TWM578167U - High static fluid pressure treatment device - Google Patents

Abstract

一種高靜流體壓處理裝置，適用於食品加工，且包含影像擷取組件、加壓器、記憶體及中央處理控制器。影像擷取組件用於取得食品的第一影像。加壓器用於對食品進行高壓處理。記憶體儲存第一食品品質參數組及第二食品品質參數組。中央處理控制器依據第一影像取得第一顏色參數並存入第一食品品質參數組，據以控制加壓器對食品進行第一次高壓處理以取得初處理食品，控制影像擷取組件取得初處理食品的第二影像，據以取得第二顏色參數並存入第二食品品質參數組，且依據第二食品品質參數組及殺菌標準來控制加壓器對初處理食品執行第二次高壓處理。

Description

高靜流體壓處理裝置

本創作係關於一種食品處理裝置，特別係高壓處理裝置。

傳統的高溫殺菌技術在食品加工過程中往往會導致食品的變質，而使食品流失了原有的風味及營養價值。因此近年來發展出高壓處理（High Pressure Processing，HPP）技術來執行食品的殺菌，以取代高溫殺菌技術。高壓處理技術又稱為高靜流體壓處理（High Hydrostatic Pressure Processing，HHP）技術，其透過流體傳遞高壓至食品，以破壞食品內的微生物的細胞膜，並且造成與繁殖相關的酵素變性，使得微生物死亡或失去分裂生長的能力，進而達到殺菌效果。

為了達到良好的殺菌效果，高壓處理技術所需提供給食品的壓力值相當地高。高壓處理技術雖不會因高溫而使食品流失營養，然而，一次性地施予極高壓力恐使得食品的組成結構改變，而使食品的顏色或質地產生明顯的變化，導致消費者因懷疑食品的新鮮度而降低購買的意願。

鑒於上述，本創作提供一種高靜流體壓處理裝置。

依據本創作一實施例的高靜流體壓處理裝置，適用於食品的加工，所述裝置包含影像擷取組件、加壓器、記憶體及中央處理控制器，其中中央處理控制器連接於影像擷取組件、加壓器及記憶體。影像擷取組件用於取得食品的第一影像。加壓器用於對食品進行高壓處理。記憶體儲存第一食品品質參數組及第二食品品質參數組。中央處理控制器依據第一影像取得第一顏色參數並存入第一食品品質參數組，依據第一食品品質參數組來控制加壓器對食品進行第一次高壓處理以取得初處理食品，控制影像擷取組件取得初處理食品的第二影像，據以取得第二顏色參數並存入第二食品品質參數組，且依據第二食品品質參數組及殺菌標準來控制加壓器對初處理食品執行第二次高壓處理。

藉由上述結構，本案所揭示的高靜流體壓處理裝置可以分別擷取經高壓處理之前及之後的食品的影像，據影像的分析結果來執行多次高壓處理，以調控食品的顏色。如此一來，避免一次性的高壓而使得食品有劇烈的顏色變化現象，亦能達到同於一次性高壓的殺菌效果。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本創作之精神與原理，並且提供本創作之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本創作之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本創作之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本創作相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本創作之觀點，但非以任何觀點限制本創作之範疇。

本創作的實施例所提供的高靜流體壓處理裝置適用於食品的加工，係藉由高壓處理（High Pressure Processing，HPP）的方式對食品進行殺菌，取代高溫殺菌的方式，藉此維持食品所含的營養成分及鮮度。所述食品可以係肉製品（例如豬肉）、豆製品（例如豆漿）、乳製品（例如起司）、發酵製品（例如醬油）、蔬果製品（例如果汁）或其他加工食品。下列實施例將以一或多種食品來示例性地說明本創作的高靜流體壓處理裝置，然而本創作的高靜流體壓處理裝置所適用之食品並不限於此。

請參考圖1，圖1為依據本創作一實施例所繪示的高靜流體壓處理裝置1的功能方塊圖。如圖1所示， 高靜流體壓處理裝置1包含影像擷取組件11、加壓器13、記憶體15及中央處理控制器17，其中，中央處理控制器17連接於影像擷取組件11、加壓器13及記憶體15。

