專利名稱：高密度co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高密度CO2殺菌裝置，尤其是一種用于液體食品殺菌鈍酶的高密度CO2殺菌裝置。
背景技術(shù)：
食品的腐敗變質(zhì)主要是由微生物和酶造成的。因此充分殺死食品中存在的微生物(致病菌、腐敗菌與產(chǎn)毒菌)和鈍化食品內(nèi)源酶可以保證食品安全和延長食品貨架期的關(guān)鍵。長期以來，在食品工業(yè)中廣泛采用熱力殺菌法(如巴氏殺菌、高溫短時(HTST)、超高溫(UHT)、歐姆加熱和微波殺菌等)對食品進行殺菌和滅酶，如巴士殺菌方法采用72℃、15秒、超高溫瞬時殺菌方法采用130℃、3-6秒，這些方法雖然效率高、效果好，能夠延長產(chǎn)品的貨架期，但是加熱殺菌也會對食品品質(zhì)帶來不利的影響，加熱使新鮮產(chǎn)品失去原有的新鮮度，改變食品的風(fēng)味，甚至產(chǎn)生各種異味(如蒸煮味)，對食品中的熱敏性成分如營養(yǎng)成分和一些功能性成分有破壞作用。因此，熱加工不適合于那些重視風(fēng)味和新鮮度的食品的滅菌。
CO2是一種天然抗微生物劑，單獨作用能抑制好氧性微生物生長，但不能殺死微生物，而與壓力結(jié)合則能達到有效的殺菌效果，因此高密度CO2方法已成為食品加工領(lǐng)域中一種新型非熱殺菌技術(shù)。基本原理是將食品置于密封的處理釜中，給予高密度的CO2處理，形成高壓、高酸環(huán)境，在一定的溫度和壓強下對食品進行處理，從而殺死微生物和鈍化酶，使食品得以長期貯藏。
高密度CO2技術(shù)作為非熱力殺菌技術(shù)，具有顯著的優(yōu)點(1)與熱加工相比，食品物料在低溫下和在二氧化碳的環(huán)境條件下進行處理，食品中的營養(yǎng)成分與風(fēng)味物質(zhì)不易被氧化破壞，能夠保留食品原有的品質(zhì)；(2)與超高壓(100MPa-1000MPa)技術(shù)相比，具有壓力低、成本低、節(jié)約能源、安全無毒、無噪音等特點；(3)是一種綠色的潔凈技術(shù)，具有環(huán)保友好的特點，不會對環(huán)境造成破壞。
這項技術(shù)已引起了一些發(fā)達國家研究人員的廣泛關(guān)注，美國、日本等國已對高密度CO2技術(shù)的基礎(chǔ)和應(yīng)用進行了多年的研究，已經(jīng)生產(chǎn)出實驗室用和工業(yè)中試用的高密度CO2處理裝置。近些年高密度CO2技術(shù)應(yīng)用越來越廣，尤其在液態(tài)食品如果蔬汁、牛奶等的應(yīng)用方面國外已經(jīng)開展了很多相關(guān)研究。但目前已有的高密度CO2處理裝置還存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易造成物料殘留、殺菌效果不是十分理想等缺點，整體裝置的設(shè)計還有待進一步提高和優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種高密度CO2殺菌裝置，它具有結(jié)構(gòu)合理，殺菌效果好等特點。
為了達到本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案包括處理釜13，與處理釜13相連接的高密度CO2發(fā)生裝置，及原料儲罐23和處理料儲罐22，與處理釜13相連接的減壓裝置，在原料儲罐23與處理釜13之間安裝有蠕動泵24，其特征在于，它至少還包括以下一項結(jié)構(gòu)特點
1)與處理釜13相連有一真空泵20；2)高密度CO2發(fā)生裝置和原料儲罐23通過一個三通閥12使用同一管道與處理釜13相連接。
上述的高密度CO2殺菌裝置中，在處理釜13的上部和中部各連接有一個溫度計。
上述的高密度CO2殺菌裝置中，原料儲罐23和處理料儲罐22置于同一個操作臺中。
上述的高密度CO2殺菌裝置中，處理釜13的邊緣設(shè)置了韌性很強的聚四氟乙烯密封圈28。
上述的高密度CO2殺菌裝置中配有水浴加熱裝置，處理釜13的外部設(shè)有一層水浴恒溫套和一層保溫套。
