一种超高压的物品处理方法

一种超高压的物品处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种超高压的物品处理方法，该方法通过至少两个超高压缸体来执行轮替式超高压处理工作，其中，在其中一个超高压缸体移动至由外部承力框架来承受由超高压在缸体内所建立的反向推力的超高压处理位置并在其内借助超高压介质对其内部承装的待处理物品进行超高压处理期间，其余超高压缸体中的至少一个执行装卸料操作。本发明通过至少两个超高压缸体来执行轮替式超高压处理工作，可节约处理时间，提高处理效率。
【专利说明】
一种超高压的物品处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及超高压技术领域，尤其涉及一种超高压的物品处理方法。
【背景技术】
[0002] 传统的食品杀菌方法是采用加热杀菌的处理方法。该方法能够有效地消灭微生 物、酶和微生物孢子，以防止食品腐烂，然而，这种加热杀菌方法需要长时间加热，使得食品 的营养成分被破坏，食品的颜色和风味也会受到影响。近年来，随着人们对食品营养和健康 的日益重视，需要能够消除上述缺陷的食品处理方法，由此，开发出了使用超高压灭菌的食 品处理方法。
[0003] 超高压灭菌技术（ultra-high pressure processing，UHP)，又称超高压技术 (ultra-high pressure，UHP)，高静压技术（high hydrostatic pressure，HHP)，或高压食 品加工技术(high pressure processing，HPP)。超高压灭菌的机理是通过破坏菌体蛋白中 的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活。超高压还可造成菌体 细胞膜破裂，使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤，这些因素综合作用导致了微生 物死亡。超高压灭菌技术通过在密闭容器内，以水作为介质对物料施以400~600MPa的压力 或以高级液压油为介质对物料施以100~1000 MPa的压力，从而杀死物料中几乎所有的细 菌、霉菌和酵母菌。由于超高压灭菌不会像高温杀菌技术那样造成食品营养成分破坏和风 味变化，因此，超高压灭菌技术在食品灭菌方面有广泛的应用。
[0004] 高等静压技术(HHP)在食品保藏中的应用研究最早是由Bert Hite在1899年提出 的。Bert Hite首次发现450MPa的高压能延长牛奶的保存期，经过大量研究工作，证实了高 压对多种食品及饮料的灭菌效果。这以后，有关高等静压技术的研究一直没有间断。但是， 直到1990年，有关高等静压技术的装备、技术和理论的研究才得到了突破与发展。20世纪90 年代由日本明治屋食品公司首先实现了 UHP技术在果酱、果汁、沙拉酱、海鲜、果冻等食品的 商业化应用。之后，欧洲和北美的大学、公司和研究机构也相继加快了对HHP技术的研究。
[0005] 中国专利（公布号为CN103653172A)公开了一种超高压食品处理方法。该专利提供 的方法包括以下步骤:将封装有食品的刚性容器放入超高压处理装置中；将压力传送介质 充满超高压处理装置;将超高压力施加到超高压处理装置内；和通过压力传送介质将所述 超高压力传递到所述刚性容器，以对该刚性容器内的食品进行高压杀菌。该专利提供的超 高压食品处理方法可以在保持食品营养成分的同时对食品进行超高压处理以实现杀菌钝 酶。但是，该专利提供的超高压食品处理方法为间歇式处理工艺，对食品的处理效率不高， 难以用于工业化生产。因此，提供一种连续式的超高压的物品处理方法成为亟待解决的问 题。

【发明内容】

[0006] 针对现有技术之不足，本发明提供了一种超高压的物品处理方法，所述方法通过 至少两个超高压缸体来执行轮替式超高压处理工作，其中，在其中一个超高压缸体移动至 由外部承力框架来承受由超高压在缸体内所建立的反向推力的超高压处理位置并在其内 借助超高压介质对其内部承装的待处理物品进行超高压处理期间，其余超高压缸体中的至 少一个执行装卸料操作。在超高压处理位置的超高压缸体对其内部承装的待处理物进行超 高压处理期间，通过向超高压缸体内注入超高压介质以使缸体内形成超高压环境，超高压 在缸体内产生的反向推力由位于超高压缸体外的承力框架承受。通过至少两个超高压缸体 轮替执行超高压处理工作和装卸料操作，可对物品进行连续式超高压处理，提高处理效率。
[0007] 根据一个优选实施方式，所述装卸料操作是在超高压处理期间用于承受超高压缸 体内压力的承力框架之外完成的，并且所述其余超高压缸体中的至少一个执行装卸料步骤 所需时间是在考虑到所述其中一个超高压缸体中借助超高压介质完成增压步骤和保压步 骤所需时间之和的情况下，按照同步工作方式来设定的。优选地，所述其余超高压缸体中的 至少一个执行装卸料步骤所需时间不大于所述其中一个超高压缸体中借助超高压介质完 成增压步骤和保压步骤所需时间之和。如此，可以在其中一个超高压缸体完成超高压处理 后尽快进彳丁下一批次物料的超尚压处理，提尚处理效率。
[0008] 根据一个优选实施方式，在对处理时间彼此不同的多个批次物品进行超高压处理 时，预先计算各批次装卸物料所需时间和超高压处理所需时间，并按照停机时间最短的方 式预先计算装料批次，而后根据预先计算得到的装料批次来确定各批次物料装卸和超高压 处理顺序。通过预先计算物料的装料批次，依据装料批次来确定各批次物料装卸和超高压 处理顺序，可以提高超高压处理设备对物品的处理效率。
[0009] 根据一个优选实施方式，超高压处理设备对物品进行超高压处理过程中，增压器 中所用液压油经调温装置调整稳定，以使所述液压油在工作中的温度始终保持在20~50 °C。优选地，增压器中所用液压油为46#抗磨液压油。优选地，液压油的温度低于20°C时，可 通过加温装置或低压运转来提高液压油的温度。液压油的温度高于50°C时，可通过冷却装 置来降低液压油的温度。冷却装置可以是冷却器，也可以是冷却栗，还可以是冷却管路。 [0010]根据一个优选实施方式，进入超高压处理位置的超高压缸体在进行超高压处理之 前首先在两端通过所述至少两个超高压缸体共用的第一堵头和第二堵头以可解除密封的 方式建立水密密封。优选地，超高压缸体内腔设置有堵头水位开关，当第一堵头和第二堵头 在各自油缸的带动下进入超高压缸体并触发堵头水位开关时，停止推进堵头，进行水密封。
[0011] 根据一个优选实施方式，在进行超高压处理之前，以受控方式将完成装料的超高 压缸体移向超高压处理位置，在其到达处理位置之后通过定位销锁定，使其内腔的中轴线 与第一堵头和第二堵头的中轴线对齐。优选地，完成装料的超高压缸体在伺服电机的带动 下通过导轨移向超高压处理位置，在其达到处理位置之后将定位销插入超高压缸体和机身 定位孔以实现超高压缸体的准确定位。
