CN112167501A - 一种连续流磁感应电场低温杀菌装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续流磁感应电场低温杀菌装置及方法，属于轻工领域。所述连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备包括：磁芯，励磁线圈，磁耦合管，储料管和处理室；励磁线圈和磁耦合管均缠绕于磁芯两侧，励磁线圈与电源连接；该杀菌处理设备设有两个储料管和两个处理室，两个储料管之间通过磁耦合管连通；两个储料管对应与两个处理室连通。该装置杀菌温度在60‑65℃区间范围内，杀菌温度低；杀菌时间小于1min，杀菌时间短；且不需要使用金属电极，故无电化学污染；而且，由于杀菌温度低且杀菌时间短，对食品类物料进行处理时，可以较好的保存其本身的口感；可实现对液态食品、调料、中药及化妆品的绿色、低温和快速杀菌。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续流磁感应电场低温杀菌装置及方法，属于轻工领域。
背景技术
目前工业上传统的热杀菌技术通常为热传导形式，此方法的传热效率较低，处理时间比较长，会对物料中一些热敏性的营养元素会造成较大的破坏。不过最近几十年出现了各种新型的材料内加热杀菌技术，比如欧姆加热和微波加热。
欧姆加热主要是通过在物料两端施加电压，利用物料中离子的往复移动来进行加热，该法不需要物体表面接触热源，而是在物料内部产生热量，故能够实现快速加热的效果，并且加热效果也比较均匀；但是由于必须使用电极板，且电极板与物料直接接触，在加热过程中，靠近电极板的地方容易引起电化学反应，导致电极板腐蚀，进而降低处理的效率和质量。微波加热技术是利用电磁波进行加热，但是物料的升温速率相对欧姆加热较慢，且热分布不均匀，在杀菌领域的应用不广。
进一步，超高温瞬时杀菌时间短(通常10s)，但温度高(135-150℃)；而传统巴氏杀菌温度相对较低(60～82℃)但杀菌时间长(通常30min)；另外无论是超高温瞬时杀菌、传统巴氏杀菌还是传统热处理方法，在对食品类物料进行处理时，都会对其产品口感产生影响。因此，为实现对液态食品、调料、中药及化妆品的绿色、低温和快速杀菌，有必要研究一种新型杀菌装置。
发明内容
为了避免欧姆热杀菌因为靠近电极板的部位容易引起料液电化学反应和电极板腐蚀，进而降低处理的效率和质量，同时又能够实现对物料的低温、快速、连续杀菌的效果，本发明提供了一种连续流磁感应电场低温杀菌处理装置，包括进样瓶，泵，电源，接样瓶和杀菌处理设备，所述杀菌处理设备包括：磁芯，励磁线圈，磁耦合管，储料管和处理室；所述励磁线圈和磁耦合管均缠绕于磁芯两侧，励磁线圈与电源连接；
所述杀菌处理设备设有两个储料管和两个处理室，两个储料管之间通过磁耦合管连通；两个储料管对应与两个处理室连通；
待处理物料在泵的作用下从进样瓶进入储料管，之后经过两个处理室流入接样瓶。
可选的，所述两个储料管分别设置在磁芯的前后位置，其中一个储料管的下方设有进样口，为描述方便，称下方设有进样口的储料管为磁芯前方储料管，另一个储料管称为磁芯后方储料管；所述两个储料管之间通过磁耦合管连通，包括：
磁芯前方储料管的两侧均设有液体流出口，磁芯后方储料管的两侧均设有液体流入口，对应侧的液体流出口与液体流入口之间通过缠绕于磁芯对应侧的磁耦合管连通。
可选的，所述处理室与磁耦合管截面积之比范围为1:81-1:2，一个处理室长度为10-14cm，处理室内磁感应电流密度0.5-1A/cm2、磁感应电场强度100-250V/cm。
可选的，磁芯两侧的励磁线圈匝数之和为4匝，磁芯两侧的磁耦合管匝数之和为20-40匝。
可选的，所述磁芯的有效磁路长度l为20-100cm，横截面积A为9-20cm2。
可选的，所述磁芯为非晶纳米晶材料，磁通量为0.00027-0.002Wb，初始磁导率u为20000-50000，磁密B为0.3-1T。
可选的，所述连续流磁感应电场低温杀菌处理装置在进行杀菌处理时，励磁电压U为800-1500V，频率f为60-80kHz。
可选的，所述励磁电压的波形为双峰脉冲。
