CN106205341B - 模拟超高温杀菌的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟超高温杀菌的实验装置，其包括：实验台，其上放置有油浴锅和水浴锅；立架，其可转动地连接在所述实验台上，所述立架上可升降地连接有高压管放置支架，所述高压管放置支架上放置有多个高压管。本发明的模拟超高温杀菌的实验装置，可提高模拟超高温杀菌技术过程的温度控制精度，不需要二次灌装，同批次可实现多个样品的处理，以满足实验室模拟超高温杀菌技术工艺过程和无菌灌装，并提高实验的效率。

Description

模拟超高温杀菌的实验装置

技术领域

本发明有关于一种实验装置，尤其有关于一种超高温杀菌技术领域中应用的模拟超高温杀菌的实验装置。

背景技术

超高温杀菌技术(Ultra High Temperature，简称UHT)，是利用直接蒸汽或热交换器，使食品在130℃～150℃，保持几秒或者几十秒加热杀菌后，迅速冷却，使细菌无法存活、生长而延长食品货架期的技术。经过超高温瞬时处理的热杀菌技术，在食品工业中应用普遍，杀菌效果好，可显著延长食品保质期，特别是在乳制品生产中取得了良好的应用效果。

UHT乳在我国一直占据着液态乳市场的主导地位，且随着消费者对液态乳制品的需求不断增加，国际品牌的液态乳也纷纷进入中国市场，市场竞争愈加激烈，对超高温乳制品的品质要求也越来越高。超高温杀菌技术的应用，需要用到大型的蒸汽发生器或热交换设备，对过程控制精度要求高，且需要联合无菌灌装技术来包装杀菌后的产品。

为了开发多样化的UHT产品，需要用到实验型的小型UHT模拟设备。目前应用最为广泛的UHT模拟设备，均缩小前面的热交换或蒸汽发生规格，从而实现实验室水平的UHT杀菌工艺，且简化了后续的无菌灌装系统，利用配有紫外杀菌的无菌操作台来实现UHT杀菌后的无菌灌装。这虽然较好的解决了UHT杀菌阶段的过程模拟，但无菌灌装却难以实现，因为通过紫外杀菌不能确保包装材料和包装过程处于严格的无菌环境下，给UHT产品的模拟带来了一定的质量风险。

在UHT产品开发过程中，对特定微生物的控制技术研究，或者通过模拟UHT工艺来研究某些微生物的热杀菌效应，都需要有着严格控制的无菌环境来实现。上述的采用无菌操作台来进行后灌装的技术装备显然不能满足这类需求。

为了解决UHT的高温问题和杀菌后的无菌灌装要求，也有人开发出了能够达到一定高温的油浴装置，但目前的设计还存在很大的问题，不能完全实现UHT的模拟过程。一是过程温度控制不精确，现有的技术设计将温度传感器直接放置于油性介质中，并不能直接反应物料温度；二是进出物料不能快速精确控制，现有的技术一般是在温度达到目标温度后开始计时，到设定时间后再手工取出冷却。这个看似简单的过程无形中会耗费较长时间，从而使得UHT的瞬时杀菌效应被显著放大，不能够反应真实的UHT工艺情况；三是现有的油浴设计没有考虑到实际研究中需要进行大量的重复试验，且这种重复试验要尽可能减少差异。

因此，有必要提供一种新的实验装置，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟超高温杀菌的实验装置，可提高模拟超高温杀菌技术过程的温度控制精度，不需要二次灌装，同批次可实现多个样品的处理，以满足实验室模拟超高温杀菌技术工艺过程和无菌灌装，并提高实验的效率。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种模拟超高温杀菌的实验装置，所述模拟超高温杀菌的实验装置包括：

实验台，其上放置有油浴锅和水浴锅；

立架，其可转动地连接在所述实验台上，所述立架上可升降地连接有高压管放置支架，所述高压管放置支架上放置有多个高压管。

在优选的实施方式中，所述高压管放置支架具有上支架板和下支架板，所述上支架板上设有多个高压管放置孔。

在优选的实施方式中，所述上支架板与所述下支架板上均开设有多个网孔，所述网孔的直径小于所述高压管放置孔的直径。

在优选的实施方式中，所述上支架板上连接有多个弹片，所述弹片位于所述高压管放置孔的上方。

在优选的实施方式中，所述高压管具有内管和套设在所述内管外的外管，所述内管与所述外管之间形成环形空腔，所述环形空腔的两端分别密封盖设有密封盖。

在优选的实施方式中，所述立架的一端连接有第一驱动电机。

在优选的实施方式中，所述立架的另一端设有第二驱动电机，所述高压管放置支架与所述第二驱动电机相连。

本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的特点及优点是：本发明的模拟超高温杀菌的实验装置，通过高温油液对高压管进行加热，待实验样品的中心温度达到设定温度后，精确计时并自动将实验样品取出迅速送入到水浴锅中，整个过程实验样品受热均匀，升温迅速，不需要后续的分装，保证了整个模拟超高温过程更加精确、可重复和没有二次污染，提高了实验效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的主视图。

图2为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的俯视图。

图3为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的高压管放置支架的上支架板的俯视图。

图4为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的高压管放置支架的下支架板的俯视图。

图5为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的高压管放置孔与弹片的俯视示意图。

图6为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的高压管的剖面示意图。

图7为本发明的模拟超高温杀菌的实验装置的高压管的密封盖的俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供一种模拟超高温杀菌的实验装置，其包括实验台1和立架2，其中：实验台1上放置有油浴锅11和水浴锅12；立架2可转动地连接在所述实验台1上，所述立架2上可升降地连接有高压管放置支架3，所述高压管放置支架3上放置有多个高压管4。

