專(zhuān)利名稱(chēng)：：對(duì)密閉容器中的液體滅菌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：在EP1,328,167中，描述了對(duì)瓶子和裝有液體的其它容器進(jìn)行滅菌的方法。建議通過(guò)使物品同時(shí)被電場(chǎng)加熱和經(jīng)受超聲振蕩的作用來(lái)限制滅菌的閾溫Ts。但是，此技術(shù)在實(shí)際中卻不大有效，一方面是因?yàn)楦鶕?jù)頻率和強(qiáng)度不同微生物對(duì)超聲振蕩有不同的敏感性，另一方面，在容器的整個(gè)體積上均勻地施加超聲波是難以實(shí)施的。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種適于以工業(yè)進(jìn)度對(duì)密閉容器中裝有的液體進(jìn)行滅菌或巴氏滅菌的方法，其中包括在食品領(lǐng)域中常用的、各種尺寸和形狀的容器，其沒(méi)有或稍微改變?cè)撘后w的性能。有利的是，提供一種液體滅菌的方法，該方法不用將液體甚至不用局部加熱到70。C以上，優(yōu)選不超過(guò)60。C。本發(fā)明的目的通過(guò)按照權(quán)利要求1的滅菌方法和按照權(quán)利要求11和21的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于加熱速度對(duì)滅菌效果影響較大，整體均勻的加熱對(duì)于保證液體的體積的致密性經(jīng)受快速的加熱是非常重要的。為此，液體被攪拌或湍動(dòng)，并且通過(guò)高頻波或微波實(shí)施整體加熱。用高頻波或微波加熱使得能夠通過(guò)攪拌水分子而獲得加熱，同時(shí)減少由電流產(chǎn)生的歐姆熱，以避免導(dǎo)致加熱不均勻的"收聚"效應(yīng)問(wèn)題。此輻照的頻率優(yōu)選大于1000kHz。鑒于壁的加熱實(shí)際上只是通過(guò)熱傳導(dǎo)和對(duì)流而發(fā)生的，通過(guò)加強(qiáng)熱傳導(dǎo)和對(duì)流的熱交換會(huì)減少溫度場(chǎng)的不均勻性，這一方面要在其加熱的過(guò)程中攪拌容器，另一方面要將容器浸入在被加熱到等于或稍大于(例如1至2。C)容器內(nèi)部的液體溫度的外部流體(液體或氣體)流中。有利地，把熱脈沖的作用區(qū)域和電場(chǎng)脈沖的作用區(qū)域分隔開(kāi)。例如，可以在上述兩個(gè)區(qū)域之間插入過(guò)渡區(qū)域，在所述過(guò)渡區(qū)域電場(chǎng)為0，或者幾乎為0，而且在所述過(guò)渡區(qū)域中在整個(gè)液體的體積中溫度場(chǎng)是均勻的，從而在液體的中心部分和周邊部分之間的溫差不超過(guò)l度。在加熱液體和施加電場(chǎng)之間，在上述間斷期間，待處理的液體穿過(guò)此過(guò)渡區(qū)域。圖3示出用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的滅菌方法的裝置；B(T)表示在按照本發(fā)明進(jìn)行產(chǎn)品的工業(yè)巴氏滅菌條件下，為ii了對(duì)水基液體進(jìn)行巴氏滅菌或滅菌所合理必需的電場(chǎng)強(qiáng)度的上限。C(T)表示電場(chǎng)強(qiáng)度的下限，低于此下限，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和保存或?qū)οM(fèi)者或個(gè)人的健康具有危險(xiǎn)的所有的典型微生物都不會(huì)受到毀滅。因此，對(duì)于t，限制條件為12[55]振蕩電場(chǎng)脈沖的期間t2大于電場(chǎng)的振蕩周期t,:t2>t1(>在圖3的實(shí)施例中，待滅菌的液體包含在浸入在輸送液體10中的容器ll中，輸送液體10流經(jīng)用于輸送該容器的管道7中。該容器可以是裝滿例如々大料或液體食品的塑料瓶?？商砑右粋€(gè)或多個(gè)攪拌裝置21至系統(tǒng)中，用以攪拌輸送液體和位于輸送液體中的容器。在一個(gè)實(shí)施變型中，該攪拌裝置包括一個(gè)或多個(gè)布置在管道壁上并通到管道內(nèi)部的噴口(噴嘴)(未示出)，用以噴射流體，以便在流經(jīng)該管道中的流體中產(chǎn)生湍流，如此使液體中的溫度場(chǎng)均勻化。