CN110573019A - 蛋的微波巴氏杀菌方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种带壳蛋巴氏杀菌方法包括在升温阶段(12)中，同时且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋(40)的蛋黄温度升高至巴氏杀菌温度，所述升温阶段(12)包括多个细长或纵向延伸的微波腔，它们彼此隔离，使得馈送到一个细长或纵向延伸的微波腔中的微波不会泄漏到任何其他细长或纵向延伸的微波腔中。所述带壳蛋(40)在被微波辐射的同时沿着所述细长或纵向延伸的微波腔的长度移位。在巴氏杀菌阶段(14)中，将所述带壳蛋(40)的升高的温度维持足以对所述带壳蛋(40)进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。

Description

蛋的微波巴氏杀菌方法及设备

技术领域

本发明涉及蛋的壳内巴氏杀菌。特别地，本发明涉及一种带壳蛋的巴氏杀菌方法和一种带壳蛋的巴氏杀菌机或装置或设备。

背景技术

通过引用并入本文的US 8,071,146和US 8,569,667描述了肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritides)感染带壳蛋(例如带壳鸡蛋)的问题，以及在考虑减少目标生物与维持蛋清质量之间所需的平衡时试图对整个带壳蛋进行巴氏杀菌时遇到的困难。蛋黄蛋白通常比蛋清蛋白更热稳定。然而，由于目标微生物位于蛋黄内部，因此带壳蛋的蛋黄温度必须在不损坏蛋清的情况下升高到足够高。因此，US8,071,146描述了一种带壳蛋巴氏杀菌工艺，该工艺使用微波辐射将带壳蛋的蛋清温度升高至57℃至60℃，其中蛋清温度升高的速率随着时间降低至少一次。带壳蛋的外表面也被加热到57℃至70℃之间的温度，此后蛋清温度和壳温度被维持足以对蛋进行巴氏杀菌的一段时间。在此过程中，由于微波辐射，带壳蛋的蛋黄温度升高到高于蛋清的温度。

为了开发一种可使用微波辐射，例如使用US 8,071,146的工艺，并且考虑到商业上可获得的蛋分选和包装机可以操作的实际速率，以商业规模对带壳蛋进行巴氏杀菌的方法和设备，发明人私下尝试使用具有多个以二维矩阵，例如十六个平行蛋列(即，提供多排，每排十六个蛋，蛋呈并排关系，并且一排中的蛋支撑在一个或多个细长的蛋支撑件上)排列的带壳蛋的传送机，十六个列一起通过一个宽度足以容纳十六个并排的蛋的公共微波腔。这种布置要求，所述细长的蛋支撑件足够长以便支撑呈并排关系的十六个蛋，并且横向于蛋或传送机通过微波腔的行进方向布置，移动通过宽的公共微波腔。然而，这在实践中不起作用，因为事实证明不可能在蛋矩阵通过微波腔时获得足够均一的温度升高，一些蛋变得太热，一些蛋保持太冷。试图通过在细长的蛋支撑件上方，即传送机上方，从微波腔的顶板悬垂的纵向延伸的分隔壁来改善温度均一性也不起作用。在纵向延伸的分隔壁之间形成的纵向延伸、通过传送机的细长蛋支撑件相互连接的多个微波子腔中不可能足够精确地控制微波加热以获得对横向延伸的一排蛋中的各蛋的足够均一的加热来进行巴氏杀菌。结果，横向延伸的一排蛋中的一些带壳蛋保持太冷，在同一横向延伸的一排蛋中的一些带壳蛋变得太热。

需要一种能够使用微波辐射在具有商业吸引力的规模上成功地对多个带壳蛋进行巴氏杀菌的方法和装置或设备或机器。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种带壳蛋巴氏杀菌方法，其包括

在升温阶段，同时并且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋的蛋黄温度升高到巴氏杀菌温度，所述升温阶段包括多个细长或纵向延伸的微波腔，它们彼此隔离，使得馈送到一个细长或纵向延伸的微波腔中的微波不会泄漏到任何其他细长或纵向延伸的微波腔中，其中所述带壳蛋在被微波辐射的同时沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度移位；和

在巴氏杀菌阶段，将带壳蛋的升高的温度维持足以对带壳蛋进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。

因此，通常带壳蛋尚未被包装，呈单独的散蛋的形式，移位通过细长或纵向延伸的微波腔，以至少主要地通过微波辐射加热，而不需要液体传热介质(如热水)将热量传递给带壳蛋。因此，升温阶段可以描述为干燥升温阶段。

在本说明书中，“主要”应被解释为意指多于一半。换言之，“同时并且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋的蛋黄温度升高”意指升高蛋黄温度所需能量的一半多是由微波辐射提供的。

蛋黄的巴氏杀菌温度可以在57℃至60℃之间，优选在58℃至60℃之间，更优选在59℃至60℃之间。应认识到的是，由于在微波辐射期间蛋黄会变得略微热于蛋清，因此控制或限制蛋黄温度也会控制或限制蛋清温度，但达到略低的最大温度，确保蛋清的更多热敏蛋白不会变性到不可接受的程度。

优选地，细长或纵向延伸的微波腔并排布置，其中，细长或纵向延伸的微波腔的纵向延伸轴平行。细长或纵向延伸的微波腔可以是矩形或方形管的形式，其中带壳蛋在用微波辐射的同时沿着所述管的长度移位。管的开口的尺寸可以减小以用作微波扼流圈。

在本发明的一个实施例中，细长或纵向延伸的微波腔位于公共平面中，优选公共的水平平面。

沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度移位带壳蛋优选包括使至少两个，例如，两个呈并排关系的带壳蛋沿着纵向延伸的微波腔长度通过。换言之，带壳蛋可以布置在至少两个平行的列(例如两个平行的列)中，相邻列中的带壳蛋在横向于带壳蛋行进方向的方向上对齐，并且带壳蛋的列一起，即以锁步方式，移位通过它们的纵向延伸的微波腔。