影像擷取組件11用於取得食品的影像，舉例來說，影像擷取組件11可以係攝相機，透過拍攝的方式來取得食品的影像。進一步來說，影像擷取組件11可以依據中央處理控制器17之指令或是外部控制指令，取得未進行高壓處理前的食品的原始影像，以作為第一影像。舉例來說，外部控制指令可以係使用者透過觸控螢幕之使用者介面所觸發之控制指令。於另一實施例中，影像擷取組件11可以包含感應器（例如紅外線感測器），感應器在食品方置入高靜流體壓處理裝置1時，可以產生控制指令以控制影像擷取組件11進行第一影像的拍攝。影像擷取組件11亦可以依據中央處理控制器17之指令或是外部控制指令，取得經過第一次高壓處理後的食品的影像，以作為第二影像。此外，影像擷取組件11也可以包含多個攝相機分別設置於高靜流體壓處理裝置1中的不同位置。舉例來說，影像擷取組件11可以包含兩個攝相機分別設置於加壓器13的入料端及出料端，以分別拍攝食品經高壓處理前及後的影像。

加壓器13受控於中央處理控制器17，可以由液體（例如水）作為傳遞壓力的介質以對食品進行加壓。於另一實施例中，加壓器13可以包含液體壓力源及氣體壓力源，以液體及氣體共同作為傳遞壓力的流體介質。於又一實施例中，加壓器13可以包含溫度調控器，以加熱或/及冷卻的方式來調控液體溫度。進一步來說，加壓器13除了藉由流體來提供壓力給食品之外，亦可藉由流體來提供不同的溫度環境給予食品。於再一實施例中，加壓器13可以包含液體壓力源、氣體壓力源及酸鹼值調控器，氣體壓力源可以提供酸性氣體（例如二氧化碳）及鹼性氣體中的一或二者，酸鹼質調控器可以控制酸性氣體或/及鹼性氣體在流體介質中的含量，以調控其酸鹼值。進一步來說，待處理食品的包裝可以係流體介質能夠通透的膜，或者待處理食品可以無包裝地置於高靜流體壓處理裝置1中，加壓器13可以透過調控流體介質的酸鹼值調控食品的酸鹼值。

記憶體15例如係快閃記憶體、唯讀記憶體、磁性記憶體或其他非揮發性儲存媒介。記憶體15可以電性連接於中央處理控制器17，亦可以係與中央處理控制器17通訊連接的雲端伺服器。記憶體15儲存有第一食品品質參數組、第二食品品質參數組及多種預設標準值，所述預設標準值包含殺菌標準、預設顏色參數、預設品質標準等，這些預設標準值的用途將於後詳述。記憶體15亦可以儲存有多個查找表，包含食品類別查找表、顏色變化查找表、殺菌程度查找表、軟硬度變化查找表、酸鹼值變化查找表等，這些查找表的用途亦將於後詳述。此外，記憶體15可以直接與影像擷取組件11連接，以儲存影像擷取組件11所取得的影像。

中央處理控制器17例如係中央處理器、微控制器、現場可程式化閘陣列、特殊應用積體電路，或其他處理器。中央處理控制器17會依據影像擷取組件11所擷取的第一影像來取得第一顏色參數，並將其存入記憶體15中的第一食品品質參數組。中央處理控制器17依據第一食品品質參數組來控制加壓器13對食品進行第一次高壓處理以取得初處理食品，接著，再控制影像擷取組件11取得初處理食品的第二影像，據以取得第二顏色參數並存入記憶體15中的第二食品品質參數組。中央處理控制器17依據第二食品品質參數組及記憶體15中預存的殺菌標準來控制加壓器13對初處理食品執行第二次高壓處理。詳細的運作方法將於後描述。

請一併參考圖1及圖2，其中圖2係依據本創作一實施例所繪示的高靜流體壓處理方法的流程圖。圖2所示的高靜流體壓處理方法可以藉由圖1所示的高靜流體壓處理裝置1來執行，下述以高靜流體壓處理裝置1來示例性地說明本創作一實施例的高靜流體壓處理方法的運作。於步驟S101中，影像擷取組件11取得食品的第一影像。

