CN101674737A - 对密闭容器中的液体灭菌 - Google Patents

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Abstract

对装有待处理液体的密闭容器进行灭菌的方法，该方法包括，将该容器运送到处理区，在那里将该容器浸入到外部液体流中，用电磁波以大于28℃/s的速度将待灭菌液体本体加热到位于20－66℃之间的处理温度T，在加热液体时要搅拌该容器，并根据处理温度的值T不同，在加热该液体的同时或稍后，使该液体曝露在交变脉冲电场中。

Description

对密闭容器中的液体灭菌
技术领域
[01]本发明涉及对密闭容器中装有的液体进行灭菌的方法，以及用于实施该方法的装置。
背景技术
[02]当前在工业上通行的灭菌方法是用蒸汽灭菌器，其中通常是在90℃-130℃的温度下，以每小时数千个容器的速率，分批将容器处理数分钟。但是，在此温度下杀菌可能会显著改变被处理的物品的性能(颜色、味道、气味、生物物理和生物化学质量等)。在传统的热灭菌方法中，温度的升高是缓慢的，如此能使微生物适应并更好地耐受温度升高。
[03]在专利US 4,695,472和EP 1,328,167中描述了旨在降低通过施加电场对水性液体灭菌所必需的温度阈值的方法。然而在US 4,695,472中描述的方法只涉及到液体流的灭菌，而不能被用于瓶子或装有液体的其它容器的灭菌。所建议的施加在直径十几厘米的瓶子上电场强度，需要是很高的电压，难以均匀地产生并且施加。
[04]在EP 1,328,167中，描述了对瓶子和装有液体的其它容器进行灭菌的方法。建议通过使物品同时被电场加热和经受超声振荡的作用来限制灭菌的阈温Ts。但是，此技术在实际中却不大有效，一方面是因为根据频率和强度不同微生物对超声振荡有不同的敏感性，另一方面，在容器的整个体积上均匀地施加超声波是难以实施的。
[05]另外，使用已知的电脉冲穿入的灭菌技术，难以获得良好均匀地处理装有液体的密闭容器，因为加热的速度和容器的形状会造成在待灭菌的液体体积中温度和电场的不均。为了补偿此不均匀，也为了保证在液体的整个体积中使微生物发生可靠且不可逆的毁灭，可以升高平均温度和/或电场强度或施加时间。但是，结果将使液体的性能发生很大改变。
[06]在加热时，容器内部的压力升高，并可伴随着容器的不可逆变形，特别涉及到塑性材料制成的瓶子或其它容器。通过电场灭菌的方法与常用的巴氏热灭菌的方法相比，其优点是降低了灭菌的温度并缩短了时间。尽管有降低处理温度和缩短处理时间的优点，可由于提高了内部的压力，还是降低了效果。
[07]在专利GB 390768、US 2909436、FR 1436405和FR 2035678中描述了在高温下容器灭菌领域中的压力补偿装置。在这些系统中，内部压力由环绕容器的液体的压力所补偿，所述环绕容器的液体的压力由在其中浸入容器的液体柱的高度所决定。此液体还用于加热容器的内装物，导致该灭菌的方法相对缓慢，对容器中的供应物的性能的改变造成不利的结果。这样的方法既不旨在也不适于对PET制成的瓶子或其它塑性材料制成的容器进行灭菌，上述容器的抗蠕变性能在传统的热巴氏灭菌温度下大大降低。
发明内容
[08]本发明的目的在于提供一种以工业进度的性能好的、有效且可靠的灭菌或巴氏灭菌的方法，适合对密闭容器中装有的液体进行灭菌或巴氏灭菌，其中包括在食品领域中常用的、由塑料或其它不耐高温的材料制成的各种尺寸和形状的容器。本发明的目的还在于提供一种用于实施此方法的装置。
[09]本发明的另一个目的在于提供一种适于以工业进度对密闭容器中装有的液体进行灭菌或巴氏灭菌的方法，其中包括在食品领域中常用的、各种尺寸和形状的容器，其没有或稍微改变该液体的性能。
[10]有利的是，提供一种液体灭菌的方法，该方法不用将液体甚至不用局部加热到70℃以上，优选不超过60℃。
[11]本发明的另一个目的在于提供一种适于对食品领域中常用的各种尺寸和形状的密闭容器中所装有的液体进行灭菌或巴氏灭菌的装置。有利的是提供一种以工业进度并以较低的成本对密闭容器中所装有的液体进行处理的装置。
[12]本发明的目的通过按照权利要求1的灭菌方法和按照权利要求11和21的装置来实现。
[13]按照本发明对装有待灭菌的液体的密闭容器进行灭菌的方法包括，将该容器输送到处理区域，在所述处理区域该容器浸入在外部流体流中，用电磁波以大于28℃/s的速度将待灭菌的液体整体加热到位于20℃-66℃之间的处理温度T，在加热液体时要搅拌该容器，并根据处理温度T的数值，紧跟加热该液体或稍后，将该液体曝露在脉冲电场中，以V/cm表示的电场强度E选择成公式：
C(T)≤log(E+1)≤B(T)
满足以下数值：
B(T)＝-2.340·10-5T3+1.290·10-3T2-3.110·10-2T+5.0
C(T)＝-4.503·10-5T3+2.888·10-3T2-5.900·10-2T+4.0
其中T是以摄氏度表示的处理温度。
[14]发明人十分意外地发现，通过以大于28℃/s的速度非常迅速地加热液体，用于杀死微生物而施加的电场可以相对于已知的方法降低很多。因此，在64-66℃的处理温度下，电场强度甚至可以是0。换句话说，如果以大于28℃/s的速度整体加热所有部分的液体，对于处理温度超过64℃的任何情况，液体的有效而可靠的巴氏灭菌无须曝露于电场，而对于更低的温度，通过曝露在比通常建议的低得多的电场强度下也能够实施巴氏灭菌。
[15]由于加热速度对灭菌效果影响较大，整体均匀的加热对于保证液体的体积的致密性经受快速的加热是非常重要的。为此，液体被搅拌或湍动，并且通过高频波或微波实施整体加热。用高频波或微波加热使得能够通过搅拌水分子而获得加热，同时减少由电流产生的欧姆热，以避免导致加热不均匀的“收聚”效应问题。此辐照的频率优选大于1000kHz。
[16]通过电脉冲穿入处理的电场优选是交变电场，并通过脉冲来供给，交变电场的频率优选位于100kHz-1000kHz之间。
[17]对于对食品，特别是对饮料，而且也对药物和医学制品具有危害的大多数微生物来说，在整个加热方法的期间，微生物对温度升高适应的机理在大于28℃/s的加热速度下不能实现。
[18]由于液体的温度的快速升高而作用在微生物膜上的热应力，加在由于交变电场作用的应力上，交变电场的频率被选择成，使得作用在膜上的应力效果振荡，结果使此膜所受的局部最大应力被放大。这种组合使得能够将电场的能量更加集中在通过电脉冲穿入而毁灭微生物，同时使电能转为热量的损失最小化，因此使微生物的不可逆的毁灭所必需的电功率最小化。这样能够处理更大的体积，并且更容易避免击穿问题和可能改变待灭菌的液体的性能局部过热的问题。
[19]被所述电场脉冲带至待处理的液体的总热能有利地是很小的，特别是小于0.05J/cm3。