[0012] 根据一个优选实施方式，各个超高压缸体均是由内层不锈钢筒体和多层钢体制成 的套筒结构，并且所述至少两个超高压缸体通过横向于承力框架布置的导轨沿侧向移入 和/或移出所述承力框架限定的工作区域之中。优选地，各个超高压缸体的内层直径为200 ~400mm，内层长度为1800~2600mm。承力框架限定的工作区域优选为进行超高压处理时超 高压缸体所在的位置。
[0013] 根据一个优选实施方式，通过水切加工而成的多层板材并列构成的承力框架具有 轴向两端为弧形结构的承力座，所述承力座的弧形部分以浮动方式支撑用于分别止挡第一 堵头和第二堵头的第一挡块和第二挡块。第一挡块和第二挡块与承力框架采用浮动支撑的 连接方式，在承力框架因受力变形的情况下，第一挡块和第二挡块与承力框架保持相对位 移，从而使得第一挡块和第二挡块与承力框架之间仍能有较大的接触面积。
[0014] 根据一个优选实施方式，第一挡块和第二挡块为具有弧形结构的立方体并设置于 承力座的轴向两端，所述第一挡块和所述第二挡块具有弧形结构的面为与所述承力座的弧 形部分相匹配的结构，所述第一挡块和所述第二挡块的弧形结构与所述承力座的弧形部分 相匹配以使所述第一挡块和所述第二挡块与所述承力框架实现面面接触。
[0015] 根据一个优选实施方式，第一堵头与第一挡块之间设置有第一传力挡块，第二堵 头与第二挡块之间设置有第二传力挡块，所述第一传力挡块和所述第二传力挡块分别用于 在所述第一堵头和所述第一挡块、所述第二堵头和所述第二挡块之间建立传力连接。
[0016] 根据一个优选实施方式，超高压介质是通过第一堵头和第二堵头内的介质输入管 路向所述超高压缸体内注入的。优选地，注入的所述超高压介质为PH为7~8的去离子软化 纯水。
[0017] 根据一个优选实施方式，所述超高压的物品处理方法能够用于物品灭菌处理、病 毒灭活处理、生物提取处理和/或生物制药处理。
[0018] 优选地，将需要进行灭菌处理的物品放入超高压处理设备中，在超高压处理下，可 使物品中的蛋白质凝固、酶失活以及微生物死亡，从而达到灭菌的效果。具体地，超高压的 物品处理方法可用于热敏食品、易焦糊食品、水产品、粮食或医疗器械的灭菌处理。
[0019] 优选地，将需要进行病毒灭活处理的物品放入超高压处理设备中，在200~300MPa 的超高压即可破坏病毒膜结构内部的非共价键结合，使膜衣壳蛋白亚单位之间解体、空间 结构变化、构象转换、生物活性改变，从而使病毒颗粒丧失感染性。具体地，制取疫苗和/或 血浆时可使用超高压的物品处理方法来灭活病毒。
[0020] 优选地，将需要进行生物提取的物品放入超高压处理设备中，在超高压处理下，能 加快生物提取的反应速度、缩短提取时间、提高产品收率。具体地，从竹叶中提取黄酮素、从 茶叶中提取茶多酚时可使用超高压的物品处理方法来提高产品收率。
[0021] 优选地，将需要进行生物制药的物品放入超高压处理设备中，在超高压处理下，可 保持其活性成分不受破坏。具体地，在生物制药过程中涉及有芦荟、苦瓜、螺旋藻或海参提 取物时，可使用超高压的物品处理方法来保证药物的活性成分不受破坏。
[0022] 根据一个优选实施方式，所述方法包括如下步骤：
[0023] 将待处理物品放入超高压缸体后，所述超高压缸体移动到超高压处理位置并通过 定位销将其锁定。
[0024] 第一堵头和第二堵头在各自油缸的推动下进入所述超高压缸体并对所述超高压 缸体的两端进行水密封，再通过所述第一堵头和所述第二堵头内的介质输入管路向所述超 高压缸体内注满超高压介质。
[0025] 所述第一堵头在其油缸的推动下继续进入所述超高压缸体内并进行高压密封，第 一传力挡块在其油缸的推动下进入工作位置以在所述第一堵头与第一挡块间建立传力连 接。
[0026] 所述第二堵头在其油缸的推动下继续进入所述超高压缸体内并进行高压密封，第 二传力挡块在其油缸的推动下进入工作位置以在所述第二堵头与第二挡块间建立传力连 接。
[0027] 密封后的所述超高压缸体经增压、保压和泄压过程以完成对待处理物品的超高压 处理。
[0028]确认所述超高压缸体内的压力泄掉至零后，所述第一传力挡块和所述第二传力挡 块在各自油缸的带动下回到初始位置。
[0029] 所述第一堵头和所述第二堵头在各自油缸的带动下回到水位，通过超高压缸体排 水栗将所述超高压缸体和排水槽内的介质排净后，所述第一堵头和所述第二堵头继续在各 自油缸的带动下回到初始位置。
[0030] 将所述定位销拔出至初始位置以将所述超高压缸体解锁，解锁后的所述超高压缸 体移出承力框架回到初始位置以取出经所述超高压处理设备处理的物品并为下一次超高 压处理做好准备。
[0031 ] 根据一个优选实施方式，超高压缸体内的压力在IOmin内升至0~1500MPa，所述超 高压缸体对物品进行超高压处理时的温度为5~60°C。优选地，超高压缸体内的压力在5min 内升至100~lOOOMPa。
[0032]根据一个优选实施方式，保压阶段，所述超高压缸体的保压时间为0~1800S，并且 所述超高压缸体内的压力低于设定压力10~20MPa时，由所述超高压处理设备自动完成补 压。
[0033 ]根据一个优选实施方式，本发明公开了一种超高压处理设备，其包括:用于放置待 处理物品的超高压缸体以及用于传递由超高压在所述超高压缸体内所建立的反向推力至 所述承力框架的第一挡块和第二挡块，所述超高压处理设备还包括由至少两个彼此独立的 承力体构成的分体式承力框架，其中，相互间隔距离大于各自厚度的各个承力体分别通过 水切加工而成的多层板材并列构成;并且所述承力框架的各个承力体分别具有水切成形的 内部开口，从而在各个承力体内的轴向两端形成呈弧形的承力座，所述承力体分别通过两 端呈弧形的承力座以浮动方式支撑所述第一挡块和所述第二挡块。根据该实施方式，分体 式承力框架能够出人意料地承受更为大的反推力，而且由于通风良好，有助于本发明良好 适用于流水式长时间作业，显著优于现有技术的一体式立式承力框结构。更为重要的是，本 发明公开的这种卧式布置结构可以用于明显更大的超高压缸体。
[0034]本发明提供的超高压的物品处理方法至少具有如下优势：
[0035] (1)本发明的超高压的物品处理方法，通过至少两个超高压缸体轮替执行超高压 处理过程和超高压处理的准备过程，使得本发明的超高压的物品处理方法可实现连续化处 理，从而节约处理时间，提高处理效率。
[0036] (2)本发明通过在液压回路中增设冷却装置，可防止增压器中液压油因连续工作 而出现温度升高，导致液压油变稀，造成泄漏，甚至无法实现增压的问题，从而确保超高压 处理设备的连续增压和连续处理。
[0037] (3)通过预先计算装卸物料所需时间与进行超高压处理所需时间，并按所需时间 进行装卸物料和超尚压处理，可以提尚超尚压处理设备对物品的处理效率。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明超高压处理设备的模块示意图；
[0039] 图2是本发明超高压处理设备主机系统的结构示意图；和
[0040] 图3是本发明的超高压的物品处理方法的工艺流程图。
