专利名称：：用于对液体进行杀菌的方法和设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于对液体和/或与液体接触的物体或固体进行杀菌或巴氏灭菌的方法，以及用于执行所述方法的设备，所述液体尤其是水基液体或包含水的液体。
背景技术：
："杀菌"被理解为选择性地或跨广语地破坏微生物(例如，酵母菌、霉菌、细菌和病毒)或4吏之无效(neutralization)，即，将包含在液体中或与液体接触的物体或固体表面上的仅仅一种或几种类型的微生物或者基本所有类型的微生物作为目标。在本申请中，杀菌的概念也覆盖了通常所说的巴氏灭菌。具体来说，术语杀菌在本发明中用于限定对微生物的选择性或非选择性的破坏或使无效的方法，最好是要杀菌的液体中剩余低于100个微生物/毫升的阈值。本发明主要地但不排他地适用于食品、药学和医学、生物物理学和生物化学领域以及适用于供水系统。举例说明，要杀菌的液体可包括污染水、废水、污水、积滞水、血液和血液成分、药物制剂、饮料和食品(如啤酒、矿泉水、加味水、牛奶和奶制品、茶叶以及其他)。通常使用的杀菌方法是通过在足够的温度下一定时间的加热处理(巴氏灭菌)，来破坏孩克生物。常规杀菌(巴氏灭菌)的温度在90°C到120。C之间。这些方法的缺点是，它们会改变被杀菌液体的特性，例如，破坏维生素。同时，高温阻止了这些方法用于对装在由塑料制成的容器(如PET瓶)中的液体的杀菌。专利WO02/34075Al公开了通过加热同时结合电场和声振动的作用来对液体和/或与该液体接触的固体进行杀菌的方法。根据该文献，该方法允许以低于热力杀菌(巴氏灭菌)温度Tt的临界温度Tc对液体以及容纳该液体的先前封闭的容器进行杀菌。但是，在实践中，由于对液体的加热实际无效的事实，该方法没有实质性地降低临界温度Tc。加热通过施加电场实现，该电场具有1000V/cm级的幅度，并且电场频率在10Hz或1(^Hz的频率范围内。然而，微生物的结构对这种过低幅度和过高频率的电场不敏感。在施加WO02/34075Al中所述的条件时，似乎不能将杀菌(巴氏灭菌)温度降低到70。C以下。现有技术中的其他文献，具体是专利US4695472、US5048404以及文章"AContinuousTreatmentSystemforInactivatingMicroorganismswithPulsedElectricFields"提到了以相对较低的温度对食品进行巴氏灭菌。在US4695472中，描述了以至少45。C的处理温度对液体食品进行杀菌。该液体被加热并经受一个或多个电场脉冲，其中所述电场脉冲对于至少12A/cii^并且持续时间在5微秒到100微秒之间的电流，幅度在5.000V/cm到12.000V/cm之间。在这种条件下，其涉及一种延迟(通常是10天)微生物生长的方法，并不是破坏微生物(即，产品杀菌)的方法。同时，电场脉冲的产生还伴有导致对产品的额外加热的电流，在所引用的例子中，功率密度达到高达6W/cm3的值。该方法的缺点在于由于优先电流通道(preferentialcurrentpassages)的产生("箍缩"效应)降4氐了加热的功效，并伴有过度局部加热甚至击穿的风险，可能导致要处理的液体的物理化学特性的改变。在US4695472中描述的方法不允许对包括在食品工业中的通常尺寸的容器中的液体进行杀菌，不仅仅是因为上面提到的问题，还因为建议的施加于直径为几十厘米的瓶上的电场幅度需要很高的电压，难以产生和均匀施加的事实。不可逆的电穿孔方法可以被认为是通过使液体经受10-20KV/cm的重复电场脉冲，在理论上能够对水性液体进行低温(例如在20。C)杀菌的方法。在对0.5-1.5升的饮料容器进行杀菌的情况下，这将意味着将要求提供超过10-20.106V的电压，这在工业条件下是不可行的。