可选的，所述连续流磁感应电场低温杀菌处理装置在进行杀菌处理时，处理速度不超过1L/min。
可选的，所述处理室和磁耦合管具有电绝缘性，采用聚四氟乙烯、特氟龙、石英、水晶、玻璃或搪瓷材料制备。
本申请还提供一种连续流磁感应电场低温杀菌方法，所述方法采用上述的连续流磁感应电场低温杀菌装置对处理室中单位阻抗值范围100-500Ω/cm的液态样品进行杀菌处理。
本发明有益效果是：
处理过程中，通过对励磁线圈施加电压从而让励磁线圈缠绕的磁芯产生交变的感应磁场，再通过该交变的感应磁场对充满物料的磁耦合管进行磁感应电场处理，由于待处理的物料本身具有一定的电导率(0.1-10S/m)，所以可以在交变磁场的磁感应热效应(涡流)和非热效应(感应电场)的协同作用下对物料进行快速杀菌(其中非热效应起到的作用较大)，本申请提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置杀菌温度在60-65℃区间范围内，相对于超高温瞬时杀菌，本申请的杀菌温度低；相对于传统巴氏杀菌，本申请的杀菌时间小于1min，杀菌时间短；相对于欧姆热杀菌则不需要使用金属电极，故无电化学污染；而且，本申请方法由于杀菌温度低且杀菌时间段，所以对食品类物料进行处理时，可以较好的保存其本身得到口感；本申请方法可实现对液态食品、调料、中药及化妆品的绿色、低温和快速杀菌。本申请杀菌过程本质上是利用磁感应电场的非热效应能降低杀菌温度，同时又利用磁感应电场的热效应来激发微生物，使其对电场作用更敏感，故技术发明优势显著。
相对于发明人之前申请的申请号为201811607052X、发明名称为“三角形-三角形式三相感应热反应器”，申请号为2018116070708、发明名称为“星形-星形式三相感应热反应器”，申请号为2018116070695、发明名称为“连续式感应热反应器”，申请号为2018116070549、发明名称为“星形-三角形式三相感应热反应器”，以及申请号为2018116070515、发明名称为“间歇式感应热反应器”，本发明在磁路两边采用了双储液罐的结构形式，改变了液体原料在管路中的闭合回路结构，即改变了流体等效电路，进而有利于连续的进料和出料。这是因为保证了和双储料罐分别相连接的T型管道中流体分压的均匀，原料在管道中不堵塞，且处理时的保留时间能均一，流路顺畅，也避免了磁感应电场处理时原料局部过热的发生。进一步，本发明中所采用的双储液罐结构形式能进一步降低管路中流体食品的内阻抗。
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是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置整体构成示意图；
图2是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备的正视图；
图3是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备的侧视图；
图4是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备的俯视图；
图5是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备的磁芯尺寸示意图；
图6是本发明一个实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置中杀菌处理设备的实物图；
其中，进样瓶101，泵102，电源103，接样瓶104；杀菌处理设备包括：磁芯201，励磁线圈202，磁耦合管203，储料管204，处理室205，出液管206，三通连接头207，固定板208，底座209；杀菌处理设备包括两个储料管204，其中一个储料管204上设有液体流出口210，另一个储料管204上设有液体流入口211；
图1-图4中，箭头为物料流向。
图7是本发明一个实施例中猕猴桃果汁不同方式处理前后感官评价指标得分对比图。
图8是本发明一个实施例中鲜牛乳不同方式处理前后感官评价指标得分对比图。
