CN112314835B - 电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法及系统，属于消毒灭菌技术领域。本发明采用电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束、或者钴‑60或铯‑137放射性核素产生的伽马射线、或者电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线，在电离辐射消毒全流程生物安全保障的前提下，在确定的有效剂量范围（2~7 kGy）内，结合配套专用消毒系统对可能受到新型冠状病毒（2019‑nCoV）污染的冷链食品进行包装内外表面、食品表面和食品间隙彻底灭活，新型冠状病毒灭活率大于99.9%，且辐照后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力。
Description
技术领域
本发明属于消毒灭菌技术领域，尤其涉及一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法及系统。
背景技术
自全球新冠疫情爆发以来，截至2020年12月21日，根据美国约翰霍普金斯大学发布的疫情数据，全球累计确诊新冠肺炎病例高达7682万例，累计死亡病例超过169万例。国内继北京新发地食品污染事件后，2020年7月3日，大连海关从装载厄瓜多尔生产的冻南美白虾集装箱内壁一个样本和三个外包装样本中检出新型冠状病毒核酸阳性。同年10月17日，中国疾病预防控制中心对青岛新冠肺炎疫情溯源调查过程中，在进口冷冻鳕鱼的外包装阳性样本中检测分离到活病毒。这是国际上首次在冷链食品外包装上分离到新冠活病毒，并证实接触新冠活病毒污染的外包装可导致感染。
尽管我国已采取了必要的措施加强物防工作，但由于进口冷链食品数量巨大，检测任务重，抽检物品存在随机性和不完全性，尤其冷链食品外包装内侧、内包装和食品内隙，仍可能存在具有感染能力的新型冠状病毒。一旦发生由冷链食品导致的疫情突发事件，仅核酸检测费用一项就可能高达数十亿元，同时也会严重影响地区人民生活和经济复苏发展。
2020年12月以来，国内持续频发冷链食品新冠病毒污染事件，个别地区还发生了与之相关的新冠肺炎疫情。迄今为止，国内用于新冠病毒防控消毒的技术主要有化学消毒和紫外消毒等，但化学消毒可能造成食品中化学试剂残留，紫外消毒仅仅局限于食品包装的平整表面，适用性较差。尤其值得关注的是，中国疾控中心专家指出：低温环境会严重影响常规方法的消毒效果，迫切需要一些有效的低温消毒手段。因此，如何有效灭活低温环境中的新冠病毒，阻断病毒从港口向内陆的传播，是当前防疫工作落实“外防输入、内防反弹”、“人物同防”的重中之重，关乎国计民生。
电离辐射消毒是利用不同类型射线有效杀灭病源微生物的一种物理方法，具有穿透力强、灭活速度快、无产热效应、无残留毒性等特点。联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）、国际原子能机构组织（IAEA）在上世纪80年代就已明确提出“任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10 kGy时没有毒理学危险，不再要求做毒理学试验，同时在营养学和微生物学上也是安全的”。国际食品法典委员会（CAC）也制定了《国际辐照食品通用标准》，确保了电离辐射技术应用于食品的卫生安全性。迄今，全球已有57个国家和地区批准了230多种辐照食品，我国也已批准了7大类57种食品辐照。
国内已有研究表明，25 kGy吸收剂量能够完全灭活生物羊膜产品中污染的人免疫缺陷病毒（HIV），辐照与化学法结合可有效灭活猪细小病毒（PPV）和牛病毒性腹泻病毒（BVDV）。国外研究表明，口蹄疫病毒辐照完全灭活而不破坏其抗原性的最适剂量为40～44kGy。国际原子能机构组织（IAEA）曾建议，“当无法确认污染水平和污染微生物种类时，可将标准辐照剂量设定为25 kGy”。然而，上述剂量已远超食品本身的耐受剂量，显然无法用于冷链食品的电离辐射消毒。
发明内容
