CN108576572A - 一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置 - Google Patents

一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于，包括：壳体、二氧化碳进气阀、空气进气阀、气体输送管路、第一封盖、气体出口阀、第二封盖和物料箱和等离子体发生装置。本发明采用等离子体和超临界二氧化碳两种非热力杀菌技术进行粮食表面黄曲霉的联合杀菌，不仅能快速杀灭粮食表面黄曲霉，而且能将粮食表面的失活黄曲霉及杂质进行清洗；整个处理过程处于低温状态，极大限度地保持了粮食产品的品质；本发明装置快速高效、无溶剂残留、低能耗、对环境无污染。

Description

一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置
技术领域
本发明涉及一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置。
背景技术
黄曲霉是粮食中一种常见的腐生性真菌,在繁殖过程中产生次级代谢产物黄曲霉毒素。据报道全世界每年至少有2％的农作物受到黄曲霉污染。目前国内外黄曲霉的杀菌方法有微波、脉冲强光、紫外、红外辐射等物理杀菌方法，生物制剂抑菌，化学制剂抑菌等。微波、红外辐射杀菌过程中，产生热效应，容易降低粮食的品质；化学制剂抑菌法存在溶剂残留，引入新的食品质量安全隐患。
国内外粮食清洗的方法主要过程包括水洗、干燥，水洗过程造成大量的淡水资源浪费，且粮食水洗后，进行快速干燥，干燥过程温度高，能耗大，且易引起粮食品质劣变。寻找低温快速的粮食清洗方式是粮食加工产业的发展的迫切需要。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，解决了微波、红外辐射杀菌过程中，产生热效应，容易降低粮食的品质的问题；解决了化学制剂抑菌法存在溶剂残留，危害人体健康的问题；解决了冲洗粮食杂质和黄曲霉菌的问题。
一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于，包括：壳体、二氧化碳进气阀、空气进气阀、气体输送管路、第一封盖、气体出口阀、第二封盖和物料箱和等离子体发生装置，
所述等离子发生装置包括等离子体发射装置面板、等离子体发射电极、等离子体发射器和等离子体发生器装置阴极板，所述壳体的一侧可拆卸连接有第一封盖，所述第一封盖内侧通过支架与等离子体发射装置面板固接，所述等离子体发射装置面板上安装有等离子体发射电极，所述等离子体发射装置面板和等离子体发射电极共同组成等离子发生装置的阳极，所述壳体的另一侧固接有第二封盖，所述第二封盖内侧通过支架与等离子体发生器装置阴极板固接，所述壳体外侧安装有等离子体发射器，所述等离子体发射器与等离子体发射电极和等离子体发生器装置阴极板电性连接，
所述壳体内形成有夹层，所述夹层内安装有加热装置，所述壳体内安装有气体输送管路，所述气体输送管路与连接管路连接，所述连接管路末端分为两路分别安装有二氧化碳进气阀和空气进气阀，所述壳体安装有出气管，所述出气管安装有气体出口阀，所述壳体内放置有物料箱，所述气体输送管路的出口在物料箱的下方。
优选的，所述加热装置为加热管，所述加热管入口处安装有进口阀，所述加热管出口处安装有出口阀。
优选的，所述物料箱下方安装有车轮，所述物料箱与车轮转动连接，所述物料箱和车轮由绝缘材料制成。
优选的，所述壳体内部的底部安装有轨道，所述轨道与车轮接触并限制车轮的移动。
优选的，所述物料箱上形成有若干通孔。
优选的，等离子体发射电极的顶部为圆弧平滑凸起。
优选的，所述壳体安装有安全阀。
优选的，所述壳体安装有温度表和压力表，所述连接管路安装有流量表。
优选的，所述壳体的夹层内固接有保温材料。
本发明具有如下优点：本发明采用等离子体和超临界二氧化碳两种非热力杀菌技术进行粮食表面黄曲霉的联合杀菌，不仅能快速杀灭粮食表面黄曲霉，而且能将粮食表面的失活黄曲霉及杂质进行清洗；整个处理过程处于低温状态，极大限度地保持了粮食产品的品质；本发明装置快速高效、无溶剂残留、低能耗、对环境无污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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种实施例，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明等离子体发射装置面板的结构示意图；
图3：本发明等离子体发射电极的结构示意图；
图4：本发明物料箱的结构示意图；