发明人发现，由于微波场加热一个特定的蛋不受存在相邻蛋(在横向于行进方向的方向上相邻)的影响，使单排蛋移动通过相应尺寸的纵向延伸的微波腔(即微波腔或微波隧道，其宽度恰好容纳一个蛋，蛋与侧壁有一些间隙以防止侧壁和蛋之间产生电弧)可使蛋温度的不确定性最小。然而，采用具有多个窄微波腔或隧道(每个腔或隧道具有单排蛋)的机器或装置的方法从资本支出的角度来看是昂贵的，即使它提供了更大的灵活性——因为可以将蛋分级为精细的重量带并加热到最紧凑的温度范围。

采用具有多个微波腔或隧道(其中两列或更多列蛋纵向通过每个微波腔或隧道)的机器或装置的方法从资本支出的角度来看较便宜，因为它具有较少的组件数量。然而，由于相邻的蛋扰动微波腔宽度上的微波场分布，这种微波腔中蛋的温度调节必须不能被影响到不可接受的程度。当然，双蛋微波腔或隧道应该刚好足够宽，以容纳并排布置的两个蛋，蛋与侧壁有一些间隙，以防止侧壁和蛋之间产生电弧。

发明人已经发现，对可以被细长或纵向延伸的微波腔容纳的带壳蛋的列的宽度并因此对列的数量具有限制，该限制仍然保证可接受的恒定或均匀的微波场在细长或纵向延伸的微波腔的相对侧壁之间延伸。该限制取决于馈送到细长或纵向延伸的微波腔中的微波的频率(或波长)。

在本发明的一个实施例中，细长或纵向延伸的微波腔中的带壳蛋的列数、微波频率和微波波长中的至少两个选自下表1。每个纵向延伸的微波腔的宽度也可以选自表1，这取决于纵向延伸的微波腔中的带壳蛋的列数。

表1

沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度移位的带壳蛋可以沿着每个带壳蛋的横向于带壳蛋的行进方向的纵轴布置。

优选地，在纵向延伸的带壳蛋的列中的相邻带壳蛋间隔开至少约5mm，更优选至少约8mm，最优选至少约10mm。

优选地，在纵向延伸的带壳蛋的列中的相邻带壳蛋间隔开不多于约50mm，更优选不多于约25mm，最优选不多于约10mm。

优选地，当至少两个相邻的纵向延伸的带壳蛋的列移位通过纵向延伸的微波腔时，横向间隔的、横向对齐的带壳蛋间隔开至少约3mm，更优选至少约5mm，最优选至少约10mm。

优选地，当至少两个相邻的纵向延伸的带壳蛋的列通过纵向延伸的微波腔时，横向间隔的、横向对齐的带壳蛋间隔开不多于约50mm，更优选不多于约25mm，最优选不多于约10mm。

优选地，当两个相邻的纵向延伸的带壳蛋的列通过纵向延伸的微波腔时，在横向于蛋列行进方向的方向上相邻的带壳蛋的更大圆形的或较小锥形的或较钝的端部彼此面对。这些是包含带壳蛋的气袋的端部。因此，当两个相邻的纵向延伸的蛋列通过纵向延伸的微波腔时，在纵向延伸的蛋列中的带壳蛋的较小圆形的或较大锥形的或较尖的端部优选面向纵向延伸的微波腔的侧壁。

所述方法可包括使用单个或公共的微波发生器(例如磁控管)生成用于细长或纵向延伸的微波腔的微波，并将由所述单个或公共的微波发生器生成的微波馈送到每个细长或纵向延伸的微波腔中，该微波腔具有通过所述细长或纵向延伸的微波腔的蛋。

所述方法可包括使用一个或多个，例如，两个、四个或八个微波分离器，将微波发生器生成的总微波功率分成微波分功率，并将如此获得的微波分功率馈送到每个细长或纵向延伸的微波腔，所述微波腔具有通过所述细长或纵向延伸的微波腔的蛋。所述分离器可以是可调节或可控的，并且可以形成闭合控制回路的一部分。

应理解的是，将带壳蛋加热到巴氏杀菌温度所需的微波功率与通过细长或纵向延伸的微波腔的带壳蛋的质量成比例。因此，所述方法可包括将微波功率的量调节到每个细长或纵向延伸的微波腔，以便控制蛋的温度。例如，所述方法可以包括电力调节微波分离器以控制馈送到各个细长或纵向延伸的微波腔的微波功率的量。一旦达到稳定的操作状态，预计需要微调(例如大于或小于到细长或纵向延伸的微波腔的平均馈送微波功率的10％)馈送到细长或纵向延伸的微波腔中的微波功率(假设恒定进给的蛋被分级以落入适当的重量带内)。

所述方法可包括加热纵向延伸的微波腔的底板和/或侧壁，从而还通过加热辐射或热辐射至少加热带壳蛋的外表面或壳表面。这种加热可以是电加热，例如，通过欧姆加热或电阻加热，这种加热有助于减少用微波辐射的带壳蛋的热损失，因此使蛋壳温度变得足够热以进行巴氏杀菌。

可以将纵向延伸的微波腔的底板和/或侧壁加热到约55℃至约65℃的温度，例如约60℃。

所述方法可包括在同时且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋的蛋黄温度升高至巴氏杀菌温度的同时，使热空气移动通过升温阶段。热空气的温度可以在约40℃至约70℃之间，优选约50℃至约65℃之间，更优选约55℃至约60℃之间，例如约58℃。热空气可以从巴氏杀菌阶段供应，并且可以沿着每个细长或纵向延伸的微波腔在上游方向上流动，即逆着带壳蛋的行进方向流动。

