适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备

本发明特别涉及一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，属于食品杀菌。

背景技术：

1、随着食品工业及人们生活水平的提高，食品质量与安全逐渐成为大众关注的焦点，食品安全问题由来已久，且近十几年来尤为突出。食品生产、加工、运输及储藏过程中微生物滋生是诱导食品腐败变质的重要因素，杀菌则是保证食品安全最有效的方法之一。

2、常见的杀菌手段主要包括热杀菌及非热杀菌技术。热杀菌如巴氏杀菌能相对较好保持产品原风味和色泽，热敏性营养物质受损较小，但不能杀死食品中的所有微生物，只能4℃左右短期保存；uht超高温瞬时杀菌在120-150℃高温下实现微生物完全灭活的同时，产品风味、色泽和热敏性营养物质受损严重；欧姆加热杀菌适用于粘度较高的液体，但极易发生加热不均、局部焦糊和金属极板离子极化等问题。

3、因之兴起的非热杀菌包括脉冲电场、电离辐射、超高压灭菌等技术，在进行食品加工时，具有维持食品色泽和风味的优点，从而受到工业界的广泛关注。但是，上述技术通常会有杀菌不彻底以及设备使用成本高等一系列问题，所以限制了它们的应用与推广。脉冲磁场利用脉冲磁场发生器对线圈进行瞬间充放电，利用瞬间大电流产生出高强度的脉冲磁场，微生物细胞中大量的生物分子，如带电大分子蛋白质、氨基酸和核酸，以及带电离子如钙、钠和钾离子在外部脉冲磁场下产生感应电流，即“电涌”效应，造成细胞膜透性增强，促进电穿孔，最终引起细胞死亡和酶失活。然而，诱导细胞膜可逆的脉冲磁场幅宽在数百毫秒级别，但穿孔后的细胞膜可在短时间内恢复正常，修复时间则与细胞膜组分和外界温度相关。现有的脉冲磁场装备仅通过非热效应影响微生物生理代谢活性，且2-6t强度的高强度脉冲磁场和较大的脉冲幅宽难以实现对固态、凝胶及粉体食品中微生物的不可逆损伤和破坏，具有一定的局限性，因此需要开发一种新型的辅助温控高强度短脉冲磁场杀菌装备。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，从而克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明提供了一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，包括：

4、样品腔室，至少用于容置食品；

5、脉冲磁场发生单元，至少用于在所述样品腔室内形成脉冲磁场；

6、温度调节单元，至少用于调节所述样品腔室内的温度和/或用于调节所述脉冲磁场发生单元的温度；

7、食品承载单元，设置在所述样品腔室内，并至少用于承载食品；

8、控制单元，与所述脉冲磁场发生单元、所述温度调节单元连接，并至少用于调节所述脉冲磁场发生单元、所述温度调节单元的工作状态和工作参数。

9、与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备可以提供高强度的脉冲磁场，可以高效灭除固态、凝胶及粉体食品中的微生物，且不会对食物本身造成损伤，对食品的杀菌保鲜效果更好。

技术特征：

1.一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述脉冲磁场发生单元包括至少一个励磁组件，所述励磁组件包括第一感应线圈和第二感应线圈，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈均螺旋环绕在所述样品腔室的外侧，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈的螺旋绕向相反且相互嵌套，其中，所述第一感应线圈与电源电连接，所述第二感应线圈处于短路状态，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈共同提供所述脉冲磁场。

3.根据权利要求1或2所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述励磁组件还包括线圈框架，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈绕制在所述线圈框架上。

4.根据权利要求3所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述第一感应线圈和所述第二感应线圈均为内部中空的导线，并且，所述励磁组件还包括导热介质循环机构，所述导热介质循环机构与所述导线连接，所述导热介质循环机构至少用于向所述导线内部的中空结构内提供流体态的导热介质，并在所述导热介质循环机构和所述导线之间形成可供导热介质循环流通的回路，所述温度调节单元用于调节所述导线的温度；

5.根据权利要求3所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述脉冲磁场的磁场强度为0t-10t，所述脉冲磁场的脉冲上升沿变化率tm/tm为4t/ms-5t/ms；优选的，所述脉冲磁场的磁场强度为6t-10t。

6.根据权利要求3所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述温度调节单元包括制冷机构和/或加热机构和/或循环风扇，所述制冷机构和/或所述加热机构至少通过热辐射的方式调节所述样品腔室和/或所述导线的温度，所述循环风扇至少用于在所述样品腔室与外界环境之间和/或所述导线的表面形成流动气流的方式调节所述样品腔室和/或所述导线的温度，并且，所述制冷机构、所述加热机构或所述循环风扇与所述控制单元连接；

7.根据权利要求1所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述食品承载单元包括置物架，和/或，所述食品承载单元包括传送机构，所述传送机构用于带动所述食品在所述样品腔室内沿选定轨迹活动，所述传送机构与所述控制单元连接。

8.根据权利要求1所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于，还包括：光源，所述光源设置在所述样品腔室内，所述光源与所述控制单元连接。

9.根据权利要求1所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于，还包括；外壳，所述样品腔室、脉冲磁场发生单元、温度调节单元、食品承载单元、控制单元设置在所述外壳内。

10.根据权利要求1所述的适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备，其特征在于：所述食品包括液态食品、凝胶食品、固态食品、粉末食品中的任意一种。

技术总结
本发明公开了一种适用于食品杀菌的高强度脉冲磁场杀菌设备。高强度脉冲磁场杀菌设备包括：样品腔室，至少用于容置食品；脉冲磁场发生单元，至少用于在所述样品腔室内形成脉冲磁场；温度调节单元，至少用于调节所述样品腔室内的温度和/或用于调节所述脉冲磁场发生单元的温度；食品承载单元，设置在所述样品腔室内，并至少用于承载食品；控制单元，与所述脉冲磁场发生单元、所述温度调节单元连接，并至少用于调节所述脉冲磁场发生单元、所述温度调节单元的工作状态和工作参数。本发明可以高效灭除固态、凝胶及粉体食品中的微生物，且不会对食物本身造成损伤，对食品的杀菌保鲜效果更好。

技术研发人员：杨哪,杨瑞金,金亚美,徐学明,郑子涛,周宇益,薛丽萍,张煌,仝艳军,刘帆,郑盼茜,肖瑾,吴志淳
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29