[0041 ]附图标记列表
[0042] 10:主机系统 20:水路系统
[0043] 30:超高压源系统 40:操作执行系统
[0044] 50:控制系统 101:承力框架
[0045] 102:超高压缸体 103:挡块
[0046] 103a:第一挡块 103b:第二挡块
[0047] 104:堵头 104a:第一堵头
[0048] 104b:第二堵头 l〇5a:第一传力挡块
[0049] 105b:第二传力挡块 106承力座
[0050] 106a:承力座的弧形部分 201:超高压水路系统
[0051 ] 202:低压水路系统 301:第一超高压源子系统
[0052] 302:第二超高压源子系统 303:第三超高压源子系统
[0053] 304:第四超高压源子系统 401:智能开合装置
[0054] 402:伺服电机 403:液压油缸
[0055] 404:油管 501:主机控制子系统
[0056] 502:水路控制子系统 503:超高压源控制子系统
[0057] 504:操作执行控制子系统
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图进行详细说明。
[0059] 本发明所指的超高压处理是指用IOOMPa及以上的静水压力对物品进行处理，从而 达到灭菌、改变物品的某些理化反应速度的效果。
[0060] 实施例1
[0061] 以本发明使用的超高压处理设备为例。
[0062]参见图1，超高压处理设备包括主机系统10、水路系统20、超高压源系统30、操作执 行系统40和控制系统50。本发明提供的超高压处理设备包括五大系统，通过五大系统的配 合，可实现堵头104的自动开合，超高压缸体102的自动移动、自动增压、自动保压、自动补压 和自动泄压等功能。下面具体介绍各系统的主要结构及功能。
[0063] 主机系统10至少包括承力框架101、超高压缸体102、挡块103和堵头104。如图2所 示，超高压缸体102卧式放置于承力框架101内。挡块103包括设置于超高压缸体102两端的 第一挡块103a和第二挡块103b。第一挡块103a和第二挡块103b用于直接或间接连接承力框 架101与超高压缸体102。堵头104包括设置于超高压缸体102两端的第一堵头104a和第二堵 头104b。第一堵头104a和第二堵头104b用于密封超高压缸体102的两端。可通过设置于第一 堵头104a和第二堵头104b中的介质输入管路向超高压缸体102中注入超高压介质。
[0064] 优选地，承力框架101由至少两组钢板组成。两组钢板彼此间隔开，采用连接机构 相对定位，从而在两组钢板之间形成纵向贯通的缝隙。每组钢板由3~8片合金钢板叠加而 成。更优选地，每组钢板由6片合金钢板叠加而成。每片合金钢板通过水切加工工艺形成有 能够容纳超高压缸体102的承力座106。承力座106的轴向两端具有弧形结构。本发明的承力 框架101由3~8片合金钢板叠加而成的至少两组钢板组成，相比于整体实心结构，由单个钢 板组装形成的结构能够承受更大的压力。承力框架101是通过水切加工工艺形成的，相较于 激光切割工艺或其他机械加工工艺，承力框架的承力性能不易被破坏。通过水切加工工艺 形成的承力座106光滑无毛边，有助于第一挡块103a和第二挡块103b与承力框架101彼此贴 合。根据一种优选实施方式，承力框架101是由两组钢板构成，每组钢板由6片钢板通过水切 加工工艺形成有足以容纳超高压缸体的空间。由单片钢板组装形成的结构能够承受更大的 压力，并且相比整体实心结构的承力框架，节约残料、降低成本。水切加工可以对钢板进行 任意曲线的一次性切割加工，切割时不会产生热量和有害物质，材料无热效应，水切割后不 需要或易于二次加工，安全、环保、成本低、速度快、效率高。所述承力框架的外侧是呈内角 为120°至140°的折线形结构的承力框架。所述折线形结构是由长方形的各层板材沿一致的 切线切去四角后形成的，且所述切线的延长线彼此相交后围成平行四边形，优选的，延长线 相交构成正方形。各层钢板之间的相互接触面积大于其相对面积的80%，并且两组板材之 间缝隙的宽度与每组板材厚度之比是1~3:1，优选2.5:1。另外，所述承力框架内侧框体的 宽度与框体的厚度之比为2~1:1，优选为1.5:1;另外其内侧框体的长宽比为5~6:1，优选6 :1，外侧框体的长宽比为2~4:1，优选3:1。根据一种优选实施方式，所述承力框架形成具有 椭圆形空间的结构，其中空空间圆弧的半径与该圆弧圆心至承力框架外侧最近点的长度之 比为1:1.5~2.5。
[0065]承力框架框型内侧的长宽比越大，可容纳圆柱状高压缸体的长宽比越大，那么堵 头的表面积越小，内部液体压强朝各个方向是相等的，大部分压力被高压缸体承受，堵头承 受的就会压力越小，传递给承力框架的压力也就越小，对承力框架的利用率就不高，同时相 同外表面积的高压缸体的容量也就越小，因此超高压灭菌装置的利用率就不高。但是反之， 承力框架框型内侧的长宽比越小，相同外表面积的高压缸体的容量也就越大，承力框架受 到的力也越大，对承力框架的性能要求也就越高。因此需要根据实际情况，比如框架的厚度 和材质，对承力框架内侧边的长宽比作出合适的选择。根据本发明的一个优选实施方式，承 力框架内侧边的长宽比为5~6:1，更优选的，承力框架内侧边的长宽比为6:1，既能够使高 压缸体具有较大的容量，也能在安全范围内更大程度地发挥承力框架的性能。
[0066]在承力框架内侧的长宽比一定的情况下，承力框架的厚度将是影响其承受超高压 能力的主要因素，特别是半圆柱形挡块承受的超高压力会通过弧形或者拱形的承力座分散 并传递给承力框架水平方向的长侧边，承力座处受到的力将会最大。因此承力座处的框体 厚度也对承力框架的整体性能起着重要的影响。根据本发明的一个优选实施方式，承力座 的内侧圆弧半径与该圆弧圆心至承力座外侧最近点（即承力座处的框体厚度最小处）的长 度之比为1:1.5~2.5,跟优选的该比例为1:2。此时即能在安全范围内更大程度地发挥承力 框架的性能，又能容纳更大容量的高压缸体，充分提高超高压灭菌装置的利用率。
[0067]根据一个优选的实施方式，所述承力框架由至少两组板材构成，每组板材由至少 六层钢板并列构成，其中各层钢板之间的相互接触面积大于其相对面面积的80%。相比于 整体实心结构的承力框架，片状钢板组装形成的多层结构，能够更好地分散受力，形变范围 更大，稳定性和安全性更好，而且能够节约材料、降低成本。
[0068]板材的组数量越多，越不容易调整其位置，由于承力框架要用于超高压力，稍有偏 差就会使不同板材组受到的力产生很大的区别，使得设备安全性和稳定性降低。板材的层 数越多，安装要求越高，设备的制造成本也越高，而板材的层数越少，则对承力框架承受力 的分散性越差，安全性越低。根据本发明的一个优选实施方式，采用两组分别为6层结构的 板材，构造简单，成本低，安装维护方便，设备的稳定性也更好。
