紫外线耦合高压脉冲电场的醋杀菌装置的制作方法

本实用新型涉及食品杀菌技术领域，具体是一种紫外线耦合高压脉冲电场的醋杀菌装置。

背景技术：

醋是我国古老的调味品之一，据有文字记载的历史至少有三千年以上。传统老陈醋以高粱\大豆等为原料经蒸、酵、熏、淋、嗮工序酿制而成，含有丰富的氨基酸、有机酸、糖类、维生素等营养物质，因此醋除了具有做调味的功能，还具有解毒、杀虫、止痒、预防流行性感冒等药用功能及缓解疲劳、降血脂、降血压、抗氧化、抗衰老、抗癌、防止骨骼疏松等保健功能。

新酿制的醋风味粗糙、口感刺激且不稳定，因此需要陈酿一段时间，待其物质发生缓慢复杂变化，最终形成稳定良好的风味，但陈酿周期较长，在储藏过程中易感染杂菌。在生产过程中通常采用高温瞬时杀菌技术，不仅会造成营养成分及风味物质、功能成分的损失，而且存在杀菌不彻底的隐患，因此在流通环节即使在密封的条件下也容易出现腐败变质现象。

紫外线杀菌是高效、安全、环保、经济的技术之一，能够有效地灭活致病病毒、细菌，而且几乎不产生任何毒副产物，照射区域内，紫外线会穿透生物的细胞膜和细胞核，破坏DNA的分子键，使其失去复制能力或失去活性。因此细胞不能复制，微生物不久就会死亡。但是紫外线杀菌由于受到微生物种类以及紫外线计量的影响，灭活率不可能达到百分之百。

高压脉冲电场杀菌是一种新型的食品冷杀菌技术，目前对于它的杀菌机理尚不明确。多数学者认为高压脉冲电场的杀菌原理包括场的作用和电离作用两种。场的作用脉冲电场产生磁场，磁场和电场的交替作用使细胞膜振荡加剧，膜强度减弱，使膜内物质溢出，,膜外物质易渗入，细胞膜的保护作用减弱甚至消失。电离作用电极附近物质电离产生的离子与膜内物质作用，阻断了膜内外生化反应和新陈代谢的进行。同时，液体介质产生强氧化物质与细胞内物质发生反应从而影响细胞正常功能的发挥。研究表明高压脉冲电场杀菌对枯草芽抱杆菌、德氏乳杆菌、单核细胞增生李斯特氏菌、荧光假单抱菌、啤酒酵母、金黄色葡萄球菌、嗜热链球菌、大肠杆菌、大肠杆菌、霉菌和酵母等均有较好的杀灭作用。与传统的加热法相比，高压脉冲电场杀菌更能有效地保持食品原有的色、香、味及营养成分,对热敏性物料尤其适用。

技术实现要素：

针对目前醋杀菌技术的不足，本发明在于提供一种紫外线耦合高压脉冲电场的醋杀菌装置，解决普遍采用的高温瞬时杀菌的不足，对醋进行协同杀菌。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种紫外线耦合高压脉冲电场的醋杀菌装置，包括杀菌管路、控制器和高压脉冲电场发生器，杀菌管路的一端为流体进口、另一端为流体出口，杀菌管路内分为杀菌一段和杀菌二段，杀菌一段的头端设置有第一流量传感器，杀菌一段内设置有紫外线杀菌灯，第一流量传感器与控制器连接，控制器又与紫外线杀菌灯连接；杀菌二段的头端设置有第二流量传感器，杀菌二段的上下两端设置有数个与高压脉冲电场发生器连接的电极，第二流量传感器与控制器连接，控制器又与高压脉冲电场发生器连接。

本实用新型装置中，使用本实用新型装置对醋液进行杀菌时，醋液从杀菌管路的流体进口进入到杀菌管路内，醋液流入杀菌一段时，第一流量传感器感应到醋流信号后，将信号传递给控制器，控制器控制紫外线杀菌灯工作，紫外线杀菌灯发射紫外线对流经杀菌一段的醋液进行杀菌；经紫外线杀菌后的醋液流入杀菌二段时，第二流量传感器感应到醋流信号后，将信号传递给控制器，控制器控制高压脉冲电场发生器工作，高压脉冲电场发生器控制电极之间产生高压脉冲电场，高压脉冲电场对流经杀菌二段的醋液进行杀菌。醋液的整个杀菌工作完成后，第一流量传感器感应到没有醋流经过杀菌一段时，将信号传递给控制器，控制器控制紫外线杀菌灯停止工作；第二流量传感器感应到没有醋流经过杀菌二段时，将信号传递给控制器，控制器控制高压脉冲电场发生器停止工作。

