CN113647552A - 一种食品处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品处理方法及装置。所述方法包括发射自由电子；生成自由电子加速电场，加速所发射的自由电子；生成自由电子碰撞过程调制电场，控制部分自由电子与所述调制电场中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子；控制自由电子和碰撞电离自由电子共同作用于食品表面。本发明通过场发射过程降低自由电子透过高真空区域与食品所在的常压气氛界面时的能量要求，通过分级分区域地结构设计，可实现低能自由电子的有效透过，更进一步地通过构建食品周边区域的加速电场和调节气压。本发明解决了电子束食品处理技术中的高能电子破坏营养物质问题，以及副产物多、应用条件复杂的问题，同时实现食品净化、保鲜可控。
Description
技术领域
本发明属于食品消毒技术、真空电子技术、气体电子技术、等离子体技术、电子束技术等领域，具体涉及一种食品处理方法及装置。
背景技术
在真空电子技术和气体电子技术中，自由电子是重要的功能性粒子，而电子束技术是应用广泛的实用化技术。在食品消毒领域，电子束技术已广泛研究并有一定应用，其核心技术要素包括电子源、电子束流能量—束斑调控系统两个部分。对于液态食品和绝大多数含水的固态食品而言，高真空环境(10-4Pa以上的真空度水平)都不能或极难维持，而自由电子的产生和动力学特性调控，都需要高真空环境。为解决这一矛盾，本领域技术人员采用自由电子窗隔绝两个气压状态，让自由电子在电子源的高真空环境中被加速并实现束斑调节，透过电子窗后，作用在处于常压条件下的食品表面。但透过电子窗固态材料的过程，传统上需要很高的电子能量，大约在数十千电子伏以上。因此，如果将电子窗设置在食品表面，不但束斑面积过小处理效率低，更重要的是，作用在食品表面分子上的电子能量过高，会对食物品质、营养造成破坏，甚至会诱发有害的自由电子化学过程，产生有害副产物。另一方面，由于自由电子透过电子窗进入气压较高的气体环境，会导致等离子体的产生，因此，电子束也是一种有效的产生等离子体的方法，而等离子体与食品表面相互作用，也会产生消毒的效果。但是，等离子体对病毒和细菌的最有效杀灭成分是紫外光子和自由电子，原子氧、臭氧、羟基自由基等重粒子，消杀效率远低于上述两种基本粒子。而紫外光子在常压条件的等离子体中产率很低，因此，对于电子束实现食品消杀的理化机理而言，主要是在电子束等离子体过程影响下的自由电子发挥消杀的作用。因此，上述问题即便考虑了等离子体过程，仍然是本领域发展的瓶颈难题。
为解决上述问题，现有公开文献中采用的主要思路是调控由食品表面到电子源的压强梯度，虽然一定程度上降低了处理区和加速区的压强梯度，但上述瓶颈问题无法从根本上解决。因此，亟需一种电子能量具有更大可调范围的自由电子消杀净化器，尤其是可提供10～1000电子伏范围低能量自由电子的电子源，以提高消杀效率并降低对营养物质的破坏。为充分适应面处理的特征，这种净化器最优的制造方法，应能够基于精密加工技术集成制造，以实现微小型化的系统和器件，并可实现发生器单元的阵列化、大面积布控。更进一步，还应当兼容食品表面气压、气氛的调控。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种食品处理方法及其装置。本发明的食品处理装置作为一种自由电子净化器，其使用微米-纳米结构控制自由电子透过和二次发射过程，在能够实现10千电子伏以上的较高能量自由电子高透过率的同时，使10～1000电子伏的低能自由电子也能有效透过电子窗，直接作用于食品表面，或与常压气体作用后再作用于食品表面。从而有利于调控自由电子的能量，优化其能量分布区间，在实现高消杀效率的同时，实现大幅降低对营养物质的破坏。
第一方面，本发明提供了一种食品处理方法，包括：
发射自由电子；
生成自由电子加速电场，通过所述加速电场加速所发射的自由电子；
生成自由电子碰撞过程调制电场，通过所述调制电场控制部分自由电子与所述调制电场中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子；
控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子共同作用于食品表面。
在一个具体的可实施方式中，所述发射自由电子的过程为：
制造并保持阴极材料所处的第一工作区的气压环境；
施加所述加速电场使电子逸出阴极材料表面，进入第一工作区成为自由电子；
通过第一工作区的所述加速电场调制所发射的自由电子的能量和通量，使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区；
所述第二工作区的气压高于所述第一工作区的气压。