带壳蛋的外表面可以在升温阶段加热到57℃至70℃的温度，优选地加热到57℃至60℃的温度，更优选加热到58℃至60℃的温度。这种温度升高通常是微波辐射(其提供超过一半的所需输入能量)和对流加热的结果，或微波辐射和加热辐射或热辐射的结果，或微波辐射和对流加热及加热辐射或热辐射的结果。

所述方法可包括使通过细长或纵向延伸的微波腔的蛋围绕它们的纵轴转动，至少在蛋处于细长或纵向延伸的微波腔内时。优选地，当蛋处于巴氏杀菌阶段时，所述蛋也围绕它们的纵轴转动。

蛋可以每0.05m至约1m一转的速率转动，优选以每约0.05m至约0.5m一转的速率转动，最优选以每约0.2m至约0.3m一转的速率转动，例如每约0.25m约一转。

微波可以从上方馈送到细长或纵向延伸的微波腔，例如通过每个细长或纵向延伸的微波腔的顶板。

在本发明的一个实施例中，微波从位于细长或纵向延伸的微波腔上方并与之相关的馈送波导馈送到所述细长或纵向延伸的微波腔中。馈送波导可以和与其相关的细长或纵向延伸的微波腔平行并且直接在其上方。细长或纵向延伸的微波腔的顶板可以限定其相关的馈送波导的底板。馈送波导和其相关的细长或纵向延伸的微波腔之间的微波耦合可以借助于所述细长或纵向延伸的微波腔的顶板中的一个或多个开口。开口可以位于细长或纵向延伸的微波腔的侧面的中央，即侧面中间、之间。

在升温阶段中所述多个蛋的蛋黄的温度可以以沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度减少至少一次的速率升高，同时蛋通过所述细长或纵向延伸的微波腔。换言之，细长或纵向延伸的微波腔的上游部分可以比同一细长或纵向延伸的微波腔的下游部分接收更多的微波功率。因此，细长或纵向延伸的微波腔中的微波功率密度可以被设定为减少至少一次，优选多于一次，使得微波功率密度被设定为逐渐降低通过细长或纵向延伸的微波腔的带壳蛋的加热速率。

在本发明的一个实施例中，每个细长或纵向延伸的微波腔的顶板中的开口是间隔开的槽的形式，槽的尺寸在蛋行进方向上减小，并且槽之间的间隔由微波场的波长确定。通常，槽的纵轴平行于细长或纵向延伸的微波腔的纵轴。这种布置优选导致通过细长或纵向延伸的微波腔的蛋的加热速率沿着近似的逆对数曲线根据在细长或纵向延伸的微波腔内部的位置而减小。

所述方法可包括将细长或纵向延伸的微波腔内的带壳蛋升高到所述细长或纵向延伸的微波腔底板上方。

优选地，蛋在细长或纵向延伸的微波腔的底板上方升高约5mm至约50mm，更优选约10mm至约30mm，最优选约15mm至约20mm。

所述方法可包括测量细长或纵向延伸的微波腔内的带壳蛋的表面温度，并基于所述表面温度关联蛋的蛋黄温度。这种关联可以是线性关联，其中带壳蛋的表面温度比蛋黄温度略低(例如，低约1℃至约3℃)。因此，所述方法可以包括控制每个纵向延伸的微波腔内的选定或预定位置处(例如，每个纵向延伸的微波腔出口处)的带壳蛋的表面温度，从而间接控制带壳蛋的蛋黄温度(至略高于壳表面的温度)。优选地，带壳蛋的表面温度控制在低于或高于所需表面温度或参考表面温度不多于约1.5℃的窄范围内。

带壳蛋的表面温度可以通过红外传感器，特别是无源红外传感器来测量。红外传感器可以位于带壳蛋的上方，其中蛋离开细长或纵向延伸的微波腔。

所述方法可以包括沿着与每个细长或纵向延伸的微波腔相关联的专用传送装置上的细长或纵向延伸的微波腔的长度移位带壳蛋。

细长或纵向延伸的微波腔的传送装置可包括环形(endless)蛋支撑件，所述蛋支撑件纵向进给通过细长或纵向延伸的微波腔并配置成在细长或纵向延伸的微波腔的纵向方向上移位。环形蛋支撑件可以通过细长或纵向延伸的微波腔的一端处的入口进入细长或纵向延伸的微波腔，并且可以通过细长或纵向延伸的微波腔的相对端(即下游端)处的出口离开细长或纵向延伸的微波腔。通常，当在细长或纵向延伸的微波腔内时，环形蛋支撑件支撑在细长或纵向延伸的微波腔的底板上，并且位于细长或纵向延伸的微波腔的侧壁之间，环形蛋支撑件没有任何部分在侧壁之外横向延伸，例如进入相邻的细长或纵向延伸的微波腔。可以理解，这允许相邻的细长或纵向延伸的微波腔彼此隔离，具有微波不可穿透的侧壁，从而确保馈送到细长或纵向延伸的微波腔的微波不会从所述细长或纵向延伸的微波腔泄漏进入相邻的细长或纵向延伸的微波腔。

所述多个细长或纵向延伸的微波腔的环形蛋支撑件可以由公共驱动器驱动，使得环形蛋支撑件均以共同的速度移位通过其相关的细长或纵向延伸的微波腔。

在本发明的一个实施例中，环形蛋支撑件由位于公共驱动轴上的齿轮驱动轮驱动，其中环形蛋支撑件为链条形式，包括具有可旋转蛋支撑结构的板，所述可旋转蛋支撑结构在板之间延伸以支撑两列或者更多列间隔的带壳蛋。

