物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年6月17日递交的名称为“Destruction Of Airborne Pathogens,And Microorganisms On Grains And Dried Food Using Ultrasound”的美国临时专利申请No.63/040,259的权益，该专利申请的全部内容在此通过引用将其公开和教导的所有内容并入本文中。

技术介绍

[0003]虽然微生物、特别是抗热细菌孢子广泛用于食品加工，但是这些微生物经常会污染谷物、豆类(豌豆、黄豆和扁豆)、调味料和脱水蔬菜，从而导致损坏。污染这些干制食品原料的细菌孢子无法通过热处理(例如在食品加工厂蒸汽加工和煮沸)完全灭活。因此，需要对用于食品加工的干制原料去污以防止食品腐败和食源性疾病。包括利用环氧乙烷气体(EOG)烟熏、利用电离辐射放射、和利用过热蒸汽处理的去污技术已经被应用于一些干制食品原料。
[0004]然而，这些技术并不是没有缺点的。EOG烟熏在某些国家由于残留物的致癌作用而被禁止。利用伽马射线或电子束的放射可以以最小的质量改变有效灭活污染调味料和脱水蔬菜的细菌孢子，并且调味料的放射在20多个国家在商业上已经成熟。然而，除马铃薯之外的食物产品的放射在很多国家未被批准。用于去污的高剂量的放射不能应用于诸如大米和小麦的谷物，因为电离辐射引起诸如脂肪和淀粉分子的组分的氧化和降解，这会导致诸如面条和年糕的谷物制品的味道和口感品质劣化。放射还引起食品中的化学变化，从而产生未放射食品中存在的未知物质。这些物质被称为“辐射分解物”。然而，任何处理都引起食品中的化学变化。例如，热处理或烹饪产生被称为“热解产物”的化学品，这些热解产物已经被发现以反映由烹饪产生的化学品。
[0005]利用过热蒸汽处理是在日本广泛用于对干制原料去污的唯一方法。然而，过热蒸汽有时会引起脱水蔬菜和药草的味道和颜色变化。
[0006]随着最近包括COVID
‑
19的大规模流行病的出现，比在这种致命病毒出现之前甚至更加强调要去除空气传播的病原体。如现在所充分证明的，通过载液滴病毒的呼出而导致的人与人之间的感染是传染的最常见的方式。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术的目的，如本文所实施的和广泛描述的，用于破坏停留在谷物或干制食品的表面上的微生物的方法的实施方式，所述谷物或干制食品处于具有表面的容器中，所述方法包括：将具有第一振幅的第一周期性振动激励应用到所述容器的表面上，以用于使处于所述容器中的所述谷物或干制食品处于空中；以及将具有第二振幅的第二周期性振动激励应用到所述容器的表面上，以用于使所述处于空中的谷物或干制食品经受提高的彼此之间的碰撞；由此通过所述处于空中的谷物或干制食品的碰撞而破坏所述微生物。
[0008]在本专利技术的另一方面中，根据本专利技术的目的，用于破坏停留在谷物和干制食品的表面上的微生物的方法的实施方式，所述方法包括：将谷物或干制食品放置在移动传送带的表面上；将具有第一振幅的第一周期性振动激励应用到所述传送带，以用于在所述传送带的表面上方形成所述谷物或干制食品的流化床；以及将具有第二振幅的第二周期性振动激励应用到流化的所述谷物或干制食品，以用于使所述谷物或干制食品经受提高的彼此之间的碰撞；由此通过所述谷物或干制食品的碰撞破坏所述微生物。
[0009]在本专利技术的又一方面中，根据本专利技术的目的，用于破坏附着到空气传播的颗粒上的病原体的方法的实施方式，所述方法包括：使空气沿选定方向流动；在第一体积的空气流中产生具有第一波长的第一周期性声波；反射所述第一体积的空气流中的所述第一周期性声波，使得产生具有所选择的第一分离距离的平行波节平面的第一驻波模式，由此产生具有附着到其上的病原体的所述空气传播的颗粒的集群，所述集群在流动的空气中移动；以及在第二体积的空气流中产生具有第二波长的第二周期性声波；反射所述第二周期性声波，使得在所述第一体积的空气流下游产生具有大于所述所选择的第一分离距离的所选择的第二分离距离的平行波节平面的第二驻波模式，由此产生具有附着到其上的病原体的所述空气传播的颗粒的集群之间的大量碰撞；使得通过所述集群的碰撞破坏所述病原体。
[0010]在本专利技术的又一方面中，根据本专利技术的目的，用于破坏停留在谷物和干制食品的表面上的微生物的装置的实施方式，所述装置包括：传送带，所述传送带具有放置有谷物或干制食品的槽形承载侧、以及由至少一组3个滚筒槽形空转轮支撑的下侧，每个空转轮具有轮轴、以及至少一个头部滑轮和至少一个尾部滑轮，所述至少一个头部滑轮被供电使得所述传送带移动；第一振动源，所述第一振动源用于将具有第一振幅的第一周期性振动激励应用到所述至少一组3个滚筒槽形空转轮，以用于在所述传送带的表面上方形成所述谷物或干制食品的流化床；以及具有第二振幅的周期性振动激励的第二源，用于使流化的所述谷物或干制食品振动，以使所述谷物或干制食品经受提高的彼此之间的碰撞；由此通过所述谷物或干制食品的碰撞破坏所述微生物。
[0011]本专利技术的益处和优点包括但不限于，提供了一种用于通过使用声音使较大颗粒之间产生大量碰撞以及利用微生物的机械易碎的外膜，破坏微生物(例如附着到较大颗粒的病毒)的装置和方法。
附图说明
[0012]并入说明书并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施方式，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：