[20]因此，本发明的优点在于能够用比较低甚至为0的电场，在低于66℃的温度下，非常迅速地对大量存在于水溶液中的细胞，特别是位于密闭容器的内部中的细胞进行不可逆的基体的破坏或电脉冲穿入操作。在此情况下，能够在不超过65℃的温度下，对诸如处于生长状态和呈孢子形式的霉菌和酵母等微生物实施不可逆的毁灭，处理期间不超过2s。
[21]这就使得能够对密封在塑性材料制成的容器，特别是PET制成的容器中的水基物品或含水的产品，特别是饮料(诸如无气矿泉水、香水、茶水、果汁及其制品、奶及其制品、啤酒等)进行有效而长期间的灭菌，PET的热稳定的最高温度是大约70℃。
[22]可以用高频电磁波或微波进行整体加热。在容器的周围流动的被加热的流体流，能够通过对流热交换改善在容器内部获得的均匀热场。再有，通过随着加热容器及其内容物而增加静压力，使得能够补偿与产品加热有关的容器内部的压力增加，结果避免了容器的塑性变形。
[23]由于容器材料的介电性能与含水产品的介电性能实质上是不同的，因此对密闭在容器中的产品整体快速加热造成温度不均匀。这意味着在产品中产生的功率密度要远大于在容器的材料中的产生的功率密度。在加热速度大于30℃/s时，温差可以达到大于10℃，梯度大于1,000℃/cm。在容器的壁的加厚区域，例如在瓶颈和瓶底，不均匀性放大。正是在这些地方，可能具有该灭菌方法没有完成的危险。
[24]鉴于壁的加热实际上只是通过热传导和对流而发生的，通过加强热传导和对流的热交换会减少温度场的不均匀性，这一方面要在其加热的过程中搅拌容器，另一方面要将容器浸入在被加热到等于或稍大于(例如1至2℃)容器内部的液体温度的外部流体(液体或气体)流中。
[25]流体流相对于容器的相对速度决定流体向容器传热的热流的强度，以及在液体和装有液体的容器的壁之间的局部温差。例如，将装满茶水的1/2升的PET制成的瓶浸入在67℃的水流中，以28℃/s的速度用微波从20℃加热到65℃(平均)，对于以0.42m/s的速度通过灭菌站、67℃的水流速度是1.2m/s的瓶子，在几乎1s的时间得到均匀的温度场(±0.5℃)。
[26]优选地，在其中浸入容器的流体流是湍动的，这能够同时搅拌该容器。
[27]有利地，可以使用同一个灭菌站以加热容器的内装物和外部液体流。
[28]优选地，在加热步骤之后间断大约1-2s之后，施加交变电场。此间断的作用是通过热传导和对流使温度均匀。在本发明的灭菌方法中，可以使用一种或多种电场脉冲同时进行液体加热。
[29]有利地，把热脉冲的作用区域和电场脉冲的作用区域分隔开。例如，可以在上述两个区域之间插入过渡区域，在所述过渡区域电场为0，或者几乎为0，而且在所述过渡区域中在整个液体的体积中温度场是均匀的，从而在液体的中心部分和周边部分之间的温差不超过1度。在加热液体和施加电场之间，在上述间断期间，待处理的液体穿过此过渡区域。
附图说明
[30]参照附图，从下面给出的权利要求和作为说明的详细说明，使本发明的其它目的和有利特征更加明显，在附图当中：
[31]图1示出本发明的处理温度和电场强度之间关系的图表；
[32]图2示出本发明的电场脉冲的图；
[33]图3示出用于实施本发明的一个实施方式的灭菌方法的装置；
[34]图4a示出按照第一个实施方式的电场分布器装置；
[35]图4b示出按照第二个实施方式的电场分布器装置；
[36]图5示出用于实施按照本发明另一个实施方式的灭菌方法的装置；
[37]图6a示出包括密封装置的管道的一部分(在此是非圆形截面瓶子的情况)；
[38]图6b是沿着图6a的线A-A的剖面视图；
[39]图6c示出按照本发明的一个实施方式的包括密封装置的部分管道；
[40]图6d示出按照本发明的一个实施方式的密封装置的壁；
[41]图6e示出按照本发明的一个实施方式的密封装置的一部分；
[42]图7示出按照本发明的一个实施变型的用于输送容器的输送管道的一部分的剖面视图；
[43]图8a-8g示意性地示出在用于实施按照本发明的一个选择的实施方式的灭菌方法的装置中，密闭容器所行进的通道。
具体实施方式
[44]本发明的灭菌方法包括用大于1MHz频率的电场加热待处理的液体，使之以大于28℃/s的速度，升温到位于20-66℃之间的处理温度T。根据处理温度T的数值不同，在该液体被加热的同时或稍后，该液体被曝露在脉冲交变电场中，以V/cm表示的电场强度E选择成经验公式：
C(T)≤log(E+1)≤B(T)
在任何情况下都满足以下数值：
B(T)＝-2.340×10-5T3+1.290×10-3T2-3.110×10-2T+5.0
C(T)＝-4.503×10-5T3+2.888×10-3T2-5.900×10-2T+4.0
其中，T是以摄氏度表示的处理温度。
[45]此关系由图1的图表表示。
[46]B(T)表示在按照本发明进行产品的工业巴氏灭菌条件下，为了对水基液体进行巴氏灭菌或灭菌所合理必需的电场强度的上限。
[47]C(T)表示电场强度的下限，低于此下限，对产品的质量和保存或对消费者或个人的健康具有危险的所有的典型微生物都不会受到毁灭。
[48]A(T)表示电场强度的下限，低于此下限，根据本发明，基于水并含有对产品的质量和保存或者对消费者或个人的健康具有危险的所有的典型微生物的产品不会发生巴氏灭菌。
[49]例如，根据A(T)，对液体进行巴氏灭菌所必需的电场数值是：
当T＝65℃时，E≈0V/cm，
当T＝60℃时，E≈102V/cm，
当T＝50℃时，E≈103V/cm，
当T＝40℃时，E≈5·103V/cm，
当T＝30℃时，E≈104V/cm，
当T＝20℃时，E≈5·104V/cm，
应该注意到，此关系仅给出了初步的估计，该关系可以根据待杀灭的微生物(细胞)和液体的性质，通过实验准确确定。
[50]在图2中示出交变电场脉冲的形状，其中显示出时间t1、t2和t3。
[51]电场的振荡优选基本是正弦的，但也可以是其它的形状。
[52]交变电场脉冲的特征和形状构型成微生物的膜的电脉冲穿入(életroporation)最大化，并且减少电流产生热的损失。为此，电场的振荡周期t1优选为：
t1＞1μs(10-6s)
在此期间之下，微生物对电场的振荡是不敏感的。
[53]对于恒定的电场强度，给定的介质电阻，t1值越大则由于伴随着穿过加热的介质的振荡电流的通过的欧姆热而产生的电流损失就越强。在用高频电流加热装满饮料的塑性材料制成的容器的情况下，为了使此电流损最小化，将频率限制在100kHz，即t1在10μs，优选在5μs是非常有利的。
[54]因此，对于t1，限制条件为：
1μs＜t1＜10μs。
[55]振荡电场脉冲的期间t2大于电场的振荡周期t1：
t2＞t1。
[56]由于电解质——饮料是其特殊的情况——的电阻随着温度升高而降低，因此通过对热扰动区域的全面加热确定t2的高值。在此情况下，电流将总是集中在沿着电场矢量定向的或多或少的柱形区域中。然后，这些柱形区域由于“收聚”效应的刺激而迅速地收缩。这些区域中的温度成指数升高，这导致不可接受的局部过热，甚至于击穿。