图9是本发明一个实施例中全蛋液不同方式处理前后感官评价指标得分对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种连续流磁感应电场低温杀菌装置，参见图1，所述装置包括：进样瓶101，泵102，电源103，接样瓶104和杀菌处理设备200。
如图2-图4所示，所述杀菌处理设备200包括：磁芯201，励磁线圈202，磁耦合管203，储料管204，处理室205，出液管206，三通连接头207，固定板208和底座209。
如图2所示，杀菌处理设备200中，励磁线圈202和磁耦合管203均缠绕于磁芯201两侧。励磁线圈202与电源103连接。
由图3所示的侧视图和图4所示俯视图可以看出，杀菌处理设备200包括有两个储料管204，分别设置在磁芯201的前后位置，两个储料管204通过磁耦合管203连通；其中一个储料管204(为描述方便，称该储料管204为磁芯前侧储料管)上设有液体流出口210，另一个储料管204(为描述方便，称该储料管204为磁芯后侧储料管)上设有液体流入口211。其中液体流出口210设置于磁芯前侧储料管204的下方两侧，而液体流入口211设置于磁芯后侧储料管204的上方两侧，如图3所示，对应侧的液体流出口210与液体流入口211之间通过缠绕于磁芯对应侧的磁耦合管203连通。
两个储料管204通过磁耦合管203连通，磁芯201前侧的储料管204的下方设有进样口301，待处理料液从进样口进入到该磁芯201前侧的储料管204，进而通过该储料管204上设置的液体流出口210流入磁耦合管203，进入到磁耦合管203后从另一侧储料管204上设置的液体流入口211流入磁芯201后侧的储料管204中，待两个储料管204均充满待处理料液后，待处理料液从两个储料管204上方出口流出进入到处理室205，进而通过三通连接头207从出液管206流出，从出样口302流入接样瓶104。
设置两个储料管204主要作用在于降低物料流路(包括储料管、磁耦合管和处理室)的分压作用，因为整个物料的流路相当于一个电路，其中的导路(本申请中导路相当于储料管和磁耦合管部分)越短越好，这样导路部分分配的磁感应电压就越少，从而更多的磁感应电压被分配到处理室205处实现对物料的处理过程。
由图可知，两个储料管204上方分别连接一个处理室205，两个处理室205与出液管206通过三通连接头207连通，两个处理室205即分别指从两个储料管204上方出口至三通连接头207之间的管路。
处理过程中，进样口301处和出样口302的具有相同的电势，磁感应电流的回路存在于磁耦合管203和处理室205之间。
本实施例提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置可以对物料进行连续化处理，图1中进样瓶101和接样瓶104分别用于存放处理前和处理后的物料。
处理过程中，电源103对励磁线圈202施加电压从而让励磁线圈202缠绕的磁芯201产生交变的感应磁场，再通过该交变的感应磁场对充满物料的磁耦合管203进行磁感应电场处理，由于待处理的物料本身具有一定的电导率(0.1-10S/m)，所以可以在交变磁场的磁感应热效应(涡流)和非热效应(感应电场)的协同作用下对物料进行快速杀菌。
杀菌处理设备200中，磁芯201两侧的励磁线圈匝数之和为4匝，磁芯201两侧的磁耦合管匝数之和为20-40匝。处理室205与磁耦合管203截面积之比范围为1:81-1:2。一个处理室205长度为10-14cm，处理室内磁感应电流密度0.5-1A/cm2、磁感应电场强度100-250V/cm。
杀菌处理设备200中，磁芯201采用非晶纳米晶材料，磁芯201的有效磁路长度l为20-100cm，磁芯201的横截面积A为9-20cm2，磁芯201的磁通量为0.00027-0.002Wb，磁芯初始磁导率u为20000-50000，磁密B为0.3-1T。如图5所示，有效磁路长度l＝(d1+d2)×2。
采用上述杀菌处理设备200进行杀菌处理时，处理速度不超过1L/min，励磁电压U为800-1500V，频率f为60-80kHz，波形为双峰脉冲。
处理过程中，为维持杀菌温度在特定范围内，在处理室205外层设有恒温夹套。
