CN105942133A - 一种食品加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种食品加工设备和采用该设备的食品加工方法，所述食品加工装置包括超高压灭菌装置，所述超高压灭菌装置包括卧式的承力框架、高压缸体、堵头、呈分离的两部分结构的传力挡块和半圆柱形挡块，其中，所述承力框架由水切割制成的多层板材并列构成，所述承力框架具有轴向两端的内侧呈弧形结构且外侧呈内角为120°至140°折线形结构的承力座。所述半圆柱形挡块与所述承力框架浮动连接，在向高压缸体施加压力时，半圆柱形挡块紧密贴合在承力座内侧。本发明提供的设备和方法安全、可靠，可连续稳定生产。

Description

一种食品加工装置

技术领域

本发明涉及超高压领域，尤其涉及一种采用超高压灭菌技术的食品加工设备及方法。

背景技术

超高压灭菌技术是在密闭的超高压环境中，以水或油作为介质对软包装的物料施以100～1000MPa的压力以破坏菌体蛋白中的非共价键，使蛋白质高级结构破坏，从而导致蛋白质凝固及酶失活，从而杀死物料中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌。由于超高压灭菌不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化，因此，超高压灭菌技术在食品灭菌方面有广泛的应用。目前的超高压设备正处于起步阶段，其稳定性、安全性和实用性都有待提高。

中国专利(公告号为CN2165851Y)公开了一种超高压杀菌装置。该装置由超高压容器、增压机构及液压装置组成。液压装置产生的高压流体通过管道输入到增压机构的活塞孔段，从增压机构的活塞孔输出的超高压流体通过管道进入超高压容器杀菌腔中，对带菌物品进行杀菌处理。该超高压杀菌装置虽然具有拆卸方便、承受强度高、压力可调等优势，但是，该超高压杀菌装置至少还存在如下缺陷：(1)活塞与杀菌腔通过管路连接，增加了对管路耐压能力的要求；(2)杀菌腔需要额外设置密封环进行密封；(3)超高压灭菌过程中需要的压力高达几百兆帕，如此大的压力将产生巨大的反向推力，而该超高压杀菌装置并不具备承受该反向推力的框架，使得该超高压杀菌装置容易形变，存在巨大的安全隐患；(4)超高压容器为立式放置，放、取物料均不方便，并且超高压设备异常笨重，立式结构限制了其体积和容量，无法应用于大规模生产，而且，立式放置的超高压容器并不稳固，存在巨大的安全隐患。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种食品加工设备，所述食品加工装置包括超高压灭菌装置，其中所述超高压灭菌装置包括卧式的承力框架和高压缸体，以及堵头、半圆柱形挡块和用于在堵头和半圆柱形挡块之间传力压力的呈两部分结构的传力挡块。在进行超高压灭菌过程时，所述放置有待灭菌物料的高压缸体通过堵头、传力挡块和半圆柱形挡块被稳定在承力框架中，增压机构通过与堵头连接的液压挺杆向高压缸体内部注射增压介质，逐渐增加高压缸体内部的压力至超高压状态，高压缸体内的超高压力依次通过堵头、传力挡块和半圆柱形挡块分散传递给承力框架。

根据一个优选的实施方式，所述承力框架由多层板材并列构成。所述承力框架具有轴向两端呈弧形结构的承力座。由于承力框架在受力时会发生形变，如果形变过大容易产生应力集中。对于整体实心式的承力框架，一旦某一位置产生应力集中，达到极限，钢板裂开，承力框架的抗张强度将会急剧下降，大大降低了其安全性。而多层板材可以分散受力，即使某一层板材发生应力开裂，其他层板材仍具有较高的抗张强度，不会对整体框架造成过大的影响，起到缓冲作用。因此多层板材式承力框架的具有更高的安全性。

根据一个优选的实施方式，所述承力框架具有轴向两端内侧呈弧形结构且外侧呈折线形结构的承力座。所述承力座外侧的折线形是由长方形的各层板材沿角度一致的切线切去四角后形成的。

根据一个优选的实施方式，所述折线形的内角为120°至140°。

根据一个优选的实施方式，所述切线的延长线彼此相交后围成平行四边形。

根据一个优选的实施方式，所述切线的中心与承力座内侧圆弧圆心的连线垂直于该切线。所述切线的延长线彼此相交后围成正方形。

所述承力座外侧的折线形结构一方面由于接近圆形，相比于内角为90°的方形结构，可较好地分散受力，大大减弱承力框架在受力时产生应力集中现象，另一方面，相比于圆形，折线形结构的外表面积更大，可以承受更大的形变，因此也使承力框架能够在安全范围内承受更大的力，从而使超高压灭菌装置能够提供更高的超高压力。

特别是在所述切线的中心与承力座内侧圆弧圆心的连线垂直于该切线时，折线的各个边受力相等，可更好地分散半圆柱形底座传递过来的超高压力。半圆柱形底座平面侧受到的力通过圆弧面均匀分散地传递给承力座，再通过承力座内侧的圆弧面与外侧对称结构的外侧的折线面结合均匀稳定地转换成承力框架上下边的横向拉力。因此承力框架的稳定性和承力能力更好。

根据一个优选的实施方式，所述承力框架框型的外侧边长宽比为2～4∶1，优选为2.5～3∶1；所述承力框架的框型内侧用于容纳高压缸体、传力挡块和半圆柱形挡块，其内侧边的长宽比为4～7∶1。所述承力框架的框型内侧的宽与框体的厚度之比为4～1∶1。所述承力座的内侧圆弧半径与该圆弧圆心至承力座外侧最近点的长度之比为1∶1.5～3。

承力框架框型内侧的长宽比越大，可容纳圆柱状高压缸体的长宽比越大，那么堵头的表面积越小，内部液体压强朝各个方向是相等的，大部分压力被高压缸体承受，堵头承受的就会压力越小，传递给承力框架的压力也就越小，对承力框架的利用率就不高，同时相同外表面积的高压缸体的容量也就越小，因此超高压灭菌装置的利用率就不高。但是反之，承力框架框型内侧的长宽比越小，相同外表面积的高压缸体的容量也就越大，承力框架受到的力也越大，对承力框架的性能要求也就越高。因此需要根据实际情况，比如框架的厚度和材质，对承力框架内侧边的长宽比作出合适的选择。根据本发明的一个优选实施方式，承力框架内侧边的长宽比为5～6∶1，更优选的，承力框架内侧边的长宽比为6∶1，既能够使高压缸体具有较大的容量，也能在安全范围内更大程度地发挥承力框架的性能。

