调料和宽叶草本植物的灭菌设备和方法

专利名称:调料和宽叶草本植物的灭菌设备和方法
本发明涉及用于生植物产品灭菌、更具体地说，用于干草本植物和调料灭菌的方法和设备，使它们适合于人类消费。
没有任何有效烹调或加入防腐剂情况下包装並置于架子上的农业食物产品，其灭菌一直依赖于用化学药品去杀死在植物物品表面或表面附近积累和生长的细菌;另一些方法是依靠用更传统的蒸气处理。前一种实践的困难是所用的化学药品经常留有不希望的残留物，或者在清除它们时实际上会带来环境的污染。一个已被广泛应用的这种化学药品是环氧乙烷，但它在一定浓度下被怀疑是有害的。另一方面，蒸气处理的方法经常导致被处理产品香味的显著损失，或者在像食品颜色这样的外观上或其含水量的不能接受的变化，像宽叶草本植物这样的某些食品和某些调料在进行诸如1913年5月13日批准的英国专利1061443中公开的现有技术蒸气消毒方法时，特别容易受破坏。在像1981年3月10日的美国专利4210678为代表的另一些方法中，食物在一个加长的时间里在如此高的温度下处理，以至不大可能避免对味道、因而也是对产品销路起作用的挥发油的损失。
在像美国专利4210678公开的另一些装置中，基本上采用物理处理法，例如磨碎和破碎，根本上改变了产品的性状，更不消说它的外观和味道，因而不是完全的话，也显著地失去了天然外观和味道。
人类使用或消费的材料的灭菌设备可在市场上买到，並能被改进用于本发明的方法和系统中，例如参见美国专利4，062，646。
其它一些方法要消耗大量的时间来完成选定量的生的植物性原料的处理，因而使这些方法是不经济的。而另一些方法一直不能导致细菌计数的充分减少、使产品适合于人类安全的消费。这在产品必须具有足够长的搁置期限时尤为重要。
本发明通过提供一个对环境是安全的、又是高度经济、有效的处理像调料和阔叶草本植物这样的生的植物材料的方法来克服以上的困难，而且不会失去这些草本植物的外观、香度或含水量的控制，同时使微生物显著减少，结果使该产品适合于在零售商店里包装和贮存。
在一个最佳实施方案中，本发明给出了一个灭菌方法，其中生的、至少表面被清洁过的植物产品被放在一个被预热过的第一容器中，对于一个选定量的产品，将烹饪用的、基本上是干净的蒸气在不用传统添加剂的情况下注入到该容器中，同时使容器中的东西被搅拌，注入蒸气持续不多于5分钟的一个短时间。注入灭菌蒸气时的搅拌或混和有助于缩短这一灭菌过程，因而避免了过份地暴露在灭菌蒸气和/或灼热之中，而这种暴露会产生其挥发油、含水量的降低的有害结果以及对产品外观的不利影响，这对于阔叶草本植物尤为重要，因为它们要在没有任何有效处理的情况下以散装或较小的零售箱形式被包装出售给最终的顾客。众所周知，阔叶草本植物和调料、像月桂叶、百里香、罗勃(basil)、牛至菜(marjoram)、野牛至菜(oregano)、洋苏叶(sage)和欧芹(parsley)，对温度变化和水分不同是灵敏的。该产品在被转移到一个已被维持在一个低压下並且其内部通过一个冷却夹套冷却了的第二容器中之前，可以留在该第一容器中一个选定的时间。当产品在第二容器中达到该选定温度时，产品在进入该第二容器的流体压力下从其中输送出来。
本发明的设备和方法不仅对灭菌过程的工作参量提供了极精细的控制，而且取得高生产量和高节能的效果。
考虑到以下结合附图的详细说明，以上的和其它的一些优点将成为显见。在附图中图1是执行本发明方法的设备的原理概图。
图2是本发明容器系统的一个罐的详细视图。