具体是，实验台1的上表面前后并排放置有油浴锅11和水浴锅12，油浴锅11内放置有高温油液，该高温油液为硅油或者其他可完成温度控制要求的油，水浴锅12内放置有冷却水。其中，油浴锅11连接有自动控温系统和过热保护系统，该自动控温系统位于实验台1内，其可控制油浴锅11内的高温油液的温度保持在120℃～160℃之间，过热保护系统位于实验台1内，其可在油浴锅11内的高温油液的温度超过设定值时提供保护，防止油浴锅11内的高温油液温度过高；该水浴锅12内的冷却水的温度为10摄氏度以下，其内的冷却水的高度设置为可完全浸没高压管4。进一步的，实验台1内还配有可编程逻辑控制器等必须的电器元件。

立架2连接在实验台1上，其位于油浴锅11和水浴锅12的一侧，在本发明中，立架2的一端连接有第一驱动电机21，该第一驱动电机21连接在立架2的下端，其可驱动立架2在实验台1上轴向转动，并可带动立架2轴向往复微幅振动。

立架2的上端设有第二驱动电机22，该第二驱动电机22与高压管放置支架3相连，从而驱动高压管放置支架3在立架2上上升或下降。如图3和图4所示，该高压管放置支架3具有上支架板31和下支架板32，上支架板31上设有多个高压管放置孔311，该高压管放置孔311的孔径与高压管4的直径相匹配，其内用于放置高压管4；进一步的，上支架板31上开设有多个网孔312；下支架板32连接在上支架板31的下方，其上开设有多个网孔321。其中，网孔312和网孔321的直径小于高压管放置孔311的直径。

进一步的，如图5所示，该上支架板31上连接有多个弹片313，该弹片313位于高压管放置孔311的上方，其可旋转地连接在上支架板31上，当高压管4放置在高压管放置孔311内后，旋转弹片313，使弹片313旋转至高压管4的上方并压住高压管4，防止高压管4浸入液体中后漂浮而脱离高压管放置孔311。

如图6所示，高压管4由不锈钢或其他导热性好的耐高温高压的材质制成，其具有内管41和套设在内管41外的外管42，内管41与外管42之间形成环形空腔411，该环形空腔411的两端分别密封盖设有密封盖43；如图7所示，密封盖43大体呈环形，其内设有呈环形两个密封圈431，一个密封圈431与高压管4的外管42外环壁密封接触，另一个密封圈431与高压管4的内管41的内环壁密封接触，从而提供高压管4严格的密封。环形空腔411内用于放置待实验的实验样品，该密封盖43可以保证实验样品在高温处理过程中不爆裂；另外，本发明将高压管4设计为双层中空结构，可以保证高压管4内外两侧都接触高温介质，实现高压管4内实验样品的快速升温。

该模拟超高温杀菌的实验装置的实验过程如下：通过设置在实验台1上的触摸控制屏13设置试验温度和时间参数，待油浴锅11中的高温油液的温度达到设定温度后，将一组二十个高压管4放置于高压管放置支架3上，通过第二驱动电机22带动高压管放置支架3下降，将高压管放置支架3及二十个高压管4浸入油浴锅11的高温油液中，此时高温油液通过上支架板31的网孔312和下支架板32的网孔321渗入高压管4的内外周围，网孔312和网孔321的设置，可确保高温油液快速传导；当高压管放置支架3及二十个高压管4到达油浴锅11内的预设位置后开始计时，在第一驱动电机21的带动下，立架2可带动高压管放置支架3轴向往复微幅震动，以确保油温均匀快速传导，此时系统自动计时，保温时间结束后，第二驱动电机22在1秒内快速提升高压管放置支架3，使得高压管放置支架3带动二十个高压管4及其内的实验样品完全离开高温油液的界面，并转向放置于侧方的水浴锅12中冷却，冷却10分钟，启动第二驱动电机22升起高压管放置支架3，工作完成。

本发明的模拟超高温杀菌的实验装置，通过高温油液对高压管4进行加热，待实验样品的中心温度达到设定温度后，精确计时并自动将实验样品取出迅速送入到水浴锅12中，整个过程实验样品受热均匀，升温迅速，不需要后续的分装，保证了整个模拟超高温过程更加精确、可重复和没有二次污染，提高了实验效率。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (2)

1.一种模拟超高温杀菌的实验装置，其特征在于，所述模拟超高温杀菌的实验装置包括：

实验台，其上放置有油浴锅和水浴锅；

立架，其可转动地连接在所述实验台上，所述立架上可升降地连接有高压管放置支架，所述高压管放置支架上放置有多个高压管；所述高压管内盛放有实验样品，所述实验样品为UHT样品；

其中，所述立架的一端连接有第一驱动电机，所述立架的另一端设有第二驱动电机，所述高压管放置支架与所述第二驱动电机相连；所述高压管放置支架在所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的带动下能从所述油浴锅转移至所述水浴锅内；

所述高压管放置支架具有上支架板和下支架板，所述上支架板上设有多个高压管放置孔；所述上支架板与所述下支架板上均开设有多个网孔，所述网孔的直径小于所述高压管放置孔的直径；所述上支架板上连接有多个弹片，所述弹片位于所述高压管放置孔的上方。

2.如权利要求1所述的模拟超高温杀菌的实验装置，其特征在于，所述高压管具有内管和套设在所述内管外的外管，所述内管与所述外管之间形成环形空腔，所述环形空腔的两端分别密封盖设有密封盖。