專利名稱：：對密閉容器中的液體滅菌的制作方法
技術領域：
：在EP1,328,167中，描述了對瓶子和裝有液體的其它容器進行滅菌的方法。建議通過使物品同時被電場加熱和經受超聲振蕩的作用來限制滅菌的閾溫Ts。但是，此技術在實際中卻不大有效，一方面是因為根據頻率和強度不同微生物對超聲振蕩有不同的敏感性，另一方面，在容器的整個體積上均勻地施加超聲波是難以實施的。本發明的另一個目的在于提供一種適于以工業進度對密閉容器中裝有的液體進行滅菌或巴氏滅菌的方法，其中包括在食品領域中常用的、各種尺寸和形狀的容器，其沒有或稍微改變該液體的性能。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，優選不超過60。C。本發明的目的通過按照權利要求1的滅菌方法和按照權利要求11和21的裝置來實現。由于加熱速度對滅菌效果影響較大，整體均勻的加熱對于保證液體的體積的致密性經受快速的加熱是非常重要的。為此，液體被攪拌或湍動，并且通過高頻波或微波實施整體加熱。用高頻波或微波加熱使得能夠通過攪拌水分子而獲得加熱，同時減少由電流產生的歐姆熱，以避免導致加熱不均勻的"收聚"效應問題。此輻照的頻率優選大于1000kHz。鑒于壁的加熱實際上只是通過熱傳導和對流而發生的，通過加強熱傳導和對流的熱交換會減少溫度場的不均勻性，這一方面要在其加熱的過程中攪拌容器，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，把熱脈沖的作用區域和電場脈沖的作用區域分隔開。例如，可以在上述兩個區域之間插入過渡區域，在所述過渡區域電場為0，或者幾乎為0，而且在所述過渡區域中在整個液體的體積中溫度場是均勻的，從而在液體的中心部分和周邊部分之間的溫差不超過l度。在加熱液體和施加電場之間，在上述間斷期間，待處理的液體穿過此過渡區域。圖3示出用于實施本發明的一個實施方式的滅菌方法的裝置；B(T)表示在按照本發明進行產品的工業巴氏滅菌條件下，為ii了對水基液體進行巴氏滅菌或滅菌所合理必需的電場強度的上限。C(T)表示電場強度的下限，低于此下限，對產品的質量和保存或對消費者或個人的健康具有危險的所有的典型微生物都不會受到毀滅。因此，對于t，限制條件為12[55]振蕩電場脈沖的期間t2大于電場的振蕩周期t,:t2>t1(>在圖3的實施例中，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。可添加一個或多個攪拌裝置21至系統中，用以攪拌輸送液體和位于輸送液體中的容器。在一個實施變型中，該攪拌裝置包括一個或多個布置在管道壁上并通到管道內部的噴口(噴嘴)(未示出)，用以噴射流體，以便在流經該管道中的流體中產生湍流，如此使液體中的溫度場均勻化。在管道中被輸送的容器也可以通過例如控制輸送液體中渦流而被攪拌或者被旋轉，以便使容器內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的實施方式，為了補償在加熱期間在容器中產生的壓力，可以通過降低在穿過處理站4、5和冷回路的管道部分7c當中產生壓力的管道的垂直柱部分的高度，通過泵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。[119壓力計可置于整個回路中以控制管道中的壓力，也可以設置放氣閥以從系統中除去空氣或者從管道中排出液體。[1201允許容器通過并且將容器的外部的液體是熱的區域與在其中液體是冷的區域分開的機械減壓室，或任何其它的減壓室系統或一般作為與壓力阻隔、而允許容器通過的系統，可以代替密封裝置15。實施例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中所示類型的裝置上進行處理◎孩t生物的初始濃度3.6-4.2xl()5個/mL;22200880014495.6說明書第18/20頁◎每個周期處理的瓶子量10個；◎初始溫度20'C;◎處理期間3s(通過水平管道)；◎加熱lGHz的孩i波，功率為180k，W(35。C/s和45kW(9°C/s);◎施力口電場電場的振蕩頻率180kHz;一批振蕩的期間一批振蕩的頻率大約0.02ms;15Hz;t產6jis，t2=20ns,t3=0.05s;脈沖量對于180kW為12脈沖，對于45kW分別為35和48脈沖；◎生產率，瓶子的線速度對于180kW為0.4m/s，對于45kW為0.1m/s。電場的施加區域的長度0.3m;電場樂^沖的施加期間0.75s;結果<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>2.選擇性地去污裝滿蘋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中所示類型的裝置上進行處理◎啤酒糖酵母的初始濃度1.2-3，lxl05個/mL;◎黑色曲霉的初始濃度1.5-4.2xl05+/mL;◎每個周期處理的瓶子量10個；◎初始溫度20°C;◎處理時間3s(通過水平管道)；◎加熱lGHz微波，功率180kW(35。C/s)和45kW(9°C/s);◎施力口電場電場的振蕩頻率180kHz;一批振蕩的時間大約0.02ms;一批振蕩的頻率15Hz;t產6^is,t2=20jis,t3=0.05s;脈沖量對于180kW為12個脈沖，對于45kW分別為35和48個脈沖；◎生產率，瓶子的線速度對于180kW為0.4m/s，對于45kW為0.1m/s。電場的施加區域的長度0.3m;電場脈沖的施加期間0.75s;結果:<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>權利要求1.用于對密閉容器中裝有的待處理的液體進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域，在所述處理區域將所述容器浸入在外部輸送流體流中，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，在加熱液體時攪拌所述容器，并根據處理溫度T的數值，在加熱所述液體之后立即或稍后，使所述液體曝露于通過電脈沖穿入處理的電場中，以V/cm表示的電場強度E選擇成公式C(T)≤log(E+1)≤B(T)滿足以下數值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.