上述的高密度CO2殺菌裝置中，在高密度CO2發(fā)生裝置與處理釜13之間安裝有預(yù)熱器11，該預(yù)熱器11與水浴裝置相連，高密度的CO2在進入處理釜13前必須經(jīng)過預(yù)熱。
本實用新型高密度CO2殺菌裝置采用一體化設(shè)計，具有操作簡便和試驗安全等優(yōu)點。其中真空泵的采用、高密度CO2發(fā)生裝置和原料儲罐23與處理釜13的連接方式都極大地優(yōu)化了本裝置的性能，提升了處理效果。試驗證明在對液體食品的處理具有很好的殺菌鈍酶效果同時對食品的品質(zhì)沒有顯著性影響。


圖1是本實用新型高密度CO2殺菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型高密度CO2殺菌裝置中處理釜的剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行說明。
如圖1所示，1為CO2氣瓶，2為閥門a，3為過濾器，4為壓力表，5為低溫冷卻槽，6為閥門b，7為CO2高壓調(diào)頻泵，8為壓力傳感器a，9為放空閥，10為閥門c，11為預(yù)熱器，12為三通閥，13為處理釜，14為溫度計a，15為溫度計b，16為壓力傳感器b，17為閥門d，18為微調(diào)放空閥，19為閥門e，20為真空泵，21為閥門f，22為處理料儲罐，23為原料儲罐，24為蠕動泵，25為水浴裝置。
由圖1可見，整個高密度CO2殺菌裝置主要包括五個部分1)高密度CO2發(fā)生裝置部分包括CO2氣瓶1、過濾器3、低溫冷卻槽5、CO2高壓調(diào)頻泵7。
高密度CO2發(fā)生裝置是整個高密度CO2殺菌系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，因此高密度CO2發(fā)生裝置部分在整個系統(tǒng)中占有重要的地位，必須最大限度的滿足試驗的需要。從氣瓶出來的CO2(純度為99.9％)由經(jīng)過無菌過濾器3過濾除菌，再經(jīng)過低溫冷卻槽5(冷卻槽儲罐容量為500mL，承壓為0-16MPa，溫度為0-10℃降溫液化，在高壓調(diào)頻泵7(工作壓力為0-50MPa)的作用下形成較高壓強的CO2，再經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱到設(shè)定的溫度，進入密封的處理釜13，形成高密度CO2處理環(huán)境。
2)升壓和降壓裝置包括壓力傳感器a8、壓力傳感器b16、三通閥12、微調(diào)放空閥18和閥門d17。
整個處理系統(tǒng)升壓速度由高壓調(diào)頻泵的速度決定，而處理壓強由與高壓調(diào)頻泵相連的壓力傳感器設(shè)定，當(dāng)壓強達到設(shè)定值時，高壓調(diào)頻泵會自動停止，使處理釜的壓強維持恒定。降壓時，通過微調(diào)放空閥18和閥門d相結(jié)合勻速將CO2放空，使處理釜內(nèi)壓強逐漸降低至常壓。
3)處理釜部分包括高密度CO2處理釜13、真空泵20和溫度計，具體結(jié)構(gòu)圖見圖2，圖中，26為處理釜13的保溫套，27為水槽，28為聚四氟乙烯密封圈，29為處理釜13的底座。
處理釜是高密度CO2殺菌系統(tǒng)的重要組成部分，處理釜的結(jié)構(gòu)與參數(shù)直接影響高密度CO2殺菌效果。本發(fā)明中處理釜的設(shè)計為圓柱型，整個容器構(gòu)造均為不銹鋼設(shè)計，容器邊緣設(shè)置了韌性很強的聚四氟乙烯密封圈28，蓋上蓋子后再用六顆鋼質(zhì)螺絲固定，使整個處理釜能達到良好密封性和抗壓效果。本實施例中，處理釜的容量為1000mL，最大承壓可達75MPa，外部有一層水浴恒溫套27和一層保溫套26，能保證物料能在恒溫恒壓下受到處理。與處理釜上端和中部相連的兩個溫度計14和15能顯示處理過程中處理釜上部和中部的溫度，比較真實地顯示了處理釜內(nèi)部的實際溫度，在本實施例中使用的是電熱偶溫度計。與處理釜相連的壓力傳感器b16能顯示處理過程中的壓力。處理釜13的一端接口與真空泵20相連，可以對未經(jīng)高密度CO2處理的物料先進行脫氣處理，使物料中處于無氧狀態(tài)，然后通入CO2進行處理。與現(xiàn)有裝置相比，可以顯著提高殺菌鈍酶的效果。