在一个具体的可实施方式中，食品所处的第二工作区的气压环境为常压、稀薄气体或高压气体。
在一个具体的可实施方式中，在第二工作区生成自由电子碰撞过程调制电场；
调节所述调制电场，通过自由电子与气体分子的碰撞电离使自由电子增殖并调控其能量。
在一个具体的可实施方式中，控制自有电子透过多级场致发射电子窗实现所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区；
所述多级场致发射电子窗具有闭孔多孔结构，且至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构。
在一个具体的可实施方式中，使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区的过程包括：
在第一工作区和第二工作区的交界处，设置多个场致发射结构，每个场致发射结构均能获取并聚集自由电子，以及产生场致发射；
部分场致发射结构所发射的自由电子，能够至少部分地被其他场致发射结构所获取，从而形成分级、分层或分区域的获取、聚集、场致发射过程，直至自由电子从第一工作区逸出到第二工作区，进入自由电子碰撞过程调制电场，并与其中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子。
在一个具体的可实施方式中，通过调节自由电子的平均自由程及其逸出第一工作区的位置与食品表面之间的相对距离，调控自由电子与食品周围气体分子的碰撞电离和激发过程。
在一个具体的可实施方式中，所述第一工作区的气压低于0.1MPa。
在一个具体的可实施方式中，还包括：
检测第一工作区和/或第二工作区的气体中颗粒物、化学成分和气压；
监控第一工作区和/或第二工作区的气压环境状态，以及食品的消杀净化处理效果。
在一个具体的可实施方式中，所述食品为液态食品、固态食品或固液气三态混合食品。
第二方面，本发明提供了一种食品处理装置，包括：
低能电子源01，布控组件02和食品承载组件04；
低能电子源01安装于布控组件02上，布控组件02位于食品承载组件04上方；
低能电子源01包括自由电子发射结构011、多级场致发射电子窗012和真空封装结构013；
自由电子发射结构011与多级场致发射电子窗012之间存在间隙；
所述真空封装结构013用于保证自由电子发射源011和场致发射电子窗012之间的间隙形成低气压环境；
食品承载组件04，用于承载液态食品并控制液态食品的形状和运动状态；
自由电子发射结构011用于实现自由电子的发射；
多级场致发射电子窗012为导体或半导体材质基材，基材上设置有多个沉孔，所述基材本身为闭孔多孔结构或者至少局部为闭孔多孔结构；
至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构。
在一个具体的可实施方式中，所述沉孔截面积大于3平方微米。
在一个具体的可实施方式中，所述电场增强纳米结构为体积在10-5～10立方微米量级的准零维纳米结构，或者是准一维纳米结构。
在一个具体的可实施方式中，包括多个低能电子源01组成的低能电子源阵列；
每个低能电子源01均通过布控组件02固定连接及其与供电激励系统的电气连接。
在一个具体的可实施方式中，还包括电场调控功能结构03；
所述电场调控功能结构03包括一个或多个电极，用于调控各个工作区域以及液体食品内部的电场分布。
在一个具体的可实施方式中，所述一个或多个电极设置在所述食品周边，或者设置在食品内部，或者同时设置在食品周边和食品内部。
在一个具体的可实施方式中，所述电场调控功能结构部分或全部表面设置有一种或多种电场增强准零维纳米结构或准一维纳米结构。
在一个具体的可实施方式中，所述准零维纳米结构为空心或者实心的球状、椭球状、多面体状、片状、分形结晶状和针状的颗粒。
在一个具体的可实施方式中，所述准一维纳米结构，为针状、柱状、棱台状、管状、线状、片状。
在一个具体的可实施方式中，所述食品承载组件04设有“几”字形沟道供液态食品在其中流动。
在一个具体的可实施方式中，还包括结构化气氛控制组件05；
结构化气氛控制组件05包括气体输运管路051和气氛调控构型结构052；气体输运管路051设置于气氛调控构型结构052内部；
气氛调控构型结构052用于将低能电子源01与液态食品表面之间的空间分隔为至少一个工作区域；
气体输运管路051将各个工作区域与气氛控制系统连通；
所述气氛控制系统包括真空泵和臭氧催化分解装置，可在工作区域产生低气压状态。
在一个具体的可实施方式中，所述气氛控制系统在工作区域产生小于0.01MPa的低气压状态。
在一个具体的可实施方式中，自由电子源发射结构011、多级场致发射自由电子窗012和电场调控功能结构03表面，单层均布或随机堆叠设置平均体积在10-6～10-1立方微米量级的球状、椭球状、多面体状、碎片状、分形结晶状和针状颗粒。