发明内容考虑到上述问题，本发明的目标是提供一种用于对液体进行杀菌或巴氏灭菌的方法，该方法有效且可靠，不改变或只是略微改变液体的特性。还有一个目标在于提供用于执行该方法的设备。有益地提供一种用于对液体进行杀菌的方法，该方法即使是局部也不将液体加热到超过70。C，优选地不超过65。C。有益地提供一种杀菌的方法，该方法经济并易于控制和实现。有益地提供一种高效的方法，该方法使得能够有效和可靠地对密闭地封装在容器中的液体进行杀菌，所述容器尤其是在食品工业中的通用尺寸的容器，包括以塑料或不支持高温的其他材料制成的容器。通过根据权利要求1的杀菌方法以及根据权利要求11的用于执行杀菌方法的设备来实现本发明的目标。根据本发明的杀菌方法包括通过具有大于lMHz的频率的电场波，以大于每秒28°C的速度将液体加热到20°C到66°C之间的处理温度T，并才艮据处理温度T的值，在对液体加热以后立即或略迟将所述液体暴露于脉冲形式的交变电场，选择以V/cm为单位的电场幅度E使得满足下述等式C(T)引og(E+1〉SB(T)其中B(T)=-2.340x1(T5T3+1.290x1CT3T2—3.110x1CT2T十5.0C(T)=4.503x1CT5T3+2.888x1CT3T2-5.900x10-2T+4.0其中，T是摄氏处理温度。令人惊奇的是，发明人发现，通过很快地以大于每秒28。C的速度再次加热液体，被施加以用于破坏微生物的电场可以被相当程度地减小。因此，在64。C到66。C之间的处理温度值，电场的幅度甚至可以为零。换句话说，在64。C以上的处理温度，有效和可靠地对液体进行巴氏灭菌不需要对电场有任何暴露，并在较低的温度上，要暴露的电场的幅度远小于通常建议的幅度。由于加热速度在巴氏灭菌功效上的重要性，在体积上均勻加热对于确保整个体积的液体经受快速加热是重要的。出于这个意图，液体最好被搅动或涡动，并且在体积上的再次加热通过高频波或微波来实现。通过HF波或微波的加热可以通过搅动水分子来获得加热，最小化了通过电流的欧姆加热，以防止引起非均匀加热的"箍缩"效应问题。这种辐射的频率优选地为1000kHz以上。为了处理密闭地密封的容器，有益地使用频率在大于100kHz但在小于1000kHz的交变电场。由于微生物的脂质膜具有一定的惰性，它对大于大约1000kHz的电穿孔没有反应。在实践中，施加频率低于100kHz的电场将伴有在有限的局部击穿区域产生的不期望的加热水性溶液的电流。为了避免过加热和击穿区域，以脉冲形式施加电场。优选地，对电场的幅度和电场脉冲的持续时间进行调整，以避免要杀菌的液体中击穿的出现。在多个电场脉冲的情况下，优选地，电场脉冲的总的持续时间和它们的频率被选择，以避免加热要处理的液体超过几度。根据本发明，优选地，通过电场脉冲提供给水性溶液的总的热量小于0.05J/cnA要处理的液体的每一部分上的交变电场脉冲的重复频率优选地在10Hz到100Hz之间。在加热步骤和施加电场脉冲的步骤之间进行停顿是有用的。该停顿对于更好地使要杀菌的液体中的温度场均匀，以使得液体的所有区域在施加电场之前获取基本相同的温度是有用的，所述液体区域包括邻接容器的液体-固体分界面的层的那些区域。根据本发明的热脉冲和电场的参数取决于包围微生物并决定其活力的膜在该膜被浸入到包含水的液体中时的分子状态的热力学演变。温度和电场在包围微生物并决定其活力的膜的分子状态的演变中的作用的定性理解，基于对当该膜浸入到水性溶液中并经受电场时与水分子簇(clustersofwater)接触的脂质分子结构的行为的研究。通常，膜经受孔的形成(成孔(poration))。这些孔形成并零星地关闭。当电场为零时，温度的增加引起微生物细胞膜的脂质分子的结构的不规则，这是由于脂质分子的"尾巴"的形态发生了改变。如果孔形成，这些形态上的改变引起相转变，该相变刺激孔的尺寸上(也可能是数量上)的增加，直到失去稳定或膜撕裂。通常，这些转变可能在温度接近70。C以及高于接近70。C时开始发生。这种相变引起孔的直径的增加，撕裂膜并导致微生物的"死亡"。但是如果温度增加緩慢，相变会延迟，膜会抵抗这种温度的增加，调整其分子形态至亚稳定状态，并且只有在较高的温度(大约100°C)，相变才会发生，伴有膜撕裂并因此导致微生物的"死亡"。70°C和100°C的值只是平均值。这些值取决于微生物的性质。根据相关微生物的性质，这些值可以分别在65°C到75。C以及95。C到135。C之间变化。