现在参照附图，在几个附图中同样的数字表示一致的部件，在图1中，画出了本发明的容器系统10。在一个最佳实施方案中，该系统包括两个园柱形的罐12和22，每一个分别大体上由一个外壳层或夹套14和24围住，罐12是灭菌罐，而罐22是冷却罐。如在结合附图2要进行详细的描述那样，每个罐有一个轴向延伸、可以旋转的轴，在它上面安装了用于搅拌和混和每个罐中东西的一些叶片，每个罐最好用不锈钢制成，而且其结构可以承受其内容物的高的增压。每个罐12、22的内部通过适当的管道与一个真空系统相连接，该真空系统可以包括一个又与真空泵28相连的贮气罐，二者都是普通的结构。用于通过该容器系统10的各种气体和液体的阀器件和流动控制器件和排放管是本领域专业人员所熟知的，所以为了清晰起见，在附图上被省略了。关于这一点，真空系统是通过适当的控制装置与罐12和22的内部相连，而且它可以包括安装在与罐12和22的进口16和17相连的管道中的程序操作阀30。根据以下的描述，专业人员显然可知，从将蔬菜产品装入第一罐12到它从第二罐22中输送出来的全部灭菌过程以及处理的每个阶段都可以有效地借助于计算机来进行，以获得最高的效能、最好质量和最多数量的效果。
罐12的夹套14通过适当的管道与一个蒸气源15及锅炉13相连，罐22的夹套24也可以连到一个冷却流体源23上。罐12的内部通过管道34也与烹饪用的蒸气源15相连。关于术语“烹饪用蒸气”，专业人员理解为用来产生蒸气的液体是饮用水，以便减少任何污染或改变被处理蔬菜产品的可能性。
罐12具有一个通至一遥控阀18的出料口38，这个阀又通至一管道20，该管另一端将东西倾倒入罐22的内部，罐22也通过一个控制口17与真空源26及真空泵25相连。此外，其夹套24与一个冷却流体源23相连，该冷却源与一个普通的流体泵25及冷却装置29相连。罐22的口44也有一个通至出料口48的遥控阀46，在出料口48的下面，是一个接受出料的容器27。
现在参照图2，上面表示了本发明类似于罐22、24的罐12的一个更详尽的部分剖面的正视图。内园柱体12的内部有一个轴向延伸的、通过诸如密封轴承54这样的任何一种合适的方法可旋转地安装的轴52，轴52由一个像普通的电动机这样的可变速度的传动装置驱动，一组叶片，其中一个用58表示，每个安装得沿径向延伸，从轴52向外伸到罐12的内表面附近，结果使得轴52转动后，放在罐12里的材料由于叶片58的动作而不断地进入与罐12的壁接合和与之脱离接合。
在图2中还示意地画出了一个气锁型引导装置60，它包括一个有出料口64的可移动式料斗，它最好可以与用于罐12入口的法兰66密封结合，以这种安排，如果罐12的内部预先安排来处理一种特定的植物产品，则该产品进入到罐12内部能够在不显著干扰罐12内部设定的压力和温度的条件下完成。装载阀门18和出料口20，每个有一个可遥控转动的普通结构的球阀18以方便对罐12迅速装料和出料。罐22如前指出的那样，有一个一样的出料球阀46。
在开始灭菌循环之前，在70处示意表示的一个单独的站上，料斗62被装料，该站可以包括一个供应源72，用于通过清洁和/或称重装置将产品送到料斗62中。
现在来描述利用以上设备的本发明方法的步骤。
按照一个最佳的方法，第一罐的壁和它的内部的温度，通过将热量，最好是以由源15来的蒸气的形式，加到夹套14中进行预处理，这将防止灭菌蒸气加入罐12中之后的冷凝。此外，对罐12的内部施加一个负压力，负压的程度是以使得在室温或环境温度(约70°F)下一旦将直接在下面的球阀18打开，来自料斗62的诸如切过或未切过形式的阔叶草本植物这样的植物产品进料迅速地移动。
在罐12被预热的情况下，如前面指出过的那样，最好预热到其壁基本上处在或高于从锅炉13来的灭菌蒸气的温度，並且最好在第二罐22中存在一个真空，这样，球阀18将被打开，使得在料斗62和罐12内部之间存在的压力差将蔬菜产品料推入到罐12中。在蔬菜产品进入到罐12之前，已使叶片58以预定的转速转动，足以实现材料的分配和适当的混和，直至现在，下面的在管道20中的球阀仍保持关闭。
一经装料后，罐12通过关闭入口通道16中的阀18被密闭，通道16中阀18的运动可被用来产生一个用于管道34中灭菌蒸气的阀控制的信号。然后，在罐中材料由于旋转叶片58而正被混和与搅拌的同时，在一个限定量的时间里，最好从10秒钟直到5分钟，以及在5磅/平方英吋直至50磅/吋2的压力下将灭菌蒸气注入罐12内部。在注入灭菌蒸气期间，叶片的转动将保证罐12中的植物产品实际上更均匀地暴露在灭菌蒸气中，这样，使得通入到罐12中的蒸气必须的时间有显著的缩短。