在一个具体的可实施方式中，还包括采样管路，将工作区域与用于检测气体中颗粒物、化学成分和气压的仪器相连，以监控负压区状态和食品的消杀净化处理效果。
本发明所述方法，通过场致发射过程引导自由电子从高真空区域进入低真空、常压区域，通过常压区域的电场分布进一步调制自由电子的密度分布和能量分布，适应不同食品类型由于相态、外形等因素对净化处理的需求。本发明创造性主要体现在通过形成多个电场增强结构，聚集自由电子并产生场发射过程，从而可以构造一个透过率主要与结构特性有关，而与材料的功函数特性弱相关的新型自由电子透过方法。这一方法对自由电子的密度要求高，对自由电子的能量水平要求低，与传统的通过高能自由电子克服材料晶格电磁斥力的电子透过原理有根本性区别。当然，从量子理论的观点看，自由电子克服电子窗固态晶格的电磁场直接透过总是存在一定的概率，这个概率在电子能量很小的状态下会变得很小，因此，在上述物理过程引导自由电子透过的同时，必然存在一部分直接透过的自由电子。因此，这一方法兼容更大范围的自由电子能量水平，不但可以使得低能量的自由电子透过，而且可以使高能自由电子透过的效率提高。更进一步，在食品所处的较常压、较高气体密度条件下，自由电子碰撞电离一方面会使得作用在食品表面的自由电子密度更高，但另一方面，碰撞过程会导致浓度梯度驱动的扩散过程破坏自由电子的空间分布可控性，降低处理效率。因此，本发明在常压部分的电场调制通过电极空间布局来构建电场，通过多元的、阵列化的电极系统不同的电压加载策略，调节电场分布，进而调控电子的能量密度分布，使其能够在常压状态下，以可调地、更趋适当的、优化的密度和温度状态，作用于特定的食品表面。
相较于现有技术，本发明取得的有益效果在于：
第一，能够产生平均能量在10～1000电子伏的电子束，不但有利于在提升消杀净化效果的同时降低对营养物质的破坏，而且能够大幅降低电子逸出和加速对周围环境真空度水平所提出的高要求，从而可通过低间隙、低电压、低剖面、微小型化器件实现，并能有效降低电子能流状态、抑制热效应、降低与中性粒子碰撞所造成的束斑扰动。
第二，传统电子束技术由于透过的自由电子能量很高，通常在数百千电子伏，在食品所处于的常压气体中，由于电子平均自由能很小，在数百纳米水平，而106V/m量级以上的电场强度就会导致气体的击穿，因此，电极系统对电场分布的调节效果有限。在这一背景下，本发明由于产生的是低能自由电子，在常压、低平均自由程条件下，仍可通过电场分布有效调控自由电子的束斑。此外，还可充分利用电场的能量增殖作用在食品上的自由电子通量密度。
附图说明
图1是本发明在实施例一中的方法步骤示意图。
图2是本发明实施例二提供的装置结构示意图。
图3是本发明实施例三提供的装置结构示意图。
图4是本发明实施例四提供的装置结构示意图。
图5是本发明实施例中气氛调控构型结构分隔多个工作区域示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种食品处理方法，包括如下步骤：
第一步，在表面设置有硅纳米线的高导硅阴极材料周围制造或保持约5×10-3Pa的低气压环境、制造平均场强约2×106V/m自由电子加速电场、制造平均场强约8×105V/m的自由电子碰撞过程调制电场，在自由电子碰撞过程调制电场之中，保持食品所在的常压条件。在上述条件下，使阴极材料获取外部电路的焦耳热，作为场发射激励电路的阴极，在电场作用下，电子逸出阴极材料表面，进入低气压环境成为自由电子，调节自由电子加速电场的场强，经测算，自由电子被加速所获得的能量可在10～1000电子伏，
第二步，在牛奶所在的常压环境和自由电子加速电场所在的低气压环境交界处，为直径约1.3cm的圆形平板，最大厚度约为200微米，其中设置有每100平方微米10～20个硅基场致发射结构，处于大约0.1～1立方微米的空腔当中，每个场致发射结构均能获取并聚集自由电子，当自由电子密度足够高以至其所产生的表面电场达到109V/m及以上量级，能够产生场致电子发射过程，并且，较邻近电子源位置处的场致发射结构首先捕获自由电子并产生聚集，达到足够高的面密度，场强大于阈值而发射自由电子，这部分自由电子，能够至少部分地被较远离电子源位置处的其他场发射结构所捕获，从而形成分级、分层或分区域的获取、聚集场致发射过程，直至自由电子从低气压环境逸出到常压环境，进入自由电子碰撞过程调制电场，并与其中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子，
使阴极材料发射的自由电子及碰撞电离自由电子共同作用于牛奶表面，
通过控制布控组件(02)和食品承载组件(04)中各个电极的空间布局和加载电压，调控自由电子碰撞过程调制电场的空间分布，进而调控其中的自由电子与食品周围气体分子的碰撞电离和激发过程，使自由电子增殖、扩大自由电子与牛奶表面的接触面积、并同时降低自由电子的平均能量至5～15电子伏。