在管道中被輸送的容器也可以通過(guò)例如控制輸送液體中渦流而被攪拌或者被旋轉(zhuǎn)，以便使容器內(nèi)部的待處理的液體均勻化。攪拌裝置21也可以布置在冷回路部分12b中，用以在進(jìn)行滅菌或巴氏滅菌處理之后，使容器中的液體力口速冷卻。在圖3的實(shí)施方式中，容器11浸入在充滿輸送液體10的輸送管道7的柱部分7a中深度H。參考圖5的實(shí)施方式，為了補(bǔ)償在加熱期間在容器中產(chǎn)生的壓力，可以通過(guò)降低在穿過(guò)處理站4、5和冷回路的管道部分7c當(dāng)中產(chǎn)生壓力的管道的垂直柱部分的高度，通過(guò)泵36a、36b向所述管道部分7c注入輸送氣體或輸送液體。如上所述的密封裝置15置于管道的加壓段7c的兩側(cè)。[119壓力計(jì)可置于整個(gè)回路中以控制管道中的壓力，也可以設(shè)置放氣閥以從系統(tǒng)中除去空氣或者從管道中排出液體。[1201允許容器通過(guò)并且將容器的外部的液體是熱的區(qū)域與在其中液體是冷的區(qū)域分開(kāi)的機(jī)械減壓室，或任何其它的減壓室系統(tǒng)或一般作為與壓力阻隔、而允許容器通過(guò)的系統(tǒng)，可以代替密封裝置15。實(shí)施例1.去污充滿新鮮壓榨橙汁并感染有"雪白絲衣霉(Byssochlamysnivea)"微生物的0.5L的密封PET瓶。在圖3中所示類(lèi)型的裝置上進(jìn)行處理◎孩t生物的初始濃度3.6-4.2xl()5個(gè)/mL;22200880014495.6說(shuō)明書(shū)第18/20頁(yè)◎每個(gè)周期處理的瓶子量10個(gè)；◎初始溫度20'C;◎處理期間3s(通過(guò)水平管道)；◎加熱lGHz的孩i波，功率為180k，W(35。C/s和45kW(9°C/s);◎施力口電場(chǎng)電場(chǎng)的振蕩頻率180kHz;一批振蕩的期間一批振蕩的頻率大約0.02ms;15Hz;t產(chǎn)6jis，t2=20ns,t3=0.05s;脈沖量對(duì)于180kW為12脈沖，對(duì)于45kW分別為35和48脈沖；◎生產(chǎn)率，瓶子的線速度對(duì)于180kW為0.4m/s，對(duì)于45kW為0.1m/s。電場(chǎng)的施加區(qū)域的長(zhǎng)度0.3m;電場(chǎng)樂(lè)^沖的施加期間0.75s;結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>2.選擇性地去污裝滿蘋(píng)果汁并感染有嘩酒糖酵母(Saccharomyces)和黑色曲霉(AspergillusNiger)的0.5LPET瓶。在圖2中所示類(lèi)型的裝置上進(jìn)行處理◎啤酒糖酵母的初始濃度1.2-3，lxl05個(gè)/mL;◎黑色曲霉的初始濃度1.5-4.2xl05+/mL;◎每個(gè)周期處理的瓶子量10個(gè)；◎初始溫度20°C;◎處理時(shí)間3s(通過(guò)水平管道)；◎加熱lGHz微波，功率180kW(35。C/s)和45kW(9°C/s);◎施力口電場(chǎng)電場(chǎng)的振蕩頻率180kHz;一批振蕩的時(shí)間大約0.02ms;一批振蕩的頻率15Hz;t產(chǎn)6^is,t2=20jis,t3=0.05s;脈沖量對(duì)于180kW為12個(gè)脈沖，對(duì)于45kW分別為35和48個(gè)脈沖；◎生產(chǎn)率，瓶子的線速度對(duì)于180kW為0.4m/s，對(duì)于45kW為0.1m/s。電場(chǎng)的施加區(qū)域的長(zhǎng)度0.3m;電場(chǎng)脈沖的施加期間0.75s;結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>權(quán)利要求1.用于對(duì)密閉容器中裝有的待處理的液體進(jìn)行殺菌或巴氏滅菌的方法，所述方法包括，將所述容器輸送到處理區(qū)域，在所述處理區(qū)域?qū)⑺鋈萜鹘朐谕獠枯斔土黧w流中，以大于28℃/秒的速度將待處理的液體整體加熱到位于20℃-66℃之間的處理溫度T，在加熱液體時(shí)攪拌所述容器，并根據(jù)處理溫度T的數(shù)值，在加熱所述液體之后立即或稍后，使所述液體曝露于通過(guò)電脈沖穿入處理的電場(chǎng)中，以V/cm表示的電場(chǎng)強(qiáng)度E選擇成公式C(T)≤log(E+1)≤B(T)滿足以下數(shù)值B(T)＝-2.340·10-5T3+1.290·10-3T2-3.110·10-2T+5.0C(T)＝-4.503·10-5T3+2.888·10-3T2-5.900·10-2T+4.0其中，T是以攝氏度表示的處理溫度。