专利名称：爆炸增压灭菌方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用炸药爆炸产生超高压力的灭菌方法及其装置。
目前的超高压灭菌技术是1986年由日本京都大学林力丸教授首先提出的。食品经100Mpa以上超高压处理，可以杀死其中大部分或全部的微生物，钝化酶的活性，从而达到长期保存食品的目的。与加热灭菌方法比较，超高压杀菌不会使食品的温度升高，故没有食品色、香、味及营养成份的劣变。超高压灭菌所需的超高压都是利用机械方式产生。可以分为两类泵加压式和活塞加压式。由于压力高达100Mpa以上，需要3级或3级以上增压才能达到。因此，现有超高压灭菌所需的设备要求很高，制造困难，价格昂贵。鉴于上述因素的限制，日本超高压灭菌装置的最大工作容量仅为50L，最大工作压力为420Mpa，加压处理时间为15min。我国兵器工业部52所也提出了相类似的超高压灭菌方法与装置的专利申请(ZL9502841.3 ZL96101183.1)。由于设备与灭菌成本的制约，该技术在实际生产上尚未被广泛使用。
本发明的任务是提供一种设备要求低、方法简单、成本低廉的超高压灭菌装置与技术。即用廉价与方便的炸药爆炸产生超高压力用来取代机械增压装置。
本发明的爆炸增压灭菌装置由耐压容器，炸药及引爆装置，物料进口阀，物料出口阀，进水阀，排水阀及压力记录装置等所组成。其压力产生源为炸药，炸药及欲灭菌物料均浸没于水中，由电控起爆器引爆，炸药在爆炸瞬间可以产生1000Mpa以上的压力，形成向四周传播的冲击波。冲击波对需要灭菌的物料产生作用，在超高压力的作用下，微生物细胞结构受到破坏而死亡，从而达到灭菌作用。需要指出的是爆炸产生的冲击波在密闭容器中还会产生反射，产生二次波，三次波……等，有加强灭菌效果的作用。当然爆炸产生的超高压力与液压机械产生的高压相比，爆炸产生的超高压力维持的时间要短，约在数十毫秒到数百毫秒之间。为研究压力与维持时间对灭菌效果的影响，本发明的技术解决方案中做了专门研究，发现若达到相同的灭菌效果(即F值＝6)，压力与压力维持时间呈
图1的关系即随着压力的升高，所需的维持压力的时间呈对数形式的减少，不同种类的微生物，对超高压力的耐受力有所不同，故表现为存在一定的压力区间。结果表明，爆炸产生的超高压力与维持压力的时间是能够充分满足压力灭菌条件的需要，从而达到爆炸增压灭菌代替机械方式增压灭菌目的。在本发明的技术解决方案中对有特殊灭菌要求的作业，可以在爆室置第二爆炸源，进行二次爆炸，使得超高压灭菌效果更加可靠。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图2是本发明未包装液体物料爆炸增压灭菌装置示意图。
图3是本发明包装后物料爆炸增压灭菌装置示意图。
图2所描述的未包装液体物料爆炸增压灭菌装置包括耐压容器1、进水阀2、爆室3、炸药及引爆装置4、排水阀5、活塞6、活塞密封环7、环间密封液8，物料灭菌室9、物料进口阀10、物料出口阀11，压力记录装置12。装置在使用前，需要首先填置炸药及引爆装置3，继而开启物料进口阀9及进水阀2，再开启物料出口阀11和排水阀5，使得物料灭菌室和爆室分别充满准备灭菌的液体物料和水，排除各室中存在的气体。尔后，关闭所有阀门。引爆爆室中的炸药，产生超高压力冲击波，通过压力传导介质水将压力传导到物料灭菌室对物料施以超高压力作用，装置中的压力记录装置分别记录所受到压力及压力维持的时间。当满足预定的压力灭菌的条件要求，则装置自动泄去爆室残余压力。爆室3及物料灭菌室9同步排除室内的水及灭菌后的液体物料，灭菌后的液体物料由专用灭菌管道进入无菌包装机进行无菌包装，最终完成液体物料的灭菌包装整个过程。通过进料→爆炸增压→维持压力→减压→排出的方式进行循环操作，达到连续批量生产的目的。不同特性的液体物料，其灭菌条件允许有些差异，可以通过调节炸药的装药量达到改变压力值，从而满足压力灭菌的要求。
图3所描述的包装后物料爆炸增压灭菌装置包括耐压容器1、物料灭菌室2、炸药及引爆装置3、柔性隔膜4、压力记录装置5、包装后的物料6、水7、排水阀8、进水阀9、灭菌室封头10、爆室11。它可以将准备灭菌的物料事先进行定量包装，物料可以是液态状、糊状、液固混合状。超高压灭菌物料的包装有其特殊要求。玻璃容器、金属容器在高压下易碎或变形，塑料瓶及瓶盖也可以在高压下压入瓶内，故这些容器均不能用于压力食品的包装，超高压灭菌的物料一般都采用高阻隔复合塑料袋进行真空包装。
装置的灭菌程序可按下列方式进行先将封装好的小袋物料依次在物料灭菌室2的底部排好，可以逐层排列，在其上铺上柔性隔膜，安装炸药及引爆装置3，关闭灭菌室封头10，然后开启进水阀9使得物料灭菌室充满水并保证逐除所有的气体。关闭所有阀门，引爆0爆室中的炸药3，爆炸产生的超高压力冲击波通过压力传导介质水，将压力传导到各封装小袋4。装置中的压力记录装置分别记录所受到的压力及压力维持的时间。当满足预定的压力灭菌的条件要求，则装置自动泄去爆室11中的残余压力。排水阀8排除室内的水，灭菌后的封装小包从装置中取出，即为完成灭菌工艺的产品。装置可按以上方式重复操作，达到批量生产的目的。
权利要求
1.一种爆炸增压灭菌装置，由耐压容器1、炸药及引爆炸装置3、压力记录装置12、爆室3、物料灭菌室9、进水阀2、排水阀5等组成。其特征是利用炸药爆炸产生超高压力，通过压力传导介质水将压力传导到需要灭菌的物料上，达到灭菌的目的。
2.根据权利要求1所述的爆炸增压灭菌装置，对未包装液体物料，其特征在于装置中设计活塞6分隔为爆室3和物料灭菌室9。
3.根据权利要求1所述的爆炸增压灭菌装置，对已包装物料，其特征在于装置中设计柔性隔膜分隔爆室1与物料灭菌室9。
全文摘要
本发明是一种爆炸增压灭菌方法及其装置,装置由耐压容器、炸药及引爆装置、压力记录装置、爆室、物料灭菌室、进水阀、排水阀等组成。装置内炸药爆炸产生超高压力,通过压力传导介质——水将压力传导到需要灭菌的物料上,达到灭菌的目的。本发明适用于食品、药用品等生产领域。本发明利用炸药产生超高压力用于取代现行的机械方式增压。具有设备要求低,方法简单,成本低廉的特点。
文档编号A23L3/015GK1369236SQ0110809
公开日2002年9月18日 申请日期2001年2月12日 优先权日2001年2月12日
发明者张晓东, 沈瑞琪 申请人:张晓东