在一些可行的实施方式中，根据消杀处理工艺的需求，牛奶所在的常压环境可以改变为低于常压的气体环境，例如稀薄气体(较低的真空度水平，所谓真空保鲜)，亦或高于常压的气体环境，例如较高气压的富氮环境。
实施例二
一种自由电子食品净化装置，包括如下组件：低能电子源01，布控组件02，电场调控功能结构03，食品承载组件04，其中，
低能电子源01包括自由电子发射结构011，多级场致发射电子窗012，真空封装结构013，
自由电子发射结构011与多级场致发射电子窗012之间存在1mm间隙，该间隙通过开孔石英圆台保持，真空封装结构013为介电材料腔体和法兰板组装而成，直径约32毫米，通过机械泵和分子泵实现并保持自由电子发射源011和场致发射电子窗012之间的间隙形成1×10-3Pa的低气压环境，
自由电子发射结构011，为螺旋状平面结构，能够将电路中的电能转化为焦耳热，产生热电子发射，
多级场致发射电子窗012为高导硅基材，直接与自由电子加速电场接触的区域为圆形，直径约12毫米，基材上设置有沉孔阵列，其密度约为每100平方微米4～5个，同时，基材本身为闭孔多孔结构，也就是从断面的显微成像看，基材包含有大量的微腔，同时，至少在70％～80％的闭孔孔洞微腔结构中，同时刻蚀形成了电场增强纳米结构，电场增强纳米结构为硅纳米线，长度约4～5微米，若干纳米线形成的簇，最尖锐处等效半径约为3纳米。
单个低能电子源01独立工作，通过布控组件02实现机械固定及其与供电激励系统的电气连接，布控组件02为氧化铝陶瓷材料，外部激励为单一极性的负高压，工作电压2千伏。
电场调控功能结构03，包括一个电极，设置在牛奶液面以下，在空气中无暴露，电场调控功能结构03全部表面，设置有氧化钛纳米管准一维纳米结构，其平均直径约为180纳米，壁厚约为5纳米，平均高度约为300纳米，从而能够更好地调控工作区域以及液体食品内部的电场分布，使空气中的平均场强达到5×104V/m量级，液体中的局部场强最大值经测算达到108V/m量级。
食品承载组件04，为食品级聚丙烯塑料，加工出几字形的沟道，液态食品能够在其中流动，分段地、逐步地、可循环地与低能电子源01所产生的自由电子及其他活性物质接触，通过结构控制液态食品的液面形态和深度在沟道中的分布，并能控制液态食品的流动速度，其最大流速约为10cm/s。
在外电场调节电子窗012与液态食品表面之间，设置结构化气氛控制组件05，为食品级聚丙烯塑料，结构化气氛控制组件05由气体输运管路051和气氛调控构型结构052组成，气体输运管路051设置于气氛调控构型结构052的内部，气氛调控构型结构052能够将放电电极系统与液态食品表面之间的空间分隔为若干分立的工作区域，并具有较好的密封性，其作用是将自由电子与空气分子相互作用的有害气态副产物控制在尽量有限的空间，以快速全面处理。图5示气氛调控构型结构052将空间出了分隔成两个工作区域的实现方式。而在其内部设置气体输运管路051，将各个工作区域与气氛控制系统连通，气氛控制系统包括真空泵和臭氧催化分解装置，可在工作区域产生约0.01MPa的低气压状态，因此，能够利用结构特征，因势利导地将工作区域内有害副产物抽吸出相互作用空间，集中管控、无害化处理。
在一些可行的实施方式中，气氛调控构型结构052为一罩体结构，包括顶壁和四个侧壁，顶壁和四个侧壁围成底部开口的半封闭结构。气体输运管路051内嵌在气氛调控构型结构052的至少一个侧壁，气体输运管路051的一端连接气氛控制系统，另一端通向半封闭结构内部。
在一些可行的实施方式中，气氛调控构型结构052为一包含多个半封闭空间的罩体结构，包括顶壁、间隔层和四个侧壁，顶壁和四个侧壁围成底部开口的半封闭结构，至少一个间隔层将半封闭结构分隔成至少两个半封闭空间。间隔层的数量根据需要设置。气体输运管路051内嵌在气氛调控构型结构052的至少一个侧壁和/或间隔层，气体输运管路051的一端连接气氛控制系统，另一端通向半封闭结构内部。
气氛调控构型结构052与食品表面之间封闭形成工作区域，通过气体输运管路051向工作区域通入氮气，形成气压为0.03MPa的低气压氮气含量大于90％的工作气体状态。
设置采样管路053将工作区域与测试仪器相连，共有三个采样点，分别通过三个采样气路与检测设备相连，能够同时检测电子束与食品相互作用过程中，食品周围气体化学成分、颗粒物和气压状态，监控负压区状态和食品的消杀净化处理效果。
净化系统能够实现对大肠杆菌、沙门氏菌的100％杀灭，同时，处理过程对免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化酶等三种营养物质的破坏低于1％。
实施例三
一种自由电子食品净化装置，包括如下组件：低能电子源01，布控组件02，电场调控功能结构03，食品承载组件04，其中，
低能电子源01包括自由电子发射结构011，多级场致发射电子窗012，真空封装结构013，