为方便处理后物料的排除及设备的清洗，在磁芯后侧储料管204的下方设有液体出口212，在处理过程中，液体出口212被塞住，处理完成后，可打开液体出口212便于其中物料排除及储料管204的清洗。
固定板208用于固定杀菌处理设备200中的励磁线圈202。
处理室205和磁耦合管203具有电绝缘性，可采用聚四氟乙烯、特氟龙、石英、水晶、玻璃或搪瓷材料。
本申请提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置可一次性通过处理室205完成连续式处理。可广泛应用于液态食品、调料、中药及化妆品的绿色、低温和快速杀菌，即能对处理室单位阻抗值范围100-500Ω/cm的液态样品进行杀菌处理。
为验证本申请提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置的杀菌效果以及对食品类物料的口感保持程度，以猕猴桃汁、鲜牛乳和全鸡蛋液进行实验得到下述实施例二、实施例三和实施例四，实验过程中：
总菌落测定：参照GB/T 4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》中的平板计数法进行；
霉菌酵母菌测定：参照GB/T 4789.15-2016《食品微生物学检验霉菌和酵母菌计数》中的平板计数法进行。
实施例二
本实施例提供一种采用实施例一所给出的连续流磁感应电场低温杀菌装置的杀菌方法，料液以经四层纱布过滤的猕猴桃汁为例。
具体的，如图1所示，所采用的连续流磁感应电场低温杀菌装置包括：进样瓶101，泵102，电源103，接样瓶104和杀菌处理设备200。杀菌处理设备200包括：磁芯201，励磁线圈202，磁耦合管203，储料管204，处理室205，出液管206，三通连接头207，固定板208和底座209。
磁芯201由非晶纳米晶软磁材料构成。
本实施例中，励磁线圈202缠绕于磁芯201上，励磁线圈202的匝数为4匝，通过电源103对励磁线圈202施加1500V电压，磁芯201中的磁通量为0.00096Wb。
磁芯201的导磁材料以非晶纳米晶为例，其初始相对磁导率为80000，工作时的磁通密度为0.8T，磁芯201的有效导磁面积为12cm2。磁耦合管203缠绕于磁芯201上，磁耦合管203的匝数为20匝；磁耦合管203和处理室205作为连续流动的料液的支撑物，此时的耦合管203与处理室205为通联状态，处理室205的截面积为0.07cm2，磁耦合管203的截面积为0.64cm2(处理室205与磁耦合管203截面积之比约为1:9)，料液经由泵103从进样瓶101通入储料管204，再进入磁耦合管203。
通过电导率仪测得电导率为4500us/cm的料液(25℃，经四层纱布过滤的猕猴桃汁)流通处理室205时，通过通用电表仪在处理室205两端测得其受到的有效电势差为3711V，两边处理室205的长度为24cm，电场强度为154V/cm。当料液充满处理室205时，通过阻抗分析仪测得其阻抗为4500Ω/10cm，因此处理室205中的感应电流为0.038A，感应电流密度为0.54A/cm2，料液的进样口301浸没于进样瓶101，而料液的出样口302位于接样瓶104以便连续流处理。当出样口流量为0.2ml/min时，料液在处理室205中停留时间为7.7s，通过红外热成像仪测试发现，初始室温25℃的料液在连续流磁感应电场杀菌技术装备中流动1.5min后，料液在处理室205中温度上升为63℃。
取样后测定发现料液在处理前总菌落数为5.7×105个，霉菌酵母菌为1.5×105个，处理后均未检出，几乎完全杀灭，达到了杀菌的目的。
对于产品口感的保持，本实施例中选择感官评价方法进行确定，感官评价实验选择了10为感官评价员(4男6女)依次针对本方法处理以及传统热杀菌处理(85℃，15min)后猕猴桃果汁的外观、色泽和香气进行了评价，其中外观和色泽各占30分，香气为感官评定的重要指标，占40分。每个指标分为四个等级，得分由高至低分别为等级一、等级二、等级三和等级四。感官评价方法如下表1所示。
表格1感官评价方法