图5：本发明箱面的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1到图5所示，本实施例提供了一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于，包括：壳体1、二氧化碳进气阀4、空气进气阀5、气体输送管路6、第一封盖15、气体出口阀25、第二封盖27和物料箱30和等离子体发生装置，
所述等离子发生装置包括等离子体发射装置面板12、等离子体发射电极14、等离子体发射器16和等离子体发生器装置阴极板28，所述壳体1的一侧可拆卸连接有第一封盖15，所述第一封盖15内侧通过支架与等离子体发射装置面板12固接，所述等离子体发射装置面板12上安装有等离子体发射电极14，所述等离子体发射装置面板12和等离子体发射电极14共同组成等离子发生装置的阳极，所述壳体1的另一侧固接有第二封盖27，所述第二封盖27内侧通过支架与等离子体发生器装置阴极板28固接，所述壳体1外侧安装有等离子体发射器16，所述等离子体发射器16与等离子体发射电极14和等离子体发生器装置阴极板28电性连接，
所述壳体1内形成有夹层，所述夹层内安装有加热装置2，所述壳体1内安装有气体输送管路6，所述气体输送管路6与连接管路连接，所述连接管路末端分为两路分别安装有二氧化碳进气阀4和空气进气阀5，所述壳体1安装有出气管，所述出气管安装有气体出口阀25，所述壳体1内放置有物料箱30，所述气体输送管路6的出口在物料箱30的下方。
优选的，所述加热装置2为加热管，所述加热管入口处安装有进口阀11，所述加热管出口处安装有出口阀25。
优选的，所述物料箱30下方安装有车轮8，所述物料箱30与车轮8转动连接，所述物料箱30和车轮8由绝缘材料制成。
优选的，所述壳体1内部的底部安装有轨道10，所述轨道10与车轮8接触并限制车轮的移动。
优选的，所述物料箱30上形成有若干通孔。
优选的，等离子体发射电极14的顶部为圆弧平滑凸起。
优选的，所述壳体1安装有安全阀22。
优选的，所述壳体1安装有温度表23和压力表24，所述连接管路安装有流量表3。
优选的，所述壳体1的夹层内固接有保温材料。
超临界二氧化碳杀菌是一种非热杀菌技术，工艺处理条件温和，过程容易调控，有利于节约成本；具有更高的安全性。超临界二氧化碳具有较强的溶解、扩散、穿透能力，具有无毒、无污染、无残留、易分离、易回收、可循环利用、成本低等特点，是一种绿色友好的杀菌清洗技术。等离子体杀菌是一种非热杀菌技术，等离子体是经气体电离产生的由大量带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、分子)所组成的体系。等离子体装置能持续不断的产生甚高浓度的正负离子，这些正负离子在微生物表面产生的剪切力大于其细胞膜表面张力，在这个能量释放的过程中，细菌的细胞壁受到严重破坏，损害细胞膜，导致细胞死亡。
具体工作原理：将待处理的物料31装入物料箱30，打开第一封盖15，将物料箱30沿着轨道10推入壳体1内部，封闭第一封盖15。调整好等离子体发生装置的功率、时间，开启等离子体杀菌装置，进行粮食中黄曲霉的杀菌，打开空气进气阀5和气体出口阀25，通入无菌空气，调节无菌空气流量使得物料31在物料箱30内跳动，呈现沸腾状态，保证每一粒物料均匀地收到等离子体的作用。等离子体杀菌结束后，关闭等离子体发生器16的电源；通入二氧化碳置换出空气，关闭气体出口阀25，开启二氧化碳进气阀4，开启壳体1夹层的加热管进口阀11和出口阀12，达到超临界二氧化碳杀菌清洗所需的温度和压力，关闭二氧化碳进气阀4，因黄曲霉为好氧菌，故能进行粮食表面黄曲霉二次杀菌，完成杀菌后，开启气体出口阀25和二氧化碳进气阀4，调整超临界二氧化碳的清洗压力、清洗温度，进行粮食表面黄曲霉及杂质的清洗，完成超临界二氧化碳清洗后，关闭水温系统，进行本装置的泄压，回收净化二氧化碳；打开壳体1的第一封盖15，将物料箱30推出，关闭二氧化碳进气阀4、空气进气阀5和气体出口阀25，关闭第一封盖15，完成粮食表面黄曲霉的杀菌清洗。
优选的，也可采用如下工作方式进行：将待处理的物料31装入物料箱30，打开第一封盖15，将物料箱30沿着轨道10推入壳体1内部，封闭第一封盖15。打开二氧化碳进气阀4和气体出口阀25，等离子发生装置开始工作，然后通入无菌二氧化碳调节无菌二氧化碳流量使得物料在物料箱30内跳动，呈现类似沸腾的状态，保证每一粒物料均匀地收到等离子体的作用。与此同时，通入的二氧化碳置换出壳体1内的空气，置换完成后，将气体出口阀25关闭，不断通入二氧化碳进行加压，同时开启壳体1夹层的加热管进口阀11和出口阀12进行加热，壳体1内的二氧化碳一直达到超临界状态后，开始边进气(二氧化碳进入壳体)边排气(二氧化碳从壳体排出)，保持二氧化碳的临界状态，此时物料31依然在物料箱30内呈现类似沸腾的状态，以便完成杀菌。
