CN114052161B - 一种脉冲强光食用油灭菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲强光食用油灭菌装置，包括外罩(1)，所述外罩(1)内部沿竖直方向设有杀菌流道(2)，所述杀菌流道(2)的下端连接有进水管(3)，杀菌流道(2)的上端连接有出水管(4)，所述杀菌流道(2)与外罩(1)之间沿周向布置有若干脉冲杀菌灯(5)，所述杀菌流道(2)包括内外同轴设置的不锈钢圆杆(6)和滤紫石英套(7)，不锈钢圆杆(6)和滤紫石英套(7)之间形成截面为环形的杀菌腔(8)，所述不锈钢圆杆(6)的外表面可反射脉冲杀菌灯(5)射出的光线。本发明结构简洁、使用灵活，便于生产制造，同时兼顾了杀菌效果好、均匀杀菌、能耗低、对食用油本身的损害小等诸多优点。

Description

一种脉冲强光食用油灭菌装置

技术领域

本发明涉及流体杀菌技术领域，特别是一种脉冲强光食用油灭菌装置。

背景技术

目前，市场上对于流体的杀菌普遍是采用高压灭菌锅高温杀菌，采用热杀菌的方式，缺少一定的灵活性，对于不耐高温的流体，如食用油，也开发出了高压脉冲电场杀菌、高压脉冲强光杀菌等技术，尤其是高压脉冲强光杀菌，作为低温、非接触式的杀菌手段势必成为未来流体杀菌的主流，目前，这种杀菌方式存在的问题是设备的设计、生产、制造成本高，且设备使用时的能耗也较高，由于脉冲强光穿透能力强，杀菌效果好，但是食用油本身比较粘稠，受温度影响变化大，且食用油中部分成分对脉冲光的耐受性不高，脉冲光强度过高容易造成食用油杀菌时营养成分的降解、食用油氧化等问题，改变风味，而脉冲光强度过低则食用油的霉菌脱除率无法达标。因此，如何更好地利用高压脉冲强光这一杀菌技术且克服高压脉冲强光在杀菌过程中所存在的弊端是目前流体杀菌领域中的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种脉冲强光食用油灭菌装置。本发明结构简洁、使用灵活，便于生产制造，同时兼顾了杀菌效果好、均匀杀菌、能耗低、对食用油本身的损害小等诸多优点。