自由电子发射结构011与多级场致发射电子窗012之间存在约10mm间隙，该间隙通过开孔石英圆台保持，真空封装结构013为陶瓷腔体通过可伐合金与金属封装板焊接形成，直径约32毫米，通过吸气剂实现并保持自由电子发射源011和场致发射电子窗012之间的间隙形成低于1×10-3Pa的低气压环境，
自由电子发射结构011，为几字形曲线状，在其表面设置有镍基准一维纳米结构，其单体的形貌为尖锐的针状，等效直径约30纳米，长度约15微米。自由电子发射结构011下部有加热器结构，能够将电路中的电能转化为焦耳热，并通过绝缘层传递热量至电子发射结构011，产生热电子发射，同时，将自由电子发射结构011接入外部电路的负高压，产生冷阴极场发射。
多级场致发射电子窗012为高导硅基材，直接与自由电子加速电场接触的区域为圆形，直径约12毫米。基材本身为闭孔多孔结构，或者至少局部为闭孔多孔结构，同时，至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构，电场增强纳米结构为体积在约10-3立方微米量级的准零维银纳米粒子结构。
4个低能电子源01组成低能电子源阵列协同工作，每个低能电子源01均通过布控组件02实现机械固定及其与供电激励系统的电气连接，布控组件02为印刷电路板复合材料，外部激励为单一极性的脉冲负高压，最高工作电压5千伏，脉宽约150纳秒。
电场调控功能结构03，包括一个设置在牛奶液面以下的电极，不暴露在空气中，以及4个设置在牛奶液面以上的电极，处于牛奶液面以上周边区域，能够调控电子束传播路径上空气中以及液体被玷污表面内部的电场分布，使四个低能电子源到液面之间区域的平均电场均能达到2×104V/m量级，液面以内局部区域场强最大值经测算可达到108V/m量级。
电场调控功能结构03表面不同区域，分别设置有氧化钛纳米管准一维纳米结构其平均直径约为180纳米，壁厚约为5纳米，平均高度约为300纳米；以及氧化锌纳米棒准一维纳米结构，其平均直径约为100纳米，平均高度约为20微米，此外，氧化锌纳米棒外层包裹着硒化锌薄膜，厚度约1纳米，形成异质异构的结构，其界面处两种晶格的能级差，利于形成水合自由电子的逸出。
食品承载组件04，为食品级聚丙烯塑料，加工形成四条直线状沟道，液态食品能够在其中流动，一过性地、但可循环地与低能电子源01所产生的自由电子及其他活性物质接触，通过沟道结构控制液态食品的液面形态和深度在沟道中的分布，并能控制液态食品的流动速度，其最大流速约为10cm/s。
在外电场调节电子窗012与液态食品表面之间，设置结构化气氛控制组件05，为食品级聚丙烯塑料，结构化气氛控制组件05由气体输运管路051和气氛调控构型结构052组成，气体输运管路051设置于气氛调控构型结构052的内部，气氛调控构型结构052能够将放电电极系统与液态食品表面之间的空间分隔为若干分立的工作区域，并具有较好的密封性，其作用是将自由电子与空气分子相互作用的有害气态副产物控制在尽量有限的空间，以快速全面处理。而在其内部设置气体输运管路051，将各个工作区域与气氛控制系统连通，气氛控制系统包括真空泵和臭氧催化分解装置，可在工作区域产生约0.01MPa的低气压状态，因此，能够利用结构特征，因势利导地将工作区域内有害副产物抽吸出相互作用空间，集中管控、无害化处理。
与单个低能电子源01对比，在约5倍流量条件下，净化系统能够实现对大肠杆菌、沙门氏菌的100％杀灭，同时，处理过程对免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化酶等三种营养物质的破坏低于1％。
实施例四
一种自由电子食品净化装置，除以下特征外，其余具体实施方式的特征与第二个实施例完全相同：
本实施例中，对各类不同构型和分布特征的准零维纳米结构和准一维纳米结构进行了建模计算，以期与第二个实施例中的实验状态进行对比，共包括三种具体情况：
第一种情况：
将平均体积在10-6～10-1立方微米量级的球状、椭球状、多面体状、碎片状、分形结晶状和针状颗粒，以最大和最小直径差异在1～10000之间的不均匀程度，设置在自由电子源发射结构011、多级场致发射自由电子窗012和电场调控功能结构03表面，或单层均布、或随机堆叠设置，当其为导体或半导体，考虑量子效应或仅考虑静电场守恒的泊松方程，经数值计算，其局部电场增强最大值均能达到108V/m以上量级，因此均能达成与实验相似水平的电场调节效果。
第二种情况：
将平均直径1～1000纳米、平均长度5纳米～1毫米、长径比5～106范围内的针状、柱状、棱台状、管状、线状、细长片状准一维纳米结构，以最大和最小直径差异在1～1000之间的不均匀程度，设置在自由电子源发射结构011、多级场致发射自由电子窗012和电场调控功能结构03表面，或单层均布、或任意2～3种不同结构堆叠，当其为导体或半导体，考虑量子效应或仅考虑静电场守恒的泊松方程，经数值计算，其局部电场增强最大值均能达到108V/m以上量级，因此均能达成与实验相似水平的电场调节效果。