如上所述，环形蛋支撑件可以被配置和将尺寸设定为间隔、定向和/或提升带壳蛋。

所述方法可以包括，在巴氏杀菌阶段，通过对流加热，例如通过热空气来维持升高的带壳蛋温度。热空气可能比希望蛋壳所保持的温度略高，例如，高约2℃至约5℃。热空气的目的主要是抑制巴氏杀菌阶段内来自带壳蛋的热损失。热损失可能至少部分是由于来自带壳蛋的水分损失造成的。在本发明的一个实施例中，在巴氏杀菌阶段内没有发生通过微波辐射加热带壳蛋。因此，巴氏杀菌阶段可以没有微波腔。

每个带壳蛋在升温阶段可以具有至少约3分钟、优选至少约5分钟、更优选至少约10分钟，例如约12分钟的停留时间。

每个带壳蛋在升温阶段可以具有至多约45分钟、优选至多约30分钟、更优选至多约17分钟的停留时间。

每个带壳蛋在巴氏杀菌阶段可以具有至少约7分钟、优选至少约20分钟、更优选至少约35分钟，例如约40分钟的停留时间。

每个带壳蛋在巴氏杀菌阶段可以具有至多约90分钟、优选至多约60分钟、更优选至多约45分钟的停留时间。

所述方法可以包括将离开升温阶段的带壳蛋立即转移到巴氏杀菌阶段。换言之，升温阶段和巴氏杀菌阶段可以彼此紧邻，传送装置设置成使蛋移位通过升温阶段和巴氏杀菌阶段。因此，在本发明的一个实施例中，环形蛋支撑件通过升温阶段和巴氏杀菌阶段纵向进给。

根据本发明的另一方面，提供一种带壳蛋巴氏杀菌机或装置，其包括

升温阶段，用以通过微波辐射升高带壳蛋的温度，升温阶段包括多个细长或纵向延伸的微波腔，它们彼此隔离，使得馈送到一个细长或纵向延伸的微波腔中的微波不会泄漏到任何其他细长或纵向延伸的微波腔中；和

巴氏杀菌阶段，配置成将从升温阶段接收的带壳蛋的升高的温度维持足以对带壳蛋进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。

通常，所述机器或装置包括传送装置，所述传送装置纵向通过每个细长或纵向延伸的微波腔以使带壳蛋沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度移位。优选地，传送装置还通过巴氏杀菌阶段以使从升温阶段接收的带壳蛋移位通过巴氏杀菌阶段。

升温阶段可以如上所述。

巴氏杀菌阶段可以如上所述。

细长或纵向延伸的微波腔可以如上所述。

细长或纵向延伸的微波腔可以具有选自上文表1的宽度，以容纳选定列数的带壳蛋。

替代地，细长或纵向延伸的微波腔可具有约6cm至约15cm、优选约6cm至12cm、更优选约7cm至约10cm的宽度，从而以容纳单列带壳蛋。

或者，细长或纵向延伸的微波腔可以具有约14cm至约25cm、优选约14cm至约20cm、更优选约16cm至约18cm的宽度，从而容纳呈并排关系的带壳蛋的两个平行列。

替代地，细长或纵向延伸的微波腔可以具有约21cm至约40cm、优选约21cm至约30cm、更优选约22cm至约25cm的宽度，从而容纳呈并排关系的带壳蛋的三个平行列。

传送装置可以如上所述。

优选地，传送装置配置成将带壳蛋支撑在细长或纵向延伸的微波腔中，其中每个带壳蛋的纵轴横向于细长或纵向延伸的微波腔的纵向方向布置。

传送装置可以配置成如上所述间隔和/或提升带壳蛋，和/或以如上所述的定向支撑带壳蛋，和/或如上所述转动带壳蛋。

所述机器或装置可包括一个或多个微波发生器。微波发生器可以通过一个或多个微波波导连接到每个细长或纵向延伸的微波腔，以将微波馈送到每个细长或纵向延伸的微波腔中。微波发生器可以配置成生成在上文表1选择的频率范围和/或波长范围内的微波。

所述机器或装置可包括如上所述的微波分离器。通常，所述机器或装置包括控制器，优选地是可编程控制器，以通过微波分离器控制馈送到每个纵向延伸的微波腔中的微波功率的量。

所述机器或装置可包括限定细长或纵向延伸的微波腔的加热的底板和/或侧壁。换言之，所述机器或装置可包括加热装置，以加热细长或纵向延伸的微波腔的底板和/或侧壁。加热装置可以是欧姆加热装置或电阻加热装置。

所述机器或装置可包括热空气发生器，以生成或产生用于巴氏杀菌阶段的热空气。热空气发生器还可以配置成使热空气移位通过每个细长或纵向延伸的微波腔。

控制器可以配置成控制每个纵向延伸的微波腔的微波功率，使得升温阶段蛋中的蛋的蛋黄温度升高到巴氏杀菌温度。巴氏杀菌温度可以如上所述。

控制器可以配置成接收每个纵向延伸的微波腔内的选定或预定位置处带壳蛋的表面温度作为设定点或参考。优选地，控制器配置成控制每个纵向延伸的微波腔内的选定或预定位置处带壳蛋的表面温度在所述纵向延伸的微波腔的设定点或参考表面温度之上或之下不多于约1.5℃的窄范围内。

所述机器或装置可包括温度传感器以测量带壳蛋的表面温度。温度传感器可以是如上所述的红外传感器。温度传感器可以提供到控制器的带壳蛋表面温度输入，从而允许控制器利用闭合反馈控制回路起作用。

在本发明的一个实施例中，所述机器或装置包括：微波分离器，以将微波发生器生成的总微波功率分成微波分功率，并将如此获得的微波分功率馈送到每个细长或纵向延伸的微波腔，所述微波腔被配置成用于使蛋通过细长或纵向延伸的微波腔；以及控制器，配置成控制到每个细长或纵向延伸的微波腔的微波功率，使得升温阶段中的蛋的蛋黄温度升高到巴氏杀菌温度，所述控制器配置成接收每个细长或纵向延伸的微波腔内的选定或预定位置处的带壳蛋的表面温度作为设定点或参考。

