CN103421664B - 基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前瞬时杀菌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前瞬时杀菌装置。由四个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的不锈钢柱状体分别作为高压电极、接地电极和两个绝缘柱状体形成柱状体结构，中间双凹形孔为有效处理区域，柱状体结构的上、下方矩形台阶上分别安装圆柱体结构绝缘环，两个绝缘环和柱状体结构之间分别形成供冷却水流通的环形空腔，在柱状体结构的上、下方的绝缘环中心孔分别安装出料管和进料管，在第一绝缘柱状体和第二绝缘柱状体的上、下方分别安装冷却水的进水管和出水管，高压电极和接地电极分别与高压脉冲发生器连接。本发明能够实现高压脉冲电场对装瓶前黄酒的瞬时低温杀菌，在杀菌时还能改善黄酒的品质。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌装置，尤其是涉及一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前瞬时杀菌装置。
背景技术
中国的黄酒是世界三大古酒之一，发源于古时吴越之地（现江浙沪一带），距今已有2500余年的历史。近年来受益于经济持续增长，酿酒行业也体现出消费升级带来的结构性变化：对酒的需求从“单纯嗜好”向“营养保健”转变，高度、烈性的不良饮酒观念日益被人们所摈弃，黄酒的低度、营养、保健的优势逐渐得到显现。与其它酒相比，黄酒更符合现代社会绿色、营养与健康的大趋势，是真正意义上的健康概念酒，已被国家列为重点扶持和发展的饮料酒之一。
无论消费者还是专家，通常衡量食品感官优劣的标准是“鲜爽”。黄酒也不例外，在GB17946-2000《黄酒（绍兴酒）》的质量品评标准中，对黄酒“味”的要求是：“醇厚、较鲜爽、无异味。”用传统的手工艺杀菌，因为是用大坛装，杀菌后将酒一坛坛放置在车间场地上，待封口的泥土干燥后再入库，这样的工艺，黄酒的品质不会受到影响。因为，黄酒在等待封口干燥的过程中，其实是个散热降温冷却的过程。而对于瓶装黄酒，国内酿酒企业普遍采用机械化黄酒灌装机，在生产加工过程中采用的灭菌方法，一般都是用高温灭菌法，黄酒经加温灭菌后，瓶内的酒温高达70～80 oC，还没来得及散热降温冷却，就被从输送带上通过检验、贴标、喷码到装箱入库，前后总共不超过半个小时，即使在冬季，酒在输送带上半个小时最多也只能降10 oC左右，在气温高的夏、秋季，酒温几乎不降。酒体持续在高温状态下，容易造成酒液发浑、色泽发暗、苦焦味重，待酒液全部冷却后，酒瓶底部会结成黑黑的沉淀物，产生“热浑浊”现象，严重影响了酒的品质。
作为非常具有应用前景的非热加工技术之一，国内外研究人员在高压脉冲电场技术对微生物致死作用方面做了大量的研究。在国内外众多报道中，研究对象大多集中在果蔬汁和乳制品，对于酒类的研究起步较晚，尤其是将高压脉冲电场技术用于黄酒杀菌方面的研究更是鲜有报道。通过实验研究发现，采用高压脉冲电场技术对装瓶前的黄酒进行杀菌处理，温度升高非常小，不仅能杀死酒液中的致病菌和酸败菌，还能维持黄酒的品质。因此，设计一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前杀菌装置是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前杀菌装置，解决目前市场上普遍采用的高温杀菌法的技术缺陷，有利于推动我国瓶装黄酒的品质提升。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤如下：
本发明由两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的不锈钢柱状体分别作为高压电极和接地电极，高压电极和接地电极之间由另外两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的第一绝缘柱状体和第二绝缘柱状体隔开，形成一个完整的柱状体结构，高压电极、接地电极、第一绝缘柱状体和第二绝缘柱状体的凸形尖端形成的双凹形孔为有效处理区域，柱状体结构的上、下方矩形台阶上分别安装圆柱体结构第一绝缘环和第二绝缘环，所述两个绝缘环和柱状体结构之间形成了两个供冷却水流通的环形空腔，在柱状体结构的上方的第一绝缘环中心孔安装出料管，柱状体结构的下方的第二绝缘环中心孔安装进料管，有效处理区域、第一绝缘环和第二绝缘环同轴安装，在第一绝缘柱状体和第二绝缘柱状体的上方分别安装第一冷却水的进水管和第一冷却水的出水管，在第一绝缘柱状体和第二绝缘柱状体的下方分别相应安装第二冷却水的进水管和第二冷却水的出水管，高压电极通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。
所述的高压电极和接地电极材料均为不锈钢304；所述的两个绝缘柱状体均为聚四氟乙烯。
本发明具有的有益效果是：
传统黄酒加工方式在黄酒装瓶前进行高温杀菌后，品质和营养成分均会遭到不同程度的破坏。因此，本发明将高压脉冲电场技术用于黄酒装瓶前的杀菌工序，处理时间短、能量消耗低、温度升高少，还能最大限度地保持黄酒的风味和品质，并且在一定程度上改善黄酒的口味，起到催陈的作用。对于提升我国瓶装黄酒的品质，具有重要的现实意义，并有利于高压脉冲电场技术向工业化广泛应用的目标进一步迈进。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是本发明装置的三维半剖视图。