温度的緩慢增加对应于典型的热破坏(杀菌)。对大约每秒1°C或者更低的温度增加速率，根据当前的实践，这将产生典型的亚稳定杀菌。相反，对于大于每秒28。C的温度增加速率，优选地大于每秒30°C，避免了微生物的分子形态到亚稳定状态的任何调整。由于液体温度的非常快速的增加而在^t生物膜上产生的热应力，增加了由于交变电场的效应而产生的应力，该交变电场的频率被选择用于振荡膜上的应力效应，并因此放大这些膜遭受的最大局部应力。该组合允许更好地将电场的能量集中于通过电穿孔破坏微生物，最小化在热量上的电能损失，并因此最小化微生物的不可逆破坏所需的电功率。这使得能够较大量的处理并使得能够更容易避免击穿和可能改变要杀菌的液体的特性的局部加热问题。因此，本发明的重要的优点在于能够在66。C以下的温度，以相对于常规方法较低的幅度的电场，对水性溶液(尤其是在密闭地密封的容器内部的)中大量存在的细胞执行不可逆的集体电穿孔操作。这使得能够以塑料材料制成的容器不变形并且液体的物理化学特性不改变/降低的温度对液体进行巴氏灭菌。根据本发明的杀菌方法能够有利地被选择性地执行，这是由于对每一类微生物，都可以选择针对破坏所述微生物的特定参数(幅度、振荡频率、脉沖频率、脉沖持续时间)。这使得可以更好地以破坏有害微生物，并且如果必要，不破坏一定数量的有用微生物为目标。才艮据本发明的杀菌方法可以有利地被应用于持续流、脉动流、填充了要杀菌的液体的容器或者甚至应用于填充了液体的并处于水性溶液中的容器，使得能够同时杀菌容器的内表面和外表面。本发明可以施加于以介电材料(尤其是聚合材料)制成任何固体上。固体可以是包含水性溶液的密闭地密封的容器的形式，尤其是以塑料制成的容器的形式，例如，PET瓶或者柔软的塑料袋，或者甚至玻璃瓶。该分析的实践性的结论是，用于降低处理温度的第一个措施是对包含微生物的液体进行快速加热，优选地，以大于每秒30。C的速率并且更有利地以每秒30。C到40。C之间的速率。这使得可以在低于常规巴氏灭菌温度以及以比现有技术中建议的电场弱的多的电场(对于在64。C以上的处理温度甚至电场为零)，实现微生物的膜的撕裂。低频电场的相互作用，尤其在100kHz到1000kHz之间，具有集中于孔的表面的脂质分子的"尾巴，，的双极，引起相变温度阈值向低温移动。电场幅度越大，阈值下移越多。这意味着微生物的致死温度阈值可以向环境温度降低，并被降低至环境温度。用于以环境温度(20°C)杀死微生物(通过电穿孔)所需的电场幅度是104到2xl04V/cm的量级。重要的是要强调，这涉及局部电场的幅度，也就是说，在要处理的液体中或液体-膜界面。用于执行杀菌方法的设备包括具有液体-加热系统的加热台、具有用于以脉沖形式产生电场的系统的电场产生台以及用于传送要处理的液体的设备，该设备包括管道，该管道能够传送液体通过加热和电场施加台，该加热系统净皮配置成以大于每秒28°C的速率加热通过加热台的液体。用于以脉冲形式产生电场的系统被配置成以100kHz到1000kHz之间的振荡频率产生交变电场。优选地，设备包括处于用于产生电场的台的下游的冷却台，以快速冷却要处理的液体，传送设备通过该电场。根据一个变形，用于产生电场脉冲的系统包括设置在管道通道的截面的每一侧上并能够产生就该截面而言为横向的电场的电极。根据另一个变形，用于产生电场脉冲的系统包括具有环形地设置在该管道的通道的截面周围并能够产生就该截面而言基本上为纵向的电场的一个或多个初级绕组的电感器。该设备还可以包括在电场施加区域的电场传感器以及沿着传送设备在该加热台的上游、下游和加热台中的温度传感器。传送设备可以包括泵系统和传送液体，用于沿着管道传送包含要处理的液体的容器；以及返回电路，用于从传送设备的出口向传送设备的入口返回传送液体。该设备的管道可以具有拥有不同横截面的通道的部分，意在改变'液体的流动速度。该设备可以有利地用于净化包含在密闭地密封的柔软容器中的血液或血液中的液体成分，或者用于杀菌包含在密闭地密封的容器(如玻璃或塑料制成的瓶)中的饮料或液体食品。