每个细长或纵向延伸的微波腔可以配置成接收来自细长或纵向延伸的微波腔的上方(例如通过所述微波腔的顶板)的微波。每个细长或纵向延伸的微波腔可以如上所述与馈送波导相关联。

升温阶段可以配置成在使用中使所述多个蛋的蛋黄的温度以沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度减少至少一次的速率升高。换言之，在使用中，细长或纵向延伸的微波腔的上游部分可以比同一细长或纵向延伸的微波腔的下游部分接收更多的微波功率。因此，细长或纵向延伸的微波腔中的微波功率密度可以如上所述。因此，每个细长或纵向延伸的微波腔可以如上所述具有带有开口的顶板。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式描述本发明，其中

图1示出了根据本发明的带壳蛋巴氏杀菌机的一个实施例的三维视图；

图2示出了图1的带壳蛋巴氏杀菌机的侧视图；

图3示出了图1的带壳蛋巴氏杀菌机的进给端视图，但省略了某些特征，例如微波分离器；

图4示出了通过图1的带壳蛋巴氏杀菌机的馈送波导和纵向延伸的微波腔的垂直纵向截面；

图5示出了根据本发明的带壳蛋巴氏杀菌机的一部分的三维视图，其中一对微波腔均配置成容纳单列蛋；

图6示出了单个纵向延伸的微波腔的一部分的三维视图，该微波腔被配置成容纳两列蛋，用于研究这种微波腔中的微波场分布和带壳蛋加热速率；

图7示出了带壳蛋的蛋黄温度随时间变化的图，其中使用图1的机器对蛋进行巴氏杀菌；

图8示出了在图6的实验性的纵向延伸的微波腔中加热的两列带壳蛋，即左列和右列带壳蛋的外部蛋壳温度分布图；

图9示出了当使用图1的机器进行巴氏杀菌时，通过红外温度传感器测量的两批蛋(表示为PT8和PT4)中的肠炎沙门氏菌(salmonella enteritidis)噬菌体类型随蛋壳温度变化呈对数减少；

图10示出了通过红外温度传感器测量的外部蛋壳温度与通过插入蛋中的光纤测量的蛋黄温度之间的线性关系图；

图11示出了图6的实验性纵向延伸的微波腔中的微波电场分布，其中两个蛋并排放置在微波腔内，并且微波从位于纵向延伸的微波腔上方的馈送波导馈送；和

图12示出了沿着图6的实验性纵向延伸的微波腔的长度的微波电场分布，其中微波从位于纵向延伸的微波腔上方的馈送波导馈送。

具体实施方式

参考附图的图1，附图标记10通常表示根据本发明的带壳蛋巴氏杀菌机。机器10通常包括升温阶段12和紧邻升温阶段12的巴氏杀菌阶段14。如图所示的机器10是模块化的，其中升温阶段12包括一个模块，巴氏杀菌阶段14包括三个模块14.1、14.2和14.3，所述三个模块装配在一起形成巴氏杀菌阶段14。

升温阶段12包括八个细长或纵向延伸的微波腔16(见图3)，它们彼此分离，使得馈送到一个纵向延伸的微波腔16的微波不会泄漏到任何其它纵向延伸的微波腔16中。因此，每个纵向延伸的微波腔16为不锈钢矩形管的形式，其垂直纵向截面如图4所示。从图4中可以看出，纵向延伸的微波腔16的入口18和出口20与纵向延伸的微波腔16的其余部分相比，具有减小的高度，其中所述减小在使用中用作微波扼流圈，用于抑制微波从纵向延伸的微波腔16中逸出。

因此，每个纵向延伸的微波腔16具有侧壁22、底板24和由不锈钢板形成的厚度约为2mm的顶板26。相邻的纵向延伸的微波腔16之间的侧壁22不是共用的，即每个纵向延伸的微波腔16限定在其自身的侧壁22、底板24和顶板26之间，侧壁22、底板24和顶板26限定了矩形细长管。

纵向延伸的微波腔16并排布置，纵向延伸的微波腔16的纵向延伸轴平行并且处于公共的水平平面中。每个纵向延伸的微波腔16具有约170mm的内部宽度和约2.4m的长度，这允许纵向延伸的微波腔16各自容纳并排布置的两列带壳蛋，例如图3所示。

每个纵向延伸的微波腔16的底板24和侧壁22通过电阻加热进行电加热，其中对所述加热进行控制。

每个纵向延伸的微波腔16与纵向延伸的微波馈送波导28(见图3和图4)相关联，馈送波导28在其相关的纵向延伸的微波腔16的入口18和出口20之间延伸。馈送波导28也由不锈钢板形成。纵向延伸的微波腔16的侧壁22向上延伸以限定其相关的馈送波导28的侧壁，并且纵向延伸的微波腔16的顶板26限定其相关的馈送波导28的底板。因此，每个纵向延伸的微波腔16及其相关的馈送波导28一起形成与其他相同模块单元分开的模块单元。

各包括纵向延伸的微波腔16及其相关的馈送波导28的模块单元并排地定位在壳体29内，其中隔热材料(未示出)夹设在壳体29和模块单元之间。

微波耦合开口30设置在纵向延伸的微波腔16的顶板26中。开口30呈间隔的纵向延伸的槽的形式，长度沿着纵向延伸的微波腔16的长度减小。开口30位于纵向延伸的微波腔16的侧壁22之间的中间。因此，使用时，微波通过纵向延伸的微波腔16的顶板26中的纵向间隔的微波耦合开口30从上方馈送到每个纵向延伸的微波腔16中。微波由公共微波发生器或在其中生成，例如磁控管(未示出)，并通过微波分离器34和天线32(见图1)馈送到馈送波导28。通过天线32辐射进入每个馈送波导28的微波功率的量通过微波分离器34控制，而微波分离器34通过可编程控制器(未示出)控制。生成、分离和控制微波功率是本领域技术人员公知的活动，不是本发明的重点，因此这里不提供其进一步的描述。