[0069]优选地，第一挡块103a和第二挡块103b设置于承力框架101的轴向两端。第一挡块 103a和第二挡块103b为具有弧形结构的立方体。第一挡块103a和第二挡块103b具有弧形结 构的面为与承力座的弧形部分106a相匹配的结构。更优选地，承力框架101的承力座106为 椭圆形。第一挡块l〇3a和第二挡块103b为半圆柱体。第一挡块103a和第二挡块103b的弧形 结构与承力座的弧形部分l〇6a相匹配以使第一挡块103a和第二挡块103b与承力框架101实 现面面接触。本发明的第一挡块103a和第二挡块103b具有与承力座的弧形部分106a相匹配 的结构，使得二者紧密贴合，能够实现面面接触。另一方面，本发明将承力框架101放置第一 挡块103a和第二挡块103b的部位设置为弧形结构，可使承力框架101受力均匀，并且在承受 较大作用力时不易变形，使得承力框架101能够承受更大的压力。
[0070] 优选地，超高压缸体102是由内层不锈钢筒体和多层钢体制成的套筒结构。超高压 缸体102呈圆筒状以使其在超高压状态时受力均匀。超高压缸体102的内层直径为200~ 400_。超高压缸体102的内层长度为1800~2600_。超高压缸体102的筒体结构可承受系统 工作的超高压周向力。超高压缸体102内的工作压力为0~1500MPa。更优选地，超高压缸体 102内的工作压力为100~lOOOMPa。超高压缸体102内的工作温度为5~60°C。优选地，超超 高压缸体102至少包括第一超高压缸体和第二超高压缸体。第一超高压缸体和第二超高压 缸体通过导轨交替移入和/或移出承力框架101，以使第一超高压缸体和第二超高压缸体交 替进行超高压处理准备过程和超高压处理过程。
[0071] 本发明的承力框架的组装包括如下步骤：
[0072] 1、采用外六角工艺螺栓将6件水切加工的钢板在平板上预装;其中每片钢板不能 有飞边、毛刺、磕碰、油污，每个钢板的放置要与水切加工放置保持一致。
[0073] 2、将半圆形第一挡块和第二挡块分别放置于由6件钢板构成的承力框架形成的两 侧圆弧中，并通过调节杆连接上述两个挡块，并逐渐加力，观察钢板的受力变化情况，螺栓 也随之预紧，但不锁死。
[0074] 3、直到6件钢板与挡块充分接触，调节杆不再变化时，将螺栓按米字型顺序逐一紧 固直到锁死为止。
[0075] 4、松开调节杆，在挡块的凸面上均匀涂抹红胆粉，再次给调节杆加力，至不再变化 为止，松开调节杆，检查6件钢板的圆弧面与挡块凸面的接触情况，人工修整重复进行。直到 6件钢板同时均匀接触，并且接触面达到80%以上。
[0076] 5、上述检查合格后，再次将调节杆加力至不再变化为止时，用直销逐一替换螺栓， 并在两端焊牢。替换时，只有在第一支直销完全焊接牢固后，才能允许按米字型顺序松开第 二支螺栓进行替换。在替换时要使用工装外加锁紧力，另一方面直销外径不能与钢板内孔 壁相接触，可用薄纸片在两端垫起。
[0077] 6、松开调节杆，将挡块取出，完成组装。
[0078] 优选地，第一堵头104a和第二堵头104b对称设置于超高压缸体102的两端。第一堵 头104a和第二堵头104b具有相同的结构。第一堵头104a和第二堵头104b通过液压挺杆推动 堵头移动并使第一堵头l〇4a和第二堵头104b插入超高压缸体102的两端以实现对超高压缸 体的密封。液压挺杆嵌套于液压缸中。液压挺杆相对于液压缸能够进行伸缩移动。第一堵头 104a和第二堵头104b还具有用于密封堵头与超高压缸体102的三角垫圈、U圈和密封圈隔 板。三角垫圈、U圈和密封圈隔板套接于堵头上并与堵头外表面相贴合，可提高堵头与超高 压缸体102之间连接的稳定性和密封的可靠性。
[0079]优选地，第一堵头104a与第一挡块103a之间设置有第一传力挡块105a。第二堵头 1〇4b与第二挡块103b之间设置有第二传力挡块105b。第一传力挡块105a和第二传力挡块 l〇5b分别用于在第一堵头104a和第一挡块103a、第二堵头104b和第二挡块103b之间建立传 力连接。第一传力挡块l〇5a与第一堵头104a相互接触的面为形状相匹配的平面结构。第一 传力挡块l〇5a与第一挡块103a相互接触的面也为形状相匹配的平面结构。同样地，第二传 力挡块105b与第二堵头104b相互接触的面为形状相匹配的平面结构。第二传力挡块105b与 第二挡块103b相互接触的面也为形状相匹配的平面结构。所述第一传力挡块105a和第二传 力挡块105b分别是由两部分构成，上述传力挡块的两个部分在相接触面上各设置有半圆形 凹槽以使其相接触时形成可容纳液压杆的圆柱形通孔。第一传力挡块l〇5a用于在第一堵头 104a与第一挡块103a之间建立传力连接。第二传力挡块105b用于在第二堵头104b与第二挡 块103b之间建立传力连接。
[0080] 超高压缸体102内产生的反作用力是通过如下方式传递给承力框架101的：超高压 缸体102内产生的反作用力通过第一堵头104a和第二堵头104b传递至第一传力挡块105a和 第二传力挡块105b。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b将反作用力传递至第一挡块 103a和第二挡块103b，再由第一挡块103a和第二挡块103b将反作用力传递至承力框架101。
[0081] 根据一个优选实施方式，水路系统20包括超高压水路系统201和低压水路系统 202。水路系统20用于超高压处理设备的泄压。优选地，超高压水路系统201包括超高压管 路、超高压自动泄压阀、超高压手动泄压阀、超高压压力传感器和连接管路。超高压自动泄 压阀、超高压手动泄压阀、超高压压力传感器的一端与堵头104连接。超高压自动泄压阀、超 高压手动泄压阀、超高压压力传感器的另一端与增压水箱连接。超高压自动泄压阀连接于 泄压管路内，增压时，通过气栗及电磁换向阀将超高压自动泄压管路关闭。达到工作压力和 所需保压时间后，气栗启动将自动泄压管路打开，实现自动泄压。超高压手动泄压阀并联安 装于泄压管路内。超高压手动泄压阀为常闭状态，仅作为泄压的应急手段。优选地，低压水 路系统202包括大流量注水栗、排水栗、自动截止阀、水路传感器、进出水管路、排污管路、水 箱、水位监测系统和过滤系统等。
[0082]根据一个优选实施方式，超高压源系统30包括第一超高压源子系统301、第二超高 压源子系统302、第三超高压源子系统303和第四超高压源子系统304。第一超高压源子系统 301、第二超高压源子系统302、第三超高压源子系统303和第四超高压源子系统304具有相 同的结构，均包含有超高压介质栗、主油栗、增压器、超高压管路和增压换向阀。在正常工作 过程中，第一超高压源子系统301、第二超高压源子系统302、第三超高压源子系统303和第 四超高压源子系统304中只有三个超高压源子系统工作，另一个作为备用。超高压源系统30 用于增加超高压缸体102内的压力并使超高压缸体102内的压力达到预设值。