本发明的技术方案：一种脉冲强光食用油灭菌装置，包括外罩，所述外罩内部沿竖直方向设有杀菌流道，所述杀菌流道的下端连接有进水管，杀菌流道的上端连接有出水管，所述杀菌流道与外罩之间沿周向布置有若干脉冲杀菌灯，所述杀菌流道包括内外同轴设置的不锈钢圆杆和滤紫石英套，不锈钢圆杆和滤紫石英套之间形成截面为环形的杀菌腔，所述不锈钢圆杆的外表面可反射脉冲杀菌灯射出的光线。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明设计了由不锈钢圆杆和滤紫石英套构成的杀菌流道，其中滤紫石英套可以滤去高压脉冲光中的紫外光，有效预防食用油杀菌时营养成分的降解、食用油氧化等问题，能有效保持食用油的风味，对环状的杀菌腔而言，随着脉冲光的穿透射向不锈钢圆杆，脉冲光的强度是逐渐递减的，而不锈钢圆杆可对过滤后的高压脉冲光进行反射，这部分反射光可对靠近不锈钢圆杆部分的食用油作二次的补充杀菌，该结构改进带来的二次杀菌，不仅提高了能量利用率，更是使得整个杀菌腔内的食用油得以均匀地杀菌，本发明不仅杀菌效果好而且做到了低能耗杀菌，同时本发明整体结构简洁，使用起来较为灵活且制造成本较低，适合大范围推广使用。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述脉冲杀菌灯的数量为四个，四个脉冲杀菌灯均匀地分布在杀菌流道与外罩之间，单个脉冲杀菌灯包括反光罩，所述反光罩上设有内凹的弧形反射面，所述反光罩内设有条状的灯管。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述杀菌腔内作用有直射光、外部反射光和内部反射光，所述直射光为灯管释放的直接穿过滤紫石英套射向杀菌腔的脉冲光，所述外部反射光为灯管释放的通过反光罩的弧形反射面反射后再穿过滤紫石英套射向杀菌腔的脉冲光，所述内部反射光为直射光和外部反射光进入杀菌腔后再经不锈钢圆杆的外表面反射的脉冲光。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述滤紫石英套的下端部连接有第一密封套，进水管的端部设有第一转接头，所述第一转接头与第一密封套相连接，所述不锈钢圆杆的下端部连接有导流头，所述导流头伸入至第一转接头内。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述导流头呈锥状，伸入至第一转接头内的部分为尖端部，导流头的底部与不锈钢圆杆的下端部相连接，且导流头底部的面积大于不锈钢圆杆下端部的面积。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述滤紫石英套的上端部连接有第二密封套，出水管的端部设有第二转接头，所述第二转接头与第二密封套相连接，所述不锈钢圆杆的上端部连接有导流块，所述导流块呈圆盘状，导流块的外边缘沿周向均匀地分布有若干导流缺口。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述外罩包括框架，所述框架呈长方体状，框架的顶面和底面分别设有上盖板和下盖板，框架的其余四面均设有侧开门。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述上盖的下表面贴紧连接有上隔板，上隔板的中心设有通孔，上盖上与通孔对应处设有尺寸大于通孔的连接孔，连接孔处设有连接片，连接片中心设有与通孔等径的孔位；所述第二转接头穿过连接孔与通孔插入连接在第二密封套内，第二密封套上设有连接环，所述连接环设置在通孔内，所述连接环与连接片之间经螺栓螺母可拆卸连接，所述连接片与上隔板之间经螺栓螺母可拆卸连接。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述连接片包括呈轴对称布置的左固定片和右固定片，左固定片和右固定片拼合后形成与与通孔等径的孔位。

前述的一种脉冲强光食用油灭菌装置中，所述反光罩的弧形反射面外部设有通水扁管，所述通水扁管沿灯管的长度方向设置，所述通水扁管的两端设有进水口和出水口。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图2沿A-A向剖视图；

图4是杀菌流道的结构示意图；

图5是杀菌流道的内部结构剖视图；

图6是脉冲杀菌灯的位置布置示意图；

图7是脉冲杀菌灯的结构示意图；

图8是脉冲杀菌灯的另一视角的结构示意图；

图9是杀菌流道与上盖之间的连接结构示意图；

图10是第二密封套的结构示意图；

图11是导流块的结构示意图；

图12是导流头的结构示意图；

图13是四个脉冲杀菌灯照射杀菌流道的光路分布图；

图14是四个脉冲杀菌灯照射至杀菌流道液面时的光照均匀性色彩分布图；

图15是四个脉冲杀菌灯照射至杀菌流道液面时的光照均匀性数值分布图。

附图标记：1-外罩，2-杀菌流道，3-进水管，4-出水管，5-脉冲杀菌灯，6-不锈钢圆杆，7-滤紫石英套，8-杀菌腔，9-第一密封套，10-第一转接头，11-导流头，12-第二密封套，13-第二转接头，14-导流块，15-流速调节球阀，51-反光罩，52-弧形反射面，53-灯管，54-通水扁管，55-进水口，56-出水口，101-框架，102-上盖，103-下盖，104-侧开门，121-连接环，141-导流缺口，201-上隔板，202-通孔，203-连接孔，204-连接片，2041-左固定片，2042-右固定片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种脉冲强光食用油灭菌装置，结构如图1至图12所示，包括外罩1，所述外罩1内部沿竖直方向设有杀菌流道2，所述杀菌流道2的下端连接有进水管3，杀菌流道2的上端连接有出水管4，所述杀菌流道2与外罩1之间沿周向布置有若干脉冲杀菌灯5，所述杀菌流道2包括内外同轴设置的不锈钢圆杆6和滤紫石英套7，不锈钢圆杆6和滤紫石英套7之间形成截面为环形的杀菌腔8，所述不锈钢圆杆6的外表面可反射脉冲杀菌灯5射出的光线。