第三种情况：
在自由电子源发射结构011、多级场致发射自由电子窗012和电场调控功能结构03表面，或单层均布、或任意2～3种不同结构堆叠，设置准一维纳米结构，其具体特征与第二种情况相同，
在准一维纳米结构表面进一步设置准零维纳米结构，其具体特征与第一种情况相同。
经数值计算，其局部电场增强最大值均能达到108V/m以上量级，因此均能达成与实验相似水平的电场调节效果。
因此，根据上述理论计算结合实验推断，所述的准零维纳米结构，可以选用空心的或者实心的球状、椭球状、多面体状、碎片状、分形结晶状和针状的颗粒状特征。
所述的准一维纳米结构，可以选用针状、柱状、棱台状、管状、线状、细长片状特征。
实施例五
一种自由电子食品净化装置，除以下特征外，其余具体实施方式的特征与第二个实施例完全相同：
在本实施例中，不包含电场调控功能结构03。
在三种具体实测条件下，在达到与实施例2相同的消杀效果的同时，相同类型营养物质的破坏程度增大，平均约15％，但处理通量增大约30％。
实施例六
一种自由电子食品净化装置，除以下特征外，其余具体实施方式的特征与第二个实施例完全相同：
在本实施例中，结构化气氛控制组件(05)将将低能电子源(01)与液态食品表面之间的空间分隔为两个分立的工作区域，使得牛奶作用时间增加，从而可增大牛奶处理的通量。该策略不但可以通过重构装置结构实现，而且可通过模块化组装方便快捷地实现，增强本发明技术方案的适用范围。
在三种具体实测条件下，在达到与实施例2相同的消杀效果的同时，相同类型营养物质的破坏程度增大，平均约15％，但由于作用面积增加，因此，处理通量线性地增大约60％。
值得说明的是，以上各个实施例选用的牛奶等液态食品进行说明，而实施例提供的技术方案同样适用于固体食品、或者固体液体混合食品(例如水果罐头等)、甚至固液气三态混合食品(例如含有果肉的碳酸饮料等)，本发明并不对食品的形态做出限定。
另外需要说明的是，纳米材料的科学定义应当是由于某个维度尺度缩减到一定水平，导致某方面的物理、化学性质显示出介于微观和宏观之间的“介观”特征，既不同于微观粒子体系的量子化特征，也不同于宏观连续体系的经典特征。由于这个尺度水平通常地处于1～100纳米，因此，本领域经常粗略地将零维纳米材料定义为三个维度均处于该水平的材料，一维纳米材料是指两个维度均处于该水平的材料，二维纳米材料是指一个维度处于该水平的材料。但是，在这个水平附近，但显著地小于或大于这个尺度水平的尺度范围：[1-x1(纳米)，100+x2(纳米)]，且x1和x2均大于零，本领域科研和技术人员也大量发现类似的现象，而且，x1和x2的具体水平与具体的物理、化学性质以及材料的类型有关。为此，本领域技术人员将准零维纳米材料定义为三个维度均处于该放大且修正的水平的材料，将准一维纳米材料定义为两个维度均处于该放大且修正水平的材料，将准二维纳米材料定义为一个维度处于该放大且修正水平的材料。如无特别说明，本申请中取X1＝0.5，X2＝1900。即准零维纳米材料、零维纳米材料、准一维纳米材料、一维纳米材料、准二维纳米材料和二维纳米材料定义分别是：
准零维纳米材料：三个维度均处于[0.5纳米，2000纳米]范围的材料；
准一维纳米材料：两个维度均处于[0.5纳米，2000纳米]范围的材料；
准二维纳米材料：一个维度处于[0.5纳米，2000纳米]范围的材料；
零维纳米材料：三个维度均处于[1纳米，100纳米]范围的材料；
一维纳米材料：两个维度均处于[1纳米，100纳米]范围的材料；
二维纳米材料：一个维度处于[1纳米，100纳米]范围的材料。
本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (24)
1.一种食品处理方法，其特征在于，包括：
发射自由电子；
生成自由电子加速电场，通过所述加速电场加速所发射的自由电子；
生成自由电子碰撞过程调制电场，通过所述调制电场控制部分自由电子与所述调制电场中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子；
控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子共同作用于食品表面。
2.根据权利要求1所述的食品处理方法，其特征在于：
所述发射自由电子的过程为：
制造并保持阴极材料所处的第一工作区的气压环境；
施加所述加速电场使电子逸出阴极材料表面，进入第一工作区成为自由电子；
通过第一工作区的所述加速电场调制所发射的自由电子的能量和通量，使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区；
所述第二工作区的气压高于所述第一工作区的气压。