在承力框架内侧的长宽比一定的情况下，承力框架的厚度将是影响其承受超高压能力的主要因素，特别是半圆柱形挡块承受的超高压力会通过弧形或者拱形的承力座分散并传递给承力框架水平方向的长侧边，承力座处受到的力将会最大。因此承力座处的框体厚度也对承力框架的整体性能起着重要的影响。根据本发明的一个优选实施方式，承力座的内侧圆弧半径与该圆弧圆心至承力座外侧最近点(即承力座处的框体厚度最小处)的长度之比为1∶1.5～2.5，更优选的该比例为1∶2。此时即能在安全范围内更大程度地发挥承力框架的性能，又能容纳更大容量的高压缸体，充分提高超高压灭菌装置的利用率。

根据一个优选的实施方式，所述承力框架由至少两组板材构成，每组板材由至少六层钢板并列构成，其中各层钢板之间的相互接触面积大于其相对面面积的80％。相比于整体实心结构的承力框架，片状钢板组装形成的多层结构，能够更好地分散受力，形变范围更大，稳定性和安全性更好，而且能够节约材料、降低成本。

板材的组数量越多，越不容易调整其位置，由于承力框架要用于超高压力，稍有偏差就会使不同板材组受到的力产生很大的区别，使得设备安全性和稳定性降低。板材的层数越多，安装要求越高，设备的制造成本也越高，而板材的层数越少，则对承力框架承受力的分散性越差，安全性越低。根据本发明的一个优选实施方式，采用两组分别为6层结构的板材，构造简单，成本低，安装维护方便，设备的稳定性也更好。

根据一个优选的实施方式，所述多层板材的组装是在堆叠的钢板层受力最大时，且各层之间的相互接触面积大于其相对面面积的80％，进行固定连接。由于钢板的受力越大，形变越大，而多层板材的堆叠可以相互阻碍变形。通过在形变最大时控制各层板材之间的接触面积，可以对使得板材之间相互限位，防止形变过大，且在此时进行固定连接，及时泄力后再次施力，仍能保持较好的接触。从而使得承力框架具有较好的稳定性。

两组板材之间的间距与每组板材厚度之比为1～3∶1，优选为1.5～2.5∶1，通过横向的短钢板和/或定位柱固定连接。板材总体厚度越小，两组间间距越大，则承力框架承受超高压力的性能越差，板材厚度越大则对承力框架的利用率越低，设备成本越高。因此采用1～3∶1，更优选的2∶1的板材间距与厚度比可在安全范围内更大程度地发挥承力框架的性能，节约成本。

根据一个优选的实施方式，所述钢板通过水切加工工艺制成。水切割属于冷态切割，无热变形，切割面质量好，特别是没有明显的热效应，相比于其他有热效应的切割工艺，切割面缺陷少，因此使得钢板的抗张能力更好，可承受更大的力和更大的形变。

根据一个优选的实施方式，所述堵头连接在液压挺杆上，液压挺杆通过两组板材之间的空隙前后移动以控制改变堵头的位置。

根据一个优选的实施方式，半圆柱形挡块与承力框架浮动连接，通过承力框架上的定位挡片和定位挡条定位在承力座处。在未向高压缸体施加压力时，半圆柱形挡块的圆柱面与承力座内侧自然倚靠接触；在向高压缸体施加压力时，半圆柱形挡块紧密贴合在承力座内侧，将其承受的压力均匀传递给承力座。

根据一个优选的实施方式，传力挡块呈分离的两部分结构，其相接触面上各设置有一个半圆柱形槽，传力挡块的两部分靠拢相贴后形成与液压挺杆尺寸相匹配的通孔。在液压挺杆推动堵头连接至高压缸体后，传力挡块的两部分通过横向传送机构从两侧面相向移动至半圆柱形挡块和堵头之间，相互紧密贴合在一起，并将液压挺杆包裹在其形成的通孔中。在超高压杀菌过程完成后，传力挡块的两部分通过横向传送机构背向移动至承力框架的两侧，液压挺杆带动堵头与高压缸体分开，进入传力挡块的两部分之间的空间，即，传力挡块在进行超高压杀菌过程时所处的位置。由于液压挺杆需要带动堵头前后移动以释放高压缸体，方便高压缸体移动，因此在堵头与高压缸体连接时，液压挺杆会有一段处于悬空状态，其细长的结构难以承受在超高压状态下的超高压力，很容易发生变形甚至弯折。通过设置传力挡块，可将堵头受到的压力传递给传力挡块，再由传力挡块传递给半圆柱形挡块，这样液压挺杆受到的压力会大大减小；另外由于传力挡块形成的通孔包裹了液压挺杆，起到限位作用，防止液压挺杆产生较大的形变，从而对液压挺杆起到保护作用，使超高压灭菌装置更加安全稳定。

根据一个优选的实施方式，所述超高压灭菌装置还包括用于放置待灭菌食品的物料筐。

其中所述高压缸体在施压位置进行超高压灭菌过程，在预备位置进行装料或卸料过程，通过第一横向传送机构在施压位置和预备位置之间循环往复移动。所述物料筐通过第一纵向传送机构移入和/或移出所述高压缸体，并通过第二横向传送机构从卸料处移至装料处。传力挡块的两部分通过第三横向传送机构在承力框架内与承力框架外侧之间往复运动，从而分开或闭合。

第一纵向传送机构与第二横向传送机构的连接处设置至少一个装料处和至少一个卸料处。

根据一个优选的实施方式，高压灭菌单元包括至少一个堵头，所述装料单元包括至少两个高压缸体和至少三个物料筐，其中一个高压缸体在施压位置进行超高压灭菌过程时，另一个高压缸体在预备位置进行装载和/或卸载物料筐，至少有一个物料筐在装料处和/或卸料处进行装料和/或卸料。

根据一个优选的实施方式，所述增压介质为去离子水，所述食品加工设备为真空包装且至少有一部分包装材料为可变形的软质材料和/或弹性材料。

本发明还提供了一种采用前述食品加工设备进行食品加工的方法，所述方法包括以下步骤；

a、装料过程：所述食品在生产处理和密封包装后在装料处装入物料筐中，所述物料筐通过第一纵向传送机构移入位于预备位置的高压缸体中；

b、超高压灭菌过程：已装料的高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置，堵头与高压缸体密封连接，并向高压缸体内部注入增压介质使高压缸体内部达到超高压状态，保持一段时间后泄去压力并排空高压缸体内部的增压介质；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至另一预备位置进行卸料过程和装料过程，至少有一个物料筐在装料处进行装料和/或在卸料处进行卸料；

c、卸料过程：堵头与高压缸体分离，高压缸体通过第一横向传送机构移至预备位置，物料筐通过第一纵向传送机构移出高压缸体至卸料处，卸除已灭菌的物料后，空的物料筐通过第二横向传送机构移至装料处进行装料过程；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置进行超高压灭菌过程。