作为优选，脉冲杀菌灯5的数量为四个，四个脉冲杀菌灯5均匀地分布在杀菌流道2与外罩1之间，单个脉冲杀菌灯5包括反光罩51，反光罩51为短拉丝不锈钢材质，所述反光罩51上设有内凹的弧形反射面52，所述反光罩51内设有条状的灯管53，该布局下的脉冲杀菌灯5兼顾了杀菌效果、制造成本以及能耗。

作为优选，滤紫石英套7的外径为32mm，壁厚为1.5mm，滤紫外波段190-320nm。

作为优选，不锈钢圆杆6外径为10mm，材质选用316食品级不锈钢，使得杀菌腔8内部金属污染降到最低，杀菌腔8环形截面厚度约为9.5mm。

作为优选，出水管4上设有流速调节球阀15，采用泵类推动食用油，从下往上进行流动，本发明各管道拐角处均采用90°圆角不锈钢管，使得食用油可以顺畅流动。

作为优选，灯管53与滤紫石英套7外壁之间的最短距离为32mm。

作为优选，杀菌腔8内作用有直射光、外部反射光和内部反射光，所述直射光为灯管53释放的直接穿过滤紫石英套7射向杀菌腔8的脉冲光，所述外部反射光为灯管53释放的通过反光罩51的弧形反射面52反射后再穿过滤紫石英套7射向杀菌腔8的脉冲光，所述内部反射光为直射光和外部反射光进入杀菌腔8后再经不锈钢圆杆6的外表面反射的脉冲光，直射光、外部反射光和内部反射光同时作用于食用油不仅能提高杀菌率、杀菌均匀性，同时也提高了能量利用率，节能降耗。

以上参数的选择是基于食用油粘稠的特性、考虑到脉冲光的穿透性、以及食用油对于脉冲光耐受性后，统筹做出的选择，脉冲光的强度选择控制内部反射光不再从滤紫石英套射出为标准，一般需要多次调试后得出。

作为优选，四个脉冲杀菌灯5中，相邻脉冲杀菌灯5的反光罩51之间的间隙需要尽可能的小，从而更好地利用灯管53发出的脉冲光，更高效节能地对食用油进行杀菌。

作为优选，滤紫石英套7的下端部连接有第一密封套9，第一密封套9为不锈钢密封套与卫生卡盘焊接的结构，进水管3的端部设有第一转接头10，所述第一转接头10与第一密封套9相连接，所述不锈钢圆杆6的下端部连接有导流头11，所述导流头11伸入至第一转接头10内，起导流作用。

作为优选，导流头11呈锥状，伸入至第一转接头10内的部分为尖端部，导流头11的底部与不锈钢圆杆6的下端部相连接，且导流头11底部的面积大于不锈钢圆杆6下端部的面积，将食用油流入杀菌腔8的阻力降到最低。

作为优选，滤紫石英套7的上端部连接有第二密封套12，第二密封套12为不锈钢密封套与卫生卡盘焊接的结构，出水管4的端部设有第二转接头13，所述第二转接头13与第二密封套12相连接，所述不锈钢圆杆6的上端部连接有导流块14，所述导流块14呈圆盘状，导流块14的外边缘沿周向均匀地分布有若干导流缺口141，起导流作用，便于食用油更顺畅地从杀菌腔8流出。

作为优选，第一密封套9、第二密封套12的卫生卡盘分别与不锈钢圆杆6的两端连接固定，第一密封套9、第二密封套12的不锈钢密封套分别与滤紫石英套7的两端连接固定，从而使杀菌流道2可以在外罩1内部沿竖直方向固定设置。

由于滤紫石英套7的材料强度有限，不锈钢圆杆6的另一作用是与滤紫石英套7提升杀菌流道2的安装强度。

作为优选，外罩1包括框架101，框架101为铝合金材质，轻质环保，便于运输，所述框架101呈长方体状，框架101的顶面和底面分别设有上盖102和下盖103，上盖102和下盖103同为铝合金材质，上盖102、下盖103与框架101为一体式结构，结构强度高，框架101的其余四面均设有侧开门104，侧开门104设有门锁，管理人员可通过钥匙打开。