3.根据权利要求2所述的食品处理方法，其特征在于：
食品所处的第二工作区的气压环境为常压、稀薄气体或高压气体。
4.根据权利要求3所述的食品处理方法，其特征在于：
在第二工作区生成自由电子碰撞过程调制电场；
调节所述调制电场，通过自由电子与气体分子的碰撞电离使自由电子增殖并调控其能量。
5.根据权利要求3所述的食品处理方法，其特征在于：
控制自有电子透过多级场致发射电子窗实现所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区；
所述多级场致发射电子窗具有闭孔多孔结构，且至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构。
6.根据权利要求3所述的食品处理方法，其特征在于：
使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入食品所处的第二工作区的过程包括：
在第一工作区和第二工作区的交界处，设置多个场致发射结构，每个场致发射结构均能获取并聚集自由电子，以及产生场致发射；
部分场致发射结构所发射的自由电子，能够至少部分地被其他场致发射结构所获取，从而形成分级、分层或分区域的获取、聚集、场致发射过程，直至自由电子从第一工作区逸出到第二工作区，进入自由电子碰撞过程调制电场，并与其中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子。
7.根据权利要求3所述的食品处理方法，其特征在于：
通过调节自由电子的平均自由程及其逸出第一工作区的位置与食品表面之间的相对距离，调控自由电子与食品周围气体分子的碰撞电离和激发过程。
8.根据权利要求1-7任一项所述的食品处理方法，其特征在于：
所述第一工作区的气压低于0.1MPa。
9.根据权利要求1-7任一项所述的食品处理方法，其特征在于：
还包括：
检测第一工作区和/或第二工作区的气体中颗粒物、化学成分和气压；
监控第一工作区和/或第二工作区的气压环境状态，以及食品的消杀净化处理效果。
10.根据权利要求1-7任一项所述的食品处理方法，其特征在于：
所述食品为液态食品、固态食品或固液气三态混合食品。
11.一种食品处理装置，其特征在于，包括：
低能电子源(01)，布控组件(02)和食品承载组件(04)；
低能电子源(01)安装于布控组件(02)上，布控组件(02)位于食品承载组件(04)上方；
低能电子源(01)包括自由电子发射结构(011)、多级场致发射电子窗(012)和真空封装结构(013)；
自由电子发射结构(011)与多级场致发射电子窗(012)之间存在间隙；
所述真空封装结构(013)用于保证自由电子发射源(011)和场致发射电子窗(012)之间的间隙形成低气压环境；
食品承载组件(04)，用于承载液态食品并控制液态食品的形状和运动状态；
自由电子发射结构(011)用于实现自由电子的发射；
多级场致发射电子窗(012)为导体或半导体材质基材，基材上设置有多个沉孔，所述基材本身为闭孔多孔结构或者至少局部为闭孔多孔结构；
至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构。
12.根据权利要求11所述的食品处理装置，其特征在于：
所述沉孔截面积大于3平方微米。
13.根据权利要求11所述的食品处理装置，其特征在于：
所述电场增强纳米结构为体积在10-5～10立方微米量级的准零维纳米结构，或者是准一维纳米结构。
14.根据权利要求11所述的食品处理装置，其特征在于：
包括多个低能电子源(01)组成的低能电子源阵列；
每个低能电子源(01)均通过布控组件(02)固定连接及其与供电激励系统的电气连接。
15.根据权利要求11所述的食品处理装置，其特征在于：
还包括电场调控功能结构(03)；
所述电场调控功能结构(03)包括一个或多个电极，用于调控各个工作区域以及液体食品内部的电场分布。
16.根据权利要求15所述的食品处理装置，其特征在于：
所述一个或多个电极设置在所述食品周边，或者设置在食品内部，或者同时设置在食品周边和食品内部。
17.根据权利要求15所述的食品处理装置，其特征在于：
所述电场调控功能结构部分或全部表面设置有一种或多种电场增强准零维纳米结构或准一维纳米结构。
18.根据权利要求17所述的食品处理装置，其特征在于：
所述准零维纳米结构为空心或者实心的球状、椭球状、多面体状、片状、分形结晶状和针状的颗粒。
19.根据权利要求15所述的食品处理装置，其特征在于：
所述准一维纳米结构，为针状、柱状、棱台状、管状、线状、片状。
20.根据权利要求11所述的食品处理装置，其特征在于：
所述食品承载组件(04)设有“几”字形沟道供液态食品在其中流动。
21.根据权利要求11-20任一项所述的食品处理装置，其特征在于：
还包括结构化气氛控制组件(05)；