巴氏杀菌阶段14包括将所述三个模块14.1、14.2和14.3，它们被推在一起来限定纵向延伸的加热腔，在该加热腔内，通过升温阶段12中的微波辐射升高的带壳蛋的温度可以维持足以对带壳蛋进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。巴氏杀菌阶段14的每个模块14.1、14.2和14.3包括多个电加热棒(未示出)，其布置成在模块的顶板下面纵向延伸。这些加热棒形成热空气发生器的一部分，该热空气发生器还包括风扇或鼓风机(未示出)以搅动热空气并使热空气缓慢地移位通过巴氏杀菌阶段14并且还通过纵向延伸的微波腔16(从其出口20到其入口18)。巴氏杀菌阶段14的每个模块14.1、14.2、14.3还包括一对热电偶(未示出)，该热电偶或多或少地从模块14.1、14.2、14.3的顶板中心悬挂以测量模块14.1、14.2、14.3内的空气温度。两个常闭型检查门15设置在巴氏杀菌阶段14的每个模块14.1、14.2、14.3的两侧，并且巴氏杀菌阶段14的每个模块14.1、14.2、14.3还具有其自己的PID温度控制器17，用于通过电加热棒控制模块内的空气温度。使用时没有微波从微波发生器馈送到巴氏杀菌阶段14。

每个纵向延伸的微波腔16设置有传送装置，以纵向地移位单独的、未包装的散带壳蛋通过纵向延伸的微波腔16。传送装置包括通过其相关的纵向延伸的微波腔16纵向进给的环形蛋支撑件36。所有纵向延伸的微波腔16的环形蛋支撑件36类似于链条，并且各自通过巴氏杀菌机10的进给端44处的一对齿轮驱动轮驱动，其中在进给端44处的所述一对齿轮驱动轮全部位于通过电动机以固定速率驱动的公共驱动轴上。因此各纵向延伸的微波腔16的环形蛋支撑件36全部以相同的速度移动。也在公共轴上成对布置的空转齿轮在进给端44位于比齿轮驱动轮低的高度。但是，如果需要，也可以驱动该较低的齿轮以使它们不仅仅是空转。

每个环形蛋支撑件36为由板或连杆37形成的链条的形式(见图5和图6)，但是代替具有传统的连杆销和滚筒或衬套，所述链条的连杆销和滚筒为可旋转蛋支撑结构38的形式。换言之，代替具有在链条的板或连杆37之间延伸的连杆销和滚筒，环形蛋支撑件36具有用于支撑蛋的可旋转蛋支撑结构38。板或连杆37和蛋支撑结构38由适用于微波腔的合成塑料或聚合材料制成。每个可旋转的蛋支撑结构38具有一对固体硅树脂轮胎39，可旋转的蛋支撑结构在所述轮胎上运行，例如，当在纵向延伸的微波腔16内部时。

可旋转的蛋支撑结构38配置成支撑在四个蛋支撑结构38之间呈并排关系的一对带壳蛋40，布置如图6所示，这也是带壳蛋巴氏杀菌机10所用的布置。因此每个带壳蛋40的纵轴横向于带壳蛋40的行进方向。在纵向延伸的带壳蛋40的列中相邻的带壳蛋40通过蛋支撑结构38间隔开约5mm。换言之，每列带壳蛋40具有约5mm的间距。横向对齐的带壳蛋40，即两列带壳蛋40中的相邻蛋，间隔约8mm。

环形蛋支撑件36的蛋支撑结构38转而被支撑在它们的位于环形蛋壳支撑件36的相关纵向延伸微波腔16的底板24上的轮胎39上。蛋支撑结构38可绕在环形蛋支撑件36的板或连杆37之间横向延伸的轴旋转。因此环形蛋支撑件36在移位通过其相关的纵向延伸的微波腔16时，蛋支撑结构38在其轮胎39上旋转，这转而导致支撑在蛋支撑结构38上并通过蛋支撑结构38支撑的带壳蛋40在与蛋支撑结构38的旋转方向相反的方向上围绕横向于带壳蛋40行进方向延伸的轴线旋转。

蛋支撑结构38将带壳蛋40升高到纵向延伸的微波腔16的底板24上方，所述蛋40移位通过所述微波腔16。通常，带壳蛋40在底板24上方升高约20mm。

每个纵向延伸的微波腔16的环形蛋支撑件36也通过巴氏杀菌阶段14(即通过巴氏杀菌阶段14的每个模块)并且支撑在巴氏杀菌阶段14的每个模块的上部底板上，从而带壳蛋40在移动通过巴氏杀菌阶段14时也旋转。

升温阶段12和巴氏杀菌阶段14都限定了在纵向延伸的微波腔16的底板24下方的下部底板以及巴氏杀菌阶段14的上部底板，环形蛋支撑件36在其回程期间支撑在所述上部底板上，如图2清楚所示。

红外温度传感器(未示出)设置在每个纵向延伸的微波腔16的出口20处，以测量离开纵向延伸的微波腔16的带壳蛋40的外部蛋壳温度。该信息用作到可编程控制器的输入以操纵馈送到纵向延伸的微波腔16的微波功率的量。类似地，红外温度传感器(未示出)设置在机器10的终端站42上以测量离开巴氏杀菌阶段14的带壳蛋40的外部蛋壳温度。