於步驟S103中，中央處理控制器17可以對食品的第一影像進行影像分析，對影像中的食品顏色執行運算，以取得第一顏色參數。除了依據第一影像取得顏色參數之外，於其他實施例中，中央處理控制器17更可以依據第一影像來判斷食品屬於何食品類別，並將判斷之食品類別存入第一食品品質參數組。如前所述，記憶體15中可以存有食品類別查找表，此食品類別查找表可以記錄多種食品類別以及各自對應的影像辨識數據。此外，所述食品類別亦可由使用者透過使用者介面輸入高靜流體壓處理裝置1。

於步驟S105中，中央處理控制器17可以依據第一顏色參數與預設顏色參數的比較結果，來設定加壓器13對食品進行第一次高壓處理的壓力值。如前所述，記憶體15中可以儲存有顏色變化查找表，記錄多個顏色變化程度（例如亮一色階、暗二色階等）及各自對應的施加壓力值。中央處理控制器17可以藉由顏色變化查找表，取得第一顏色參數與預設顏色參數的差值（即顏色變化程度）所對應的施加壓力值，來作為第一次高壓處理的壓力值。

上述之預設顏色參數代表食品的目標色澤，通常係指消費者較易接受的顏色，或係與食品原色相近的顏色。於一實施例中，查找表可以記錄多種食品類別及各自對應的預設顏色參數，中央處理控制器17依據此查找表取得對應於待處理食品的預設顏色參數，再進行比較。於另一實施例中，中央處理控制器17可以依據第一顏色參數產生顏色區間（例如包含第一顏色參數對應之色階的前後兩個色階），再依據例如使用者透過使用者介面觸發的控制指令來決定預設顏色參數。詳細來說，中央處理控制器17可以透過使用者介面將所述顏色區間呈現給使用者以其供選擇。預設顏色參數位於上述之顏色區間中，可以係單一色號，亦可以係色號範圍。

於步驟S107中，中央處理控制器17在判斷加壓器13執行完第一次高壓處理後，會控制影像擷取組件11對經過第一次高壓處理的食品進行拍攝，以取得第二影像。於步驟S109中，中央處理控制器17依據第二影像取得第二顏色參數，並將第二顏色參數存入記憶體15中的第二食品品質參數組。

於步驟S111中，中央處理控制器17可以依據第二顏色參數與預設顏色參數的比較結果，以及初處理食品所具有之菌含量與預設的殺菌標準的比較結果，來設定加壓器13對食品進行第二次高壓處理的壓力值。中央處理控制器17對於顏色參數的比較的詳細實施方式類似於前列步驟S105所述，於此不再贅述。

詳細說明菌含量與殺菌標準的比較，記憶體15中可以儲存有殺菌程度查找表，此查找表記錄多個施加壓力值及各自對應的殺菌程度，中央處理控制器17可以依據第一次高壓處理的施加壓力值與上述查找表判斷初處理食品所具有之菌含量。進一步來說，同樣的壓力值對於不同種的菌類（例如大腸桿菌、細胞孢子等）可能會產生不同的殺菌效果，因此，所述查找表更可以記錄多種菌類、多個施加壓力值及殺菌程度的關係，而前述之食品類別查找表更可以記錄各食品類別通常易滋生的菌類。藉此，中央處理控制器17便可依據初處理食品的類別取得其對應的菌類，再依據該菌類對應之壓力值與殺菌程度的關係判斷經第一次高壓處理後的食品的菌含量。於另一實施例中，高靜流體壓處理裝置1可以另包含偵測食品菌含量的偵測器以取得初處理食品所具有之菌含量。此外，單一殺菌標準或是對應於不同食品類別的多個殺菌標準亦可儲存於記憶體15中以供中央處理控制器17執行判斷。

中央處理控制器17在判斷出初處理食品之菌含量便將之與單一殺菌標準或是該食品所屬之食品類別所對應的殺菌標準進行比較，比較後的差值代表初處理食品尚需之殺菌程度。中央處理控制器17再依據前述之殺菌程度查找表即可取得初處理食品尚需之殺菌程度所對應的施加壓力值。因此，於步驟S111中，中央處理控制器17會取得顏色參數的比較結果所對應的施加壓力值（後稱第一施加壓力值）與殺菌程度的比較結果所對應的施加壓力值（後稱第二施加壓力值），再依據一預設權重來計算出第二次高壓處理的壓力值。所述預設權重可以由使用者透過使用者介面來進行設定。特別來說，由於高靜流體壓處理方法原主要功能係對食品進行殺菌，因此第二施加壓力值的權重以高於第一施加壓力值的權重為佳。