结构化气氛控制组件(05)包括气体输运管路(051)和气氛调控构型结构(052)；气体输运管路(051)设置于气氛调控构型结构(052)内部；
气氛调控构型结构(052)用于将低能电子源(01)与液态食品表面之间的空间分隔为至少一个工作区域；
气体输运管路(051)将各个工作区域与气氛控制系统连通；
所述气氛控制系统包括真空泵和臭氧催化分解装置，可在工作区域产生低气压状态。
22.根据权利要求21所述的食品处理装置，其特征在于：
所述气氛控制系统在工作区域产生小于0.01MPa的低气压状态。
23.根据权利要求11-20任一项所述的食品处理装置，其特征在于：
自由电子源发射结构(011)、多级场致发射自由电子窗(012)和电场调控功能结构(03)表面，单层均布或随机堆叠设置平均体积在10-6～10-1立方微米量级的球状、椭球状、多面体状、碎片状、分形结晶状和针状颗粒。
24.根据权利要求11-20任一项所述的食品处理装置，其特征在于：
还包括采样管路，将工作区域与用于检测气体中颗粒物、化学成分和气压的仪器相连，以监控负压区状态和食品的消杀净化处理效果。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628991A (ja) * | 1991-03-28 | 1994-02-04 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビーム励起イオン照射装置 |
| JP3090798U (ja) * | 2002-06-17 | 2002-12-26 | 靜甲株式会社 | 食品工場用電子線滅菌装置 |
| US20050118350A1 (en) * | 2002-03-28 | 2005-06-02 | Pavel Koulik | Atmospheric plasma surface treatment method and device for same |
| DE102008051519A1 (de) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | rtw RÖNTGEN-TECHNIK DR. WARRIKHOFF GmbH & Co. KG | Elektronenstrahler mit Austrittsfenster |
| US20140319382A1 (en) * | 2011-11-24 | 2014-10-30 | Creo Medical Limited | Gas plasma disinfection and sterilisation apparatus |
| CN111184904A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-05-22 | 张廷嘉 | 一种生物病毒杀灭装置 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628991A (ja) * | 1991-03-28 | 1994-02-04 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビーム励起イオン照射装置 |
| US20050118350A1 (en) * | 2002-03-28 | 2005-06-02 | Pavel Koulik | Atmospheric plasma surface treatment method and device for same |
| JP3090798U (ja) * | 2002-06-17 | 2002-12-26 | 靜甲株式会社 | 食品工場用電子線滅菌装置 |
| DE102008051519A1 (de) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | rtw RÖNTGEN-TECHNIK DR. WARRIKHOFF GmbH & Co. KG | Elektronenstrahler mit Austrittsfenster |
| US20140319382A1 (en) * | 2011-11-24 | 2014-10-30 | Creo Medical Limited | Gas plasma disinfection and sterilisation apparatus |
| CN111184904A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-05-22 | 张廷嘉 | 一种生物病毒杀灭装置 |
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