本发明通过采用内侧圆弧形与外侧折线形相结合的承力座使得承力框架具有更优异的承受超高压力的性能。通过水切工艺制成的多层钢板并列构成，相比于整体成型的实心结构框架，能够更好地分散受力，稳定性和安全性更好，可适应超高压灭菌装置更高的压力，而且能够节约材料、降低成本。通过在受力最大时组合多层钢板，且使相邻层间的有足够的接触面，相互限位，保证了钢板层的不会发生过大的翘曲变形，防止应力集中，提高了承力框架的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本发明超高压处理设备的剖视图；

图2是本发明超高压灭菌装置的俯视图；和

图3是本发明超高压处理设备第二堵头的结构示意图。

附图标记列表

101：承力框架 215：第二圆柱销

102：超高压缸体 216：液压挺杆

103a：第一堵头 217：液压缸

103b：第二堵头 218：弹簧垫圈

104a：第一半圆柱形挡块 219：液压缸固定板

104b：第二半圆柱形挡块 220：液压缸固定座

105a：第一传力挡块 221：介质输入管路

105b：第二传力挡块 222：U圈

106：承力座 223：密封圈隔板

106a：承力座的弧形部分 301：第一横向传送机构

201：堵头固定座 302：第三横向传送机构

202：滑动导轨 401：施压位置

203：第一内六角圆柱头螺钉 402：右预备位置

204：堵头滑块 403：左预备位置

205：堵头滑动座 501：定位挡块

206：堵头联架 502：定位挡片

207：堵头 503：定位柱

208：三角垫圈 504：定位孔

209：介质管道口 A：框体内侧的宽

210：滤网压盖 B：框体的厚度

211：滤网 C：框体外侧的长

212：第一圆柱销 D：框体外侧的宽

213：第二内六角圆柱头螺钉 E：框体内侧的长

214：堵头后连接法兰 G：两组板材之间的间距

F：板材厚度

α：折线形的内角

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明所指的超高压是指用100MPa及以上的静水压力在常温下或较低温度下对物品进行处理，从而达到灭菌、改变物品的某些理化反应速度的效果。

实施例1

图1是本发明超高压灭菌装置的剖视图，其包括承力框架101、高压缸体102、堵头103a和103b、半圆柱形挡块104a和104b和传力挡块105a和105b。其中承力框架101的两端还包括内侧呈半圆弧形、外侧呈折线形的承力座106。承力框架101为卧式结构，竖直方向上，其框体内侧的宽A与框体的厚度B之比为2～1∶1，优选为1.5∶1。另外其框体内侧的长E与框体内侧的宽A比为4.5∶1，框体外侧的长C与框体外侧的宽D比为3∶1，承力座106外侧折线形的内角α为135°，承力座106的内侧圆弧半径与该圆弧圆心至承力座外侧最近点的长度之比为1∶2。

堵头103a和103b与液压挺杆和连接。半圆柱形挡块104a和104b上具有供液压挺杆和通过的通孔。液压挺杆和推动堵头103a和103b前后移动，完成堵头与高压缸体的连接和分离，并且增压机构通过液压挺杆和堵头上的通孔向高压缸体内部注射增压介质，使高压缸体内部压力升高至超高压状态。其中增压介质采用去离子水。

每一个传力挡块105a和105b均由分离的两部分构成，其中在两部分的接触面上分别对应设置由半圆柱形槽，闭合后形成和容纳液压挺杆的圆柱形槽。在进行超高压灭菌过程时，两部分闭合形成整体，置于堵头与半圆柱形挡块之间，以将堵头承受的超高压力传递给半圆柱形挡块。加压完成后，传力挡块的两部分分开，分别移向承力架的两侧，以腾出空间供堵头向半圆柱形挡块移动，从而释放高压缸体。

半圆柱形挡块104a和104b浮动支撑承力座106处，在未受力时仅仅是自然倚靠在承力座106，在受到传力挡块传递来的压力时，半圆柱形挡块104a和104b与承力座的内侧面紧密接触，将力均匀分散地传递给承力框架。为防止半圆柱形挡块滑移，承力座内侧框体中与半圆柱形挡块的母线平行设置有定位挡块501，内侧框体水平方向上的外边缘设置有定位挡片502。

图2是本发明超高压灭菌装置的俯视图。承力框架101由两组各六层水切割形成的钢板并列组成。每组钢板的各层通过销钉焊接以保证其稳固性。两组钢板之间通过定位柱503固定连接。两组钢板之间缝隙的宽度与各组钢板厚度之比为2.5∶1。增压机构设置在承力框架的外侧，液压挺杆和通过两组钢板之间缝隙进入承力框架101内部，以连接增压机构和堵头103a和103b。

其中，两组板材之间的间距G与每组板材厚度F之比为2∶1。

钢板层的组装是在受力最大时进行固定连接的。各层钢板之间的相互接触面积大于其相对面面积的80％。

钢板层组装工艺：首先在不受力的情况下，将已切割好的多层钢板堆叠好，通过螺栓定位并预紧；在承力座的位置放置半圆块，通过调节杆连接两个半圆块并逐步调节其长度，向两个半圆块施加压力，直至调节杆不再变化为止(相当于模拟承力框架在超高压状态时的受力情况)；松开调节杆，并调整钢板层，使各层均匀接触且接触面积不小于80％；再次安装调节杆施加压力至最大，逐个地将螺栓替换成销钉并焊接牢固；直至所有螺钉替换完后，松开调节杆，去除半圆块。组装好的两组钢板层之间通过在框架的边缘焊接短钢板和/或通过螺栓连接的定位柱固定连接，以构成承力框架。

通过在受力最大时固定连接，可以保证承力框架在超高压状态时，各层钢板能够良好接触，相互限位，防止由于发生较大的翘曲或变形而产生应力集中，进而影响其承受超高压的能力。