2.按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，通過(guò)電脈沖穿入處理的電場(chǎng)以位于100kHz-1000kHz之間的振蕩頻率交變，并被供應(yīng)脈沖。3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，由一個(gè)或多個(gè)所述電場(chǎng)脈沖向待處理的液體提供的總熱能小于0.05J/cm3。4.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述電場(chǎng)脈沖的施加時(shí)間為10-100毫秒，而電場(chǎng)脈沖的重復(fù)頻率位于10-100Hz之間。5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在液體的加熱步驟之后實(shí)施施加通過(guò)電脈沖穿入處理的電場(chǎng)，跟著是一間隔，在所述間隔期間電場(chǎng)為零或可忽略不計(jì)。6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所迷的方法，其特征在于，加熱速度大于3(TC/秒。7.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述輸送流體是水或水基液體。8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述輸送液體在所述容器的周?chē)D(zhuǎn)湍動(dòng)。9.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述處理區(qū)域中產(chǎn)生的靜壓力由泵送和密封系統(tǒng)形成。10.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述處理區(qū)域中產(chǎn)生的靜壓力由構(gòu)成外部流體的液體柱形成，所述外部流體懸于所述容器的處理區(qū)域之上。11.用于實(shí)施對(duì)待處理的液體進(jìn)行滅菌或巴氏滅菌的方法的裝置，所述待處理的液體是水基的或包含密閉容器中裝有的水，所述裝置包括待處理的液體(3)的輸送系統(tǒng)(2)，所述輸送系統(tǒng)包括輸送流體流在其中流動(dòng)的輸送管道(7、7，)以及靠近所述加熱站的使輸送流體攪拌和湍動(dòng)的機(jī)構(gòu)；包括在大于lMHz的頻率下工作的微波發(fā)生器的整體加熱待處理的液體的加熱站(4),所述加熱系統(tǒng)構(gòu)型成加熱穿過(guò)其處理溫度位于20-66。C之間、加熱速度大于28。C/s的加熱站的容器中的液體；以及脈沖電場(chǎng)施加站(5)，所述脈沖電場(chǎng)施加站(5)構(gòu)型成在加熱所述液體之后立即或稍后產(chǎn)生通過(guò)電脈沖穿入處理的、強(qiáng)度E以V/cm表示的電場(chǎng)，從而公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>滿足以下數(shù)值B(T)=-2.340105T3+1.290.103T2-3.1101(T2T+5.0C(T)=-4.503105T3+2.888.103T2-5.900.102T+4.0其中T是以攝氏度表示的處理溫度。12.按照權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述通過(guò)脈沖產(chǎn)生電場(chǎng)的站構(gòu)型成產(chǎn)生振蕩頻率位于100-1000kHz之間、脈沖的時(shí)間為10-100秒的交變電場(chǎng)。13.按照權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，通過(guò)脈沖產(chǎn)生電場(chǎng)的系統(tǒng)構(gòu)型成將總熱能小于0.05J/cm3熱能帶至待處理的液體。14.按照權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸送流體為水或水基液體。15.