图3是图2的二维视图。
图中：1、高压电极，2、接地电极，3、第一绝缘柱状体，4、第二绝缘柱状体，5、有效处理区域，6、进料管，7、出料管，8、绝缘环，9、冷却水的进水管，10、冷却水的出水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，由两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的不锈钢柱状体分别作为高压电极1和接地电极2，高压电极1和接地电极2之间由另外两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的第一绝缘柱状体3和第二绝缘柱状体4隔开，形成一个完整的柱状体结构，高压电极1、接地电极2、第一绝缘柱状体3和第二绝缘柱状体4的凸形尖端形成的双凹形孔为有效处理区域5，其内凹的圆弧形边缘有助于电场分布的均匀性。
柱状体结构的上、下方矩形台阶上分别安装圆柱体结构第一绝缘环8和第二绝缘环，所述两个绝缘环和柱状体结构之间形成了两个供冷却水流通的环形空腔，在柱状体结构的上方的第一绝缘环中心孔安装出料管7，柱状体结构的下方的第二绝缘环中心孔安装进料管6，有效处理区域5、第一绝缘环和第二绝缘环同轴安装，在第一绝缘柱状体3和第二绝缘柱状体4的上方分别安装第一冷却水的进水管9和第一冷却水的出水管10，在第一绝缘柱状体3和第二绝缘柱状体4的下方分别相应安装第二冷却水的进水管9和第二冷却水的出水管10，高压电极1通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极2通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。冷却水在蠕动泵的作用下在环形空腔内循环流动，用于降低电极的温度、控制温度升高。
如图3所示，所述的高压电极1和接地电极2材料均为不锈钢304，对不锈钢表面进行抛光处理；所述的两个绝缘柱状体均为聚四氟乙烯。
本发明的工作原理：
在黄酒装瓶机械的喷嘴前方安装本瞬时杀菌装置，高压电极1和接地电极2分别与高压脉冲发生器的接线端子连接，通过调节高压脉冲发生器输出脉冲的电压（10～50 kV）、脉宽（2～10 μs）和频率（100～300 Hz），在有效处理区域5形成高强度的脉冲电场（10～50 kV/cm）。冷却水通过蠕动泵的作用在环形空腔内循环流动，从进水管9流入，从出水管10流出，控制电极和黄酒的温度升高。通过调节黄酒的流速来控制高压脉冲电场的有效处理时间。当初始温度为30～45 oC的黄酒流经有效处理区域5的过程中，高强度脉冲电场作用于黄酒中的腐败菌和致病菌的细胞膜，致使细胞膜破裂，微生物细胞失活，从而达到在较低温度下瞬时杀菌的目的。经过处理后的黄酒再灌入瓶中，进行密封，可以延长储藏时间，并且改善黄酒的品质。
实施例：
本发明所涉及的基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前杀菌装置，高压电极和接地电极之间的距离为1 cm，当在两个电极施加峰值电压为30 kV、脉宽为3 μs、频率为120 Hz的脉冲，在有效处理区域内形成相对均匀的电场，其平均电场强度为27.03 kV/cm，最大电场强度为36.92 kV/cm。以绍兴黄酒为例，当其初始温度为30 oC时，其电导率一般为0.2 S/m。在27 kV/cm的脉冲电场下作用有效处理时间200 μs以上，黄酒中的酿酒酵母菌的杀菌数为5个对数级以上，即99.999%的酿酒酵母菌被脉冲电场杀灭，而杀菌过程中黄酒的温度升高控制在8 oC以内，实现高压脉冲电场技术对装瓶前黄酒的瞬时低温杀菌。
Claims (2)
1.一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前瞬时杀菌装置，其特征在于：由两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的不锈钢柱状体分别作为高压电极（1）和接地电极（2），高压电极（1）和接地电极（2）之间由另外两个中部为凸形、两端对称有矩形台阶的截面各旋转四分之一圆周所得的第一绝缘柱状体（3）和第二绝缘柱状体（4）隔开，形成一个完整的柱状体结构，高压电极（1）、接地电极（2）、第一绝缘柱状体（3）和第二绝缘柱状体（4）的凸形尖端形成的双凹形孔为有效处理区域（5），柱状体结构的上、下方矩形台阶上分别安装圆柱体结构第一绝缘环和第二绝缘环，所述两个绝缘环和柱状体结构之间形成了两个供冷却水流通的环形空腔，在柱状体结构的上方的第一绝缘环中心孔安装出料管（7），柱状体结构的下方的第二绝缘环中心孔安装进料管（6），有效处理区域（5）、第一绝缘环和第二绝缘环同轴安装，在第一绝缘柱状体（3）和第二绝缘柱状体（4）的上方分别安装第一冷却水的进水管和第一冷却水的出水管，在第一绝缘柱状体（3）和第二绝缘柱状体（4）的下方分别相应安装第二冷却水的进水管和第二冷却水的出水管，高压电极（1）通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极（2）通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于高压脉冲电场技术的黄酒装瓶前瞬时杀菌装置，其特征在于：所述的高压电极（1）和接地电极（2）材料均为不锈钢304；所述的两个绝缘柱状体的材料均为聚四氟乙烯。
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