实施例2

本发明提供了一种超高压处理设备。如图1所示，超高压处理设备至少包括承力框架101、超高压缸体102以及第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b。超高压缸体102卧式放置于承力框架101内。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b用于直接或间接连接承力框架101与超高压缸体102。承力框架101通过水切加工工艺形成有足以容纳超高压缸体102的承力座106。承力座106的轴向两端具有弧形结构。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101采用浮动支撑的连接方式。即第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101贴合但并不固定连接。超高压缸体102产生的反向推力通过第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b传递至承力框架101。本发明的第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101采用浮动支撑的连接方式，在承力框架101因受力变形的情况下，第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101保持相对位移，从而使得第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101之间仍能有较大的接触面积。另一方面，本发明通过设置承力框架101，将超高压缸体102置于承力框架101内，可用于承受超高压缸体102产生的巨大反向推力，使得超高压处理设备不易出现安全隐患，并且，本发明的超高压缸体102为卧式放置，相比于现有技术中的立式放置，具有放、取物料方便和安全性更高的优势。

本发明的另一方面还提供了一种超高压处理设备的制备工艺。该制备工艺包括如下步骤：

由至少两组钢板组成承力框架101。每组钢板是由3～8片合金钢板叠加而成。每片合金钢板通过水切加工工艺形成有能够容纳超高压缸体102的承力座106。承力座106的轴向两端具有弧形结构。由内层不锈钢简体和多层钢体制成套筒结构以形成超高压缸体本体。第一堵头103a和第二堵头103b对称设置于超高压缸体本体的两端并用于密封超高压缸体本体。通过水切工艺将第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b切割成具有弧形结构的立方体。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b具有弧形结构的面与承力座的弧形部分106a相匹配。

将超高压缸体102卧式放置于承力框架101的承力座106内。将第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b设置于承力框架101的轴向两端。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b具有弧形结构的面与承力座的弧形部分106a以浮动支撑的方式连接以使超高压缸体102产生的反向推力通过第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b传递至承力框架101。

实施例3

再次参见图1，超高压处理设备至少包括承力框架101、超高压缸体102以及第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b。下面具体介绍各部分的结构。

根据一个优选实施方式，承力框架101由至少两组钢板组成。两组钢板彼此间隔开，采用连接机构相对定位，从而在两组钢板之间形成纵向贯通的缝隙。每组钢板由3～8片合金钢板叠加而成。优选地，每组钢板由6片合金钢板叠加而成。每片合金钢板通过水切加工工艺形成有能够容纳超高压缸体102的承力座106。本发明的承力框架101由3～8片合金钢板叠加而成的至少两组钢板组成，相比于整体实心结构，由单个钢板组装形成的结构能够承受更大的压力，并且还可节约材料、降低成本。通过水切加工工艺形成的承力座106光滑无毛边，有助于第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101彼此贴合。

根据一个优选实施方式，第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b设置于承力框架101的轴向两端。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b为具有弧形结构的立方体。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b具有弧形结构的面为与承力座的弧形部分106a相匹配的结构。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b的弧形结构与承力座的弧形部分106a相匹配以使第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101实现面面接触。本发明的第一半圆柱形挡块和第二半圆柱形挡块具有与承力座的弧形部分106a相匹配的结构，使得二者紧密贴合，能够实现面面接触。另一方面，本发明将承力框架101放置第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b的部位设置为弧形结构，可使承力框架101受力均匀，并且在承受较大作用力时不易变形，使得承力框架101能够承受更大的压力。优选地，在装配第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b之前，对第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b与承力框架101接触的部位进行打磨，使得二者紧密贴合，以面接触方式工作。

根据一个优选实施方式，承力座106为椭圆形。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b为半圆柱体。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b具有弧形结构的面与椭圆形承力座的弧形部分106a相匹配。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b的结构不限于半圆柱体，也可以是至少有面为弧形结构的立方体，如球形。第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b具有弧面结构的面与承力框架101接触。承力座106也不限于椭圆形。承力框架101与第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b接触的部位相应地为与第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b的弧面相匹配的结构。具有弧面结构的第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b可均匀传递超高压缸体102工作的轴向力至承力框架101，并消除超高压缸体102工作时可能产生的非轴向力，有效保证超高压缸体102不产生设计所不允许的形变。

根据一个优选实施方式，超高压缸体102至少包括超高压缸体本体和与超高压缸体本体可拆卸连接的第一堵头103a和第二堵头103b。第一堵头103a和第二堵头103b用于密封超高压缸体本体的两端。第一堵头103a和第二堵头103b中具有介质输入管路221。通过第一堵头103a和第二堵头103b的介质输入管路221向超高压缸体本体输入超高压介质以建立超高压环境。本发明的第一堵头103a和第二堵头103b不仅可用于密封超高压缸体本体的两端，还可通过第一堵头103a和第二堵头103b内的介质输入管路221向超高压缸体102中注入超高压介质。

根据一个优选实施方式，超高压缸体本体是由内层不锈钢简体和多层钢体制成的套筒结构。超高压缸体本体呈圆筒状以使其在超高压状态时受力均匀。超高压缸体本体的内层直径为200～400mm。超高压缸体本体的内层长度为1800～2600mm。超高压缸体102的简体结构可承受系统工作的超高压周向力。超高压缸体102用于放置待处理物料。超高压缸体102内形成超高压环境，将待处理物料放入超高压缸体102中，待处理物料在超高压环境下完成处理过程。根据一个优选实施方式，超高压处理设备包括至少两组超高压缸体本体。至少两组超高压缸体本体通过移动机构交替移入和/或移出承力框架101，以使至少两组超高压缸体本体交替进行超高压处理准备过程和超高压处理过程。至少两组超高压缸体本体使得超高压处理设备能够实现连续化处理工艺。两组超高压缸体本体共用第一堵头103a和第二堵头103b。至少两组超高压缸体本体其一在工作时可置于承力框架101内；另一缸体本体则移出承力框架101，并且两端敞开，便于装卸超高压处理物。本发明的超高压处理设备采用至少两组超高压缸体本体实现连续化处理工艺，可以节约超高压处理时间，提高超高压处理效率。

根据一个优选实施方式，第一堵头103a和第二堵头103b对称设置于处于超高压处理位置的超高压缸体本体的两端。第一堵头103a和第二堵头103b具有相同的结构。第一堵头103a和第二堵头103b通过液压挺杆216推动堵头207移动并使堵头207部分插入超高压缸体本体的两端以实现超高压缸体本体的密封。液压挺杆216嵌套于液压缸217中。液压挺杆216相对于液压缸217能够进行伸缩移动。第一堵头103a和第二堵头103b还具有三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223。三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223套接于堵头207上并与堵头207的外表面相贴合。三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223用于密封堵头207与超高压缸体本体。三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223可提高堵头207与缸体本体之间连接的稳定性和密封的可靠性。