针对冷链食品已成为新型冠状病毒传播途径，严重威胁国民人身安全的现状，本发明旨在提供一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法及系统，适用于冷链食品包装内外表面、食品表面和食品间隙中新型冠状病毒的有效灭活，其灭活率大于99.9%，灭活后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力，且冷链食品的中心温度在辐照后与辐照前相比，温度改变不超过5℃，冷链食品辐照消毒在营养与卫生上是安全的，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法，采用电离辐射，在不小于最低有效剂量2 kGy且不高于冷链食品最高耐受剂量7 kGy的范围内，在常压下对冷链食品进行低温或常温消毒，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒；
所述的电离辐射包含电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束、钴-60或铯-137放射性核素产生的伽马射线、以及电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线中的一种或多种。
本发明的目的之二在于提供一种利用电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统，包括辐照室、未辐照污染控制区和辐照后清洁区，两区由隔断材料分隔；所述的辐照室内设有电离辐射设备或电离辐射源；
所述的未辐照污染控制区中包含第一冷链物流车、掏箱机器人、上货机械臂、第一辅助传输链、辐照传输链和翻面机械臂；所述的辐照传输链贯穿辐照室、未辐照污染控制区和辐照后清洁区形成闭环；所述的掏箱机器人从装载有未辐照食品的第一冷链物流车中开展掏箱作业，将未辐照食品装载至堆码栈板上，再经上货机械臂先后转移至第一辅助传输链和辐照传输链上，随着辐照传输链进入辐照室；完成一次辐照后，由翻面机械臂对食品进行180°翻转作业，重新进入辐照室进行电离辐射消毒，直至完成双面辐照；
所述的上货机械臂包括第一上货机械臂和第二上货机械臂；
所述的辐照后清洁区中包含第二冷链物流车、装箱机器人、卸货机械臂、第二辅助传输链；经过双面辐照后的食品由卸货机械臂先后转移至第二辅助传输链和堆码栈板上，再经装箱机器人装载到第二冷链物流车中；
所述的卸货机械臂包括第一卸货机械臂和第二卸货机械臂。
本发明的目的之三在于提供一种基于上述系统对冷链食品中的新型冠状病毒实现无接触消毒的方法，包括以下步骤：
步骤1：装载有冷链食品的第一冷链物流车到达未辐照污染控制区的预设地点后，由掏箱机器人将冷链食品取出，装载至堆码栈板上；根据实际情况，将超出系统处理数量极限的冷链食品由无人叉车转运至第一冷库暂存，之后根据系统处理进度，再将第一冷库中的冷链食品取出，装载至堆码栈板上；
步骤2：由第一上货机械臂将未辐照污染控制区中的堆码栈板上的冷链食品装载到第一辅助传输链上，经传输后，再由第二上货机械臂将第一辅助传输链上的冷链食品转移到辐照传输链上；所述的辐照传输链上安装或放置有用于承载冷链食品的不锈钢载具，所述的冷链食品通过不锈钢载具盛放，并随着辐照传输链输送；
步骤3：放置在辐照传输链上的冷链食品从未辐照污染控制区中的辐照室入口进入辐照室，在辐照室内采用2 - 7 kGy剂量范围的电离辐射，常压下对冷链食品进行低温或常温消毒；完成一次辐照后，冷链食品从辐照后清洁区中的辐照室出口离开辐照室；
步骤4：随着辐照传输链继续输送至未辐照污染控制区，由翻面机械臂对冷链食品进行180°翻转作业，重复步骤3，完成冷链食品的双面辐照，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒；
步骤5：经辐照消毒后的冷链食品离开辐照室后，由辐照后清洁区中的第二卸货机械臂将辐照传输链上的食品卸载至第二辅助传输链上，再经第一卸货机械臂将第二辅助传输链上的食品转移到堆码栈板上；
步骤6：由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品转运至第二冷库暂存，当第二冷链物流车到达辐照后清洁区的预设地点后，再由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品从第二冷库中取出，由装箱机器人装载到第二冷链物流车中，由第二冷链物流车将辐照消毒后的冷链食品输送至目标地。
本发明相对于现有针对新型冠状病毒的化学消毒法和紫外消毒法，具有以下优势：