[0083]超高压源子系统30的工作原理为：主油栗运行后，将油箱里的液压油分别注入增 压器的两个进油口，推动增压器低压缸中的堵头左右移动。增压器低压缸两侧各装有一套 超高压缸，超高压缸的柱塞杆和低压缸的堵头连为一体，堵头左右移动推动柱塞杆移动。在 主油栗向增压器低压缸里注油的同时，介质栗也在向增压器超高压缸里注水。由于电控换 向阀的作用，进入增压器低压缸中的液压油只能是一个油口进油而另一个油口出油流回油 箱。当增压器右侧的换向阀被打开，左侧的换向阀被关闭，这时主栗向增压器低压缸右侧的 油口注油，而左侧的油口回流油箱。这样促使低压缸里的堵头右侧的压力大于左侧，驱使堵 头向左侧移动。随着压力的不断增高，堵头不断推动柱塞杆向左移动。由于堵头的受压面积 远远大于柱塞杆端面的受压面积，超高压缸里的水压倍增。因为水路装有单向阀，增压器超 高压缸体里的水只能流向超高压缸。当低压缸里的油压达到设定压力时，电控换向阀换向。 增压器左侧的换向阀被打开，右侧的换向阀被关闭，这时主油栗向增压器低压缸左侧的油 口注油，而右侧的油口回流油箱。增压器通过周而复始地换向增压，不停的将水压入超高压 缸体，从而使超高压缸体内达到预定的工作压力。
[0084]根据一个优选实施方式，操作执行系统40包括智能开合装置401、伺服电机402、液 压油缸403、油管404、支撑底座、移动导轨及开关等。操作执行系统40通过控制栗以及相关 的阀座改变液压油缸403中液压油的流向以实现超高压缸体102和挡块103的前后移动以及 实现堵头104的推入和拉出。优选地，智能开合装置401包括堵头开合装置、挡块开合装置、 超高压缸体横向移动机构、超高压缸体定位装置等。智能开合装置401主要完成挡块103的 开合、堵头104的开合、超尚压缸体102的横向联动、定位等功能。超尚压缸体102横向联动的 动力来自伺服电机402,其余各运动的动力来自液压油缸403。运动位置由传感器检测及可 编程控制器控制，以保证移动位置的准确性和重复性。优选地，液压油缸403为十个。其中四 个安装在支撑底座横梁两端用于超高压缸体102定位。两个安装在承力框架101上分别与第 一堵头104a和第二堵头104b连接，用来推动堵头104推入超高压缸体102或从超高压缸体 102里拉出。剩余的四个安装在支撑底座，用来推动挡块103的开合。
[0085]根据一个优选实施方式，控制系统50采用模块化的设计思想，包括主机控制子系 统501、水路控制子系统502、超高压源控制子系统503和操作执行控制子系统504。控制系统 50用于控制主机系统10、水路系统20、超高压源系统30和操作执行系统40完成预期操作。优 选地，设备操作方式是通过设备触摸屏上的各种功能按钮来实现的。可编程控制器的输入 端子与操作按钮、压力传感器、各设备行程开关等相连接。可编程控制器的输出端子与电磁 阀、交流接触器等相连接。可编程控制器的通讯端口通过PC/PPT电缆与计算机相连接。可编 程控制器根据输入部件的工作状态，经由内部程序的处理，做出相应的动作，完成设备的预 期操作。
[0086]本发明使用的超高压处理设备对物品进行超高压处理的工作原理为:待处理物品 放入超高压缸体内后，堵头推进到工作位置和超高压缸体形成密闭的容腔。增压时，控制系 统首先启动主油栗，同时关闭自动泄压阀，然后由低压注水栗向容器内大流量充水，当容器 内充满水后，启动超高压源系统工作进行增压。当压力传感器检测到超高压缸体内压力达 到预设值后，超高压源系统停止增压，进入容器保压阶段。保压计时器开始计时，达到预设 时间后，保压计时器停止计时。在保压阶段，若压力泄漏到补压设定值时，超高压源系统自 动启动进行补压，补压到压力设定值停止。保压阶段结束后自动泄压。泄压时，由控制系统 打开自动泄压阀，压力通过高压管路泄掉。
[0087]本发明使用的超高压处理设备由主机系统、水路系统、超高压源系统、操作执行系 统和控制系统五大部分组成，可实现堵头的自动开合，超高压缸体的自动移动、自动增压、 自动保压、自动补压和自动泄压等功能。本发明使用的超高压处理设备的主机系统通过设 置承力框架，将超高压缸体置于承力框架内，可用于承受超高压缸体产生的巨大反作用力， 使得超高压处理设备不易出现安全隐患，并且，本发明的超高压缸体为卧式放置，相比于现 有技术中的立式放置，具有放、取物料方便和安全性更高的优势。
[0088] 实施例2
[0089]以使用本发明实施例1所述的超高压处理设备完成对物品的超高压处理过程为 例。
[0090]如图3所示，本发明的超高压的物品处理方法包括如下工序。
[0091] SI:放料。超高压处理设备在初始状态下，人工将需要进行超高压处理的物品放入 第一超高压缸体或第二超高压缸体中。
[0092] S2:超高压缸体移动到工作位。人工放料完成后，点击"1#舱进工位"或"2#舱进工 位"按钮，放有待处理物品的超高压缸体102在伺服电机402的带动下由初位移动到工作位 置，并实现准停。另一超高压缸体回到初位，进行人工取、放料操作。此处的初位是指取、放 料的位置。工作位置是指进行超高压处理的位置。
[0093]以上两步为人工操作完成，待放有待处理物品的超尚压缸体102进工位并准停后， 人工检查无误，按下"自动启动"按钮，超高压处理设备进入自动运行状态。完成以下工序。
[0094] S3:超高压缸体锁定。第一超高压缸体或第二超高压缸体移进至工作位置步操作 完成后，第一超高压缸体或第二超高压缸体定位销插入超高压缸体和机身定位孔，实现超 高压缸体102的准确定位，并且实现第一堵头104a和第二堵头104b的中轴线与超高压缸体 102内腔的中轴线精准对齐。根据一种优选实施方式，定位销通过弹簧连接至超高压缸体， 缸体移动至超高压处理工位时被弹簧推入定位孔产生电信号，超高压缸体停止移动。
[0095] S4:堵头进水位。定位销插入至工位步完成后，第一堵头104a和第二堵头104b的油 缸推动各自堵头同时进入超高压缸体102内，进行水密封，当第一堵头104a和第二堵头104b 触发堵头水位开关时，停止推进，准备进行大流量注水。
[0096] S5:超高压缸体内大流量注水至满。第一堵头104a和第二堵头104b进水位步完成 后，超高压注水栗启动，将超高压介质大流量注入超高压缸体102内，超高压缸体102内液面 逐步上升，当超高压缸体102上面安装的溢水水流开关动作时，停止注水，此时超高压缸体 102已满。
[0097] S6:第一堵头进工位。超高压缸体102大流量注水至满步完成后，第一堵头104a油 缸再次推动第一堵头l〇4a进入超高压缸体102内腔，进行高压密封，当第一堵头104a触发堵 头工位开关时，停止推进，第一堵头104a密封完毕。
[0098] S7:第一传力挡块进工位。第一堵头104a进工位步完成后，第一传力挡块105a油缸 推动第一传力挡块l〇5a进入工作位置，当第一传力挡块105a触发传力挡块工位开关时，停 止推入。
[0099] S8:第二堵头进工位。第一传力挡块105a进工位步完成后，第二堵头104b油缸再次 推动第二堵头l〇4b进入超高压缸体102内腔，进行高压密封，当第二堵头104b触发堵头工位 开关时，停止推进，第二堵头104b密封完毕。