根据一个优选实施方式，第一堵头103a与第一半圆柱形挡块104a之间设置有第一传力挡块105a。第二堵头103b与第二半圆柱形挡块104b之间设置有第二传力挡块105b。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b分别用于在第一堵头103a和第一半圆柱形挡块104a、第二堵头103b和第二半圆柱形挡块104b之间建立传力连接。优选地，第一传力挡块105a与第一堵头103a相互接触的面为形状相匹配的平面结构。第一传力挡块105a与第一半圆柱形挡块104a相互接触的面也为形状相匹配的平面结构。同样地，第二传力挡块105b与第二堵头103b相互接触的面为形状相匹配的平面结构。第二传力挡块105b与第二半圆柱形挡块104b相互接触的面也为形状相匹配的平面结构。根据一个优选实施方式，超高压缸体102内产生的反向推力是通过如下方式传递给承力框架101的：超高压缸体102内产生的反向推力通过第一堵头103a和第二堵头103b传递至第一传力挡块105a和第二传力挡块105b。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b将反向推力传递至第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b，再由第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b将反向推力传递至承力框架101。

实施例4

本实施例是对实施例3的进一步改进，仅对改进的部分进行说明。

第一堵头103a和第二堵头103b具有相同的结构。图3示出了本发明超高压处理设备第二堵头103b的结构示意图。如图3所示，第二堵头103b包括用于支撑第二堵头103b的堵头固定座201。设置于堵头固定座201上并用于实现堵头207移动的滑动导轨202。用于连接滑动导轨202和堵头固定座201的第一内六角圆柱头螺钉203。用于实现滑动导轨202与堵头滑动座205滑动连接的堵头滑块204。用于支撑堵头207的堵头滑动座205。设置于堵头207与堵头滑动座205之间的堵头联架206。堵头联架206用于连接堵头207与堵头滑动座205。用于密封超高压缸体本体的堵头207。用于提高堵头207与超高压缸体本体之间连接稳定性和密封可靠性的三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223。用于向超高压缸体本体内注入超高压介质的介质管道口209。用于将滤网211固定于堵头207上的滤网压盖210。用于过滤由介质输入管路221注入的超高压介质的滤网211。用于实现堵头207固定连接于堵头联架206上的第一圆柱销212。用于实现堵头207与堵头后连接法兰214连接的第二内六角圆柱头螺钉213。用于实现堵头207和液压挺杆216连接的堵头后连接法兰214。用于实现堵头后连接法兰214与液压挺杆216连接的第二圆柱销215。用于推动堵头207移动的液压挺杆216。用于推动液压挺杆216移动的液压缸217。用于固定液压缸217的弹簧垫圈218。用于固定弹簧垫圈218的液压缸固定板219。用于支撑和固定液压缸固定板219的液压缸固定座220。用于向超高压缸体本体内输入超高压介质的介质输入管路221。

根据一个优选实施方式，堵头固定座201通过螺钉固定于承力框架101上。滑动导轨202通过第一内六角圆柱头螺钉203固定于堵头固定座201之上并用于实现堵头207沿特定轨道滑动。堵头滑块204与滑动导轨202滑动连接。堵头滑块204用于支撑堵头滑动座205，并使堵头滑动座205可沿滑动导轨202滑动。堵头滑动座205通过螺钉固定于堵头滑块204之上。堵头联架206通过销钉固定于堵头滑动座205之上。用于实现封闭超高压缸体本体的堵头207通过第一圆柱销212和螺钉固定于堵头联架206之上。用于保证堵头207与超高压缸体本体密封性的三角垫圈208、U圈222和密封圈隔板223套接与堵头207之上并与堵头207的外表面相贴合。用于过滤由介质输入管路221注入超高压缸体本体的超高压介质的滤网211经滤网压盖210固定于介质管道口209。用于实现堵头207和液压挺杆216相连的堵头后连接法兰214通过第二内六角圆柱头螺钉213与堵头207相连。第二圆柱销215位于堵头后连接法兰214上。用于推动堵头207的液压挺杆216与堵头后连接法兰214相连。用于推动液压挺杆216的液压缸217套接于液压挺杆216，实现液压挺杆216相对于液压缸217可进行伸缩。液压缸217经由弹簧垫圈218固定于液压缸固定板219。液压缸固定板219经由螺钉固定于液压缸固定座220。超高压介质通过介质输入管路221注入超高压缸体本体，以使超高压缸体102内形成超高压环境。

以第二堵头单元103b的移动为例。在第二堵头单元103b向超高压缸体本体内移动过程中，液压挺杆216至液压缸217中伸出，经由堵头后连接法兰214推动堵头207沿着滑动导轨202部分插入超高压缸体本体内。当堵头207进入超高压缸体本体内时，实现超高压缸体102水密闭。当堵头207触发超高压缸体102内液位开关时，液压挺杆216停止伸长。超高压介质经由水路单元、介质输入管路221、滤网211和介质管道口209大流量注入超高压缸体102内。当超高压缸体102内超高压介质触发溢水水流开关时，停止超高压介质注入。超高压介质注入完成后，液压挺杆216进一步伸长，经由堵头后连接法兰214推动堵头207沿着滑动导轨202伸入超高压缸体本体并完成高压密封。当超高压缸体102完成高压密封后，第二传力挡块105b进入工位。第二传力挡块105b用于传递超高压缸体102作用于堵头207上的反向推力至第二半圆柱形挡块104b，再由第二半圆柱形挡块104b将该作用力传递至承力框架101。液压缸217套接于液压挺杆216，实现了液压挺杆216相对于液压缸217可进行伸缩运动，同时，用于传递超高压缸体102作用于堵头207上的反向推力至承力框架101的第二半圆柱形挡块104b置于第二堵头103b与承力框架101之间，避免了由液压挺杆216承担超高压缸体102的反向推力，保护了第二堵头103b的液压传动机构，增加了液压传动机构使用寿命。

本发明的第一堵头103a和第二堵头103b不仅可用于密封超高压缸体的两端，还可通过第一堵头103a和第二堵头103b内的介质输入管路221向超高压缸体中注入超高压介质，使超高压缸体102内形成超高压环境。本发明的第一堵头103a和第二堵头103b可通过液压挺杆216推动堵头207沿滑动导轨202移动而移动。