1、电离辐射消毒是利用不同类型射线有效杀灭病源微生物的一种物理方法，具有穿透力强、灭活速度快、无产热效应、无残留毒性等特点；本发明利用不同类型的电离辐射技术，包括电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束、钴-60或铯-137放射性核素产生的伽马射线、以及电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线中的一种或多种，可在有效剂量范围（2 ~7 kGy）内，有效灭活新型冠状病毒，本发明实施例证明，其灭活率大于99.9%，灭活后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力，彻底阻断了新型冠状病毒从港口向内陆的传播途径，保障人民健康安全。
2、现有的化学消毒法会造成食品中化学试剂残留，紫外消毒法则仅仅局限于食品包装平整的外表面，适用性较差，且低温环境会严重影响常规方法的消毒效果。而本发明采用的电离辐射消毒方法能够对-60℃~4℃的各种类型冷链食品实现消毒，不仅能杀灭低温环境下冷链食品外包装上的新型冠状病毒，还可有效杀灭冷链食品外包装内侧、内包装和/或食品内隙可能存在的新型冠状病毒，且对物品的包装形式具有较好的适应性。
3、本发明的方法在常压下即可进行，对冷链食品进行辐射消毒后，食品的中心温度在辐照前后温度改变不超过5℃，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响，保证了冷链食品营养上的安全性；并且，根据联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）、国际原子能机构组织（IAEA）在上世纪80年代明确提出的“任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10 kGy时没有毒理学危险，不再要求做毒理学试验，同时在营养学和微生物学上也是安全的”，以及根据国际食品法典委员会（CAC）制定的《国际辐照食品通用标准》，证明了本发明采用的有效剂量范围（2 ~7 kGy）内的电离辐射技术对冷链食品进行并病毒灭活的营养和卫生的双重安全性。
4、本发明的实施可以产生显著的直接经济效益，据行业数据测算，每吨冷链食品进行辐照加工约需500~1000元，按我国冷冻食品产年进口量1000万吨测算，若全部进行新型冠状病毒电离辐射消毒，年产值约为50~100亿元。
5、本发明的实施将为保障“后疫情时代”社会经济的全面复苏与稳定发展做出巨大贡献，同时也将为我国民用非动力核技术应用领域，尤其是中高能加速器装备制造领域跨越式发展创造新的契机，具有极显著的社会效益。
附图说明
图1是本发明中电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统示意图；
图2是本发明实施例1中的电子束辐照消毒吸收剂量与新型冠状病毒核酸扩增循环次数（Ct值）之间的关系示意图；
图3是本发明实施例1中的电子束辐照消毒吸收剂量与新型冠状病毒抑制率之间的关系示意图；
图4是本发明实施例1中的伽马射线辐照消毒吸收剂量与新型冠状病毒核酸扩增循环次数（Ct值）之间的关系示意图；
图5是本发明实施例1中的伽马射线辐照消毒吸收剂量与新型冠状病毒抑制率之间的关系示意图；
图6是本发明实施例1中的电子束转靶X射线辐照消毒吸收剂量与新型冠状病毒抑制率之间的关系示意图；
图7是电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒工艺流程流程图；
图中，第一冷链物流车1、掏箱机器人2、堆码栈板3、无人叉车4、第一上货机械臂5、第一辅助传输链6、冷链食品7、第二上货机械臂8、辐照传输链9、不锈钢载具10、翻面机械臂11、第一冷库12、未辐照污染控制区13、辐照室入口14、辐照室出口15、第二卸货机械臂16、第二辅助传输链17、第一卸货机械臂18、第二冷库19、无人叉车20、第二冷链物流车21、装箱机器人22、辐照后清洁区23、隔断材料24。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的描述，下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有的实施方式。相反，它们仅对权利要求书中技术方案的详述，与本申请的一些方面相一致的例子。
需要说明，在本发明专利中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的或对不同的对象进行区分，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明专利要求的保护范围之内。