作为示例，参考所附附图，本发明的其他目标和有益特征将从下文的详细描述中显现，在附图中图1示出了描述根据本发明的处理温度和电场幅度之间的关系的图2示出了描述根据本发明的电场脉冲的图；图3示出了根据本发明的实施例的用于执行杀菌方法的设备；图4a示出了根据第一实施例的电场分配器设备；以及图4b示出了根据第二个实施例的电场分配器设备。具体实施例方式根据本发明的杀菌方法包括通过具有大于1MHz频率的电场以大于每秒28。C的速度加热要处理的液体到20°C至66°C之间的处理温度T。才艮据处理温度T的值，在液体加热以后立即或略迟将该液体暴露于脉沖形式的交变电场，以V/cm为单位的电场幅度E被选择为满足如下经验等式C(T)化g(E+1"B(T)其中B(T)=-2.340x1CT5T3+1.290x10-3T2-3.110x10-2T+5.0C(T)="4.503x1(T5T3+2.888x1CT3T2-5.900x1CT2T+4.0其中，T是摄氏处理温度。该关系由图1的图进行描述。B(T)表示根据本发明在水基产品的工业巴氏灭菌条件下合理地需要的电场幅度的上限。C(T)表示电场幅度的下限，在该电场幅度下限以下，不能对表示对于产品的质量和保存或者对于消费者或个体的健康具有危险的所有典型的微生物进行破坏(图l中的阴影线区域)。A(T)表示电场幅度的下限，在该电场幅度下限以下，根据本发明，对包含表示对于产品的质量和保存或者对于消费者或个体的健康产生危险的典型微生物的水基产品的巴氏灭菌不能进行。例如，根据A(T)对液体进行巴氏灭菌所需的电场值为当T-65°C时，E0V/cm,当T-60。C时，E*102V/cm,当T-50。C时，E*103V/cm,当T-40。C时，E5xl03V/cm,当T-30。C时，E104V/cm,当T-20。C时，E5xl04V/cm，显然，该关系只是给出了初步估算，其可以根据要被破坏的微生物(细胞)和液体的特性经验性指定。12在图2中描述了交变电场的脉冲方面，其中，指出了时间t、t2和t3。优选地，电场的振荡基本上是正弦的，'但也可以采取其他形式。交变电场脉冲的特征和形式被配置为最大化微生物的膜的电穿孔，并减少损失为热量的电流的产生。为了该目的，电场的振荡期间^优选地具有值t户ljas(10—6秒)在该持续时间以下，微生物对电场的振荡不敏感。对于恒定幅度的电场，^越大，在给定介质的有限电阻率的情况下，由于振荡电流传送通过被加热的介质所伴随的欧姆加热的电流损失就越强。在通过高频电流加热由塑料制成的装满饮料的容器的情况下，为了最小化这些损失，非常有利的是将频率限制到100kHz，或者将t！限制到10jis,优选地为5fis。因而，对t,存在如下限制条件1(js<ti<10|js振荡电场的脉沖持续时间t2大于电场的振荡期间t1:由于电解液-饮料是个具体的例子-的电阻随着温度的上升而下降的事实，对热扰动区的总加热决定t2上方值。在这种情况下，电流总是或多或少地集中于沿着电场向量方向的圆柱形区域。因此，在"箍缩"效应的刺激下，这些区域收缩得很快。这些区域的温度成指数增加，导致不可接受的局部加热，或者甚至击穿。这些约束产生了下述对于t2的限制关系t2<c.dT.R/E2其中，c、dT、R、E分别是比热、限制温差(limittemperaturegap)、介质电阻和电场幅度。考虑到如饮料的水性介质的电阻不超过10欧姆.米以及对于dT〈.5。C并且E=1000Kv/m，c=4兆焦耳/(加3'度)的实验事实，那么有t2<20|JS持续时间t;j是电场的两个脉冲之间的时间间隔。优选地，该时间间隔大于流体力学湍流脉冲引起的欧姆加热扰动的补偿时间。如果v是流体力学不稳定性的特征速度，并且L是它们的幅度，那么补偿条件是t3>L/v在对填充了饮料的密封的瓶进行巴氏灭菌的情况下，根据本发明，在当LX).003m并且v〈lm/s时，给出t3>0.001s。t3的上限由每个要处理的容器具有至少一个脉冲的条件给定。在t^LL/vv的情况下，其中LL是容器在其跨过电场的运动方向上的特征尺寸，并且vv是其速度。对于0.51的并瓦的巴氏灭菌的典型情况，LL=0.3m，并且vv>lm/s，有t3<0.3s如果处理液体流，t3<LLL/vvv，其中，LLL是电场施加的区域的长度，并且vvv是流过该区域的速度。