实施例5

本发明超高压处理设备的工作原理为：待处理物品放入超高压缸体内后，堵头推进到工作位置和超高压缸体形成密闭的容腔。增压时，控制系统首先启动主油泵，同时关闭自动泄压阀，然后由低压注水泵向容器内大流量充水，当容器内充满水后，启动超高压源系统工作进行增压。当压力传感器检测到超高压缸体内压力达到预设值后，超高压源系统停止增压，进入容器保压阶段。保压计时器开始计时，达到预设时间后，保压计时器停止计时。在保压阶段，若压力泄漏到补压设定值时，超高压源系统自动启动进行补压，补压到压力设定值停止。保压阶段结束后自动泄压。泄压时，由控制系统打开自动泄压阀，压力通过高压管路泄掉。下面具体说明本发明超高压处理设备的增压、保压和泄压过程。

当超高压处理设备在初始状态时，由人工将待处理物品装填至超高压缸体102的其中一个超高压缸体本体。人工放料完成后，超高压缸体102在伺服电机的带动下移动至工作位。超高压缸体102移进工作位步骤完成后，超高压缸体定位销插入超高压缸体102和承力框架101的定位孔，实现准确定位，同时使第一堵头103a和第二堵头103b的中轴线与超高压缸体102的中轴线精准对齐。第一堵头103a和第二堵头103b进入超高压缸体本体内进行水密封。当第一堵头103a和第二堵头103b触发液位开关时，停止推进，准备进行大流量超高压介质注入。通过介质输入管路221向超高压缸体102内注入超高压介质，当超高压缸体102上面安装的溢水水流开关动作时，停止超高压介质注入。超高压介质注入完成后第一堵头103a和第二堵头103b进一步深入超高压缸体102内腔，进行高压密封。完成超高压缸体102增压。当超高压缸体102完成高压密封后，第一传力挡块105a和第二传力挡块105b进入工位。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b用于传递超高压缸体102作用于第一堵头103a和第二堵头103b上的反向推力至第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b，再由第一半圆柱形挡块104a和第二半圆柱形挡块104b将该作用力传递至承力框架101。

根据一个优选实施方式，向超高压缸体102内注入的超高压介质为去离子软化纯水。所用去离子软化纯水的pH为7～8。超高压介质过酸或过碱都会对设备造成损坏。所用去离子软化纯水需保持一个较小的溶解度。因为在超高压下溶解物，如碳酸钙会趋于沉淀，沉淀会对阀、密封圈、超高压管路及超高压缸体造成损坏。优选地，所用所用去离子软化纯水为蒸馏的或通用的去离子水，并且在使用前进行水质的常规检测。

当超高压缸体102内压力达到超高压缸体102压力设定阈值，第二圆柱销215关闭堵头内介质输入管路221，超高压缸体102进入保压阶段。

超高压缸体102于保压阶段完成对物料的超高压处理。待超高压过程完成后，超高压缸体102进入泄压阶段。第二圆柱销215打开堵头内介质输入管路221。第一传力挡块105a和第二传力挡块105b回至初位。当第一传力挡块105a和第二传力挡块105b回初位步骤完成后，第一堵头103a和第二堵头103b移出超高压缸体102至退水位，当触发水位开关时，第一堵头103a和第二堵头103b停止运动。经第一堵头103a和第二堵头103b触发水位开关后，水路单元抽空超高压缸体102内介质。完成超高压缸体102排水后，第一堵头103a和第二堵头103b退回至初始位置。超高压缸体定位销拔出至初位，超高压缸体102解锁。超高压缸体102解锁完成后，超高压缸体102在伺服电机带动下移动至初始位置，取出缸体内超高压处理物品。完成超高压处理全过程。

实施例6

参见图1和图2本发明的超高压灭菌装置包括高压灭菌单元、装料单元和传送单元。

其中，所述装料单元包括五个物料筐和两个高压缸体102，用于放置密封包装后的待灭菌食品，所述高压灭菌单元包括分别为两个一组对称设置的堵头103a和103b、传力挡块105a和105b、半圆柱形挡块104a和104b、承力框架101、液压挺杆和和增压机构，用于通过填充和/或吸出增压介质对所述装料单元内的待灭菌食品进行增压和/或泄压。为保证装置运行的快速安全，所述超高压灭菌装置采用阶段式注水，即在高压缸体102内部压力小于50MPa时，采用低压水泵快速注水，当压力高于50MPa时，启动增压机构慢速注水。在保压完成后采用快速泄压的方式，并且在压力降低至50MPa时，通过水泵快速吸出高压缸体内部的水。

所述传送单元包括第一纵向传送机构、第一横向传送机构301、第二横向传送机构和第三横向传送机构302。其中所述第一横向传送机构301用以将所述高压缸体移入和/或移出施压位置，所述第一纵向传送机构用以将物料筐移入和/或移出所述高压缸体，所述第二横向传送机构用以将物料筐从卸料处移至装料处。所述第一纵向传送机构和第二横向传送机构围成的单向闭合环形传动所述物料筐的四边形，所述四边形的四个顶角处对称设置有两个装料处和两个卸料处。第三横向传送机构302用以相向或背向移动传力挡块的两部分，从而使之移入或移出承力框架内部。

在施压位置401的两侧对称设置有左预备位置402和右预备位置403，其中一个高压缸体置于施压位置401时通过堵头进行密封、增压、保压和泄压过程时，另一高压缸体则位于左预备位置402或右预备位置403进行装载和/或卸载物料筐，其中三个物料筐分别在装料处和/或卸料处进行装料和/或卸料，从而使设备连续循环运作。

所述高压缸体上设置有与其弹簧连接的定位销，第一横向传送机构上对应施压位置401和/或预备位置处分别设置有与定位销尺寸相匹配的定位孔504，定位孔504中安装有电气元件。高压缸体通过第一横向传送机构301水平移动时，弹簧处于预压缩状态。在高压缸体移动至施压位置401时或预备位置时，定位销被弹簧推入定位孔504中，同时触发电气元件发出电信号，以停止移动高压缸体，并且使液压挺杆和推动堵头103a和103b向高压缸体102移动。根据本发明的一个优选实施方式，所述电信号还启动装料单元对位于预备位置的高压缸体102进行卸载和装载物料筐。