本发明旨在提供一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法及系统，适用于冷链食品包装内外表面、食品表面和食品间隙中新型冠状病毒的有效灭活方法，其灭活率大于99.9%，灭活后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力，且冷链食品的中心温度在辐照后与辐照前相比，温度改变不超过5℃，冷链食品在营养与卫生上是安全的，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响。
本发明提出了一种利用电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法，采用电离辐射，在不小于最低有效剂量且不高于冷链食品最高耐受剂量的范围内，在常压下对冷链食品进行低温或常温消毒，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒。相比与现有的消毒方法，例如化学消毒法或紫外消毒法，其中化学消毒法会造成食品中化学试剂残留，紫外消毒法则仅仅局限于食品包装的平整表面，适用性较差，且低温环境会严重影响常规方法的消毒效果。本发明采用的电离辐射消毒方法属于物理方法，具有穿透力强、灭活速度快、无产热效应、无残留毒性等特点，能够在低温下实现有效消毒（冷链食品最低温度可低至-60℃），不仅能杀灭低温环境下冷链食品外包装上的新型冠状病毒，而且可以有效杀灭冷链食品外包装内侧、内包装和食品内隙及食品内部存在的新型冠状病毒，且对物品的包装形式具有较好的适应性。
在本发明的一项实施中，电离辐射可以采用不同类型的射线。例如电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束、钴-60或铯-137放射性核素产生的伽马射线、以及电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线中的一种或多种。以不高于10 MeV的电子束为例，优选的设置参数为常压下，最低有效剂量为2 kGy，最高耐受剂量为7 kGy，功率为12-18 kw，重复频率为 300-350 Hz，束能为5-10 MeV，束下传输速率为6-10 m/min，在该范围内，对冷链食品进行辐射消毒后，食品的中心温度在辐照前后温度改变不超过5℃，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响，保证了冷链食品营养上的安全性。此外，联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）、国际原子能机构组织（IAEA）在上世纪80年代明确提出的“任何食品当其总体平均吸收剂量不超过10 kGy时没有毒理学危险，不再要求做毒理学试验，同时在营养学和微生物学上也是安全的”。 国际食品法典委员会（CAC）也制定了《国际辐照食品通用标准》，确保了电离辐射技术应用于食品的卫生安全性。因此，采用本发明的的有效剂量范围（2 ~7 kGy）内的电离辐射技术对冷链食品进行并病毒灭活，保证了冷链食品在营养与卫生下是安全的。
上述中的电离辐射技术可有效应用于冷链食品中新型冠状病毒的灭活。
本发明还提出了一种电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统，至少包括一个辐照室、一个未辐照污染控制区和一个辐照后清洁区，两区由隔断材料分隔；所述的辐照室内设有电离辐射设备或电离辐射源。
其中，辐照室用于实现对冷链食品的电离辐射消毒，为一个单独的符合辐射防护要求的封闭区域，通过一个辐照传输链贯穿辐照室、未辐照污染控制区和辐照后清洁区形成闭环。未辐照污染控制区用于对输送来的未消毒的冷链食品进行预处理，包括卸货、冷存、输送等。辐照后清洁区用于将经辐照消毒后的冷链食品进行输送、转移、冷存和装箱操作等。包括但不限于采用叉车、机器人、机械臂、输送链等实现上述功能。下面给出本发明的具体实施例。
实施例1
高能电子束灭活新型冠状病毒试验，具体实施方式如下：
在国家疾控部门授权的生物安全三级实验室中，将新型冠状病毒毒株样本负载至冷冻厄瓜多尔白虾样品中，并多层封装于生物安全转运袋中，转运前对转运袋外表面及生物安全运输箱进行化学消毒。