终端站42还包括打印机46，用以打印巴氏杀菌信息，例如，每个带壳蛋40在离开巴氏杀菌阶段14时的批号、日期和温度。此外，终端站42为每个环形蛋支撑件36提供一对齿轮驱动轮，并且在较低高度处为每个环形蛋支撑件36提供一对空转齿轮。所有环形蛋支撑件36的上部齿轮驱动轮在公共轴上，并且由电动机驱动，以与机器10的进口端44处的齿轮驱动轮相同的速率旋转。如果需要，下部齿轮也可以被驱动，使得它们不仅仅是空转。

带壳蛋巴氏杀菌机10通常由自动蛋装载器(未示出)提供服务，或者包括：自动蛋装载器，用于将带壳蛋装载到巴氏杀菌机10的进给端44处的蛋支撑结构38上；以及自动蛋包装器(未示出)，用于从终端站42移出经巴氏杀菌的带壳蛋，并将经巴氏杀菌的带壳蛋40装到蛋托盘上。带壳蛋40通常被分级以落入预选的重量带内。

因此，在使用中，分级的带壳蛋40在进给端44处放置在每个环形蛋支撑件36的蛋支撑结构38上，当环形蛋支撑件36被移位以使带壳蛋40的列通过升温阶段12然后通过巴氏杀菌阶段14时，连续地形成带壳蛋40的连续的列。每个带壳蛋40被沿带壳蛋40的纵轴(即通过带壳蛋40的钝端及更尖的端部的轴线)放置，所述带壳蛋40横向于两个蛋支撑结构38的行进方向布置，其中带壳蛋40支撑在所述蛋支撑结构38上。因此，每个环形蛋支撑件36将支撑两列带壳蛋40，其中左侧列中的带壳蛋40与右侧列中的带壳蛋40对齐，并且所有带壳蛋围绕它们的纵轴以每约0.25m一转的速率缓慢旋转。左侧列中的带壳蛋40的更圆形的或更小锥形的或更钝的端部面对右侧列中的带壳蛋40的更圆形的或更小锥形的或更钝的端部。换言之，包含所述两列中的带壳蛋40的气袋的带壳蛋40的端部朝向彼此转动。有利地，这种布置减少甚至消除了微波辐射期间在纵向延伸的微波腔16内的两个相邻蛋列的蛋之间产生电弧。

在行进通过升温阶段12的纵向延伸的微波腔16时，在环形蛋支撑件36上的两个并排的带壳蛋40的列以915MHz的频率用微波辐射，从而在内部加热带壳蛋40。同时，通过纵向延伸的微波腔16(带壳蛋40通过该微波腔16)的加热的底板24和侧壁22在外部加热带壳蛋40。底板24和侧壁22通常维持在约63℃的温度。另外，在巴氏杀菌阶段14内部生成的热空气在约58℃的温度下向上游移位通过纵向延伸的微波腔16，逆着带壳蛋40的行进方向。有利地，通过加热的侧壁22和底板24以及通过热空气在外部加热带壳单40减少了当带壳蛋40被微波辐射时来自带壳蛋40的热损失，例如，由于水分损失导致的热损失。

如图11所示，纵向延伸的微波腔16中的微波电场分布在纵向延伸的微波腔16的宽度上基本上是均匀的。这导致通过纵向延伸的微波腔16的左侧蛋列中的带壳蛋40基本以相同的速率被加热，因此被加热到相同的温度(因为它们的重量相似)，如通过同一纵向延伸的微波腔16的右侧蛋列中的带壳蛋40，如图8所示。

由于每个纵向延伸的微波腔16的顶板26中的微波耦合开口30的尺寸和间隔，更多的微波能量进入每个纵向延伸的微波腔16上游，即相比于下游(即更靠近出口20)更靠近进给端44或入口18。如图7所示，这导致带壳蛋40的典型加热曲线(heating profile)。应注意的是，带壳蛋40的温度最初并在相对短的时间段内沿着指数曲线增加，但此后带壳蛋40被加热的速率降低，使得带壳蛋40的温度根据时间，并因此根据纵向延伸的微波腔16内的纵向位置，最终遵循反向对数曲线，从而在目标巴氏杀菌温度下(例如59.5℃)稳定下来。通常，带壳蛋40在升温阶段12中的停留时间约为17分钟。

当带壳蛋40离开升温阶段12时，为每列带壳蛋40提供的红外温度传感器测量带壳蛋40的外部蛋壳温度。如图10所示，测量的红外蛋壳温度和带壳蛋40的蛋黄的内部温度之间存在线性关系，如通过插入蛋黄中的光纤所测。因此，通过响应于测量的离开巴氏杀菌阶段14的带壳蛋40的红外温度而控制馈送到纵向延伸的微波腔16的微波功率，离开巴氏杀菌阶段14的带壳蛋40的蛋黄温度可控制在约57℃至约60℃。应理解的是，通过将蛋黄控制在该温度下，保证带壳蛋40的蛋清处于约53℃至约58℃的略低的温度。此外，如图9所示，通过将蛋黄升温至57℃至60℃，并在该温度下维持足够的巴氏杀菌时间，对考虑进行巴氏杀菌的蛋实现了目标微生物的充分的对数减少，所述微生物包括肠炎沙门氏菌(Salmonellaenteritides)4型噬菌体(PT4)和8型噬菌体(PT8)。

离开升温阶段12的带壳蛋40在一直围绕其纵轴缓慢旋转的同时，立即进入巴氏杀菌阶段14并行进通过巴氏杀菌阶段14的模块。巴氏杀菌阶段14的每个模块内的空气温度控制在约58℃，并且带壳蛋40在巴氏杀菌阶段14中的停留时间约为35分钟。没有微波能量被馈送到巴氏杀菌阶段14，但是通过热空气抑制了来自带壳蛋40的热损失。当带壳蛋40离开巴氏杀菌阶段14时，再次通过红外温度传感器测量每个带壳蛋40的温度。然后通过打印机46将巴氏杀菌信息打印在带壳蛋40上，然后将带壳蛋40移出并进行包装，优选通过自动蛋包装器。