感官评价结果如下图7所示，本申请提供的装置处理后的感官指标总分明显高于传统热处理。外观方面新鲜猕猴桃汁因为静置而导致了分层，所以得分较低；色泽方面热处理方法显著低于本申请方法，本申请方法处理与新鲜果汁更接近；香气方面热处理有明显的蒸煮风味，几乎闻不到猕猴桃原本的气味；总而言之，本申请方法处理后的猕猴桃汁风味与新鲜猕猴桃汁更接近，更好地保留了其原有的风味品质。
实施例三
本实施例提供一种采用实施例一所给出的连续流磁感应电场低温杀菌装置的杀菌方法，料液以鲜牛乳为例。
具体的，如图1所示，所采用的连续流磁感应电场低温杀菌装置包括：进样瓶101，泵102，电源103，接样瓶104和杀菌处理设备200。杀菌处理设备200包括：磁芯201，励磁线圈202，磁耦合管203，储料管204，处理室205，出液管206，三通连接头207，固定板208和底座209。
磁芯201由非晶纳米晶软磁材料构成。
本实施例中，励磁线圈202缠绕于磁芯201上，励磁线圈202的匝数为4匝，通过电源对励磁线圈202施加1000V电压，磁芯201中的磁通量为0.00096Wb。
磁芯201的导磁材料以非晶纳米晶为例，其初始相对磁导率为80000，工作时的磁通密度为0.8T，磁芯201的有效导磁面积为12cm2；磁耦合管203缠绕于磁芯201上，磁耦合管203的匝数为20匝；磁耦合管203和处理室205作为连续流动的料液的支撑物，此时的耦合管203与处理室205为通联状态，处理室205的截面积为0.07cm2，磁耦合管203的截面积为0.64cm2(处理室205与磁耦合管203截面积之比约为1:9)，料液经由泵103从进样瓶101通入储料腔204，再进入磁耦合管203。
通过电导率仪测得电导率为3200us/cm的料液(25℃，鲜牛乳)流通处理室205时，其受到的有效电势差为2474V，两边处理室205的长度为24cm，电场强度为103V/cm，当料液充满处理室205时，通过阻抗分析仪测得其阻抗为2800Ω/10cm，因此处理室205中的感应电流为0.041A，感应电流密度为0.58A/cm2，料液的进样口位于储料管204的底端位置，料液的进样口301浸没于进样瓶101，而料液的出样口302位于接样瓶104以便连续流处理。当出样口流量为0.4ml/min时，料液在处理室205中停留时间为4.2s，通过红外热成像仪测试发现，初始室温25℃的料液在连续流磁感应电场杀菌技术装备中流动1.5min后，料液在处理室205中温度上升为61℃。取样后测定发现料液在处理前总菌落数为4.9×105个，霉菌酵母菌为1.1×104个，经感应电场处理后均未检出，几乎完全杀灭，达到了杀菌的目的。
对于产品口感的保持，本实施例中选择感官评价方法进行确定，感官评价实验选择了10为感官评价员(4男6女)依次针对本方法处理以及传统热杀菌处理(85℃，15min)后鲜牛乳的外观、色泽和香气进行了评价，其中外观和色泽各占30分，香气为感官评定的重要指标，占40分。每个指标分为四个等级，得分由高至低分别为等级一、等级二、等级三和等级四。感官评价方法如下表2所示。
表格2感官评价方法
感官评价结果如下图8所示，本申请提供的装置处理后的鲜牛乳感官指标总分明显高于传统热处理。从外观和色泽上来说，本申请方法处理与传统热处理结果相差不大，但是气味上来讲，牛奶在传统热处理后具有较大的蒸煮风味，但是本申请方法处理与鲜牛乳相差不大，更好的保留了其风味品质。
实施例四
本实施例提供一种采用实施例一所给出的连续流磁感应电场低温杀菌装置的杀菌方法，料液以全鸡蛋液为例。
具体的，如图1所示，所采用的连续流磁感应电场低温杀菌装置包括：进样瓶101，泵102，电源103，接样瓶104和杀菌处理设备200。杀菌处理设备200包括：磁芯201，励磁线圈202，磁耦合管203，储料管204，处理室205，出液管206，三通连接头207，固定板208和底座209。
磁芯201由非晶纳米晶软磁材料构成。
本实施例中，励磁线圈202缠绕于磁芯201上，励磁线圈202的匝数为4匝，通过电源对励磁线圈202施加900V电压，磁芯201中的磁通量为0.00096Wb。