[57]这些限制对于t2导致以下限制关系：
t2＜c·dT·R/E
其中，c、dT、R和E分别是比热、温差限、介质的电阻率和电场强度。
[58]考虑到以下实验事实，即饮料等水性介质的电阻率不超过10Ω·m以及c＝4mJ/m3·℃，对于dT＜5℃和E＝1000kV/m，则：
t2＜20μs。
[59]期间t3是在电场的两次脉冲之间的时间lap。期间t3优选大于由流体动力湍流脉冲所产生的欧姆热干扰的补偿时间。
[60]如果v是流体动力不稳性的特征速度，L是其振幅，则补偿的条件是：
t3＞L/v
对于按照本发明，对装满饮料并且密闭的瓶子进行巴氏灭菌的情况，则L＞0.003m，而v＜1m/s，其中t3＞0.001s。
[61]由每个处理的容器具有至少一个脉冲的条件给出t3的上限。在此情况下，t3＜LL/vv，其中LL是容器在其穿过电场的运动方向上的特征尺寸，而vv是其速度。
[62]对于0.5L的瓶子进行巴氏灭菌的典型情况，LL＝0.3m，而vv＞1m/s，则：
t3＜0.3s。
[63]如果处理t3＜LLL/vvv的液体流，其中LLL是电场施加区域的长度，而vvv是此液体流穿过此电场施加区域的速度。对于LLL＝0.3m且vvv＞1m/s的典型情况，则：
t3＜0.3s。
[64]在本发明的灭菌方法中，液体加热可与电场的一个或多个脉冲同时进行。实际上，更有利地，液体首先经受加热脉冲，然后再施加一个或多个电场脉冲。该间断对于使待灭菌的液体中的温度场更加均匀是有效的，从而包括在容器的液-固界面处边界层的区域的液体的全部区域，在电场施加之前获得了基本同样的温度。
[65]如果x是边界层的特征厚度(至多0.3mm)，间断期间tp优选大于：
tp＝(d·c·x2)/z
其中，d、c和z分别是待灭菌的液体的密度、热容和热导率。对于大多数应用，此间断期间不超过1或2s。
[66]对于某些应用，把热脉冲的作用区域和电场脉冲的作业区域分隔开是有利的。例如，可以在上述两个区域之间插入一个过渡区域，其中在此电场是0或可以忽略，而温度场在液体体积中被均化，从而在液体的中心部分和周边部分之间的温差不超过1℃。待处理的液体在前面提及的在液体加热和电场施加之间的间断穿过此过渡区域。
[67]图3和图5示意性地示出用于实施按照本发明的不同实施方式的方法的装置。
[68]装置1包括待处理的液体3的输送系统2、整体加热待处理的液体的加热站4和施加脉冲电场的站5。
[69]输送系统2包括入口站6、输送管道7和出口站8。容器可以用标准传送装置33带动，并布置在管道7的柱部分7a中的铲斗链(或任何其它等同机械)上。
[70]输送系统还可以包括泵送系统9a、9b，用于使输送液体10流动，包含待处理的液体3的密闭容器11浸入所述输送液体10中。此输送系统有利地可包括热回路12a和冷回路12b，每一个回路都装有输送液体的泵送系统9a、9b和再流动系统。热回路输送容器穿过加热站和电场施加站，并由返回管道13a将输送液返回到靠近入口站的输送管道7中。冷回路12b也具有泵送系统9b和返回管道13b，所述泵送系统和返回管道使在靠近出口站8的位置和将热回路与冷回路分隔开的界面14之间的输送管道7互连。
[71]界面14有利地包括一个(或多个)密封装置15(参见图6a和图6b)，所述密封装置包括多个并置在管道7的一段中的例如由橡胶制成的柔性和弹性壁15a，该壁包括多个并置的柔性壁(15a)的孔15b，孔15b的中心孔在其变形时，用于与待处理的容器的外形贴合。如此，所述容器在热回路和冷回路之间参予产生密封。
[72]壁15a有利地包括多个能够自由变形的瓣膜54，有利地是6-12个，例如大约8个瓣膜，这使得该壁能够容易地与该容器的任何不规则形状和/或尺寸贴合。所述瓣膜可由环形壁中的轴向缝隙55形成，或者另外由多个不同的构件形成。
[73]壁的中心孔15b有利地基本上为圆形形状，这使得壁能够容易地与待处理的容器的不同外形贴合。如此，不需要使壁的形状与该容器的外部形状相适应。中心孔的直径有利地小于容器的主体的最小横截面的最小尺寸，这使得能够保证密封的最大密封性。
[74]本发明的一个实施方式的密封装置在图6c中示出。在此实施变型中，密封装置15包括多组柔性和弹性密封壁15a，所述柔性和弹性密封壁15a在管道7中沿该密封装置15的长度分隔开。每一壁组50包括多个柔性密封壁15a(参见图6d和图6e)，有利地为2-6个壁，优选为3个或4个。一密封壁组50的壁15a彼此相对被其周边固定在容器在其中移动的壳体上，彼此被由金属或其它刚性材料制成的环状分隔件51隔开。有利地，一壁组50之间的距离与壁的厚度相当，例如为大约0.5-3mm，例如大约1mm。壁之间的分隔便于壁15a的柔性内部自由运动。
[75]一密封壁组50的柔性壁相对于相邻的壁径向地移动，例如壁(参见图6d的壁2)的瓣膜54相对于相邻的壁(参见图6d的壁1和3)的瓣膜54径向地移动。在一个优选的实施方式中，壁相对于相邻的壁径向地移动，使得形成瓣膜54的缝隙55在方位平面中彼此相对定位于最大距离处。在容器通过一壁组50的柔性壁时，容器使瓣膜弯曲，所述瓣膜与该容器的横截面的形状贴合。壁的瓣膜通过管道中的液体压力以及由瓣膜弯曲产生的力被压靠在容器的表面上。由于形成瓣膜的缝隙不会重叠，因此抵靠容器的表面而彼此靠紧的一壁组50具有很大的流体动力阻力。如此，成组的壁的瓣膜在容器和壁15a之间形成有效的密封，所述有效的密封防止输送液体10穿过密封装置运动，同时能够使对容器沿着所述管道的运动的阻力最小化。
[76]彼此靠紧的壁的瓣膜具有的对容器表面的流体动力阻力，随着流体在密封装置(管道7中的装置的入口和出口)的相对侧的流体之间的总压差以及瓣膜的弹性力的增加而增大。因此，该密封效果是自动调节的，而对于传统的密封则不是这样。
[77]在图6c所示的实施变型中，密封装置有利地可包括至少3个具有柔性和弹性密封壁15a的壁组50，例如3-20壁组，优选5-10壁组。此柔性和弹性壁组50被例如金属或其他材料制成的环状分隔件52分隔开，这些柔性和弹性壁的组被螺栓58或其它固定机构保持就位。两组壁之间的距离有利地可在5mm-40mm之间，例如在5mm-20mm之间。
[78]具有多组柔性密封壁15a、并且沿密封装置15的长度分隔开的密封装置的构型，使得能够保证在热回路和冷回路之间良好的密封性，甚至对于具有沿容器的长度变化的横截面、同时使容器便于沿着管道运动的容器也能够保证良好的密封性。
[79]此外，多个瓣膜的柔性和弹性壁自动与任何不规则的形状和尺寸的容器贴合，并能够保证此密封对于任何容器——例如具有不同形状的容器如圆形、卵圆形、正方形、多边形或其它形状，甚至具有轴不对称形状，或者沿容器的长度具有非均匀横截面的容器(例如圆锥形、波浪形、浮雕状等)——的外形的良好密封。
[80]有利地，本发明的密封装置可用于具有不同形状的各种容器，而不必对每一种形状的容器改变密封壁系统。
[81]本发明的密封装置简单、有效、并且制造成本低廉。
[82]当然，该密封装置适于沿输送管道插入任何部位，并且能够使管道区域分隔开。该密封装置还能够将具有不同总压力的液体区域分隔开，或者将装有不同流体的管道区域分隔开，例如在诸如空气的气体和加压液体之间，或者在两种不同液体形成分隔。
[83]密封装置15还可以沿输送管道7布置在其它部位，例如布置在加热站4的上游。
[84]冷回路和热回路在返回管道上还可包括换热器31、32，用于回收输送液体和/或待处理的液体的热量。
[85]冷回路能够迅速降低待处理的液体的温度，以便保存该液体的性能，在必要时，减少塑性材料制成的瓶子的变形问题。
[86]加热站4包括由热能发生器37供热能的热脉冲生成系统35。此热能发生器可以呈例如在大于1MHz的频率下工作的高频电场发生器或微波发生器的形式。借助于同轴电缆或波导管16将能量从热能发生器37传递至系统35。可以沿着输送管道7并置地布置多个发生器。
[87]电场施加站5包括借助于同轴电缆19连接至双极振荡电场脉冲发生器18的双极振荡电场脉冲分布器17。通常要强调的是，如前所提及的，对于大于64℃的处理温度，可以不使用电场施加站。
[88]热脉冲站4和电场施加站5被隔热的管道过渡段20分隔开，在热处理和电脉冲处理之间产生一间断。此间断有利地能够使在待处理液体中和在与其接触的固体主体的表面上的温度场均匀化。
[89]在图3的实施例中，待灭菌的液体包含在浸入在输送液体10中的容器11中，输送液体10流经用于输送该容器的管道7中。该容器可以是装满例如饮料或液体食品的塑料瓶。
[90]通过管道中液体以外的方法，例如通过管道中的加压气体流(气体的压力选择成能够补偿容器的内部的压力，这能够避免容器由于加热的所有变形)，或者通过机械输送机械——传送装置系统——将装有待灭菌的液体的容器输送经过加热站和电场施加站也是可能的。然而，用流体输送的系统具有以下优点，在容器加热时，以及在施加电场之前的间断期间，能够使容器周围的温度分布有良好的均匀性。使用具有与待灭菌的液体相似介电性能的输送液体，能够有利地控制待灭菌的液体的加热和在待灭菌液体中施加的局部电场。
[91]用介电材料制成的容器可以呈刚性容器的形式，诸如玻璃瓶或塑料瓶(例如PET或其它聚合物制成的瓶子)。
[92]可添加一个或多个搅拌装置21至系统中，用以搅拌输送液体和位于输送液体中的容器。在一个实施变型中，该搅拌装置包括一个或多个布置在管道壁上并通到管道内部的喷口(喷嘴)(未示出)，用以喷射流体，以便在流经该管道中的流体中产生湍流，如此使液体中的温度场均匀化。在管道中被输送的容器也可以通过例如控制输送液体中涡流而被搅拌或者被旋转，以便使容器内部的待处理的液体均匀化。搅拌装置21也可以布置在冷回路部分12b中，用以在进行灭菌或巴氏灭菌处理之后，使容器中的液体加速冷却。
[93]介电材料(例如石英)制成的短管(tubulure)22安装在管道中，从而保证使用于加热管道内部的液体的电场通过。
[94]沿着管道布置有温度传感器23，用以测量热脉冲发生站的入口处、加热区中、此区域的出口处和管道过渡段20的出口处的液体的温度。
[95]电场传感器24布置在电场的施加区域。
[96]在该装置的一个实施方式中，设置一种机构用以保证固体主体在其通过管道期间其可变的移动速度，例如通过改变管道的截面(直径)，以改变输送液体的流动速度。
[97]在图4a中示出的第一实施变型的电场分布器装置。在此实施变型中，该分布器包括布置在管道两侧的电极25a、25b，用以保证在横向穿过(图3的)管道7的频率在100-1000kHz的交变电场脉冲通过，如由场力线26所示。
[98]特别是，电场从上电极25a到达下电极25b，两个电极安装在密闭地集成到管道中的管27(用例如石英制造)的内部。所述两个电极之间的距离“a”可通过试验而最优化，从而保证在容器11的体积中的横向电场尽可能的均匀。如果距离a例如大约为4cm，为了得到1-3kV/cm的有效电场强度，在所述两个电极之间的电位差应该为大约400-1200kV。
[99]图4b示出第二个实施变型的电场分布器装置。在此实施变型中，由感应系统产生电场脉冲，场力线26’基本上是纵向的。充满作为输送容器11——例如装有待灭菌的液体的瓶子——的输送液体10的水的管道7穿过感应系统25的主体。电场分布器装置配设有铁芯28和一个或多个由接头30a、30b连接至电源的初级线圈29。初级线圈的数量可以例如通过测量在输送液体中存在的电场经验地确定。
[100]在图3的实施方式中，容器11浸入在充满输送液体10的输送管道7的柱部分7a中深度H。
[101]在加热待处理的液体时，输送液体柱根据公式(2)施加外部压力，此外部压力倾向于补偿加热待处理的液体时的内部压力，此公式能够确定对应于T＞T1时液柱的高度H。
(2)H×d×g＝(T2/T1)×P1-C+Vp+Vs，
其中：
“H”是待处理的容器浸入液体中的液体柱高度；
“d”是外部液体的密度；
“g”是重力的局部加速度；
“P0”是该装置的入口处的容器中可压缩液体的初始压力；
“Vs”是不可压缩液体在温度T2和T1的饱和蒸汽压之差。对于水来说，例如在T1＝20℃时，饱和蒸汽压很小，实际上Vs等于水在温度T2时的饱和蒸汽压。例如如果T2＝65℃，则Vs＝0.25bar；
“C”等于(k×Vv)，其中k是容器的材料在温度T2时的体积弹性系数，Vv是体积变形；
“Vp”是由于通过可压缩液体而产生的不可压缩液体的饱和的变化而造成的内部压力变化量。Vp在与被处理的容器同样形状和同样体积的不可变形的容器(例如玻璃瓶)中测量，如在与温度t2相关的真实的压力计测量的压力和压力P2＝P0×(T2/T1)之间的压差。对于CO2不饱和的饮料，例如香水或牛奶，Vp接近于0。当C＝0时，补偿是全部的。
[102]通过增大在其中浸入容器所使用的外部液体介质的密度，能够减小深度H。特别是可以在此液体中添加小尺寸p的固体(p必须远远小于容器的特征尺寸)，但其密度要大于液体的密度，例如呈粉末状的固体。此措施只是在由固体施加的压力在所有方向上都相等时才是有效的。为此，该固体应该设有随机运动，该随机运动的平均速度要大于gp的平方根，其中：
g是本地重力加速度；
p是固体的尺寸；
而其比量n(单位体积的固体量)相当于所需的密度增量d。
[103]为了满足此条件，固体的质量m所产生的重力，即mg，必须小于此固体由于其惯性而施加在任何壁上的力F。如果v是随机运动的速度，可以根据公式F＝m×(v/t)得到F的数量级，其中当F＝(mv2)/d时，t＝d/v。因此，必须F＞＞mg，因此v＞＞(gd)1/2。
[104]如果瓶子沿其长度方向相继被处理，那么推杆34将把瓶子一个接着一个地送到管道的水平部分7c中。
[105]一旦容器回溯到管道的出口柱部分7b，容器可以被推杆或其它机械排出到传送装置33上。
[106]在图7所示的实施变型中，输送管道7’呈管状，所述输送管道7’构型成沿长度方向可以将瓶子插入在管道的入口部分7a’，随后将其导向至冷回路部分中的管道出口。为此，该管具有足够大的曲率半径，以保证在管道的垂直部分和水平部分之间过渡。输送液体沿容器的运动方向的流动，便于容器沿该管道运动，这不仅是由于在运动方向上施加的压力，而且还由于升力(阿基米德力)和在容器的周围液体的存在而造成的润滑作用。
[107]图8a至图8g示意性地示出用于实施按照本发明的不同实施方式的方法的装置的输送系统2的实施变型。
[108]在图8a中所述的实施变型中，容器11被标准传送装置33带动，被标准的提升系统40——例如铲斗链或者其它各种等同的机械——送入到输送管道7的入口41处。容器被摩擦装置——例如辊或其它推杆系统(未示出)——推到输送管道7的垂直柱7d的内部。容器进入输送管道中，并被浸入在输送管道7中流动的输送液体10中，如此就沿其长度方向一个推一个地逐渐穿过输送管道7。容器从管道7的出口柱7e被摩擦装置——例如辊或其它推杆系统或用于调节、甚至于减缓容器流的等同的机械(未示出)——排出到管道出口43，并且布置在排出传送装置33上。
[109]在图8b至图8c中所示的实施变型中，装有待处理的液体的容器11在传送装置33上，直接到达输送管道7的入口41。容器被位于输送管道的入口41处的摩擦装置——例如辊或其它推杆系统或相应的机械(未示出)——推入输送管道7的内部。所述容器沿其长度方向一个接一个地进入到输送管道的第一垂直部分7d中，并被在该管道的入口41处的摩擦装置或其它推杆系统产生的力推动从该输送管道的垂直部分7b向上移动。
[110]输送管道的第一垂直部分7b有利地被例如一个或多个喷口(喷嘴)(未示出)润滑，所述喷口布置在管道壁上并通到管道的内部，以向管道的内部喷射流体，一般是喷射水，以便减小容器和管道壁之间的摩擦并便于容器运动。有利地，所述喷口朝向管道的柱部分7d的顶部切向地定向。水的喷射方向朝向柱7b的顶部，这使得容器转动，并克服重力迫使其向着柱7b的顶部移动，便于容器在柱7d中垂直运动。
[111]在输送管道7的出口43处，另一个摩擦装置——例如辊或其它推杆装置或等同的机械(未示出)——将容器从该管道排出到传送装置33上。
[112]输送管道的垂直柱7a和7b在系统参数所定义的水平46处充满输送液体。延长的出口管道的部分7e的存在，可增大容器中液体的冷却效果。
[113]有利地，出口管道的垂直部分7e包括一个或多个布置在管道壁上并通到管道的内部的喷口(喷嘴)(未示出)，用于向管道喷射流体，一般是喷射水，以便减小瓶子与管道之间的摩擦。有利地，所述喷嘴朝向与容器在该管道的部分7e中运动方向相反的方向。朝向与密闭容器的运动方向相反的方向的液体喷射，减慢了容器朝向管道的出口43的运动，使得能够减小在管道的出口43处由摩擦装置或推杆系统施加的制动力。
[114]在图8c中示出图8b的输送系统的一个实施变型。在输送系统2的另一形式中，管道的入口41和出口43的定位使得能够减小该装置对于某些工业应用实用的该装置的总尺寸。
[115]在图8d所示的输送系统2的实施变型中，输送管道7的入口41位于管道的基本水平部分7f。到达管道的入口41处的容器11，在传送装置33上被标准操作装置(未示出)转到其侧面，并且沿其长度方向进入管道的水平部分7f中。
[116]在图8e中示意性地示出在图8d中所示的输送系统的一个实施变型。在图8e、图8f和图8g中示意性地示出用于实施本发明的方法的装置的输送系统的其它实施变型。在图8f和图8g中所示的输送系统的实施变型中，出口管道7e被延长，以使得该容器中装有的液体在容器离开该装置之前具有更长的冷却时间。
[117]然而，输送流体也可以是与外界分隔开的加压气体，容器从外界开始经由两个机械减压室或者两个如下所述的减压室，在后一种减压室中，压力逐渐变化以补偿内外压差，特别是在容器中的液体被冷却时，如此可消除容器变形。总而言之，在此特定的情况下，高度为H和密度为d的浸没区被减压室代替，所述减压室保证来自外界的容器的通过，容器从外界进入加压区域，此压力Px等于在加热期间在容器中产生的内部压力Pi。
[118]参考图5的实施方式，为了补偿在加热期间在容器中产生的压力，可以通过降低在穿过处理站4、5和冷回路的管道部分7c当中产生压力的管道的垂直柱部分的高度，通过泵36a、36b向所述管道部分7c注入输送气体或输送液体。如上所述的密封装置15置于管道的加压段7c的两侧。
[119]压力计可置于整个回路中以控制管道中的压力，也可以设置放气阀以从系统中除去空气或者从管道中排出液体。
[120]允许容器通过并且将容器的外部的液体是热的区域与在其中液体是冷的区域分开的机械减压室，或任何其它的减压室系统或一般作为与压力阻隔、而允许容器通过的系统，可以代替密封装置15。
实施例：
1.去污充满新鲜压榨橙汁并感染有“雪白丝衣霉(Byssochlamysnivea)”微生物的0.5L的密封PET瓶。在图3中所示类型的装置上进行处理：
◎微生物的初始浓度：3.6-4.2×105个/mL；
◎每个周期处理的瓶子量：10个；
◎初始温度：20℃；
◎处理期间：3s(通过水平管道)；
◎加热：1GHz的微波，功率为180kW(35℃/s和45kW(9℃/s)；
◎施加电场：
●电场的振荡频率：180kHz；
●一批振荡的期间：大约0.02ms；
●一批振荡的频率：15Hz；
●t1＝6μs，t2＝20μs，t3＝0.05s；
●脉冲量：对于180kW为12脉冲，对于45kW分别为35和48脉冲；
◎生产率，瓶子的线速度：对于180kW为0.4m/s，对于45kW为0.1m/s。电场的施加区域的长度：0.3m；电场脉冲的施加期间：0.75s；
结果：
电场(V/cm)   升温速度(℃/s) 处理温度(℃±1℃)   测试后的残留浓度(个/mL) 测试后2个月的残留浓度(个/mL)
  0   9   80   ＜1   80％的情况＜1
  0   9   65   5-20   -
  0   35   65   ＜1   100％的情况＜1
  0   35   62   120-1500   -
  30   35   62   ＜1   95％的情况＜1
  0   35   60   大约104   -
  100   35   60   ＜1   100％的情况＜1
0 35 55   大约3-4×105   -
  600   35   55   ＜1   100％的情况＜1
2.选择性地去污装满苹果汁并感染有啤酒糖酵母(Saccharomycescerevisiae)和黑色曲霉(Aspergillus Niger)的0.5LPET瓶。在图2中所示类型的装置上进行处理：
◎啤酒糖酵母的初始浓度：1.2-3.1×105个/mL；
◎黑色曲霉的初始浓度：1.5-4.2×105个/mL；
◎每个周期处理的瓶子量：10个；
◎初始温度：20℃；
◎处理时间：3s(通过水平管道)；
◎加热：1GHz微波，功率180kW(35℃/s)和45kW(9℃/s)；
◎施加电场：
●电场的振荡频率：180kHz；
●一批振荡的时间：大约0.02ms；
●一批振荡的频率：15Hz；
●t1＝6μs，t2＝20μs，t3＝0.05s；
●脉冲量：对于180kW为12个脉冲，对于45kW分别为35和48个脉冲；
◎生产率，瓶子的线速度：对于180kW为0.4m/s，对于45kW为0.1m/s。电场的施加区域的长度：0.3m；电场脉冲的施加期间：0.75s；
结果：
电场(V/cm) 升温速度(℃/s) 处理温度(℃±1℃)   测试后的残留浓度(个/mL)啤酒糖酵母   测试后的残留浓度(个/mL)黑色曲霉
  0   9   70   2.8·101   5·105
  0   35   70   ＜1   ＜1
  0   9   65   1.5·103   1.8·103
  0   35   65   ＜1   ＜1
  65   9   60   5.2·101   3.7·101
  65   35   60   ＜1   ＜1
  120   9   60   3-5   6-8
  120   35   60   ＜1   ＜1
  120   9   50   3.2·104   2.2·103
  120   35   50   7.2·101   5-6·101
  1020   9   50   2.7·102   1.0·102
  1020   35   50   ＜1   ＜1
  2540   9   45   3-5   1.1·101
  2540   35   45   ＜1   ＜1

Claims (27)

1.用于对密闭容器中装有的待处理的液体进行杀菌或巴氏灭菌的方法，所述方法包括，将所述容器输送到处理区域，在所述处理区域将所述容器浸入在外部输送流体流中，以大于28℃/秒的速度将待处理的液体整体加热到位于20℃-66℃之间的处理温度T，在加热液体时搅拌所述容器，并根据处理温度T的数值，在加热所述液体之后立即或稍后，使所述液体曝露于通过电脉冲穿入处理的电场中，以V/cm表示的电场强度E选择成公式：
C(T)≤log(E+1)≤B(T)
满足以下数值：
B(T)＝-2.340·10-5T3+1.290·10-3T2-3.110·10-2T+5.0
C(T)＝-4.503·10-5T3+2.888·10-3T2-5.900·10-2T+4.0
其中，T是以摄氏度表示的处理温度。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电脉冲穿入处理的电场以位于100kHz-1000kHz之间的振荡频率交变，并被供应脉冲。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，由一个或多个所述电场脉冲向待处理的液体提供的总热能小于0.05J/cm3。
4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述电场脉冲的施加时间为10-100毫秒，而电场脉冲的重复频率位于10-100Hz之间。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在液体的加热步骤之后实施施加通过电脉冲穿入处理的电场，跟着是一间隔，在所述间隔期间电场为零或可忽略不计。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热速度大于30℃/秒。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述输送流体是水或水基液体。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述输送液体在所述容器的周围旋转湍动。
9.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述处理区域中产生的静压力由泵送和密封系统形成。
10.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述处理区域中产生的静压力由构成外部流体的液体柱形成，所述外部流体悬于所述容器的处理区域之上。
11.用于实施对待处理的液体进行灭菌或巴氏灭菌的方法的装置，所述待处理的液体是水基的或包含密闭容器中装有的水，所述装置包括：待处理的液体(3)的输送系统(2)，所述输送系统包括输送流体流在其中流动的输送管道(7、7’)以及靠近所述加热站的使输送流体搅拌和湍动的机构；包括在大于1MHz的频率下工作的微波发生器的整体加热待处理的液体的加热站(4)，所述加热系统构型成加热穿过其处理温度位于20-66℃之间、加热速度大于28℃/s的加热站的容器中的液体；以及脉冲电场施加站(5)，所述脉冲电场施加站(5)构型成在加热所述液体之后立即或稍后产生通过电脉冲穿入处理的、强度E以V/cm表示的电场，从而公式：
C(T)≤log(E+1)≤B(T)
满足以下数值：
B(T)＝-2.340·10-5T3+1.290·10-3T2-3.110·10-2T+5.0
C(T)＝-4.503·10-5T3+2.888·10-3T2-5.900·10-2T+4.0
其中T是以摄氏度表示的处理温度。
12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述通过脉冲产生电场的站构型成产生振荡频率位于100-1000kHz之间、脉冲的时间为10-100秒的交变电场。
13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，通过脉冲产生电场的系统构型成将总热能小于0.05J/cm3热能带至待处理的液体。
14.按照权利要求11-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述输送流体为水或水基液体。
15.按照权利要求11-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述输送系统包括热回路部分和冷回路部分，每一回路都装有泵送系统和流体返回回路。
16.按照权利要求11-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述产生电场脉冲的系统包括电极，所述电极布置在管道的通过段的两侧并且能够产生与所述通过段成横向的电场。
17.按照权利要求11-14中任一项所述的装置，其特征在于，所述产生电场脉冲的系统包括具有一个或多个初级线圈的感应器，所述初级线圈环形地布置在所述管道的通过段的周围，并且能够产生与所述通过段基本上成纵向的电场。
18.按照权利要求11-17中任一项所述的装置，所述装置在电场的施加区域包括至少一个电场传感器，和沿着所述输送管道的温度传感器。
19.按照权利要求11-18中任一项所述的装置，所述装置包括悬于所述容器的处理区域之上的输送液体柱，所述输送液体柱的高度用于产生基本上等于在加热待处理的液体时在容器内部产生的最大压力。
20.按照权利要求11-20中任一项所述的装置，所述装置在所述加热站的两侧的管道中包括密封装置，和在所述密封装置之间的一部分管道中产生压力的泵送装置，所述压力基本上等于在加热待处理的液体时在容器的内部生成的最大压力。
21.用于实施对密闭容器中装有的待处理的液体进行杀菌或巴氏灭菌方法的装置，所述装置包括待处理液体(3)的输送系统(2)和处理站(45)，所述输送系统包括输送流体流在其中流动的输送管道(7)和一个或多个布置在所述输送管道中的密封装置(15)，每一个密封装置均包括多个具有中心孔的并置的柔性壁(15a)，所述中心孔用于在变形时与容器的形状贴合。
22.按照权利要求21所述的装置，其特征在于，所述密封装置包括多组沿所述密封装置的长度分隔开的密封壁(50)。
23.按照权利要求22所述的装置，其特征在于，所述密封装置包括5-10组密封壁。
24.按照权利要求22或23所述的装置，每组密封壁(50)包括2-5个柔性壁(15a)。
25.按照权利要求21-24中任一项所述的装置，其特征在于，所述柔性壁(15a)包括在通到所述柔性壁的中心孔(15b)上的多个瓣膜。
26.按照权利要求25所述的装置，其特征在于，在一组柔性密封壁中，一个柔性壁的瓣膜相对于相邻的柔性壁的瓣膜径向地移动。
27.按照权利要求21-26中任一项所述的装置，其特征在于，所述输送系统包括被一个或多个所述密封装置分隔开的热回路部分和冷回路部分。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203011A (zh) * 2011-11-18 2014-12-10 百事可乐公司 包装内的非电离电磁辐射消毒
CN106115589A (zh) * 2016-08-16 2016-11-16 唐明 一种鲜奶加工系统
CN106259890A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 唐明 一种鲜奶加工方法
CN110051896A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 河南智动电子技术有限公司 一种血液透析用供水设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9120587B2 (en) * 2010-09-10 2015-09-01 Pepsico, Inc. In-package non-ionizing electromagnetic radiation sterilization
FR2980366B1 (fr) * 2011-09-22 2013-12-06 Patrice Camu Dispositif de sterilisation ou pasteurisation en continu
US9271338B2 (en) 2012-03-14 2016-02-23 Microwave Materials Technologies, Inc. Pressurized heating system with enhanced pressure locks
US9883551B2 (en) * 2013-03-15 2018-01-30 Silgan Containers Llc Induction heating system for food containers and method
US10237924B2 (en) 2013-03-15 2019-03-19 Silgan Containers Llc Temperature detection system for food container induction heating system and method
WO2015065489A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Hill's Pet Nutrition, Inc. Post-packaging pasteurization
PL3106037T3 (pl) * 2014-02-13 2019-05-31 Surdry S L Układ ciągłej sterylizacji
WO2015164174A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Silgan Containers Llc Food container induction heating system having power based microbial lethality monitoring
WO2016019068A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Silgan Containers Llc System for induction heating of metal containers using batch processing
CN104528056B (zh) * 2015-01-06 2017-06-09 河南省商业科学研究所有限责任公司 瓶装啤酒微波隧道连续灭菌设备
GB2541373A (en) * 2015-08-05 2017-02-22 Convenience Foods Ltd Pasteurisation
EP3756419A1 (en) * 2018-03-01 2020-12-30 915 Labs, LLC Method for controlling microwave heating systems