作为优选，上盖102处向上设有出风口，下盖103处向下设有进风口，出风口连接有负压风机，使整个外罩1内部形成由下至上的空气流动路线，从而使本发明在杀菌过程中能实现风冷降温。

作为优选，上盖102的下表面贴紧连接有上隔板201，上隔板201的中心设有通孔202，上盖102上与通孔202对应处设有尺寸大于通孔202的连接孔203，连接孔203处设有连接片204，连接片204中心设有与通孔202等径的孔位；所述第二转接头13穿过连接孔203与通孔202插入连接在第二密封套12内，第二密封套12上设有连接环121，所述连接环121设置在通孔202内，所述连接环121与连接片204之间经螺栓螺母可拆卸连接，所述连接片204与上隔板201之间经螺栓螺母可拆卸连接。

同理，下盖103的上表面贴紧连接有下隔板，第一密封套9通过螺栓螺母可拆卸连接在下隔板上方。

作为优选，连接片204包括呈轴对称布置的左固定片2041和右固定片2042，左固定片2041和右固定片2042拼合后形成与与通孔202等径的孔位，左固定片2041和右固定片2042的设计便于拆卸，拆卸时不会受到第二转接头13或出水管4的影响。

作为优选，反光罩51的弧形反射面52外部设有通水扁管54，所述通水扁管54沿灯管53的长度方向设置，所述通水扁管54的两端设有进水口55和出水口56。

图13为四个脉冲杀菌灯照射杀菌流道的光路分布图，为了使光路图的原理更加清楚，本发明在图13中并未将所有的光路都画出，仅仅示意性地画了几条直射光、外部反射光和内部反射光。

本发明不锈钢圆杆6的设计初衷是为了防止脉冲光在杀菌流道2的轴线附近过密地聚集，从而破坏食用油的风味，设置不锈钢圆杆6后形成了环形的杀菌腔8结构，以不锈钢圆杆6为中轴线的同心圆柱液面中，越靠外的液面虽然脉冲光较为稀疏，但受到的脉冲光照射强度越高，对于直射光和外部反射光而言，对相对靠外的圆柱液面杀菌力度更大，但是由于不锈钢圆杆6的反光特性，结合不锈钢圆杆6和滤紫石英套7的尺寸设计，以及各灯管53的位置布置，使得本发明杀菌腔8相对靠内的圆柱液面能接收来自不锈钢圆杆6所反射的内部反射光，内部反射光作为可对靠近不锈钢圆杆部分的食用油作二次的补充杀菌，从而弥补靠内的圆柱液面受到的脉冲光照射强度弱这一缺点，结合四个脉冲杀菌灯照射，光路能实现无死角照射，同时也实现了整个杀菌腔8的均匀杀菌。

图14和图15是以不锈钢圆管为原点的液面光照均匀性测试图，四个脉冲杀菌灯照射时光照均匀性好，经过多次测试验证四个脉冲杀菌灯的组合杀菌方式为杀菌均匀性最佳的组合方式。

本实施例同时对食用油流经杀菌腔8的总用时对霉菌脱除率的影响做了实验，实验结果如下：

食用油流经杀菌腔8的时间越久消耗能量越高，杀菌效果却不一定最好，本发明的食用油流经杀菌腔时间为29.9s时，霉菌脱除率最好。

以上结构的设计、各部件尺寸以及实验参数的选择兼顾了杀菌效果与能耗，最终的霉菌脱除率可达到58％以上，杀菌效果好。

每次使用后将杀菌腔8清洗即可，定期对杀菌流道2进行整体更换。

杀菌流道2进行整体更换时，通过将左固定片2041和右固定片2042拆除，连接环121上的螺栓螺母连接就能解除，此时再将第一密封套9与下隔板之间的螺栓螺母拆除，即可在不打开侧开门104或上盖102、下盖103的前提下，将整个杀菌流道2整体向上沿着通孔202、连接孔203从上盖102的上方取出，无需拆除本发明的其它部件，操作快捷方便，实现杀菌流道2的快速更换。