对于典型的情况，其中，LLL=0.3m并且vvv>lm/s,有t3<0.3s在根据本发明的杀菌方法中，对液体的加热可以与电场的脉冲同时发生。在实践中，更有益的是先使液体经受加热脉冲，然后施加电场脉冲。该停顿对于更好地平均化要杀菌的液体中的温度场，以便该液体的所有区域(包括接近容器的液体-固体分界面的层的那些区域)，在施加电场之前获得基本相同的温度，是有用的。如果x是边界层的特征厚度(至多0.3mm)，该停顿tp的持续时间优选地大于tp=(d.c.x2)/z其中，d、c和z分别是要杀菌的液体的密度、热容量和导热率。对大部分应用来说，该停顿的持续时间不超过1或2秒。对某些应用来说，有益地是将热脉冲的作用区域与电场脉冲的作用区域隔开。例如，可以插入在这两个区域之间的过渡区，其中，电场为零或可忽略，并且其中，温度场在液体的体积内被平均，以使得液体中心和外围部分之间的温度差不超过一度。要处理的液体在加热液体和电场施加之间的上述4f顿期间，通过该过渡区。图3示出了用于实现根据本发明的方法的设备的图解。设备1包括要处理的液体3的传送系统2、用于对要处理的液体按体积(involume)进行力口热的台4以及以脉沖形式的电场施加台5。传送系统2包括入口台6、传送管道7以及出口台8。容器可以被标准传送器33导引并被置于管道7的柱形部分7a中的斗链(bucketchain)(或任何其他等同的机构)上。传送系统还可以包括泵系统9a、9b，用于在处理持续流动的液体的情况下对要处理的液体进行循环，或者用于在将包含要处理的液体3的密闭容器11浸入传送液体时循环传送液体10。传送系统可以有利地包括力口热电路(hotcircuit)12a和冷却电路(coldcircuit)12b，每个配备有泵系统9a、9b以及再循环传送液体的系统。加热电路12a传送容器通过用于加热和电场施加的台，并通过返回管道13a将传送液体返回到入口台附近的传送管道7。冷却电路12b也具有泵系统9b以及返回管道13b,所述返回管道13b在出口台8附近的位置和分开加热电路和冷却电路的接口14之间处与传送管道7互连。接口14有利地包括多个柔性的并列的壁的形式的密壁15，该密壁例如用橡胶制造并包括适合要处理的容器的轮廓的开口。以这种方法，容器参与加热电路和冷却电路之间的密封的创建。加热电路和冷却电路还可以包括在返回管道上的热交换器31和32，用于从传送液体和/或要处理的液体回收热。冷却电路快速地降低要处理的液体的温度，以保持液体的特性，并且如果必要，减少塑料材料制成的容器的变形的问题。加热台4包括用于产生由热能发生器37馈送的热脉冲的系统35。热发生器例如可以是以大于1MHZ的频率工作的高频电场发生器的形式或者是微波发生器。能量从发生器37通过同轴电缆或波导管1516发送到系统35。可以提供多个沿着传送管道7以并列的方式设置的发生器。电场施加台5包括通过同轴电缆19连接到双极振荡电场脉沖发生器18的双极振荡电场脉沖分配器17。热脉冲台4和电场施加台5通过管道的热绝缘过渡部分20隔开，产生了热处理和电脉冲处理之间的停顿。该停顿有利地使得要处理的液体中以及与其接触的固体的表面上的温度场能够均匀分布。在图3的实施例中，要杀菌的液体被包含在浸入到在用于传送容器的管道7中流动的传送液体10中的容器11中。容器例如可以是塑料制成的瓶(例如装有饮料或液体食品)。一旦它们在管道7b的出口柱形部分中被运送，容器可以通过撞锤或其他机构被排出到传送器33上。还可以利用管道中的液体以外的其他物，例如管道中的增压气体流(气体的压力被选择以抵消容器内部的压力，从而避免由于加热引起的容器的任何变形)或者例如传送系统的机械传送机构，来传送包含要杀菌的液体的容器通过加热台或者电场施加台。然而，通过流体的传送系统具有能够使得在加热期间和施加电场之前的停顿期间在容器周围的温度分布能够良好均匀的优点。具有类似于要杀菌的液体的介电特性的传送液体的使用，有利地允许对要杀菌的液体的加热以及要杀菌的液体中的局部电场的施加进行好的控制。