超临界CO2流体工作过程中具有三个作用：第一，将粮食中的黄曲霉菌杀灭；第二，超临界CO2具有较强的溶解、扩散、穿透能力，能将杀灭的黄曲霉菌排除壳体，而且能完成粮食表面杂质的清洗，代替水洗，实现无水清洗，节能环保，绿色无污染；第三，高压的CO2气体对粮食的翻动，使物料在物料箱30内呈沸腾状态，保证每一粒均匀粮食均匀地受到杀菌和清洗的作用，代替了人工翻动，方便快捷。
等离子发生装置杀菌与超临界CO2杀菌清洗相配合对粮食进行杀菌清洗，将两道工序合二为一，相得益彰，利用超临界CO2杀菌清洗本身流体的吹力作用效果，使得物料充分均匀与等离子体接触；同时超临界CO2杀菌清洗作用又将等离子发生装置杀灭的黄曲霉菌进行清洗排出，同时完成了粮食的杀菌和清洗。
其中，等离子体发生器16安装有作用功率调节按钮17、等离子体作用时间调节按钮18、等离子体急停按钮19和等离子体启停按钮20用于调节等离子体发生装置的功率、时间和等离子体发生装置的开启和关闭。等离子体发生器16通过电源线21与等离子体发射电极14和等离子体发生器装置阴极板28电性连接。等离子体发射装置面板12通过支架一13与第一封盖15固接，等离子体发生器装置阴极板28通过支架二29与第二封盖27固接。气体输送管路6通过支架三9与壳体1底面固接。
其中，等离子体发射电极14包括等离子体发射电极底座34和等离子发射电极顶部35，等离子发射电极顶部35为圆弧平滑凸起。物料箱30的箱面33上有若干通孔，使气体通过通孔进入物料箱30内。当壳体1内压力超过一定值时安全阀22对壳体进行泄压，保证设备和人员安全。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于，包括：壳体(1)、二氧化碳进气阀(4)、空气进气阀(5)、气体输送管路(6)、第一封盖(15)、气体出口阀(25)、第二封盖(27)和物料箱(30)和等离子体发生装置，
所述壳体(1)内形成有夹层，所述夹层内安装有加热装置(2)，所述壳体(1)内安装有气体输送管路(6)，所述气体输送管路(6)与连接管路连接，所述连接管路末端分为两路分别安装有二氧化碳进气阀(4)和空气进气阀(5)，所述壳体(1)安装有出气管，所述出气管安装有气体出口阀(25)，所述壳体(1)内放置有物料箱(30)，所述气体输送管路(6)的出口在物料箱(30)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述等离子发生装置包括等离子体发射装置面板(12)、等离子体发射电极(14)、等离子体发射器(16)和等离子体发生器装置阴极板(28)，所述壳体(1)的一侧可拆卸连接有第一封盖(15)，所述第一封盖(15)内侧通过支架与等离子体发射装置面板(12)固接，所述等离子体发射装置面板(12)上安装有等离子体发射电极(14)，所述等离子体发射装置面板(12)和等离子体发射电极(14)共同组成等离子发生装置的阳极，所述壳体(1)的另一侧固接有第二封盖(27)，所述第二封盖(27)内侧通过支架与等离子体发生器装置阴极板(28)固接，所述壳体(1)外侧安装有等离子体发射器(16)，所述等离子体发射器(16)与等离子体发射电极(14)和等离子体发生器装置阴极板(28)电性连接，优选的，所述加热装置(2)为加热管，所述加热管入口处安装有进口阀(11)，所述加热管出口处安装有出口阀(25)。
3.根据权利要求1或2所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述物料箱(30)下方安装有车轮(8)，所述物料箱(30)与车轮(8)转动连接，所述物料箱(30)和车轮(8)由绝缘材料制成。
4.根据权利要求1或3所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)内部的底部安装有轨道(10)，所述轨道(10)与车轮(8)接触并限制车轮的移动。
5.根据权利要求1或4所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述物料箱(30)上形成有若干通孔。
6.根据权利要求1所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：等离子体发射电极(14)的顶部为圆弧平滑凸起。
7.根据权利要求1所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)安装有安全阀(22)。
8.根据权利要求1所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)安装有温度表(23)和压力表(24)，所述连接管路安装有流量表(3)。
9.根据权利要求1所述的一种粮食中黄曲霉的超临界二氧化碳等离子体杀菌清洗装置，其特征在于：所述壳体(1)的夹层内固接有保温材料。
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