作为优选的技术方案，高压脉冲电场发生器包括高压直流电源、电阻、电感、电容和IGBT，高压直流电源的正极通过电阻与电容的一端连接，高压直流电源的负极与电容的另一端连接，电容的一端依次通过电感、 IGBT与杀菌二段的电极的上极板连接，电容的另一端与杀菌二段的电极的下极板连接，IGBT与控制器连接。

作为优选的技术方案，紫外线杀菌灯呈螺旋状盘置在杀菌管路的杀菌一段内。

作为优选的技术方案，电极包括两个平板电极和一个同轴电极。

作为优选的技术方案，同轴电极位于两个平板电极之间。

作为优选的技术方案，电极间距为1cm。

本实用新型设计科学、结构简单、操作容易、成本低廉，采用紫外灭菌与高压脉冲电场杀菌的耦合杀菌方式，流经杀菌一段的醋液被紫外灯进行累积照射杀菌，杀菌效率高；对于紫外灯未完全杀灭的微生物，在杀菌二段内被高压脉冲电场继续进行灭杀，高压脉冲电场在较大范围内以最大电压对微生物持续作用，从而完成最终的灭菌。本实用新型装置可在不破坏醋的营养成分的前提下有效杀灭腐败微生物，具有显著的技术效果，值得推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中高压脉冲电场发生器的结构示意图。

图中：1-杀菌管路、1-1-杀菌一段、1-2-杀菌二段、2-控制器、3-高压脉冲电场发生器、4-流体进口、5-流体出口、6-第一流量传感器、7-紫外线杀菌灯、8-第二流量传感器、9-电极。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图并结合实施例对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例为一种紫外线耦合高压脉冲电场的醋杀菌装置，如图1所示，包括杀菌管路1、控制器2和高压脉冲电场发生器3，杀菌管路1的一端为流体进口4、另一端为流体出口5，杀菌管路1内分为杀菌一段1-1和杀菌二段1-2，杀菌一段1-1的头端设置有第一流量传感器6，杀菌一段1-1内设置有紫外线杀菌灯7，第一流量传感器6与控制器2连接，控制器2又与紫外线杀菌灯7连接；杀菌二段1-2的头端设置有第二流量传感器8，杀菌二段1-2的上下两端设置有数个与高压脉冲电场发生器3连接的电极9，第二流量传感器8与控制器2连接，控制器2又与高压脉冲电场发生器3连接。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上对高压脉冲电场发生器3进行了限定。

如图2所示，高压脉冲电场发生器3包括高压直流电源、电阻、电感、电容和IGBT，图2中，HVDC为高压直流电源、R为电阻、L为电感、C为电容、Q为IGBT，高压直流电源的正极通过电阻与电容的一端连接，高压直流电源的负极与电容的另一端连接，电容的一端依次通过电感、 IGBT与杀菌二段1-2的电极的上极板连接，电容的另一端与杀菌二段1-2的电极的下极板连接，IGBT与控制器2连接。

上述电路中，电阻作为充电电阻、电感作为限流电感、电容作为储能电容，充电电路由充电电阻和储能电容构成，放电电路为储能电容、限流电感及电极9。基本思路是将直流高压电源与充电电阻和储能电容相连构成RLC电路，当IGBT接通时，此时储能电容放电产生高频指数衰减脉冲电压输出到电极两端，完成将通过储能电容储存的能量作用到电极上。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上对紫外线杀菌灯7进行了限定。

紫外线杀菌灯7呈螺旋状盘置在杀菌管路1的杀菌一段1-1内。

这样形状设计的紫外线杀菌灯7能够对流经杀菌一段的醋液的各个方位进行照射杀菌，形成累积照射杀菌，杀菌效率高。

实施例4

本实施例是在实施例2的基础上对紫外线杀菌灯7进行了限定。

紫外线杀菌灯7呈螺旋状盘置在杀菌管路1的杀菌一段1-1内。

这样形状设计的紫外线杀菌灯7能够对流经杀菌一段的醋液的各个方位进行照射杀菌，形成累积照射杀菌，杀菌效率高。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上对电极9进行了限定。

电极9包括两个平板电极和一个同轴电极。

实施例6

本实施例是在实施例2的基础上对电极9进行了限定。

电极9包括两个平板电极和一个同轴电极。

实施例7

本实施例是在实施例5的基础上对平板电极和同轴电极进行了限定。

同轴电极位于两个平板电极之间。

实施例8

本实施例是在实施例6的基础上对平板电极和同轴电极进行了限定。

同轴电极位于两个平板电极之间。

实施例9

本实施例是在实施例7的基础上对电极间距进行了限定。

电极间距为1cm。

实施例10

本实施例是在实施例8的基础上对电极间距进行了限定。

电极间距为1cm。

以上各实施例显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述各实施例的限制，上述各实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。