实施例7

本发明的超高压灭菌装置包括高压灭菌单元和装料单元，其中，所述装料单元用于放置密封包装后的待灭菌食品及在进入高压灭菌单元前低压下填充的增压介质，所述高压灭菌单元用于通过填充和/或吸出增压介质对所述装料单元内的待灭菌食品进行增压和/或泄压。

所述装料单元包括物料筐和高压缸体，其中所述高压缸体两端具有能够与所述高压缸体侧壁密封接触的可拆卸的端盖，所述端盖上具有至少一个用于液体进出的阀门。所述阀门为只能单向开启的弹性活塞，通过向所述阀门中插入尺寸匹配的刚性导管而开启，拔出所述刚性导管后所述阀门自动闭合，从而实现所述高压缸体的密封性以防止液体漏出。根据本发明的一个优选实施方式，所述阀门至少有一个位于所述端盖的底部以便于尽量完全排出增压介质。

高压缸体在预备位置进行装料过程时，先装载物料筐，两端盖上端盖，随后注水系统通过刚性导管插入并开启阀门，通过水泵在低压下向高压缸体内部注水。其中至少一个刚性导管用于对高压缸体进行排气或抽气。该刚性导管设置在端盖竖直方向的顶部对应的阀门处，在该导管中有水溢出时停止注水程序。所述低压是相对于超高压而言，在本实施例中，低压可以是常压、高于10kPa的负压或低于10kPa的正压。

高压缸体在在预备位置进行卸料装料过程时，注水系统的刚性导管插入并开启端盖上的阀门，通过水泵抽取高压缸体内部的水。其中至少有一个刚性导管设置在端盖竖直方向的底部对应的阀门处，以使高压缸体内部的水能完全排出。至少一个设置在端盖竖直方向顶部的刚性导管此时对高压缸体进行充气使其内部形成正压，或仅仅是与外界大气压联通形成常压状态。

所述高压灭菌单元包括与所述高压缸体两端密封配合的堵头，所述堵头上具有向外凸出的与所述至少一个阀门的位置和尺寸相匹配的导液管，用以打开所述阀门对高压缸体内部进行增压和/或泄压。

实施例8

本发明还提供了一种采用实施例6所述超高压灭菌装置进行食品加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、装料过程：所述食品在生产处理和密封包装后在装料处装入物料筐中，所述物料筐通过第一纵向传送机构移入位于预备位置的高压缸体中。

b、超高压灭菌过程：已装料的高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置401，定位销被推入定位孔504中，触发定位孔504内电器元件产生电信号。该电信号停止第一纵向传送机构的运作，并使液压挺杆推动堵头向高压缸体移动。堵头与高压缸体密封连接后，传力挡块从承力框架的侧面移动至半圆柱形挡块与堵头之间闭合，液压挺杆被包裹在传力挡块两部分形成的圆柱形通孔中。

增压机构通过液压挺杆和堵头向高压缸体内部注水，使高压缸体内部达到超高压状态。高压杆体内部的超高压液压通过堵头依次传递给传力挡块、半圆形挡块、承力座，再被分散给承力框架。

保压一段时间后泄去压力，通过水泵抽出高压缸体内部的水。

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至另一预备位置进行卸料过程和装料过程，至少有一个物料筐在装料处进行装料和/或在卸料处进行卸料；

c、卸料过程：传力挡块的两部分分开移向承力框架的侧面，液压挺杆带动堵头与高压缸体分离，并向承力座方向移动。定位销被推出定位孔504，高压缸体解除固定，通过第一横向传送机构移至预备位置。物料筐通过第一纵向传送机构移出高压缸体至卸料处，卸除已灭菌的物料后，空的物料筐通过第二横向传送机构移至装料处进行装料过程。

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置401进行超高压灭菌过程。

上述步骤如此循环进行，从而实现超高压食品加工工艺的循环连续生产。

实施例9

本发明还提供了一种采用实施例7所述超高压灭菌装置进行食品加工的方法，所述方法包括以下步骤：

a、装料过程：所述食品在生产处理和密封包装后在装料处装入物料筐中，所述物料筐通过第一纵向传送机构移入位于预备位置的高压缸体中；装载了所述物料筐的所述高压缸体安装上端盖，注液系统的刚性导管插入并打开阀门向所述高压缸体内部注入增压介质；

b、超高压灭菌过程：注液系统与高压缸体分离，注满增压介质的高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置401，堵头与高压缸体连接，并通过导液管向高压缸体内部注入增压介质使高压缸体内部达到超高压状态，保持一段时间后泄去压力至高压缸体内部呈低压状态；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至另一预备位置进行卸料过程和装料过程；

c、卸料过程：堵头与高压缸体分离，高压缸体通过第一横向传送机构移至预备位置，注液系统通过刚性导管插入并打开阀门将高压缸体内部的增压介质抽出，取下端盖，物料筐通过第一纵向传送机构移出高压缸体至卸料处，卸除已灭菌的物料后，空的物料筐通过第二横向传送机构移至装料处进行装料过程；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置401进行超高压灭菌过程。

上述步骤如此循环进行，从而实现超高压食品加工工艺的循环连续生产。由于超高压灭菌装置在施压过程花费时间较长，而在装料、卸料过程花费时间相对较短，通过在预备位置预先注水和抽水，一方面可缩短高压缸体在施压位置花费的时间，提高了生产效率；另一方面将低压注水机构与增加机构分离，可简化设备节约成本。

实施例10

本发明提供的超高压处理设备可广泛用于物品灭菌处理、病毒灭活处理、生物提取处理和/或生物制药处理。下面以本发明提供的超高压处理设备的应用为例。

(1)超高压对糙米蒸煮时间的影响

使用本发明提供的超高压处理设备，将保压时间设定为300S，压力范围为200～500MPa，补压压力设定为10～20MPa。

对经过超高压处理的糙米进行分析，超高压对糙米的蒸煮时间作用明显。当超高压达到500MPa及以上的压力时，可使糙米的蒸煮时间由34min缩短到13min。同时，超高压处理还可降低糙米饭的硬度。

(2)超高压对海虾中微生物的影响

使用本发明提供的超高压处理设备，将保压时间设定为600S，压力范围为300～400MPa，补压压力设定为10～20MPa。

对经过超高压处理的海虾进行分析，超高压对海虾中各种微生物杀灭作用显著。当超高压达到400MPa及以上的压力时，可以杀灭海虾中99.3％的微生物。

(3)超高压处理对肉的嫩度的影响

使用本发明提供的超高压处理设备，将保压时间设定为600S，压力范围为100～600MPa，补压压力设定为10～20MPa。

对经过超高压处理的肉类进行分析，经100MPa以上的超高压处理，肉类的嫩滑度均有显著提高。其机理：一是机械力作用使肌肉肌纤维内肌动蛋白和肌球蛋白的结合解离，Z线崩解和肌纤维小片化造成肌肉剪切力下降；二是压力处理使肌肉中内源蛋白酶——钙激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致。因此，超高压处理可以降低宰后肉类的僵直程度、防止冷收缩，加速宰后成熟过程和增加肉类的嫩度。