[0100] S9:第二传力挡块进工位。第二堵头104b进工位步完成后，第二传力挡块105b油缸 推动第二传力挡块105b进入工作位置，当第二传力挡块105b触发传力挡块工位开关时，停 止推入。
[0101] S10:设备增压保压泄压一体化操作。第二传力挡块105b进工位步完成后，超高压 处理设备自动完成增压、保压和泄压操作一体化步骤。
[0102] 超高压处理设备在IOmin内将压力升至设定压力。所设压力不超过1500MPa。超高 压处理设备的保压时间可设置为0~1800S间的任何时间。保压阶段，超高压缸体102内的压 力低于设定压力10~20MPa时，由超高压处理设备自动完成补压。超高压缸体102在增压、保 压和泄压阶段的温度为5~60°C。
[0103] 当前述工序完成后，超高压处理设备已经自动泄压，为了确保生产、人员和设备的 安全，需要人工查看面板压力监控值，确认压力已经泄掉到零。点击"泄压确认"按钮，设备 再次启动继续完成以下工序。
[0104] Sll:传力挡块回初位。超高压处理设备泄压步完成后，第一传力挡块105a和第二 传力挡块l〇5b油缸带动各自传力挡块同时回到初始位置，当触发传力挡块初位开关时，第 一传力挡块l〇5a和第二传力挡块105b停止移动。
[0105] S12:堵头回水位。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b回初位步完成后，第一 堵头104a和第二堵头104b油缸带动各自堵头，同时退至水位。当触发水位开关时，第一堵头 104a和第二堵头104b停止移动。
[0106] S13:超高压缸体大流量抽水至空。第一堵头104a和第二堵头104b回水位步完成 后，超高压处理设备自动启动超高压缸体排水栗，排水栗抽出超高压缸体102内和排水槽内 超高压介质，超高压缸体102和排水槽内介质抽空后停止。
[0107] S14:堵头回初位。超高压缸体102排水完毕后，第一堵头104a和第二堵头104b油缸 带动各自堵头，同时从超高压缸体102容腔内的排水位置退至初始位置。
[0108] S15:超高压缸体解锁。第一堵头104a和第二堵头104b回初位步完成后，超高压缸 体102定位销拔出至初位，超高压缸体102解锁，超高压缸体102可以移出。
[0109]至此，超高压处理设备的自动程序完成。
[0110] S16:超高压缸体移出至初位。超高压缸体102解锁步完成后，单击"2#舱进工位"或 "1#舱进工位"按钮，第一超高压缸体或第二超高压缸体通过导轨在伺服电机402的推动下 移动到初始位置，并实现准停。
[0111] S17:取料。超高压缸体102回初位步完成后，由人工将放入超高压缸体102内的物 品取出。同时，为下一次进行超高压处理做好准备。
[0112]本发明提供的超高压的物品处理方法为连续化处理工艺。具体地，本发明是通过 如下方式实现连续化处理工艺的:本发明的超高压处理设备至少包括第一超高压缸体和第 二超高压缸体。第一超高压缸体和第二超高压缸体共用第一堵头l〇4a和第二堵头104b。第 一超高压缸体和第二超高压缸体其一在工作时可置于承力框架101内，通过第一堵头l〇4a 和第二堵头l〇4b对在承力框架101内的超高压缸体进行密封后，经过增压、保压和泄压过程 以完成对物品的超高压处理。同时，在初始位置的另一超高压缸体两端敞开，装入待处理 物，为下一次进行超高压处理做好准备。或者在初始位置的另一超高压缸体两端敞开，取出 已经处理过的物品后再装入待处理物，为下一次进行超高压处理做好准备。
[0113]本发明的超高压的物品处理方法具有操作简单、安全可靠性高和处理效率高等优 势，另一方面，本发明的超高压的物品处理方法只需经过一次增压和保压阶段即可完成对 待处理物品的超高压处理，相对于现有技术中需要两次或三次循环增压过程的处理方法， 本发明提供的方法还具有工艺流程简单的优势。
[0114] 实施例3
[01 ?5]以实施例2提供的超尚压的物品处理方法处理糖米为例。
[0116]糙米是稻米经过加工后所产的一种米，去壳后仍保留有些许外层组织，如皮层、糊 粉层和胚芽，该外层组织内含丰富的营养。与白米相比，糙米更富含有许多维他命、矿物质 和膳食纤维，因此，糙米被视为一种健康食品。
[0117]使用本发明提供的超高压的物品处理方法处理糙米的工艺过程如下：
[0118]进入超高压处理设备的主界面后，在四个超高压源子系统中选择三个作为增压高 压源，剩余的一个作为备用。即，可在1#高压源增压选择、2#高压源增压选择、3#高压源增压 选择和4#高压源增压选择中任选三个作为增压高压源。同时，在1#高压源补压选择、2#高压 源补压选择、3#高压源补压选择和4#高压源补压选择中任选一个高压源为补压提供超高压 介质。完成增压高压源和补压高压源的选择后，将目标压力设置为200~600MPa中的任何一 个数值，补压压力设定为10~20MPa中的任何一个数值，保压时间设定为0~600S中的任何 一个数值。并将设备的运行模式选择为自动运行。
[0119] 将待处理的糙米加水浸泡后装入塑料袋子中抽出空气后进行真空封装。浸泡时间 为1~5h，浸泡温度为25~45°C。将封装好的糙米放入第一超压高压缸体中。点击"1#舱进工 位"按钮，第一超高压缸体在伺服电机的带动下由初始位置移动到工作位置，并实现准停。 同时，第二超高压缸体回到初始位置，可进行取、放料操作。人工检查无误，按下"自动启动" 按钮，超高压处理设备进入自动运行状态。超高压处理设备自动完成第一超高压缸体锁定、 堵头进水位、第一超高压缸体内大流量注水至满、第一堵头进工位、第一传力挡块进工位、 第二堵头进工位、第二传力挡块进工位、增压、保压和泄压工序。当前述工序完成后，确认压 力已经泄掉到零，点击"泄压确认"按钮，设备再次启动继续完成以下工序。超高压处理设备 自动完成传力挡块回初位、堵头回水位、超高压缸体大流量抽水至空、堵头回初位、第一超 高压缸体解锁工序。至此，超高压处理设备的自动程序完成。单击"2#舱进工位"按钮，第一 超高压缸体通过导轨在伺服电机的推动下移动到初始位置，并实现准停。由人工将放入第 一超高压缸体内的糙米取出。同时，为下一次进行超高压处理做好准备。
[0120] 糙米经室温浸泡Ih后，在不同保压时间和不同压力下进行超高压处理，得到的糙 米吸水率如表1所示。
[0121 ] 表1超高压处理对糙米吸水率的影响
[0123]从表1可以看出，超高压处理糙米过程中，对糙米吸收率有明显影响的为压力。这 是由于压力会对糙米内部大分子物质产生结构性改变，导致细胞膜降解，从而改变糙米的 吸水性，使得糙米在蒸煮过程中更易吸水糊化，减少蒸煮时间。
[0124] 糙米的质构品质中，硬度是一个非常重要的指标。表2为糙米经室温浸泡Ih后，在 不同保压时间和不同压力下进行超高压处理得到的糙米饭硬度。
[0125] 表3为未经过超高压处理时，在不同温度和不同时间浸泡下进行浸泡处理得到的 糙米饭硬度。
[0126] 表2超高压处理对糙米饭硬度的影响
