[发明专利]脉冲电场和磁场对物料协同杀菌钝酶方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及液态物料杀菌技术，特别是一种脉冲电场和磁场对物料协同杀菌钝酶方法及设备，它利用高压脉冲电场与磁场协同作用在常温下对液态食品、饮品进行杀菌灭酶，在进行杀菌灭酶的同时能最大程度保持食品原有的营养价值和风味。

背景技术

在食品、生物、化工、制药等行业中，杀菌灭酶是一道重要的工序，以提高其安全性与保质期。目前最常用的杀菌方法是热杀菌，如巴氏杀菌法、高温短时杀菌法和超高温瞬时杀菌法等，这些方法通常在高温下进行，不仅破坏食品中的维生素等热敏成分，使蛋白质产生变性，影响了食品的营养和风味，而且导致较高的能耗。与传统的热杀菌比较，非热杀菌是指不用热力来杀灭微生物。非热杀菌技术不仅能保证食品在微生物方面的安全，而且能较好地保持食品的营养、色泽和新鲜程度，满足消费者对果汁的营养和原汁原味的要求，此外，一些食品如西瓜汁、哈密瓜汁、荔枝汁等加热后的口味不能被消费者接受。因而，非热力杀菌技术正受到人们越来越广泛的关注，而其中最有希望进行大规模工业化推广的是高压脉冲电场杀菌技术及脉冲磁场杀菌技术。

但是，上述两项技术也存在明显的局限性。脉冲磁场杀菌技术的杀菌效果与其磁感应强度并非简单的增长关系，当磁感应强度或处理脉冲个数达到某一数值时，杀菌效果较佳，之后随着磁感应强度或脉冲数的增加，杀菌效果反而下降。此外，根据目前已有报导，脉冲磁场的杀菌率仍然不能完全满足食品工业的要求。而高压脉冲电场杀菌技术虽然通过增大脉冲处理场强和提高处理的脉冲个数能达到理想的杀菌效果，但是，加上脉冲电场的同时会在处理区域通过大电流，随着处理场强和脉冲数的增大，受处理原料温度上升较大，同时，溶于原料中气体易溢出产生气泡，导致击穿放电，影响杀菌效果和食品的质量。

发明内容

本发明针对脉冲电场杀菌和脉冲磁场杀菌技术的不足，提供一种脉冲电场和磁场对物料协同杀菌钝酶方法及设备，适用于流体食品、饮品等杀菌灭酶处理的商业应用，使得整个杀菌过程被处理物料升温小，在提高杀菌灭酶效果的同时，最大程度保持食品原有的营养价值和风味。

本发明脉冲电场和磁场对物料协同杀菌钝酶的方法，步骤如下：使待处理的物料连续或间断流过脉冲电场磁场协同处理装置内的处理区域，高压脉冲电源通过环绕于所述处理区域周围的磁场线圈施加0.1-50T的脉冲磁场，并通过所述处理区域两端的电极板施加5-100kV/cm的脉冲电场对所述处理区域内的物料进行电磁场协同处理，其中，所述脉冲磁场基本平行或垂直于所述处理区域内物料的流动方向，所述脉冲电场基本平行或垂直于所述处理区域内物料的流动方向。

在对所述处理区域内的物料进行脉冲电场处理同时、或者脉冲电场处理之前、或者脉冲电场处理之后，采用脉冲磁场对所述处理区域内的物料进行脉冲磁场处理。

对物料同时进行脉冲电场和脉冲磁场处理时，上述脉冲电场磁场协同处理装置可包括绝缘主体，所述绝缘主体内设贯通的处理区域，处理区域的外壁内环设磁场线圈，处理区域的两端口部分别安装一个内设物料通道的电极板，高压脉冲电源连接所述两个电极板在极板间区域产生均匀脉冲电场，高压脉冲电源通过环设于所述处理区域的磁场线圈产生脉冲磁场。

对物料同时进行脉冲电场和脉冲磁场处理时，上述脉冲电场磁场协同处理装置可以采用如下具有两个处理区域的结构，它包括内设贯通的处理区域的两个绝缘主体，所有处理区域的外壁内环设磁场线圈，两个绝缘主体的处理区域的相邻端口部通过一个内设物料通道的公共电极板连接，一个绝缘主体的处理区域的进口端部和另一个绝缘主体的处理区域的出口端部分别安装一个内设物料通道的电极板，所述两个电极板互连，并与公共电极板分别连接于高压脉冲电源的一组输出形成同场电场，高压脉冲电源通过环设于所述处理区域的磁场线圈产生脉冲磁场。

对物料按先/后或后/先进行脉冲电场和脉冲磁场处理时，上述脉冲电场磁场协同处理装置也可以由电场处理部分和磁场处理部分构成；其中，所述磁场处理部分含绝缘壳体，该绝缘壳体内设贯通的磁场处理区域，磁场处理区域的外壁内环设磁场线圈，高压脉冲电源通过环设于所述磁场处理区域的磁场线圈产生脉冲磁场；所述电场处理部分含绝缘外壳，该绝缘外壳内设贯通的电场处理区域，电场处理区域的两端面安装内设物料通道的电极板，电场处理区域一端面电极板的物料通道和所述磁场处理区域的出口通过管路连通，高压脉冲电源连接所述两个电极板在两者间区域产生脉冲电场。