(4)超高压对海水鱼保藏品质的影响

使用本发明提供的超高压处理设备，将保压时间设定为600S，压力范围为100～600MPa，补压压力设定为10～20MPa。

对经过超高压处理的海水鱼进行分析，发现300MPa和400MPa处理的海鲷在贮藏过程中鱼肉弹力和硬度得到有效保留，相反200MPa处理样品在贮藏期间弹力降低，并且发现海鲷背部肌肉的持水能力随着处理压力增加而降低。利用免疫印迹分析了超高压对结构蛋白的影响，发现400MPa压力可防止肌间线蛋白在海鲷贮藏期间的降解，可能由于压力使肌间线蛋白降解酶失活。

(5)超高压对对虾品质的影响

使用本发明提供的超高压处理设备，将保压时间设定为600S，压力范围为100～600MPa，补压压力设定为10～20MPa。

对经过超高压处理的对虾进行分析，随处理压力和保压时间的增大，对虾的颜色变淡，L值明显增大，虾肉颜色逐渐变白，呈不透明状，但对红度和黄度并无明显影响，出现轻微的类似蒸煮的成熟风味；其质构也发生了明显的变化，硬度随之增大，弹性先在低压区域出现下降的趋势，继而随着压力的增大和保压时间的延长弹性也增大。在压力500MPa，保压时间10min时，虾肉的显微组织结构变化明显，虾肉肌纤维的网状结构的间隙变小。处理前的样品肌肉纤维组织稀松，网状结构均匀，处理后肌肉纤维明显变粗，变致密。这可能由于超高压引起肌肉蛋白质的变性，使得虾肉中的肌肉纤维聚集在一起造成的。超高压处理过的对虾的结构的空间间隙明显因受压而挤在一起，而且其基本框架也相对于热加工的更粗，这跟超高压过程中的蛋白质交联网络结构的形成有关系。

本发明的超高压处理设备的应用不限于此，还可用于病毒灭活、制取疫苗、处理血浆、生物提取、生物制药以及医疗器械的消毒等。因此，本发明的超高压处理设备可以称作超高压灭菌设备，还可以称作超高压食品杀菌设备，也可以称作超高压加工设备、超高压消毒设备、超高压生物处理设备或超高压设备。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种食品加工设备，其特征在于，所述食品加工装置包括超高压灭菌装置，所述超高压灭菌装置包括卧式的承力框架、高压缸体、堵头、半圆柱形挡块和用于在堵头和半圆柱形挡块之间传力压力的呈两部分结构的传力挡块，

其中，所述承力框架由水切割制成的多层板材并列构成，所述承力框架具有轴向两端内侧呈弧形结构且外侧呈内角为120°至140°折线形结构的承力座。

所述半圆柱形挡块与所述承力框架浮动连接，在向高压缸体施加压力时，半圆柱形挡块紧密贴合在承力座内侧。

2.根据权利要求1所述的食品加工设备，其特征在于，所述折线形是由长方形的各层板材沿一致的切线切去四角后形成的，且所述切线的延长线彼此相交后围成平行四边形。

3.根据权利要求1所述的食品加工设备，其特征在于，所述多层板材的组装是在对堆叠的钢板层受力最大时进行固定连接，且各层之间的相互接触面积大于其相对面面积的80％。

4.根据权利要求2所述的食品加工设备，其特征在于，所述传力挡块的两部分可通过水平移动分开以方便堵头的移动或闭合置于堵头与半圆形挡块之间以将堵头上的压力传递给半圆形挡块，所述传力挡块的两部分的相接触面上各设置有一个半圆柱形槽以在闭合后组成容纳与堵头连接的液压挺杆的圆柱形通孔。

5.根据权利要求4所述的食品加工设备，其特征在于，承力座的内侧圆弧半径与该圆弧圆心至承力座外侧最近点的长度之比为1∶1.5～3。

6.根据权利要求3所述的食品加工设备，其特征在于，所述承力框架由至少两组多层板材构成，相邻两组板材之间的间距与每组板材厚度之比为1～3∶1。

7.根据权利要求5所述的食品加工设备，其特征在于，所述承力框架的框型外侧边长宽比为2～4∶1，所述承力框架的框型内侧边的长宽比为4～7∶1。

8.根据前述权利要求之一所述的食品加工设备，其特征在于，所述超高压灭菌装置包括至少一个堵头、至少两个高压缸体和至少三个物料筐，其中一个高压缸体在施压位置进行超高压灭菌过程时，另一个高压缸体在预备位置进行装载和/或卸载物料筐，至少有一个物料筐在装料处和/或卸料处进行装料和/或卸料。

9.根据权利要求8所述的食品加工设备，其特征在于，

所述高压缸体通过第一横向传送机构在施压位置和预备位置之间循环往复移动，所述物料筐通过第一纵向传送机构移入和/或移出所述高压缸体，并通过第二横向传送机构从卸料处移至装料处；

所述第一纵向传送机构和所述第二横向传送机构的连接处设置有至少一个装料处和至少一个卸料处。

10.一种采用前述权利要求之一所述的食品加工设备进行食品加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、装料过程：所述食品在生产处理和密封包装后在装料处装入物料筐中，所述物料筐通过第一纵向传送机构移入位于预备位置的高压缸体中；

b、超高压灭菌过程：已装料的高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置，堵头与高压缸体密封连接，并向高压缸体内部注入增压介质使高压缸体内部达到超高压状态，保持一段时间后泄去压力并排空高压缸体内部的增压介质；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至另一预备位置进行卸料过程和装料过程，至少有一个物料筐在装料处进行装料和/或在卸料处进行卸料；

c、卸料过程：堵头与高压缸体分离，高压缸体通过第一横向传送机构移至预备位置，物料筐通过第一纵向传送机构移出高压缸体至卸料处，卸除已灭菌的物料后空的物料筐通过第二横向传送机构移至装料处进行装料过程；

在同一时间段内，另一高压缸体通过第一横向传送机构移至施压位置进行超高压灭菌过程。