[0130]从表2可以看出，随着压力的升高，糙米饭的硬度出现明显下降。压力为500MPa和 600MPa时，随着保压时间的延长，糙米饭的硬度也有明显下降。低于500MPa时，保压时间对 糙米饭的影响没有规律性，这说明500MPa的压力对糙米饭的硬度有至关重要的影响。
[0131 ] 从表3可以看出，随着浸泡时间的延长，糙米饭的硬度下降。25°C和30°C的浸泡处 理对硬度的作用没有明显区别。当浸泡温度为30~35°C，浸泡时间低于3h时，温度的升高对 硬度也没有显著的影响，随着浸泡时间的延长，温度的作用才开始显现出来。当温度达到40 °(：时，温度对糙米饭硬度的作用在Ih的浸泡时间下就体现出来了，并且与35°C相比有显著 区别。
[0132] 对比表2和表3可知：虽然浸泡处理也可以降低糙米饭的硬度，但和超高压处理相 比还存在一定差距，而且从时间耗费上来说，浸泡处理更是远远高于超高压处理。
[0133] 通过测量不同处理方式处理后的糙米的蒸煮时间，可以直观地表达超高压处理对 糙米蒸煮方便程度的影响。表4为不同处理方式对糙米蒸煮时间的影响。
[0134] 表4不同处理方式对糙米蒸煮时间的影响
L〇136j 从表4可以看出，随看浸泡温度的升高和浸泡时间的延长，糙米的蒸煮时间有所下 降。经40°C浸泡2h的处理，蒸煮时间可从34min下降到19min。而经400MPa保压300S的超高压 处理，糙米的蒸煮时间即可降低到16min，随着压力的升高，蒸煮时间继续缩短。浸泡处理虽 然也可以缩短糙米的蒸煮时间，但是与超高压处理相比，其耗时长，作用也并没有超高压处 理显著。
[0137] 综上所述，超高压处理对糙米的吸水率、硬度和蒸煮时间都有显著影响。这是由于 超高压处理改变了糙米的组织结构和吸水特性，从而显著降低了糙米饭的硬度和蒸煮时 间。使用超高压处理技术对糙米进行处理后，不仅可以改善米粒的组织结构，提高营养物质 的利用率，使糙米的口感更好;并且可以提高熟食的保质期，增加其市场价值。
[0138] 实施例4
[0139 ]以超高压处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响为例。
[0140] 梅鱼，又名"梅童鱼"，体形细长，为近海小型经济鱼类，其资源丰富、价格低廉，具 有较高的营养价值，是鱼糜加工的重要原料。弹性是衡量鱼糜品质的重要指标之一，它是硬 度、伸缩性以及粘性的综合体现，主要取决于鱼糜的凝胶特性。因此，凝胶化是鱼糜制品的 技术关键，只有经过充分凝胶化的鱼糜制品才富有弹性，有较好的口感和较高的商品价值。
[0141] 将冷冻鱼糜空斩2min后，添加3 %食盐、15 %的水斩拌2min，最后添加15 %马铃薯 淀粉继续斩拌15min，斩拌过程中保持鱼肉温度低于10°C。然后灌肠，鱼肠长度在5cm左右。
[0142] 按照实施例2或实施例3提供的方式对鱼肠进行超高压处理。目标压力设置为0~ 600MPa中的任何一个数值，补压压力设定为10~20MPa中的任何一个数值，保压时间设定为 0~900S中的任何一个数值。将设备的运行模式选择为自动运行。表5为保压600S下，将不同 压力处理后得到的鱼肠取出后迅速用冰水冷却，在4°C放置24h后进行凝胶特性分析得到的 结果。表6为在300MPa下，将同保压时间处理后得到的鱼肠取出后迅速用冰水冷却，在4°C放 置24h后进行凝胶特性分析得到的结果。
[0143] 对样品凝胶特性的测试选用本领域常用的测试方法，在此不再赘述。
[0144] 表5不同压力处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
[0147] 由表5可知，硬度、弹性、内聚性和咀嚼性均随处理压力的升高逐渐增大，在400MPa 时达到最大值。随着压力的继续增大，硬度和咀嚼性则显著减小，弹性和内聚性变化不明 显。由表5也可发现，随着压力的增大，梅鱼鱼糜凝胶强度呈现先增大后减小的趋势。凝胶强 度在300MPa时达到最大值。这是由于鱼肉中的肌原纤维蛋白（即盐溶蛋白）是形成凝胶的主 要成分，随着处理压力的逐渐增大，首先发生肌球蛋白的变性，包括蛋白质构型改变与肽链 的解开，同时超高压处理可使蛋白质分子中二硫键部分断裂，巯基含量增加，使蛋白质凝胶 性能改善。高压处理也能解聚肌动蛋白和肌动球蛋白，并能提高肌原纤维蛋白溶解性，当压 力足够大时，可能会影响物质分子间结合形式，导致键的破坏和重组，从而使大分子功能特 性发生变化，形成凝胶网络结构，改善凝胶特性。但是当压力进一步升高时，可能会因蛋白 质变性过快而令凝胶的网络结构交联度降低，从而使凝胶强度减小。
[0148] 表6不同保压时间处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响
[0150]由表6可知，当保压时间小于600S时，凝胶特性随着保压时间的延长显著改善。当 保压时间超过600S时，硬度和咀嚼性有一定程度的下降，但是变化不显著，弹性和内聚性则 无明显变化。由表6也可以看出，随着保压时间的延长，凝胶强度有所改善，在保压900S时达 到323.32g/cm2。这可归结为疏水相互作用和二硫键作用的增强可以提高鱼糜凝胶的凝胶 强度，同时，由于300MPa的压力并没有使鱼肉内组织蛋白酶失活，反而可以提高其活性，当 凝胶化时间超过一定的值后，由于组织蛋白酶的水解作用占主导，鱼糜中的大量蛋白质被 水解，支撑凝胶网络骨架的蛋白质大分子链断裂，此时再增加疏水相互作用和二硫键则不 能改善凝胶特性。
[0151] 综上所述，经超高压处理后，不仅可以很好地保持梅鱼鱼糜原有的风味，而且能促 进梅鱼鱼糜凝胶的形成，获得更好的品质，在鱼糜加工中具有良好的应用前景。
[0152] 实施例5
[0153] 本发明提供的超高压的物品处理方法可广泛用于海产品、肉类等的杀菌、食品风 味的改变中，下面以本发明提供的超高压的物品处理方法在海产品和肉类处理中的应用为 例。
[0154] (1)超高压对海虾中微生物的影响
[0155] 使用本发明提供的超高压的物品处理方法，将保压时间设定为600S，压力范围为 300~400MPa，补压压力设定为10~20MPa。
[0156] 对经过超高压处理的海虾进行分析，超高压对海虾中各种微生物杀灭作用显著。 当超高压达到400MPa及以上的压力时，可以杀灭海虾中99.3%的微生物。
[0157] (2)超高压对牡蛎中微生物的影响
[0158]使用本发明提供的超高压的物品处理方法，将保压时间设定为600S，压力范围为 100~600MPa，补压压力设定为10~20MPa。
[0159] 对经过超高压处理的牡蛎进行分析，超高压处理对牡蛎具有显著的杀菌效果。经 100、200、300、40010^超高压处理后，牡蛎中细菌总数从原来的7个对数分别下降到4.2、 3.5、2.5和0.7个对数。当超高压达到500MPa及以上的压力时，牡蛎样品达到商业无菌。可 见，本发明提供的超高压的物品处理方法对牡蛎中微生物的瞬时杀灭效果显著。