由介电材料制成的容器可以是硬质容器的形式，例如玻璃瓶或者由塑料制成(如PET)，或者是柔质容器的形式，例如由塑料(聚丙烯、PET或者其他聚合体)制成的袋子。要杀菌的液体还可以直接流到通过加热台和电场施加台的i殳备的管道中。搅动设备21可以增加到系统中以搅动液体，并在必要时搅动传送液体中的物体。在一个变形中，搅动设备在管道中流动的液体中产生湍动，从而使得液体中的温度场均匀。例如通过控制传送液体中的液体流，还可以搅动或旋转在管道中传送的容器以使得在容器中要处理的液体均匀。介电材料(例如，石英)制成的导管22被安装在管道中以确保用于加热管道内部的液体的电场的通过。温度传感器23全部被沿着管道设置，用于测量用于产生热脉冲的台的入口处、加热区域中、该区域的出口处以及管道的过渡部分的出口处的液体的温度。电场传感器24设置在电场的施加区域内。在设备的实施例中，提供一种机构以确保在固体通过管道期间具有可变的移动速度，例如，通过改变管道的横截面(直径)来使传送液体的流速发生变化。在图4a中示出了根据第一变形的电场分配器设备。在该变形中，分配器包括位于管道的每一侧上的电极25a、25b，以确保频率在100kHz到1000kHz之间的交变电场脉沖横向通过管道7(图3),如场力线26所示。具体来说，电场从上电极25a到达下电极25b，这两个电极安装在导管27(例如，石英)内部，所述导管27密闭地结合在液体3和10流动的管道内。电极之间的距离"a，，可以被经验地优化以确保在容器11的体积中的坤黄截电场(electrictransversalfield)尽可能均匀。如果距离a是例如4cm的量级，那么必定有在400-1200kV的量级的电极之间的电势差，以产生l-3Kv/cm的有效电场的幅度。图4b示出了根据第二变形的电场分配器设备。在该变形中，由电感系统创建电场脉沖并且电场的场力线26，基本上是纵向的。填充了水(例如传送容器ll(如包含要杀菌的液体的瓶)的传送液体IO)的管道7通过电感系统25的主体中。电场分配器设备配置有芯28和通过连接30a、30b连接到馈送端的一个或多个初级绕组29。初级绕组的数量可以经验地确定，例如通过测量传送液体中存在的电场。在图3的实施例中，容器11在填充了传送液体10的传送管道7的柱形部分7a中，浸入到H的深度。传送液体的柱形部分根据如下公式(2)来施加外部压力，该外部压力倾向于抵消在对要处理的液体进行加热期间的内部压力，所述<公式(2)对应于温度T>Tn确定柱形部分的高度H:(2)Hxdxg=(T2/T，)xPi-C+VP+Vs其中，"H"是要处理的容器浸入其中的液体的柱形部分的高度；"d"是外部液体的密度；"g"是本地重力加速度；"Po"是设备入口处上的容器内的可压缩液体的初始压力；"Vs"是在温度为T2和1\时不可压缩液体的饱和蒸汽压力之间的差。对水来说，例如在T^-20。C时，饱和蒸汽压力最小并且Vs在实践中等于在温度T2时的水的饱和蒸汽压力。例如，如果T2-65。C，那么Vs=0.25巴；"C"等于(kxVv)，其中k是温度T2时的容器的材料的体积弹性系数并且Vv是体积变形；导致的内部压力的变化。Vp在与被处理的容器相同的形状和体积的非可变形容器(例如，玻璃)中测量为在温度t2时的实际压力计压力与压力P2-P。x(iyTj之间的压力差。对于C02未饱和的饮料，例如，加味水或者牛奶，Vp接近零。当C-0时，抵消是完全的。通过增加容器被浸入其中的外部液体介质的密度d，可以降低深度H。具体来说，小尺寸p(p必须远远小于容器的特征尺寸)但密度大于该液体的密度(例如以粉末的形式)的固体可以被加到该液体。只有在该固体施加的压力在所有方向上都相等时，该措施才有效。为此，该固体必须进行无序运动，且运动的平均速度大于gp的平方根，其中"g，，是本地重力加速度，"p"是固体的尺寸，并且它们的具体数量n(每单位体积的固体数量)必须对应于密度d的期望的增加。为了满足该条件，质量m的固体的重力，即mg，必须小于由于该物体的惯性而由其在任何壁上施加的力F。如果v是无序运动的速度，那么对F,可以获得如下量级的幅度F=mx(v/t)，其中，t=d/v，那么F-(mv2)/(1。因而，Fmg，从而v(gd)(1/2)。