[0013]图1是用于使用对引发保持谷物的容器中的振动有效的两个超声频率成批处理谷物以破坏表面微生物的装置的实施方式的侧面透视图的示意性表示。
[0014]图2描述了图1中的装置在原理证明中的用途的实施方式；在针对选定时间段所选择的频率处对感染样本进行声透射之后，冲洗谷物，培养细菌并对细菌进行计数，将结果与作为对比集的没有被声透射的另一谷物样本进行比较。
[0015]图3A是用于连续处理谷物以破坏表面微生物的传送系统的实施方式的横截面的示意性表示，在该传送系统中，滚筒被布置在传送带下方，使得在传送带倚靠在多组滚筒上的同时传送带保持开放的凹形，所述传送带适用于容纳谷物，使得谷物由传送带从一个位
置运送到另一个位置，而图3B是用于通过引起传送带振动以及谷物在流化床上浮动来产生谷物或任何其他种类的喂养材料的流化床的两种类型的偏心滚筒的横截面的示意性表示；大功率和高频声源被布置在传送带上以用于使浮动的谷物彼此碰撞。
[0016]图4是用于使用声换能器向传送带提供外部振动的另一实施方式的横截面的示意性表示，圆柱形滚筒不向传送带提供振动。
[0017]图5是用于破坏空气传播的病原体的装置的实施方式的侧视图的示意性表示，其中，空气中附着有病毒的小颗粒通过使用高频(在约60kHz与约100kHz之间的范围内)而聚集在具有小深度的第一矩形声腔室中，而深度大于第一矩形声腔室的第二矩形声腔室在低频(在约20Hz与约200Hz之间的范围内)下振动，以使聚集的颗粒碰撞。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于破坏停留在谷物或干制食品的表面上的微生物的方法，所述谷物或干制食品处于具有表面的容器中，所述方法包括：将具有第一振幅的第一周期性振动激励应用到所述容器的表面上，以用于使处于所述容器中的所述谷物或干制食品处于空中；以及将具有第二振幅的第二周期性振动激励应用到所述容器的表面上，以用于使所述处于空中的谷物或干制食品经受提高的彼此之间的碰撞；由此通过所述处于空中的谷物或干制食品的碰撞而破坏所述微生物。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括固定频率振动激励。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括扫频振动激励。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括方波。5.如权利要求4所述的方法，其中，在10Hz至100Hz之间对所述方波进行扫频。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括固定频率振动激励。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括扫频振动激励。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括方波。9.如权利要求8所述的方法，其中，在5kHz至100kHz之间对所述方波进行扫频。10.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：在应用所述第二周期性振动激励的步骤期间测量空气温度。11.一种用于破坏停留在谷物和干制食品的表面上的微生物的方法，包括：将谷物或干制食品放置在移动传送带的表面上；将具有第一振幅的第一周期性振动激励应用到所述传送带，以用于在所述传送带的表面上方形成所述谷物或干制食品的流化床；以及将具有第二振幅的第二周期性振动激励应用到流化的所述谷物或干制食品，以用于使所述谷物或干制食品经受提高的彼此之间的碰撞；由此通过所述谷物或干制食品的碰撞破坏所述微生物。12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括固定频率振动激励。13.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括扫频振动激励。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一周期性振动激励包括方波。15.如权利要求14所述的方法，其中，在10Hz至100Hz之间对所述方波进行扫频。16.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括固定频率振动激励。17.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括扫频振动激励。18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第二周期性振动激励包括方波。19.如权利要求18所述的方法，其中，在5kHz至100kHz之间对所述方波进行扫频。20.如权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：在应用所述第二周期性振动激励的步骤期间测量空气温度。21.一种用于破坏附着到空气传播的颗粒上的病原体的方法，包括：使空气沿选定方向流动；在第一体积的空气流中产生具有第一波长的第一周期性声波；
反射所述第一体积的空气流中的所述第一周期性声波，使得产生具有所选择的第一分离距离的平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：美商亚威科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：