[0160] (3)超高压处理对肉的嫩度的影响
[0161]使用本发明提供的超高压的物品处理方法，将保压时间设定为600S，压力范围为 100~600MPa，补压压力设定为10~20MPa。
[0162] 对经过超高压处理的肉类进行分析，经IOOMPa以上的超高压处理，肉类的嫩滑度 均有显著提高。其机理:一是机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋白的结合解离， Z线崩解和肌纤维小片化造成肌肉剪切力下降；二是压力处理使肌肉中内源蛋白酶一一钙 激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致。因此，超高压处理可以降低宰 后肉类的僵直程度、防止冷收缩，加速宰后成熟过程和增加肉类的嫩度。
[0163] (4)超尚压对海水鱼保减品质的影响
[0164] 使用本发明提供的超高压的物品处理方法，将保压时间设定为600S，压力范围为 100~600MPa，补压压力设定为10~20MPa。
[0165] 对经过超高压处理的海水鱼进行分析，发现300MPa和400MPa处理的海鲷在贮藏过 程中鱼肉弹力和硬度得到有效保留，相反200MPa处理样品在贮藏期间弹力降低，并且发现 海鲷背部肌肉的持水能力随着处理压力增加而降低。利用免疫印迹分析了超高压对结构蛋 白的影响，发现400MPa压力可防止肌间线蛋白在海鲷贮藏期间的降解，可能由于压力使肌 间线蛋白降解酶失活。
[0166] (5)超尚压对对it!下品质的影响
[0167] 使用本发明提供的超高压的物品处理方法，将保压时间设定为600S，压力范围为 100~600MPa，补压压力设定为10~20MPa。
[0168] 对经过超高压处理的对虾进行分析，随处理压力和保压时间的增大，对虾的颜色 变淡，L值明显增大，虾肉颜色逐渐变白，呈不透明状，但对红度和黄度并无明显影响，出现 轻微的类似蒸煮的成熟风味;其质构也发生了明显的变化，硬度随之增大，弹性先在低压区 域出现下降的趋势，继而随着压力的增大和保压时间的延长弹性也增大。在压力500MPa，保 压时间IOmin时，虾肉的显微组织结构变化明显，虾肉肌纤维的网状结构的间隙变小。处理 前的样品肌肉纤维组织稀松，网状结构均匀，处理后肌肉纤维明显变粗，变致密。这可能由 于超高压引起肌肉蛋白质的变性，使得虾肉中的肌肉纤维聚集在一起造成的。超高压处理 过的对虾的结构的空间间隙明显因受压而挤在一起，而且其基本框架也相对于热加工的更 粗，这跟超高压过程中的蛋白质交联网络结构的形成有关系。
[0169] 需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开 内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发 明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非 构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种超高压的物品处理方法，其特征在于，所述方法通过至少两个超高压缸体(102) 来执行轮替式超高压处理工作，其中，在其中一个超高压缸体移动至由外部承力框架(101) 来承受由超高压在缸体内所建立的反向推力的超高压处理位置并在其内借助超高压介质 对其内部承装的待处理物品进行超高压处理期间，其余超高压缸体中的至少一个执行装卸 料操作。2. 如权利要求1所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，所述装卸料操作是在超高 压处理期间用于承受超高压缸体（102)内压力的承力框架（101)之外完成的，并且所述其余 超高压缸体中的至少一个执行装卸料步骤所需时间是在考虑到所述其中一个超高压缸体 中借助超高压介质完成增压步骤和保压步骤所需时间之和的情况下，按照同步工作方式来 设定的。3. 如权利要求1或2所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，在对处理时间彼此不 同的多个批次物品进行超高压处理时，预先计算各批次装卸物料所需时间和超高压处理所 需时间，并按照停机时间最短的方式预先计算装料批次，而后根据预先计算得到的装料批 次来确定各批次物料装卸和超高压处理顺序。4. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，超高压处理设备 对物品进行超高压处理过程中，增压器中所用液压油经调温装置调整稳定，以使所述液压 油在工作中的温度始终保持在20~50 °C。5. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，进入超高压处理 位置的超高压缸体(102)在进行超高压处理之前首先在两端通过所述至少两个超高压缸体 共用的第一堵头(l〇4a)和第二堵头(104b)以可解除密封的方式建立水密密封。6. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，在进行超高压处 理之前，以受控方式将完成装料的超高压缸体（102)移向超高压处理位置，在其到达处理位 置之后通过定位销锁定，使其内腔的中轴线与第一堵头（104a)和第二堵头（104b)的中轴线 对齐。7. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，各个超高压缸体 均是由内层不锈钢筒体和多层钢体制成的套筒结构，并且所述至少两个超高压缸体通过横 向于承力框架（101)布置的导轨沿侧向移入和/或移出所述承力框架（101)限定的工作区域 之中。8. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，通过水切加工而 成的多层板材并列构成的承力框架（101)具有轴向两端为弧形结构的承力座（106)，所述承 力座的弧形部分（106a)以浮动方式支撑用于分别止挡第一堵头（104a)和第二堵头（104b) 的第一挡块(103a)和第二挡块(103b)。9. 如前述权利要求之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，超高压介质是通 过第一堵头（l〇4a)和第二堵头（104b)内的介质输入管路向所述超高压缸体（102)内注入 的。10. 如权利要求1至9之一所述的超高压的物品处理方法，其特征在于，所述超高压的物 品处理方法能够用于物品灭菌处理、病毒灭活处理、生物提取处理和/或生物制药处理。
【文档编号】A23L3/015GK105961998SQ201610298986
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】时庆, 姚建松, 尹光正, 洪美云
【申请人】北京速原中天科技股份公司