采用10 MeV电子束进行电离辐射消毒。工艺参数为：功率15 kw，重复频率 335Hz，束能10 MeV，束下传输速率8 m/min，吸收剂量设10个梯度，剂量范围为1-10 kGy。
将辐照后预先负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的病毒取出，用以感染Vero细胞，培养72小时后观察细胞病变效应，并采用一步法新型冠状病毒核酸检测试剂盒（荧光PCR法），检测病毒核酸水平。以PCR扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数（Ct值）来表征病毒水平（附图2），病毒数量与Ct值呈负相关。以病毒拷贝数减少来计算病毒抑制率（附图3）。
试验结果表明，附图3中显示在吸收剂量2 kGy（最低有效剂量） ~7 kGy（冷链食品最高耐受剂量）范围内，电离辐射对负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的新型冠状病毒的灭活率达到99.98%，且未发现经72小时共培养的Vero细胞病变，进一步证明10 MeV电子束辐照后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力。
对辐照前后冷链食品的中心温度进行测量和对比，辐照后的中心温度略有升高，结束辐照之后，温度逐渐恢复，其最高温度与辐照前的温度对比不超过4℃，这对零下十几度甚至几十度的冷链食品的影响可以忽略不计，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响。
实施例2
伽马射线装置灭活新型冠状病毒试验，具体实施方式如下：
在国家疾控部门授权的生物安全三级实验室中，将新型冠状病毒毒株样本负载至冷冻厄瓜多尔白虾样品中，并多层封装于生物安全转运袋中，转运前对转运袋外表面及生物安全运输箱进行化学消毒。
采用120万居里的钴-60辐照源进行电离辐射消毒。工艺参数为：货物载具距离板源最近端距离200 mm，吸收剂量设3个梯度，剂量范围为2-7 kGy。
将辐照后预先负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的病毒取出，用以感染Vero细胞，培养72小时后观察细胞病变效应，并采用一步法新型冠状病毒核酸检测试剂盒（荧光PCR法），检测病毒核酸水平。以PCR扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数（Ct值）来表征病毒水平（附图4），病毒数量与Ct值呈负相关。以病毒拷贝数减少来计算病毒抑制率（附图5）。
试验结果表明，附图5中显示在吸收剂量2 kGy ~7 kGy 范围内，电离辐射对负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的新型冠状病毒的灭活率达到99.97%，且未发现经72小时共培养的Vero细胞病变，进一步证明伽马射线辐照后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力。
对辐照前后冷链食品的中心温度进行测量和对比，辐照后的中心温度略有升高，结束辐照之后，温度逐渐恢复，其最高温度与辐照前的温度对比不超过5℃，这对零下十几度甚至几十度的冷链食品的影响可以忽略不计，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响。
实施例3
X射线装置灭活新型冠状病毒试验，具体实施方式如下：
在国家疾控部门授权的生物安全三级实验室中，将新型冠状病毒毒株样本负载至冷冻厄瓜多尔白虾样品中，并多层封装于生物安全转运袋中，转运前对转运袋外表面及生物安全运输箱进行化学消毒。
采用电子加速器加装转换靶产生X射线进行电离辐射消毒。工艺参数为：功率100kw，束能5 MeV，转换靶材质为高纯钨靶，转换靶冷却系统为水冷循环，束下传输速率2 m/min，吸收剂量设3个梯度，剂量范围为2-7 kGy。
将辐照后预先负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的病毒取出，用以感染Vero细胞，培养72小时后观察细胞病变效应，并采用一步法新型冠状病毒核酸检测试剂盒（荧光PCR法），检测病毒核酸水平。以病毒拷贝数减少来计算病毒抑制率（附图6）。