在本實施例中，CO2進口與物料進口使用同一管道，采用三通閥控制先進物料，然后通過同一管道進CO2。避免了現(xiàn)有裝置中因采用的兩個進口管道而造成的物料殘留污染。使整體結(jié)構(gòu)簡單化的同時也提高了處理的效果。
4)水浴加熱部分包括CO2預(yù)熱器11和處理釜恒溫水浴裝置。
處理釜13內(nèi)的溫度由水浴裝置25控制，高密度的CO2在進入處理釜前也必須經(jīng)過與水浴裝置相連的預(yù)熱器11，達到處理溫度，這樣能保證物料在恒溫下受到處理。
5)物料進入和收集部分包括無菌操作臺、原料儲罐23、處理料儲罐22和蠕動泵24。
在本實施例中，原料儲罐和處理料儲罐都置于無菌操作臺中，保證整個過程的無菌環(huán)境。在蠕動泵24的作用下物料從原料儲罐23流動到處理釜13，處理結(jié)束后回流到處理料儲罐22。
下面是本裝置的操作過程1)試驗前打開無菌柜的消毒系統(tǒng)，保證處理環(huán)境的潔凈和無菌。
2)使用化學(xué)試劑對整個回路內(nèi)部以及處理釜進行充分地消毒并用無菌水沖洗干凈。
3)打開水浴裝置，使處理釜內(nèi)達到設(shè)定的溫度。
4)將裝有待處理物料的原料儲罐23放在進樣口，開動蠕動泵24使物料通過回路進入處理釜13。打開真空泵20對物料進行脫氣。然后打開CO2氣瓶，啟動水浴裝置使其達到設(shè)定溫度。通過高壓調(diào)頻泵7和與水浴裝置相連的CO2預(yù)熱器11使CO2達到需要的壓強和溫度，進入到處理釜13中對物料進行處理。此時可關(guān)閉CO2發(fā)生裝置。處理釜13中物料處于恒定的壓強和溫度下。處理時間達到后，通過降壓系統(tǒng)卸壓。然后打開處理釜13下部管道的閥門f21收集處理后物料，使其流進處理料儲罐22。
5)關(guān)閉水浴加熱系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，清洗回路。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種高密度CO2殺菌裝置，包括處理釜(13)，與處理釜(13)相連接的高密度CO2發(fā)生裝置，及原料儲罐(23)和處理料儲罐(22)，與處理釜(13)相連接的減壓裝置，在原料儲罐(23)與處理釜(13)之間安裝有蠕動泵(24)，其特征在于，它至少還包括以下一項結(jié)構(gòu)特點1)與處理釜(13)相連有一真空泵(20)；2)高密度CO2發(fā)生裝置和原料儲罐(23)通過一個三通閥(12)使用同一管道與處理釜(13)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密度CO2殺菌裝置，其特征在于，在處理釜(13)的上部和中部各連接有一個溫度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密度CO2殺菌裝置，其特征在于，原料儲罐(23)和處理料儲罐(22)置于同一個操作臺中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密度CO2殺菌裝置，其特征在于，處理釜(13)的邊緣設(shè)置了韌性很強的聚四氟乙烯密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密度CO2殺菌裝置，其特征在于，處理釜(13)的外部設(shè)有一層水浴恒溫套和一層保溫套。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高密度CO2殺菌裝置，其特征在于，在高密度CO2發(fā)生裝置與處理釜(13)之間安裝有預(yù)熱器(11)，該預(yù)熱器(11)與水浴裝置相連。
專利摘要本實用新型公開了一種高密度CO
文檔編號A23L3/015GK2843090SQ200520132590

公開日2006年12月6日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者廖小軍, 桂芬琦, 胡小松, 陳芳, 吳繼紅 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)