按照權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸送系統(tǒng)包括熱回路部分和冷回路部分，每一回路都裝有泵送系統(tǒng)和流體返回回路。16.按照權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述產(chǎn)生電場(chǎng)脈沖的系統(tǒng)包括電極，所述電極布置在管道的通過(guò)段的兩側(cè)并且能夠產(chǎn)生與所述通過(guò)段成橫向的電場(chǎng)。17.按照權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述產(chǎn)生電場(chǎng)脈沖的系統(tǒng)包括具有一個(gè)或多個(gè)初級(jí)線圏的感應(yīng)器，所述初級(jí)線圏環(huán)形地布置在所述管道的通過(guò)段的周?chē)?，并且能夠產(chǎn)生與所述通過(guò)段基本上成縱向的電場(chǎng)。18.按照權(quán)利要求11-17中任一項(xiàng)所述的裝置，所述裝置在電場(chǎng)的施加區(qū)域包括至少一個(gè)電場(chǎng)傳感器，和沿著所述輸送管道的溫度傳感器。19.按照權(quán)利要求11-18中任一項(xiàng)所述的裝置，所述裝置包括懸于所述容器的處理區(qū)域之上的輸送液體柱，所述輸送液體柱的高度用于產(chǎn)生基本上等于在加熱待處理的液體時(shí)在容器內(nèi)部產(chǎn)生的最大壓力。20.按照權(quán)利要求11-20中任一項(xiàng)所述的裝置，所述裝置在所述加熱站的兩側(cè)的管道中包括密封裝置，和在所述密封裝置之間的一部分管道中產(chǎn)生壓力的泵送裝置，所述壓力基本上等于在加熱待處理的液體時(shí)在容器的內(nèi)部生成的最大壓力。21.用于實(shí)施對(duì)密閉容器中裝有的待處理的液體進(jìn)行殺菌或巴氏滅菌方法的裝置，所述裝置包括待處理液體(3)的輸送系統(tǒng)(2)和處理站(45)，所述輸送系統(tǒng)包括輸送流體流在其中流動(dòng)的輸送管道(7)和一個(gè)或多個(gè)布置在所述輸送管道中的密封裝置(15)，每一個(gè)密封裝置均包括多個(gè)具有中心孔的并置的柔性壁(15a)，所述中心孔用于在變形時(shí)與容器的形狀貼合。22.按照權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述密封裝置包括多組沿所述密封裝置的長(zhǎng)度分隔開(kāi)的密封壁(50)。23.按照權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述密封裝置包括5-10組密封壁。24.按照權(quán)利要求22或23所述的裝置，每組密封壁(50)包括2-5個(gè)柔性壁(15a)。25.按照權(quán)利要求21-24中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述柔性壁(15a)包括在通到所述柔性壁的中心孔(15b)上的多個(gè)瓣膜。26.按照權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，在一組柔性密封壁中，一個(gè)柔性壁的瓣膜相對(duì)于相鄰的柔性壁的瓣膜徑向地移動(dòng)。27.按照權(quán)利要求21-26中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述輸送系統(tǒng)包括被一個(gè)或多個(gè)所述密封裝置分隔開(kāi)的熱回路部分和冷回路部全文摘要對(duì)裝有待處理液體的密閉容器進(jìn)行滅菌的方法，該方法包括，將該容器運(yùn)送到處理區(qū)，在那里將該容器浸入到外部液體流中，用電磁波以大于28℃/s的速度將待滅菌液體本體加熱到位于20-66℃之間的處理溫度T，在加熱液體時(shí)要攪拌該容器，并根據(jù)處理溫度的值T不同，在加熱該液體的同時(shí)或稍后，使該液體曝露在交變脈沖電場(chǎng)中。文檔編號(hào)A23L3/02GK101674737SQ200880014495公開(kāi)日2010年3月17日申請(qǐng)日期2008年3月20日優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日發(fā)明者A·扎瓦德塞夫,P·庫(kù)里克申請(qǐng)人:Opus工業(yè)股份有限公司