专业人员会明白，蒸气的精确温度以及注入到罐12中的时间长度取决于要处理的植物产品的特性，例如，如果被灭菌的草本植物或调料接着要用在另一个烹饪过程中，那么，可能要求多少是低一些效力的灭菌作用来杀菌，而灭菌后的蔬菜产品要用于包装买给最终用户时，情况正相反。而且，各种蔬菜对灭菌的反应、挥发油的保留度和外观是随植物种类而变化的，所以，必需进行具体要灭菌材料样品的试试改改的试验。然而，利用本发明的方法和设备能使从已知来源来的並根据以前已知的条件来处理的大量或成批的有机材料的处理标准化。
再回到该方法上来，一旦达到了灭菌要求的时间极限，将产品转移到第二罐22中，在用本发明设备的情况下，如前指出过的那样，罐22的内部由于通过口17与真空系统相连，因而被设置在一个比罐12中更低的压力上。于是，只要打开出口通道20中的阀门18，很容易实现这种转移，最好同时继续转动叶片58。罐22的内部最好由于经过其夹套24的冷却水通道而处于一个显著较低的温度上，以便实现递送来的植物产品的迅速冷却。当然，出料阀18和管20一打开，通至出口17的阀被关上，这样使得打开出料阀18和管道20后，发生这两个罐之间压力的均衡作用。温度传感器对每个夹套的温度和每个罐12和22的内部温度进行检测，当罐22的温度传感器反映出里面的产品已经达到了所希望的温度时，产品能够通过阀门46被释放到出料口48。可以由响应于罐22中产品温度的温度传感器得出的信号遥控阀门46的操作。用最好由一个惰性气体源76通过一个细菌过滤器78来供气的纯净的压缩气体罐来帮助出料，最好用约1磅/吋2表压的微正压的氮气或过滤过的空气。
用本发明的设备和上述的方法，很明显，能够在罐12中进行一批植物产品的灭菌，同时在罐22中实现对前一批产品的冷却和出料。
由于产品仅仅在一个密闭系统的罐12中的高压和灭菌温度中暴露一个很短的时间，所以保留住了在一个连续的、开放的方法中会损失掉的很大百分比的挥发油。
此外，灭菌和输送参数的准确控制保证了产品适当水份水平的控制，这对于消毒循环终了时产品总的外观是至关重要的。
已对发明作了描述，显然，在不脱离由权利要求
规定的本发明的要旨和范围的情况下，可以对它作出各种修改。
权利要求
1.一种消毒诸如阔叶草本植物、香料这样的生植物产品以降低该植物产品挥发物质损失的方法，它包括以下步骤将一个密闭容器系统的内部预热到一选定的温度，将选定量的植物产品加到该容器系统中，将消毒蒸气注入该容器系统一段时间，该时间足以使在该产品中或其上的细菌降低到一个可以接受的水平，然后将该容器系统的压力降至大气压以下，同时冷却该容器系统中的产品，再通过加入基本无菌的气体增高该系统的压力，然后排放出该容器系统的内容物。
2.如权利要求
1所规定的方法，它包括将消毒蒸气注入一段时间，使得植物产品暴露在消毒蒸气中的时间不长于约5分钟。
3.如权利要求
2所规定的方法，它包括将消毒蒸气注入一段时间，使得植物产品暴露在消毒蒸气中的时间不长于约十秒钟。
4.如权利要求
2所规定的方法，它包括将该植物产品受干热作用不短于10秒钟的持续时间。
5.如权利要求
1所规定的方法，其中排空容器系统是用该容器系统内的压力高于大气压的气体实现的。
6.如权利要求
1所规定的方法，其中该容器系统是具有夹套型式的容器系统，並且预热该容器系统内部的步骤包括将蒸气通入该夹套一段时间，该时间足以使该容器系统内部的温度升高到注入该容器系统内部的消毒蒸气的温度。
7.如权利要求
1所规定的方法，其中加入气体的步骤包括加入惰性气体使该容器系统中的压力升至约1磅/吋2表压。
8.如权利要求
1所规定的方法，它包括至少在植物产品在该容器系统里的同时不断地搅拌该容器系统中内容物的步骤。
9.如权利要求
1所规定的方法，其中该容器系统是具有至少二个用于盛放该产品的罐的型式，该方法包括将产品送进这两个罐中用于预热和消毒步骤的一个第一罐的步骤，以及然后将该产品送进所说这两个罐中用于该方法其余步骤的第二罐的步骤。