磁芯201的导磁材料以非晶纳米晶为例，其初始相对磁导率为80000，工作时的磁通密度为0.8T，磁芯201的有效导磁面积为12cm2；磁耦合管203缠绕于磁芯201上，磁耦合管203的匝数为20匝；磁耦合管203和处理室205作为连续流动的料液的支撑物，此时的耦合管203与处理室205为通联状态，处理室205的截面积为0.07cm2，磁耦合管203的截面积为0.64cm2(处理室205与磁耦合管203截面积之比约为1:9)，料液经由泵103从进样瓶101通入储料腔204，再进入磁耦合管203。
通过电导率仪测得电导率为5100ms/cm的料液(25℃，全鸡蛋)流通处理室205时，其受到的有效电势差为3216V，两边处理室205的长度为24cm，电场强度为134V/cm，当料液充满处理室205时，通过阻抗分析仪测得其阻抗为4100Ω/10cm，因此处理室205中的感应电流为0.036A，感应电流密度为0.51A/cm2，料液的进样口301浸没于进样瓶101，而料液的出样口302位于接样瓶104以便连续流处理。当出样口流量为0.4ml/min时，料液在处理室205中停留时间为4.2s，通过红外热成像仪测试发现，初始室温25℃的料液在连续流磁感应电场杀菌技术装备中流动1.5min后，料液在处理室205中温度上升为60℃。取样后测定发现料液在处理前总菌落数为3.2×105个，霉菌酵母菌为1.2×104个，处理后均未检出，几乎完全杀灭，达到了杀菌的目的。
由上述实施例二至实施例四可知，本申请提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置可以对物料进行连续杀菌处理，且一次性通过处理室完成杀菌处理；并且杀菌温度在60-65℃区间范围内，杀菌温度低；杀菌时间小于1min，杀菌时间短，可实现对液态食品、调料、中药及化妆品的绿色、低温和快速杀菌。
对于产品口感的保持，本实施例中选择感官评价方法进行确定，另外由于本实施例中的料液为全鸡蛋液，其中的蛋白质在受热的情况下会凝固，而现有杀菌方法中巴氏杀菌方法的处理温度相对较低，所以本实施例选择与巴氏杀菌方法进行比较。
感官评价实验选择了10为感官评价员(4男6女)依次针对本方法处理以及巴氏杀菌处理(62℃，5min)后全蛋液的色泽、气味和流动性进行了评价，其中色泽和流动性各占30分，气味为感官评定的重要指标，占40分。每个指标分为三个等级，得分由高至低分别为等级一、等级二、等级三和等级三。感官评价方法如下表3所示。
表3感官评价方法
感官评价结果如下图9所示，全蛋液不同处理方式感官品质差距较小，色泽上处理前后差距不是非常大，但是流动性和气味处理后明显与新鲜组有差别，因为本申请方法处理与巴氏杀菌处理方法两者温度几乎相同，而全蛋液蛋白质含量较高，容易热变性，因此流动性几乎都降低了，且两者相差不大，气味上来说，巴氏杀菌处理时间更长，蛋液熟化程度更高，熟化味更重，总体上来说本申请方法处理感官风味品质也是优于巴氏杀菌处理的。
对比例一
本对照例同样以经四层纱布过滤的猕猴桃汁为例。由实施例一可知，本申请提供的连续流磁感应电场低温杀菌装置，设置两个储料管204主要作用在于降低物料流路(包括储料管、磁耦合管和处理室)的分压作用，因为整个物料的流路相当于一个电路，其中的导路(本申请中导路相当于储料管和磁耦合管部分)越短越好，这样导路部分分配的磁感应电压就越少，从而更多的磁感应电压被分配到处理室205处实现对物料的处理过程。为了使得处理室205分配到更多的磁感应电压，同时使得其中的电流密度和电场强度达到热效应和非热效应协同的处理阈值，本申请中限定了处理室205与磁耦合管203截面积之比范围为1:81-1:2。
为进一步验证处理室205与磁耦合管203截面积的比值对于本申请处理效果的影响，特进行对照实验：
对照实验与实施例一不同之处在于所采用的连续流磁感应电场低温杀菌装置中处理室205与磁耦合管203截面积之比，其余装置参数与实施例一相同，对比实验的数据结果如下表4所示：
表4不同处理室205与磁耦合管203截面积之比的实验结果
表4中，处理时间为料液在处理室205中的停留时间，该停留时间可通过控制流速实现。处理后检出的总菌落数剩余占比为处理后检测出的总菌落与处理前的总菌落百分比。处理后温度为料液经过连续流磁感应电场低温杀菌装置后的温度。