本发明的工作原理：食用油从进水管3输入，四个脉冲杀菌灯5开启对流经杀菌腔8的食用油进行高压脉冲杀菌，与此同时，各个脉冲杀菌灯5的通水扁管54由下至上通水进行水冷降温，进风口进风使整个外罩1内部形成由下至上的空气流动路线，从而使本发明在杀菌过程中实现风冷降温。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种脉冲强光食用油灭菌装置，其特征在于：包括外罩（1），所述外罩（1）内部沿竖直方向设有杀菌流道（2），所述杀菌流道（2）的下端连接有进水管（3），杀菌流道（2）的上端连接有出水管（4），所述杀菌流道（2）与外罩（1）之间沿周向布置有若干脉冲杀菌灯（5），所述杀菌流道（2）包括内外同轴设置的不锈钢圆杆（6）和滤紫石英套（7），不锈钢圆杆（6）和滤紫石英套（7）之间形成截面为环形的杀菌腔（8），所述不锈钢圆杆（6）的外表面可反射脉冲杀菌灯（5）射出的光线；

所述脉冲杀菌灯（5）的数量为四个，四个脉冲杀菌灯（5）均匀地分布在杀菌流道（2）与外罩（1）之间，单个脉冲杀菌灯（5）包括反光罩（51），所述反光罩（51）上设有内凹的弧形反射面（52），所述反光罩（51）内设有条状的灯管（53）；

所述杀菌腔（8）内作用有直射光、外部反射光和内部反射光，所述直射光为灯管（53）释放的直接穿过滤紫石英套（7）射向杀菌腔（8）的脉冲光，所述外部反射光为灯管（53）释放的通过反光罩（51）的弧形反射面（52）反射后再穿过滤紫石英套（7）射向杀菌腔（8）的脉冲光，所述内部反射光为直射光和外部反射光进入杀菌腔（8）后再经不锈钢圆杆（6）的外表面反射的脉冲光；

所述滤紫石英套（7）的下端部连接有第一密封套（9），进水管（3）的端部设有第一转接头（10），所述第一转接头（10）与第一密封套（9）相连接，所述不锈钢圆杆（6）的下端部连接有导流头（11），所述导流头（11）伸入至第一转接头（10）内；

所述导流头（11）呈锥状，伸入至第一转接头（10）内的部分为尖端部，导流头（11）的底部与不锈钢圆杆（6）的下端部相连接，且导流头（11）底部的面积大于不锈钢圆杆（6）下端部的面积；

所述滤紫石英套（7）的上端部连接有第二密封套（12），出水管（4）的端部设有第二转接头（13），所述第二转接头（13）与第二密封套（12）相连接，所述不锈钢圆杆（6）的上端部连接有导流块（14），所述导流块（14）呈圆盘状，导流块（14）的外边缘沿周向均匀地分布有若干导流缺口（141）。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲强光食用油灭菌装置，其特征在于：所述外罩（1）包括框架（101），所述框架（101）呈长方体状，框架（101）的顶面和底面分别设有上盖（102）和下盖（103），框架（101）的其余四面均设有侧开门（104）。

3.根据权利要求2所述的一种脉冲强光食用油灭菌装置，其特征在于：所述上盖（102）的下表面贴紧连接有上隔板（201），上隔板（201）的中心设有通孔（202），上盖（102）上与通孔（202）对应处设有尺寸大于通孔（202）的连接孔（203），连接孔（203）处设有连接片（204），连接片（204）中心设有与通孔（202）等径的孔位；所述第二转接头（13）穿过连接孔（203）与通孔（202）插入连接在第二密封套（12）内，第二密封套（12）上设有连接环（121），所述连接环（121）设置在通孔（202）内，所述连接环（121）与连接片（204）之间经螺栓螺母可拆卸连接，所述连接片（204）与上隔板（201）之间经螺栓螺母可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种脉冲强光食用油灭菌装置，其特征在于：所述连接片（204）包括呈轴对称布置的左固定片（2041）和右固定片（2042），左固定片（2041）和右固定片（2042）拼合后形成与与通孔（202）等径的孔位。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲强光食用油灭菌装置，其特征在于：所述反光罩（51）的弧形反射面（52）外部设有通水扁管（54），所述通水扁管（54）沿灯管（53）的长度方向设置，所述通水扁管（54）的两端设有进水口（55）和出水口（56）。