按照權利要求l所述的方法，其特征在于，通過電脈沖穿入處理的電場以位于100kHz-1000kHz之間的振蕩頻率交變，并被供應脈沖。3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，由一個或多個所述電場脈沖向待處理的液體提供的總熱能小于0.05J/cm3。4.按照權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述電場脈沖的施加時間為10-100毫秒，而電場脈沖的重復頻率位于10-100Hz之間。5.按照前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在液體的加熱步驟之后實施施加通過電脈沖穿入處理的電場，跟著是一間隔，在所述間隔期間電場為零或可忽略不計。6.按照前述權利要求中任一項所迷的方法，其特征在于，加熱速度大于3(TC/秒。7.按照前述權利要求中任一項所述的方法，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圍旋轉湍動。9.按照前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述處理區域中產生的靜壓力由泵送和密封系統形成。10.按照前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述處理區域中產生的靜壓力由構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域之上。11.用于實施對待處理的液體進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(2)，所述輸送系統包括輸送流體流在其中流動的輸送管道(7、7，)以及靠近所述加熱站的使輸送流體攪拌和湍動的機構；包括在大于lMHz的頻率下工作的微波發生器的整體加熱待處理的液體的加熱站(4),所述加熱系統構型成加熱穿過其處理溫度位于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；以及脈沖電場施加站(5)，所述脈沖電場施加站(5)構型成在加熱所述液體之后立即或稍后產生通過電脈沖穿入處理的、強度E以V/cm表示的電場，從而公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>滿足以下數值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.按照權利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述通過脈沖產生電場的站構型成產生振蕩頻率位于100-1000kHz之間、脈沖的時間為10-100秒的交變電場。13.按照權利要求12所述的裝置，其特征在于，通過脈沖產生電場的系統構型成將總熱能小于0.05J/cm3熱能帶至待處理的液體。14.按照權利要求11-13中任一項所述的裝置，其特征在于，所述輸送流體為水或水基液體。15.按照權利要求11-14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述輸送系統包括熱回路部分和冷回路部分，每一回路都裝有泵送系統和流體返回回路。16.按照權利要求11-14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述產生電場脈沖的系統包括電極，所述電極布置在管道的通過段的兩側并且能夠產生與所述通過段成橫向的電場。17.按照權利要求11-14中任一項所述的裝置，其特征在于，所述產生電場脈沖的系統包括具有一個或多個初級線圏的感應器，所述初級線圏環形地布置在所述管道的通過段的周圍，并且能夠產生與所述通過段基本上成縱向的電場。18.按照權利要求11-17中任一項所述的裝置，所述裝置在電場的施加區域包括至少一個電場傳感器，和沿著所述輸送管道的溫度傳感器。19.按照權利要求11-18中任一項所述的裝置，所述裝置包括懸于所述容器的處理區域之上的輸送液體柱，所述輸送液體柱的高度用于產生基本上等于在加熱待處理的液體時在容器內部產生的最大壓力。20.按照權利要求11-20中任一項所述的裝置，所述裝置在所述加熱站的兩側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在容器的內部生成的最大壓力。21.用于實施對密閉容器中裝有的待處理的液體進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(2)和處理站(45)，所述輸送系統包括輸送流體流在其中流動的輸送管道(7)和一個或多個布置在所述輸送管道中的密封裝置(15)，每一個密封裝置均包括多個具有中心孔的并置的柔性壁(15a)，所述中心孔用于在變形時與容器的形狀貼合。22.按照權利要求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度分隔開的密封壁(50)。23.按照權利要求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.按照權利要求22或23所述的裝置，每組密封壁(50)包括2-5個柔性壁(15a)。25.按照權利要求21-24中任一項所述的裝置，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)上的多個瓣膜。26.按照權利要求25所述的裝置，其特征在于，在一組柔性密封壁中，一個柔性壁的瓣膜相對于相鄰的柔性壁的瓣膜徑向地移動。27.按照權利要求21-26中任一項所述的裝置，其特征在于，所述輸送系統包括被一個或多個所述密封裝置分隔開的熱回路部分和冷回路部全文摘要對裝有待處理液體的密閉容器進行滅菌的方法，該方法包括，將該容器運送到處理區，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，在加熱液體時要攪拌該容器，并根據處理溫度的值T不同，在加熱該液體的同時或稍后，使該液體曝露在交變脈沖電場中。文檔編號A23L3/02GK101674737SQ200880014495公開日2010年3月17日申請日期2008年3月20日優先權日2007年3月21日發明者A·扎瓦德塞夫,P·庫里克申請人:Opus工業股份有限公司