10.如权利要求
9所规定的方法，其中将产品送进所说二个罐的第二罐的步骤包括通过一个密闭通道装置输送该产品的步骤。
11.如权利要求
9所规定的方法，进一步包括在所说两个罐之间施加一个压力差的步骤，其中第二罐中的压力低于第一罐中的压力，从而帮助该产品从第一罐送进第二罐中。
12.如权利要求
9所规定的方法，其中第二罐是具有夹套装置型式的罐，並且该方法包括通过将冷却流体流过夹套装置来冷却所说第二罐内部的步骤。
13.如权利要求
12所规定的方法，其中所说第二罐具有搅拌其中内容物的装置，而且该方法包括在冷却所说第二罐内部的同时搅拌该产品的步骤。
14.如权利要求
13所规定的方法，其中所说的搅拌装置包括安装在一般沿所说第二罐的轴向可旋转安装的一个轴装置上的一些搅拌叶片，以至所说轴转动后，这些叶片使该产品移动，进入和脱离与所说第二罐内壁的接合。
15.一个在没有显著损失挥发油或明显降低水份或明显改变颜色下消毒像阔叶草本植物、调料等生植物产品的方法，该方法采用了一个具有第一罐、第二罐、管道装置以及用于调节每个所说罐中气氛的装置的容器系统，所说的第一罐和第二罐都包括有夹套装置和可旋转地安装在各个罐内部的搅拌装置，所说管道装置通过阀装置将所说两个罐的内部彼此连接，该方法包括以下步骤a.通过将蒸气通入所说第一罐的夹套装置预热第一罐的内部，直至所说第一罐内部的温度不低于所用消毒蒸气的温度;b.在不显著改变所说第一罐内部温度的情况下将选定量的所说产品装入所说第一罐中;c.在不断搅拌所说第一罐中产品的同时，将消毒蒸气注入到所说第一罐的内部，持续十秒钟至五分钟的时间，使所说第一罐中的压力控制在5至50磅/吋2表压的范围内;d.在所说第一罐和第二罐之间建立一个压差，所说第二罐中的压力低于所说第一罐中的压力;e.借助于所说的压差，将所说产品从所说第一罐中通过所说的阀装置和所说管道装置输送到内部温度已被降低至接近该产品最终所希望的温度的所说第二罐中;f.冷却所说第二罐中的产品;以及g.从所说第二罐里排放产品。
16.一个在没有显著损失挥发油或显著改变颜色或明显降低水份下消毒像阔叶草本植物、调料等生植物产品的设备，它包括一个具有第一罐、第二罐、管道装置以及用于调节每个所说罐中气氛的装置的容器系统，所说的第一罐和第二罐都包括有夹套装置和可旋转地安装在各个罐内部的搅拌装置，所说管道装置通过阀装置将所说两个罐的内部彼此连接，所说二个罐包括用于将选定温度的流体加入到每个所说夹套装置中的装置，控制每个所说罐气氛压力的装置包括一个用于所说第一罐的蒸气发生装置。
17.如权利要求
16所规定的设备，其中所说调节气氛的装置包括一个用于所说第二罐的夹套装置的液体冷却装置。
18.如权利要求
16所规定的设备，其中所说控制每个罐中气氛压力的装置包括一个真空源。
19.如权利要求
16所规定的设备，其中所说第一罐包括一个加料口，並且该设备包括一个具有装料开口可与所说加料口密闭连接的加料容器，在所说加料容器的开口与所说加料口连接时，所说加料容器中的内容物能够被送到所说第一罐的内部。
专利摘要
为避免像草本植物或调料这样的生蔬菜产品挥发油的损失和引起颜色的变化或失去过多的水分以供人们消费，该产品通过将它放入一个有夹套的容器里进行消毒，注入烹饪用蒸气至多5分钟；然后冷却该产品，对容器增压以推放出冷却了的产品，供随后像包装这样的处理；该设备包括两个相连的罐，第一罐被用于使产品灭菌，而第二罐用于冷却和干燥产品，在该容器系统的这两个罐之间产品的输送是由它们之间维持的一个压差来实现的。
文档编号A23B7/00GK87107215SQ87107215
公开日1988年7月27日 申请日期1987年10月30日
发明者罗恩·清格·希, 史蒂芬·迈克尔·约翰森, 丹尼尔·亨里·杜迪克 申请人:麦克科米克公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan