CN102253090B - 用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置(1)，该装置(1)包括主容纳本体(2)；分析腔室(3)，分析腔室(3)位于主容纳本体(2)内并设计成容纳特定量的待检查产品；一个或多个加热装置(4)，加热装置(4)设计成加热分析腔室(3)内的产品；至少一个温度传感器(5)，温度传感器(5)设计成控制分析腔室(3)内的产品温度；以及传感器装置(6)，传感器装置(6)设计成检测分析腔室(3)内产品的阻抗。分析腔室(3)具有细长形状并沿主轴(3a)延伸，而一个或多个加热装置(4)关于与主轴(3a)成直角的平面对称。

Description

用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置

技术领域

本发明涉及用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置。

更具体来说，本发明可用在用于乳制品行业的设备或机器中，更一般地，用于食物工业的处理设备中。

本发明还涉及一种用于生产和分配液态或半液态食品的机器。

更具体地，但不限制本发明的范围，本文所指的机器是用于生产和分配格兰尼它冰糕(granitas)、果汁饮料或雪泥饮料、冰激凌、软冰激凌、打泡奶油、酸奶等的机器以及用于生产和存储冰激凌、奶霜、调味料、汤、一般食物混合物等的机器。

背景技术

如已知的那样，上述类型的机器包括用于基础产品的容器和馈送回路，基础产品包含例如打泡奶油、冰激凌产品混合物、糖浆等，馈送回路设有诸如用于加工基础产品的制冷装置的装置，且在馈送回路的端部具有适于递送成品(打泡奶油、冰激凌、格兰尼它冰糕等)的诸如喷嘴或龙头的分配装置。

还考虑到其加工的产品高度易腐坏的事实，这些机器经受频繁的检查和维护以确保沿整个馈送回路的最佳卫生状态。

用于专业目的的这些机器使用中的主要问题是由于奶基混合物的存在以及随之发生的清洁和消毒机器的需要以防止微生物和细菌的滋生。

目前，在特定的时间间隔内进行防护性维护过程，从每天维护到每周两次维护，取决于机器特性。例如，没有内置加热处理系统的机器必须每72小时至少进行一次消毒，而自巴氏杀菌机器每两周进行一次消毒。

因此，与本发明同一申请人的欧洲专利申请EP1716760披露了一种用于生产和分配液体或半液态消费食品的机器，该机器装备有用于以交替步骤将液态或气态流体流引入馈送和处理回路的清洗装置，以清洗和消毒回路。中心处理单元控制和调节清洗和消毒过程的步骤。

不管是必须拆开机器用以清洗，还是装备有内置自动消毒系统，所有的消毒操作是预防性的且不能确保完全卫生条件。

虽然存在评估细菌污染的细菌量的方法，这些方法涉及试验室测试、高成本以及长时间，且仅用在随机测试中，例如在乳品加工业。

为克服这些缺点，申请人已设计了一种用于生产和分配液态或半液态食品的机器，该机器装备有同时用于在基础食品和成品中检查细菌含量的装置。

该装置可确定机器上任何点处食品的细菌含量。

但是，该装置具有与所获得的测量的精确度有关的某些缺点。实践中，装置内部产品的对流运动干扰和不利地影响测量。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种装置，该装置用于检测液态或半液态食品中的细菌含量，且该装置克服了现有技术的缺点。

具体来说，本发明的目标是提供一种检测装置，该装置能够精确地估计液态或半液态食品中的细菌含量，其测量不会被由于温度变化而在流体中产生的对流运动不利地影响。

本发明的另一目标是提供一种用于生产和分配液态和半液态食品的机器，其装备有这种装置。

最后，本发明目标是提供一种用于检测和分析液态或半液态食品中细菌含量的便携式成套工具。

附图说明

参照上述目的，本发明的技术特征清楚地描述在下面的权利要求书中，且其优点参照以本发明较佳的、非限制性的实施例示出的附图并对照下面的详细说明而将变得明显，在附图中：

图1和2示出本发明装置沿穿过垂直对称轴的垂直平面截取的两个半部；

图3是示意地示出本发明装置的运行的框图；

图4a-4d示出本发明装置的一部分的不同变型的横截面；

图5是示出装备有用于检测细菌含量的装置的用于生产和分配液态和半液态食品的机器的立体图，其中某些部分切除且另一些部分以虚线示出；

图6a-6d示出本发明装置的分析腔室中不同时刻时的产品运动的分布。

具体实施方式

参考图1和2，附图标记1在全文中表示一种用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置。

装置1包括主容纳本体2，主容纳本体2较佳地为圆筒形。

在本体2内部具有设计成容纳特定数量的待分析产品的分析腔室3。

分析腔室3即是进行细菌测试的隔室。

装置1还包括一个或多个加热装置4，加热装置4设计成改变分析腔室3内的温度，更精确来说，设计成将分析腔室3内所要测试的产品加热到预设定的值。

在一实施例中，加热装置4至少部分地围绕分析腔室3定位。如图2中示意性示出，加热装置4定位在分析腔室3外部。

应理解，在略微不同的实施例中，加热装置4还可定位在分析腔室3内部。

装置1还包括至少一个温度传感器5，温度传感器5有利地位于容纳本体2的侧壁中并面对分析腔室3的内部。

温度传感器5监控分析腔室3内部的产品温度。

还设有传感器装置6，传感器装置6设计成促进分析腔室3内电流的循环并设计成测量所要测试的产品的阻抗。

更具体来说，传感装置6较佳地是一对电极，电极关于容纳本体2的对称轴2a对称地安装并部分地凸入分析腔室3。

换言之，电极放置在分析腔室3内部与其外部电连通。

它们可与对称轴3a成直角安装，从而位于沿腔室3的侧壁，或平行于对称轴3a，从而位于腔室3的基壁、即底壁上。

电极6较佳地由两个圆角钢柱体构成，其在浸入所要测试产品的侧上，即，在面向分析腔室3的侧上具有半球形轮廓；且在相对侧上具有用于连接到测量电缆的螺纹。它们的作用是使设定的电流流入产品内。

有利地，分析腔室3具有细长形状并沿主轴3a延伸，主轴3a与容纳本体2的对称轴2a重合。

在替代实施例中，分析腔室3与容纳本体2可拆卸地关联。

换言之，分析腔室3容纳在一次性盒7内，一次性盒7在每次分析产品之后被替换。

盒可以是圆筒形的，即是说，具有恒定的外直径(图4a)，或朝向底部渐缩的(图4b-4d)，即是说，具有朝向底部减少的外直径，从而有利地在注模情形中抽出阳部件。

在固定和可拆卸构造中，分析腔室3都较佳地具有圆形内部横截面，其直径沿轴线3a是恒定的或可变的。该圆形横截面使得产品能够均匀地分布在腔室内，而在某些部件内不比在其它部件内更多地聚积，且因为没有角落，还使得更容易地在一次分析和另一次分析之间清洗腔室3。

有利地，分析腔室3的高度和内径之间的比值大于或等于2。结合圆形横截面(且从而直径)沿轴线变化的分析腔室3的构造，此处所指的直径是最大直径。

图4a-4d示出腔室的某些实施例，更具体来说，图中示出可拆卸形式的腔室的不同的替代实施例。但是，示出的构造还可应用于固定形式的腔室中。

作为这些分析腔室3的横截面的附图示出腔室3的内部几何形状，其可例如是圆筒形、截头圆锥形或漏斗形。

如图4a-4d所示，即使在可拆卸分析腔室3的情形中，电极6也面对腔室3的内部。

更具体来说，分析腔室3包括嵌入盒7的壁中并同时面对分析腔室3的内部和外部的一对电极，以将分析腔室3的内部与外部电连接。

图4a-4c中，电极与对称轴3a成直角定位，并因此定位在盒7的侧壁中，而在图4d中，由于电极定位在盒7的基壁中，所以电极平行于对称轴3a。

在可拆卸分析腔室3构造中，容纳本体2具有壳体8，容纳腔室3的盒7插入壳体8中。

在内部，容纳本体2具有至少两个滑动接触件9，其可与分析腔室3的电极关联。

分析腔室3侧向分界并具有至少一个可打开端3b。

如果需要，在分析过程中，端部可由闭合构件19关闭。

因此，在分析后，可从单一端馈送产品或抽出产品，或可通过一端馈送，在分析时留在分析腔室3内，并然后通过相对端排出。

加热装置4关于与分析腔室3的主轴线3a成直角的正交平面对称地布置。加热装置有利地绕分析腔室3的侧壁且仅沿一个表面部分定位，由此形成具有“暖”壁的腔室部分和具有“冷”壁的腔室部分，从而在产品中产生对流运动。

较佳地，加热装置包括关于正交平面对称定位的一对电阻器；更具体来说，加热装置4可包括薄的、圆角的铜板，两个电阻器粘接在该铜板上。在该情形中，电阻器可以是带粘性的且柔软的。

在分析过程中，装置1或，更具体来说，容纳本体2和分析腔室3定位成使得主轴3a或对称轴是垂直的。

这与加热装置的具体布置结合，使得可能防止对流运动，该对流运动在产品中产生且不利地影响细菌含量测量的结果。

主容纳本体2电连接到电子控制器单元10，电子控制器单元10控制和协调温度传感器5、传感器装置6和加热装置4。

更具体来说，电子控制器单元10接收由温度传感器5测量的分析腔室3的内部温度值作为输入，并与加热装置4互相作用以根据所需要的值控制和改变温度。

此外，电子控制器单元10操作地连接到传感器装置6，并从而连接到电极6，以测量产品内的阻抗，由此可导出电容以便确定细菌含量。

较佳地，电子控制器单元10包括温度调整器11和电子卡12，温度调整器11连接到温度传感器5并连接到加热装置4，电子卡12连接到传感器装置6并连接到相同的温度调整器11。

温度调整器11基于由传感器5测量的温度检查电阻器，以便将分析腔室3内的流体产品保持在随时间恒定的且等于设定温度的温度。

温度调整器11和电子卡12之间的连通可以是单向的或双向的。

最后，控制面板13使得能够与电子控制器单元10互相作用以输入所需的参数和/或读出分析得到的值。

控制面板13可包括例如触摸屏类型的LCD显示器(可能但不是必须地)，或可视LED控制信号。还有数据设定或选择器按钮、和/或其它技术等同元件用以与电子控制器单元10互相作用。

上面所有的元件都由电源单元18供电，电源单元较佳地包括变压器18a和较佳地输送12伏电压的电源组18b。

有利地，设有例如为GPRS类型的调制解调器20以传送/接收通过电子卡12处理的数据。

在确定细菌浓度的测量过程中，在分析腔室3内以促进产品中细菌成长的温度(在冰激凌混合物情形中是35℃)培育产品样品，且跨越浸入在产品中的两个电极6的阻抗样品由电子控制器单元10取样：电容值由阻抗导出且随着时间分析这些值，能够确定正在测试的产品中初始存在的细菌浓度。

当测量产品的电特性时，需要特别注意样品的温度：产品的电特性很大程度上取决于温度，且因此在阻抗测量中，即使最小的变化也产生巨大的变化，其会不利地影响测量。

图6a-6d示出在测量产品中细菌含量的过程中，在不同时刻下分析腔室3内流体运动(由矢量V指示)的分布。加热装置的具体布置使得可能获得这样的式样，即在暖壁附近运动上升且在冷壁附近运动下降。

不规则运动的初始阶段发生在第一个约60秒内(图6a)，之后，运动变得稳定且在约6分钟之后达到最大速度峰值(图6b)。

由于流体中的温度再分布，对流运动变得稳定(图6c)直到它们的值基本恒定。然后，最大稳态速度在暖壁附近、在分析腔室3的上部区域被记录到。另一方面，在电极之间的区域中，速度较小，约是最大速度的三分之一。

因此，在温度状态下，在电极之间的区域中，即在测量流体阻抗的区域中，记录到的平均速度在0.05和0.09m/s之间变化(图6d)。

该区域中的运动大大地减少且因此该区域中流体的速度不对细菌含量的测量产生任何影响，使得能够得到精确且可靠的结果。

该装置可安装在用于生产和分配液态或半液态产品的机器17中，机器17包括食品容器14、食品馈送和处理回路15、位于馈送和处理回路15的出口端的分配装置16。

该装置可安装在机器中的不同点处(取决于所控制的区域)，从而提供正在分配的产品中实际细菌含量的恒定、实时的指示。

因此，装置1可例如沿馈送和处理回路15安装，或安装在混合和冷冻腔室14，或安装在巴氏杀菌装置的上游，或沿馈送出成品容器的第二线安装，或安装在门内，或安装在机器17的内部或外部的多个其它位置的任何位置处。

为了使在即使目前在市场上且因此没有装备该类型装置的用于生产和分配液态或半液态食品的机器能够使用该装置，申请人设计了一种包括可运送封围(诸如承载壳体)的便携式成套工具，例如包含根据本发明的检测装置1。

因此，承载壳体包括容纳分析腔室、电子控制器单元10和电源组的主容纳本体，电源组较佳地由电池驱动，独立于主电源线路。

有利地，在承载壳体和形成成套工具一部分的任何壳体内部，还可有用于保持主本体且因此分析腔室、在产品分析过程中垂直的支承件。

在较佳实施例中，承载壳体可连接到机器17；纯粹作为示例，该连接可通过系列电缆形成或可以是无线的。

在该构造中，电子控制器单元10与机器17结合作用，用以执行机器17本身内的产品混合物的测试。

有利地，测试的结果可存储到安装在机器17或承载壳体内的合适的存储寄存器。

根据这些测试结果(明显地指示产品中的细菌浓度)，电子控制器单元10可将相应的控制信号发送到机器17，从而使机器17执行清洁和巴氏消毒操作。

上面简述的测试活动可方便地认为是如HACCP(危害分析和关键环节控制点)的已知类型的实施食品安全监控系统。

本发明实现了设定的目标并带来了重大的优点。所述的装置使得能够获得精确和可靠的测量。此外，可随时和在机器运行的所有阶段直接在机器上检测食品混合物中的细菌含量使得能够确保所要制备的食品的安全和卫生。

最后，便携式成套工具使得即使生产产品的机器没有装备根据本发明的装置，也能够进行分析。

以上所述的本发明易于用作工业应用且可用若干方式来改进和应用而不脱离本发明概念的范围。此外，本发明的所有细节均可由技术等效的部件所代替。

Claims (20)

1.一种用于检测液态或半液态食品中细菌含量的装置，所述装置包括主容纳本体(2)；分析腔室(3)，所述分析腔室(3)位于所述主容纳本体(2)内并设计成容纳特定量的待检查产品；一个或多个加热装置(4)，所述加热装置(4)设计成加热所述分析腔室(3)内的所述产品；至少一个温度传感器(5)，所述温度传感器(5)设计成监控所述分析腔室(3)内的所述产品的温度；传感器装置(6)，所述传感器装置(6)设计成检测所述分析腔室(3)内产品的阻抗，其特征在于，所述分析腔室(3)具有细长形状并沿主轴(3a)延伸，所述一个或多个加热装置(4)关于与所述主轴(3a)成直角的平面对称，所述加热装置(4)仅在所述分析腔室(3)的一侧上以使得在所述分析腔室(3)内形成冷壁和暖壁的方式定位，其中，所述分析腔室(3)可拆卸地与所述主容纳本体(2)关联，所述分析腔室(3)容纳在一次性盒子(7)内并具有至少一个可打开端(3b)，所述分析腔室(3)包括嵌入所述一次性盒子(7)的壁中并同时面对所述分析腔室(3)的内部和外部的一对电极(6)，以便将所述分析腔室(3)的内部与外部电连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在使用时，所述分析腔室(3)定位成使得所述主轴(3a)是垂直的。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分析腔室(3)具有圆形横截面且具有至少一个可打开端(3b)，所述圆形横截面的尺寸沿所述主轴(3a)是恒定的或可变的。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，具有圆形横截面的所述分析腔室(3)的高度和底直径之间的比例大于或等于2。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器装置(6)包括一对电极(6)，所述电极(6)在所述分析腔室(3)内彼此面对；所述电极(6)促进所要分析的所述产品内的电流循环。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容纳本体(2)具有至少两个摩擦接触件(9)，所述摩擦接触件(9)可以与所述分析腔室(3)的所述电极(6)关联。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括电连接到所述主容纳本体(2)的电子控制器单元(10)。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电子控制器单元(10)控制和协调所述温度传感器(5)、所述传感器装置(6)以及所述加热装置(4)。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电子控制器单元(10)接收从所述温度传感器(5)来的温度值作为输入，并运行在所述加热装置(4)上以控制和改变所述分析腔室(3)内的温度。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电子控制器单元(10)操作地连接到所述传感器装置(6)，所述传感器装置用于测量阻抗，可从所述阻抗导出电容来确定细菌含量。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述传感器装置为电极。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电子控制器单元(10)包括温度调整器(11)和电子卡(12)，所述调整器(11)连接到所述温度传感器(5)，所述电子卡(12)连接到所述传感器装置(6)、连接到所述加热装置(4)和连接到所述温度调整器(11)。

13.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括控制面板(13)，所述控制面板(13)用于控制所述电子控制器单元(10)并与所述电子控制器单元(10)相互作用。

14.一种用于生产和分配液态或半液态食品的机器，所述机器包括食品容器(14)、食品馈送和处理回路(15)、位于所述馈送和处理回路(15)的出口端的分配装置(16)，其特征在于，所述机器还包括根据权利要求1至13中任一项所述的用于检测所述食品中的细菌含量的装置(1)。

15.一种用于检测液态或半液态食品中细菌含量的便携式成套工具，所述便携式成套工具包括可运送壳体和根据权利要求1至13中任一项所述的装置，所述装置封装在所述壳体内并用于检测细菌含量。

16.如权利要求15所述的成套工具，其特征在于，所述成套工具包括独立于主电源线路的电源单元。

17.如权利要求16所述的成套工具，其特征在于，所述电源单元由电池驱动。

18.如权利要求15或16所述的成套工具，其特征在于，所述成套工具包括用于细菌含量检测装置的支承件，所述支承件在使用时将所述装置的所述主容纳本体保持在垂直位置中。

19.如权利要求15所述的成套工具，其特征在于，所述装置(1)包括电子控制器单元(10)，所述电子控制器单元(10)可连接到用于生产和分配液态或半液态食品的机器并构造成对容纳在所述机器内的食品进行细菌含量检测的一个或多个步骤。

20.如权利要求19所述的成套工具，其特征在于，所述电子控制器单元(10)还构造成根据检测的细菌含量向所述机器发送控制信号用以触发清洗和/或巴氏消毒操作。