如果瓶顺序地在它们的长度的方向上被一个接一个地处理，那么撞锤34将瓶输送到管道7c的水平部分中。本发明可以被用于医学和药学领域，尤其是用于对血液或血液成分或其他药物制剂中的微生物进行选择性净化。其还可以用于破坏废水中的军团杆菌病菌落(coloniesoflegionellose)。本发明中提出的方法和设备可以有利地用于食品行业，来净化(巴氏灭菌、杀菌)水基食品或者包含水的食品，例如果汁、哗酒、加p未水、天然矿泉水、牛奶、奶制品以及其他々欠料和液体食品。本发明适用于卫生学领域，尤其适用于对废水、污水以及积滞水进行杀菌。例子1、净化0.51的PET瓶，该瓶中填充了被"雪白丝衣霉(5"^c/^i/iy^mVeflJ"微生物污染的鲜榨橙汁。该处理在如图3所示的类型的设备上被执行-微生物的初始浓度从3.6xl()S到4.2xl()S单位/毫升；-每个周期被处理的瓶的数量10;-初始温度20°C;-处理持续时间3s(通过水平管道)；-加热微波lGHz，功率180kW(35。C/s)以及45kW(9。C/s);—电场的施力口电场的振荡频率180kHz;一组振荡的持续时间大约0.02ms;多组振荡的频率15Hz;'t,6ns，t2=20ns，t3=0.05s;脉冲数量对于180kW为12，并且对于45kW分别为3519和48;-生产率，瓶的线性速度对于180kW为0.4m/s并且对45kW为0.1m/s。电场施加区域的长度0.3m;电场脉冲施加的持续时间0.75s;结果:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>2、选择性净化0.51的PET瓶，该瓶中填充了苹果汁并被酿酒酵母(Saccharomycescerevisiaeyeast)和黑曲霉(AspergillusNigermould)污染。该处理在如图3所示的类型的设备上被执行-酿酒酵母的初始浓度从1.2xl()S到3."105单位/毫升；-黑曲霉的初始浓度从1.5xl()S到4.2xl()S单位/毫升；-每个周期被处理的瓶的数量10;-初始温度20°C;-处理持续时间3s(通过水平管道)；-加热微波lGHz,功率180kW(35。C/s)以及45kW(9。C/s);-电场的施力口电场的振荡频率180kHz;.一组振荡的持续时间大约0.02ms;.多组振荡的频率15Hz;'t,6ps,t2=20ns,t3=0.05s;.脉冲数量对于180kW为12，并且对于45kW分别为35和48;-生产率，瓶的线性速度对于180kW为0.4m/s并且对45kW为0.1m/s。电场施力口区域的长度0.3m;电场乐P中施加的持续时间0.75s;<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>权利要求1、一种用于对要处理的液体进行杀菌或巴氏灭菌的方法，所述方法包括通过具有高于1MHz的频率的电场波以大于每秒28℃的速度将该液体加热至20℃到66℃之间的处理温度T，并根据处理温度T的值，在加热该液体后立即或略迟将该液体暴露于脉冲形式的交变电场，以V/cm为单位的电场的幅度E被选择以满足下式C(T)≤log(E+1)≤B(T)其中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为摄氏处理温度。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于电场以100kHz到1000kHz之间的振荡频率交替变化。3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于由所述电场脉冲提供给要处理的液体的总热量小于0.05J/cm3。4、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于在对液体进行加热的步骤后经过一个停顿之后执行一个或多个电场乐>冲的施加，在所述停顿期间，电场为零或可忽略并且水性溶液的温度均匀化。