CN115889411A (zh) * 2022-11-21 2023-04-04 中农新科(苏州)有机循环研究院有限公司 一种厨余废弃物饲料化设备及其处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1471366A (zh) * 2000-10-27 2004-01-28 APIT�ɷ����޹�˾ 液体杀菌的方法和装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272636A (en) * 1965-03-15 1966-09-13 Campbell Taggart Ass Bakeries Method of controlling microorganisms in food products
JPS6012018B2 (ja) * 1979-10-05 1985-03-29 株式会社品川工業所 連続熱水加熱殺菌法及びその装置
JPS61212266A (ja) * 1985-03-15 1986-09-20 Nippon Glass Kk びん詰醸食物の殺菌方法及びその装置
US5048404A (en) * 1985-05-31 1991-09-17 Foodco Corporation High pulsed voltage systems for extending the shelf life of pumpable food products
US4695472A (en) * 1985-05-31 1987-09-22 Maxwell Laboratories, Inc. Methods and apparatus for extending the shelf life of fluid food products
US5235905A (en) * 1985-05-31 1993-08-17 Foodco Corporation High pulsed voltage systems for extending the shelf life of pumpable food products
JPH0628566B2 (ja) * 1989-09-11 1994-04-20 麒麟麦酒株式会社 液体状食品の殺菌法
DE4001318A1 (de) * 1990-01-18 1991-07-25 Berstorff Gmbh Masch Hermann Vorrichtung zum pasteurisieren, sterilisieren und gleichmaessigen und schnellen erwaermen von lebensmittelprodukten
US5290583A (en) * 1992-04-02 1994-03-01 David Reznik Method of electroheating liquid egg and product thereof
US6093432A (en) * 1998-08-13 2000-07-25 University Of Guelph Method and apparatus for electrically treating foodstuffs for preservation
EP1162895A1 (en) * 1999-03-24 2001-12-19 Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek (ATO-DLO) Method for treating products by high voltage pulses
ATE374728T1 (de) * 1999-04-29 2007-10-15 Simonazzi Spa Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen sterilisation von in flaschen abgefüllten getränken
FR2806264B1 (fr) * 2000-03-20 2003-03-28 Barriquand Steriflow Installation de sterilisation en continu de produits contenus dans des emballages souples
US6746613B2 (en) * 2002-11-04 2004-06-08 Steris Inc. Pulsed electric field system for treatment of a fluid medium
CN2744178Y (zh) * 2004-11-03 2005-12-07 中国农业大学 高压脉冲电场杀菌装置
CN1285291C (zh) * 2004-12-20 2006-11-22 华南理工大学 预极化脉冲电场灭菌方法及其设备
CN100341435C (zh) * 2005-01-31 2007-10-10 河北科技师范学院 新型鲜榨果汁物理杀菌工艺

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1471366A (zh) * 2000-10-27 2004-01-28 APIT�ɷ����޹�˾ 液体杀菌的方法和装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203011A (zh) * 2011-11-18 2014-12-10 百事可乐公司 包装内的非电离电磁辐射消毒
CN104203011B (zh) * 2011-11-18 2016-06-01 百事可乐公司 包装内的非电离电磁辐射消毒
CN106115589A (zh) * 2016-08-16 2016-11-16 唐明 一种鲜奶加工系统
CN106259890A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 唐明 一种鲜奶加工方法
CN106115589B (zh) * 2016-08-16 2018-11-20 浙江百强乳业有限公司 一种鲜奶加工系统
CN110051896A (zh) * 2019-05-23 2019-07-26 河南智动电子技术有限公司 一种血液透析用供水设备

Also Published As

Publication number Publication date
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EP2139352A2 (fr) 2010-01-06
EP1972211B1 (fr) 2010-04-28
JP5015317B2 (ja) 2012-08-29
EP1972211A1 (fr) 2008-09-24

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