由表4可以看出，当处理室205与磁耦合管203截面积之比为不在1:81-1:2范围内时，如1:82和1:1，可能会导致处理室205两端电压达不到要求，从而导致处理室205内电流密度和电场强度达不到要求，从而无法实现热效应和非热效应的协同杀菌处理效果。处理室205与磁耦合管203截面积之比为1:82时，若要实现杀菌的目的，所需处理的时间将大于20分钟，纯粹依赖热效应进行杀菌，直接回导致料液温度过高(会大于75℃)。同样的，处理室205与磁耦合管203截面积之比为1:1时，若要实现杀菌的目的，所需处理的时间将大于60分钟，纯粹依赖热效应进行杀菌，处理时间更长，直接回导致料液温度更高(会大于90℃)。
而其他处理室205与磁耦合管203截面积之比，比如1:21、1:58、1:5等都能达到较好的杀菌效果，且处理时间短，杀菌温度低小。
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续流磁感应电场低温杀菌处理装置，包括进样瓶，泵，电源，接样瓶和杀菌处理设备，其特征在于，所述杀菌处理设备包括：磁芯，励磁线圈，磁耦合管，储料管和处理室；所述励磁线圈和磁耦合管均缠绕于磁芯两侧，励磁线圈与电源连接；
所述杀菌处理设备设有两个储料管和两个处理室，两个储料管之间通过磁耦合管连通；两个储料管对应与两个处理室连通；
待处理物料在泵的作用下从进样瓶进入储料管，之后经过两个处理室流入接样瓶。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两个储料管分别设置在磁芯的前后位置，其中一个储料管的下方设有进样口，为描述方便，称下方设有进样口的储料管为磁芯前方储料管，另一个储料管称为磁芯后方储料管；所述两个储料管之间通过磁耦合管连通，包括：
磁芯前方储料管的两侧均设有液体流出口，磁芯后方储料管的两侧均设有液体流入口，对应侧的液体流出口与液体流入口之间通过缠绕于磁芯对应侧的磁耦合管连通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理室与磁耦合管截面积之比范围为1:81-1:2，一个处理室长度为10-14cm；处理室内磁感应电流密度0.5-1A/cm2、磁感应电场强度100-250V/cm。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，磁芯两侧的励磁线圈匝数之和为4匝，磁芯两侧的磁耦合管匝数之和为20-40匝。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁芯的有效磁路长度l为20-100cm，横截面积A为9-20cm2。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁芯为非晶纳米晶材料，磁通量为0.00027-0.002Wb，初始磁导率u为20000-50000，磁密B为0.3-1T。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连续流磁感应电场低温杀菌处理装置在进行杀菌处理时，励磁电压U为800-1500V，波形为：双峰脉冲，频率f为60-80kHz。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连续流磁感应电场低温杀菌处理装置在进行杀菌处理时，处理速度不超过1L/min。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理室和磁耦合管具有电绝缘性，采用聚四氟乙烯、特氟龙、石英、水晶、玻璃或搪瓷材料制备。
10.一种连续流磁感应电场低温杀菌方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-9任一项所述的连续流磁感应电场低温杀菌装置对处理室中单位阻抗值范围100-500Ω/cm的液态样品进行杀菌处理。
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