5、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于电场脉冲的施加的持续时间在IO樣吏秒到IOO孩吏秒之间，并且电场脉冲重复的重复频率为10Hz到100Hz之间。6、根据前述任一权利要求所述的方法，其其特征在于加热的速度大于每秒30。C。7、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于要处理的液体包含在由介电材料制成的密闭地密封的容器中。8、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于由在管道中流动的传送液体传送的容器通过加热台和电场施加台。9、根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于传送液体的介电特性类似于要处理的液体的介电特性。10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于传送液体和容器被搅动以使传送液体和要处理的液体的温度均匀。11、一种用于执行对水基的或包含水的要处理的液体进行杀菌的方法的设备，所述设备包括具有用于加热液体的系统的加热台、具有要处理的液体的传送设备，所述传送设备包括能够传送液体通过电场加热和施加台的管道，其特征在于加热系统包括以高于lMHz的频率工作的电波发生器，并且所述电波发生器被配置为对通过加热台的液体以大于每秒28。C的速率进行加热，并且其中，用于以脉冲形式产生电场的系统被配置为产生具有100kHz到1000kHz之间的振荡频率的交变电场。12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于用于以脉冲形式产生电场的系统被配置为向要处理的液体提供小于0.05J/cm3的总热13、根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于用于以脉沖形式产生电场的系统被配置为产生持续时间在IO微秒到100微秒之间的脉冲。14、根据权利要求11到13中任何一个所述的设备，包括处于用于产生电场的台的下游的冷却台，所述传送设备通过所述电场。15、根据权利要求11到14中任何一个所述的设备，其特征在于用于产生电场脉冲的系统包括设置在管道通道的横截面的每一侧上的电极，所述电极能够产生就该截面而言为横向的电场。16、根据权利要求11到14中任何一个所述的设备，其特征在于用于产生电场脉冲的系统包括具有在管道通道的横截面周围环形地设置并能够产生就该截面而言基本上为纵向的电场的一个或多个初级绕组的电感器。17、根据权利要求11到16中任何一个所述的设备，包括电场施加区域中的至少一个电场传感器和沿着传送设备位于所述加热台的上游、下游以及所述加热台中的多个温度传感器。18、根据权利要求11到17中任何一个所述的设备，其特征在于所述传送设备包括泵系统和传送液体，用于沿着管道传送包含要处理的液体的容器，以及用于从传送设备的出口向入口返回传送液体的返回电路。19、根据权利要求11到17中任何一个所述的设备，其特征在于所述传送液体的介电特性类似于要处理的液体的介电特性。20、根据权利要求11到17中任何一个所述的设备，其特征在于所述管道包括具有不同的横截面的通道的部分，意在改变传送液体的流动速度。21、一种根据权利要求17到20中的任何一个所述的设备在对包含在密闭地密封的容器中的血液或者液体血液成分的净化中的应用。22、一种根据权利要求17到20中的任何一个所述的设备在对包含在密闭地密封的容器中的饮料和液体食品的杀菌中的应用。全文摘要一种杀菌方法，包括通过具有大于1MHz的频率的电场波，以大于每秒28℃的速度将液体加热到20℃到66℃之间的处理温度T，并根据处理温度T的值在加热该液体以后立即或略迟将该液体暴露于脉冲形式的交变电场。文档编号A23L3/32GK101674736SQ200880014849公开日2010年3月17日申请日期2008年3月17日优先权日2007年3月21日发明者A·扎瓦德塞夫,P·P·库里克申请人:Opus工业股份有限公司