如图所示，带壳蛋巴氏杀菌机10有利地允许使用微波能量对未包装的全部带壳蛋进行巴氏杀菌，而不会损坏带壳蛋的蛋清。如图所示，机器10能够以每小时约4000个蛋的速率对带壳蛋进行巴氏杀菌，这在商业上是有吸引力的。应理解的是，这个速率可以例如，通过增加每个纵向延伸的微波腔16的宽度而增加至例如容纳三或四列带壳蛋，或通过增加纵向延伸的微波腔16的数量或通过将多个机器连接到单个高功率微波源而增加。

重要的是，纵向延伸的微波腔16彼此隔离，使得微波能量不会从一个纵向延伸的微波腔16泄漏到另一个纵向延伸的微波腔16中，从而确保在横向于带壳蛋40通过纵向延伸的微波腔16的行进方向的方向上测量的微波场密度是基本均匀的，即使在为了控制带壳蛋的温度而调节或控制微波场密度时。

由于微波分离器可通过闭合控制回路进行电动调节，因此可以单独控制到每个纵向延伸的微波腔16的微波功率。这允许最佳的温度调节以适应在纵向延伸的微波腔16中的蛋的大小或质量的变化。确保纵向延伸的微波腔16中的微波功率密度被设置成逐渐降低通过纵向延伸的微波腔16的带壳蛋的加热速率，当蛋接近其目标温度时，蛋中的热通量减少，从而有利地防止在快速加热条件下蛋的大的温度变化造成的热损坏。同时，这减少了所需的总巴氏杀菌处理时间，因为带壳蛋最初是在冷却的同时被快速加热，加热速率仅在稍后降低。以这种方式，在升高的温度下延长的时间对蛋造成的热损坏被最小化。

如图所示，设备10采用对蛋壳温度的非接触式温度测量。已经表明它是推断带壳蛋的蛋黄温度的有效方法，从巴氏杀菌的观点来看，该温度是临界温度。

Claims (15)

1.一种带壳蛋巴氏杀菌方法，包括

在升温阶段中，同时且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋的蛋黄温度升高至巴氏杀菌温度，所述升温阶段包括多个细长或纵向延伸的微波腔，它们彼此隔离，使得馈送到一个细长或纵向延伸的微波腔中的微波不会泄漏到任何其他细长或纵向延伸的微波腔中，其中所述带壳蛋在被微波辐射的同时沿着所述细长或纵向延伸的微波腔的长度移位；和

在巴氏杀菌阶段中，将所述带壳蛋的升高的温度维持足以对所述带壳蛋进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述细长或纵向延伸的微波腔并排布置，其中，所述细长或纵向延伸的微波腔的纵向延伸轴平行。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中细长或纵向延伸的微波腔中带壳蛋的列数、微波频率和微波波长中的至少两个选自下表：

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中细长或纵向延伸的微波腔中带壳蛋的列数以及每个细长或纵向延伸的微波腔的宽度从下表中选择：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中沿着细长或纵向延伸的微波腔的长度移位的所述带壳蛋沿着每个带壳蛋的横向于所述带壳蛋的行进方向的纵轴布置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其包括加热所述细长或纵向延伸的微波腔的底板和/或侧壁，从而还通过加热辐射或热辐射至少加热所述带壳蛋的外表面或壳表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其包括在同时且至少主要通过微波辐射将多个带壳蛋的蛋黄温度升高至巴氏杀菌温度的同时，使热空气移动通过所述升温阶段。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其包括使通过细长或纵向延伸的微波腔的蛋围绕它们的纵轴转动，至少在所述蛋处于所述细长或纵向延伸的微波腔内时。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其包括测量在细长或纵向延伸的微波腔中的带壳蛋的表面温度，并基于所述表面温度关联所述蛋的蛋黄温度。

10.一种带壳蛋巴氏杀菌机或装置，包括

升温阶段，用以通过微波辐射升高带壳蛋的温度，所述升温阶段包括多个细长或纵向延伸的微波腔，它们彼此隔离，使得馈送到一个细长或纵向延伸的微波腔中的微波不会泄漏到任何其他细长或纵向延伸的微波腔中；和

巴氏杀菌阶段，配置成将从所述升温阶段接收的带壳蛋的升高的温度维持足以对所述带壳蛋进行巴氏杀菌的巴氏杀菌时间。

11.根据权利要求10所述的带壳蛋巴氏杀菌机或装置，其包括传送装置，所述传送装置纵向通过每个细长或纵向延伸的微波腔，以使带壳蛋沿着所述细长或纵向延伸的微波腔的长度移位。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的带壳蛋巴氏杀菌机或装置，其中，所述传送装置配置成将带壳蛋支撑在细长或纵向延伸的微波腔中，其中每个带壳蛋的纵轴横向于所述细长或纵向延伸的微波腔的纵向方向布置。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的带壳蛋巴氏杀菌机或装置，其包括限定所述细长或纵向延伸的微波腔的加热的底板和/或侧壁。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的带壳蛋巴氏杀菌机或装置，其包括热空气发生器，用以生成或产生用于所述巴氏杀菌阶段的热空气。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的带壳蛋巴氏杀菌机或装置，包括：微波分离器，用以将由微波发生器生成的总微波功率分成微波分功率，和将如此获得的微波分功率馈送到每个细长或纵向延伸的微波腔，所述微波腔被配置成使蛋通过所述细长或纵向延伸的微波腔；和控制器，配置成用以控制到每个细长或纵向延伸的微波腔的微波功率，使所述升温阶段中所述蛋的蛋黄温度升高至巴氏杀菌温度，所述控制器配置成接收每个细长或纵向延伸的微波腔内的选定或预定位置处带壳蛋的表面温度作为设定点或参考。