试验结果表明，附图6中显示在吸收剂量2 kGy ~7 kGy 范围内，电离辐射对负载于冷冻厄瓜多尔白虾样品中的新型冠状病毒的灭活率达到99.98%，且未发现经72小时共培养的Vero细胞病变，进一步证明5 MeV电子束转靶产生的X射线辐照后的新型冠状病毒不再具备感染致病能力。
对辐照前后冷链食品的中心温度进行测量和对比，辐照后的中心温度略有升高，结束辐照之后，温度逐渐恢复，其最高温度与辐照前的温度对比不超过4℃，这对零下十几度甚至几十度的冷链食品的影响可以忽略不计，不会对冷链物品的结构完整性、功能性质、感官属性等产生不利影响。
实施例4
无接触电离辐射消毒冷链食品工艺流程，具体实施方式如下：
为了使本发明涉及的无接触电离辐射消毒冷链食品工艺流程更加清晰，以下结合附图1和附图7进行实施例描述。
附图7中步骤1~3为冷链食品掏箱前工序，当装载有冷链食品的集装箱抵达后，对箱体和载具的外表面进行消毒，开箱后再对内部进行消毒，该过程均在有生物安全保障措施的污染控制区进行，区域内采用自动化机械臂无人作业。
附图7中步骤4所述内容为掏箱机器人作业，即掏箱机器人将运输车内的冷链食品卸载至1200×950 mm的栈板上。
附图7中步骤5所述内容为冷链食品装载作业，无人驾驶叉车将未辐照冷链食品转移至传输系统上货位，由自动化机械臂将货物装载至800×600 mm的辐照专用不锈钢载具中，载具中冷链食品的堆码高度不超过90 mm。
附图7中步骤6所述内容为电离辐射消毒作业，即经由传输系统将冷链食品运载至辐照室，单面单次电离辐射消毒完成后，由安装于装卸区的自动化机械臂完成货物180°翻转，并重新进入辐照室再辐照消毒一次。
附图7中步骤7所述内容为冷链运输车空车厢消毒作业，使用消毒机器人对冷链运输车车厢内壁及内部空间进行喷雾消毒；
附图7中步骤8所述内容为辐照后冷链食品重新装箱作业，即使用掏箱机器人将辐照载具上的冷链食品卸下，并重新堆码至冷链运输车内。
本实施例提出了一种实现上述流程的配套专用系统，可以参考图1，主要分隔为未辐照污染控制区13和辐照后清洁区23，两区由符合生物安全要求的隔断材料分隔24。
在本实施例中，未辐照污染控制区13中包括第一冷链物流车1、掏箱机器人2、堆码栈板3、上货机械臂5、第一辅助传输链6、上货机械臂8、辐照传输链9、辐照专用不锈钢载具10和翻面机械臂11；所述的辐照传输链9贯穿辐照室、未辐照污染控制区13和辐照后清洁区23形成闭环，其中辐照室入口14设置在未辐照污染控制区13，辐照室出口15设置在辐照后清洁区23。其中，第一冷链物流车1用于装载未辐照食品；第一辅助传输链6用于辅助输送未辐照食品。
辐照后清洁区23中包括卸货机械臂16、第二辅助传输链17、货机械臂18、第二冷链物流车21和装箱机器人22；其中，第二冷链物流车21用于装载辐照消毒后的食品，在装载之前，需要对第二冷链物流车21进行化学消毒；第二辅助传输链17用于辅助输送辐照消毒后的食品。
本系统可以实现减少电离辐射消毒过程的人员接触，避免交叉污染和人员感染风险的目的。
本实施例采用的工艺流程如下：
装载有未辐照食品的第一冷链物流车1到达后，由掏箱机器人2将冷链食品7取出，装载至堆码栈板3上，由未辐照食品辅助传输链的上货机械臂5装载至未辐照食品辅助传输链6上，经传输后，由辐照传输链上货机械臂8装载到预先放置在辐照传输链9上的辐照专用不锈钢载具10中，通过辐照传输链进入辐照室入口14，完成一次辐照后，货物自辐照室出口15离开辐照室；
由辐照传输链翻面机械臂11完成180°翻转作业，并重新进入辐照室进行再次辐照；
两面辐照完成后，利用辐照传输链卸货机械臂16将货物卸载至辐照消毒后的食品辅助传输链17，再由辐照消毒后食品辅助传输链卸货机械臂18将辐照消毒后食品卸载至堆码栈板3上。
当第二冷链物流车21到达后，由装箱机器人22装载到清洁冷链物流车21中。
实施例5
图1为利用电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的系统，与实施例2的不同之处在于，还包括第一冷库12和第二冷库19，所述的第一冷库设置在未辐照污染控制区13，所述的第二冷库设置在辐照后清洁区23；所述的第一冷库和第二冷库设有配套的无人叉车。无人叉车4用于对未辐照食品进行搬运，无人叉车20用于对辐照消毒后的食品进行搬运；
此外，辐照传输链9上还安装或放置有用于承载冷链食品的不锈钢载具。
本实施例实现冷链食品中新型冠状病毒无接触消毒的方法如下：
1）卸货
装载有冷链食品的第一冷链物流车1到达未辐照污染控制区13的预设地点后，由掏箱机器人2将冷链食品取出，装载至堆码栈板上；根据实际情况，当卸载的食品量超出系统处理数量极限时，即若同一时刻达到的未辐照食品数量过多，则由无人叉车4将堆码在栈板3上的冷链食品转移进入第一冷库12中暂存。之后根据系统处理进度，再将第一冷库12中的冷链食品取出，装载至堆码栈板上。
2）输送
由第一上货机械臂5将未辐照污染控制区13中的堆码栈板上的冷链食品装载到第一辅助传输链6上，经传输后，再由第二上货机械臂8将第一辅助传输链6上的冷链食品转移到辐照传输链9上；所述的辐照传输链9上安装或放置有用于承载冷链食品的不锈钢载具，所述的冷链食品通过不锈钢载具盛放，并随着辐照传输链9输送。
3）一次电离辐射
放置在辐照传输链9上的冷链食品从未辐照污染控制区13中的辐照室入口14进入辐照室，在辐照室内采用2 - 7 kGy剂量范围的电离辐射，常压下对冷链食品进行低温或常温消毒；完成一次辐照后，冷链食品从辐照后清洁区23中的辐照室出口15离开辐照室。
4）翻转，二次电离辐射
随着辐照传输链9继续输送至未辐照污染控制区13，由翻面机械臂11对冷链食品进行180°翻转作业，重复步骤3），完成冷链食品的双面辐照，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒。
5）输送
经辐照消毒后的冷链食品离开辐照室后，由辐照后清洁区23中的第二卸货机械臂16将辐照传输链9上的食品卸载至第二辅助传输链17上，再经第一卸货机械臂18将第二辅助传输链17上的食品转移到堆码栈板上。
6）转运
由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品转运至第二冷库19暂存，当第二冷链物流车21到达辐照后清洁区23的预设地点后，再由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品从第二冷库19中取出，由装箱机器人22装载到第二冷链物流车21中，由第二冷链物流车21将辐照消毒后的冷链食品运输至目标地。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法，其特征在于，在消毒系统中采用电离辐射，在不小于最低有效剂量2 kGy且不高于冷链食品最高耐受剂量7 kGy的范围内，在常压下对冷链食品进行低温或常温消毒，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒；
所述的电离辐射包含电子加速器产生的能量不高于10 MeV的电子束、钴-60或铯-137放射性核素产生的伽马射线、以及电子加速器产生的能量不高于5 MeV的X射线中的一种或多种；
所述消毒系统包括辐照室、未辐照污染控制区（13）和辐照后清洁区（23），两区由隔断材料（24）分隔；所述的辐照室内设有电离辐射设备；
所述的未辐照污染控制区（13）中包含第一冷链物流车（1）、掏箱机器人（2）、上货机械臂、第一辅助传输链（6）、辐照传输链（9）和翻面机械臂（11）；所述的辐照传输链（9）贯穿辐照室、未辐照污染控制区（13）和辐照后清洁区（23）形成闭环；所述的掏箱机器人（2）从装载有未辐照食品的第一冷链物流车（1）中开展掏箱作业，将未辐照食品装载至堆码栈板上，再经上货机械臂先后转移至第一辅助传输链（6）和辐照传输链（9）上，随着辐照传输链进入辐照室；完成一次辐照后，由翻面机械臂（11）对食品进行180°翻转作业，重新进入辐照室进行电离辐射消毒，直至完成双面辐照；
所述的上货机械臂包括第一上货机械臂（5）和第二上货机械臂（8）；
所述的辐照后清洁区（23）中包含第二冷链物流车（21）、装箱机器人（22）、卸货机械臂、第二辅助传输链（17）；经过双面辐照后的食品由卸货机械臂先后转移至第二辅助传输链（17）和堆码栈板上，再经装箱机器人（22）装载到第二冷链物流车（21）中；
所述的卸货机械臂包括第一卸货机械臂（18）和第二卸货机械臂（16）。
2.根据权利要求1所述的电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法，其特征在于，所述电子束的功率为5-20 kw，重复频率为 200-440 Hz，束能为5-10 MeV，束下传输速率为5-15 m/min；用于转换为X射线的电子束功率50-300 kw，束能为3-5 MeV。
3.根据权利要求1所述的电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒方法，其特征在于，所述冷链食品的温度范围为-60℃至4℃。
4.电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统，其特征在于，包括辐照室、未辐照污染控制区（13）和辐照后清洁区（23），两区由隔断材料（24）分隔；所述的辐照室内设有电离辐射设备；
所述的未辐照污染控制区（13）中包含第一冷链物流车（1）、掏箱机器人（2）、上货机械臂、第一辅助传输链（6）、辐照传输链（9）和翻面机械臂（11）；所述的辐照传输链（9）贯穿辐照室、未辐照污染控制区（13）和辐照后清洁区（23）形成闭环；所述的掏箱机器人（2）从装载有未辐照食品的第一冷链物流车（1）中开展掏箱作业，将未辐照食品装载至堆码栈板上，再经上货机械臂先后转移至第一辅助传输链（6）和辐照传输链（9）上，随着辐照传输链进入辐照室；完成一次辐照后，由翻面机械臂（11）对食品进行180°翻转作业，重新进入辐照室进行电离辐射消毒，直至完成双面辐照；
所述的上货机械臂包括第一上货机械臂（5）和第二上货机械臂（8）；
所述的辐照后清洁区（23）中包含第二冷链物流车（21）、装箱机器人（22）、卸货机械臂、第二辅助传输链（17）；经过双面辐照后的食品由卸货机械臂先后转移至第二辅助传输链（17）和堆码栈板上，再经装箱机器人（22）装载到第二冷链物流车（21）中；
所述的卸货机械臂包括第一卸货机械臂（18）和第二卸货机械臂（16）。
5.根据权利要求4所述的电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统，其特征在于，还包含第一冷库（12）和第二冷库（19），所述的第一冷库设置在未辐照污染控制区（13），所述的第二冷库设置在辐照后清洁区（23）；所述的第一冷库和第二冷库设有配套的无人叉车。
6.根据权利要求4所述的电离辐射灭活冷链食品中新型冠状病毒的消毒系统，其特征在于，所述的辐照传输链（9）上安装或放置有用于承载冷链食品的不锈钢载具（10）。
7.基于权利要求4所述的系统对冷链食品中的新型冠状病毒实现无接触消毒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：装载有冷链食品的第一冷链物流车（1）到达未辐照污染控制区（13）的预设地点后，由掏箱机器人（2）将冷链食品取出，装载至堆码栈板（3）上；根据实际情况，将超出系统处理数量极限的装载有冷链食品的堆码栈板（3）由无人叉车转运至第一冷库（12）暂存，之后根据系统处理进度，再将第一冷库（12）中装载有冷链食品的堆码栈板（3）取出，放置在第一上货机械臂（5）的上货位置；
步骤2：由第一上货机械臂（5）将未辐照污染控制区（13）中的堆码栈板（3）上的冷链食品装载到第一辅助传输链（6）上，经传输后，再由第二上货机械臂（8）将第一辅助传输链（6）上的冷链食品转移到辐照传输链（9）上；所述的辐照传输链（9）上安装或放置有用于承载冷链食品的不锈钢载具（10），所述的冷链食品通过不锈钢载具盛放，并随着辐照传输链（9）输送；
步骤3：放置在辐照传输链（9）上的冷链食品从未辐照污染控制区（13）中的辐照室入口（14）进入辐照室，在辐照室内采用2 - 7 kGy剂量范围的电离辐射，常压下对冷链食品进行低温或常温消毒；完成一次辐照后，冷链食品从辐照后清洁区（23）中的辐照室出口（15）离开辐照室；
步骤4：随着辐照传输链（9）继续输送至未辐照污染控制区（13），由翻面机械臂（11）对冷链食品进行180°翻转作业，重复步骤3，完成冷链食品的双面辐照，灭活冷链食品包装内外表面、食品表面和/或食品间隙可能存留的新型冠状病毒；
步骤5：经辐照消毒后的冷链食品离开辐照室后，由辐照后清洁区（23）中的第二卸货机械臂（16）将辐照传输链（9）上的食品卸载至第二辅助传输链（17）上，再经第一卸货机械臂（18）将第二辅助传输链（17）上的食品转移到清洁的堆码栈板（3）上；
步骤6：由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品转运至第二冷库（19）暂存，当第二冷链物流车（21）到达辐照后清洁区（23）的预设地点后，再由无人叉车将辐照消毒后的冷链食品从第二冷库（19）中 取出，由装箱机器人（22）装载到第二冷链物流车（21）中，由第二冷链物流车（21）将辐照消毒后的冷链食品输送至目标地。
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