前述之高壓殺菌的實施，可以清除大部分如大腸桿菌之類的細菌，然黴菌類的孢子在實施上述方法時可能因尚未萌發而無法根除。為了達到更佳的殺菌效果，於另一實施例中，在執行上述步驟S111之前，高靜流體壓處理裝置1更可以將初處理食品靜置於一預設溫度環境中一段預設時間。詳細來說，中央處理控制器17可以控制加壓器13的溫度調控器來調控流體介質的溫度，以提供初處理食品所述之預設溫度環境，並在所述預設時間過後再執行步驟S111。其中，所述預設溫度環境及預設時間取決於食品所含之孢子適合的萌發環境及時間，本創作不予限制。透過上述步驟，後續的第二次高壓處理則可以一併清除食品所含之黴菌，進而達到更佳的殺菌效果。

透過上述步驟S101～S111，第一次高壓處理可以係以顏色為壓力值的決定參數，第二次高壓處理再以殺菌程度為重，藉此避免一次性的高壓而使得食品有劇烈的白化（例如豬肉）或是顏色變化現象，亦能達到同於一次性高壓的殺菌效果。於其他實施例中，在對食品執行完第二次高壓處理後，亦可以再重覆上述步驟S107～S111以對食品進行更多次的高壓處理。

於另一實施例中，食品品質參數組除了包含顏色參數之外，亦可包含其他檢測參數。請一併參考圖3及圖4，其中圖3係依據本創作另一實施例所繪示的高靜流體壓處理裝置1’的功能方塊圖，圖4則係可以藉由高靜流體壓處理裝置1’來執行的高靜流體壓處理方法。

圖3所示的高靜流體壓處理裝置1’類似於前列圖1的實施例中的高靜流體壓處理裝置1，包含影像擷取組件11、加壓器13、記憶體15及中央處理控制器17，上述元件之間的連接關係以及運作方式皆同於前列圖1的實施例所述，因此不再贅述。於圖3的實施例中，高靜流體壓處理裝置1’除了上述元件，更包含了檢測組件19，其電性連接於中央處理控制器17及記憶體15。檢測組件19受控於中央處理控制器17，用於對經高壓處理之前及之後的食品進行品質檢測。中央處理控制器17再將檢測組件19的品質檢測結果（即前述之顏色參數以外的其他檢測參數）存入記憶體15中。進一步來說，檢測組件19可以包含軟硬度檢測器及酸鹼值檢測器中的一或二者。

圖4所示的高靜流體壓處理方法適用於圖3所示的高靜流體壓處理裝置1’，且類似於前列圖2所示的高靜流體壓處理方法。相較圖2所示的高靜流體壓處理方法，圖3所示的高靜流體壓處理方法除了顏色參數之外，更依據其他檢測參數來對食品執行高壓處理。

於此實施例中，在執行步驟S205（對應於圖2所示的步驟S105）食品進行第一次高壓處理之前，中央處理控制器17會控制檢測組件19來對食品執行第一品質檢測，並將第一品質檢測的結果存入記憶體15中，本創作並不限制步驟S204與步驟S201及S203的先後順序。

進一步來說，於步驟S205中，中央處理控制器17可以依據第一顏色參數與預設顏色參數的比較結果以及第一品質檢測的結果與預設品質標準的比較結果，來設定第一次高壓處理的壓力值。於一實施例中，記憶體15中存有預設品質標準，包含軟硬度標準或/及酸鹼值標準。所述預設品質標準例如以查找表的形式儲存，詳細來說，此查找表可以記錄多種食品類別及各自對應的預設品質標準，中央處理控制器17可以依據此查找表取得對應於待處理食品的預設品質標準，再與檢測結果進行比較。於另一實施例中，預設品質標準可以由使用者透過使用者介面來設定。

如前所述，中央處理控制器17可以藉由軟硬度變化查找表，取得第一次品質檢測中的軟硬度檢測結果與軟硬度標準的差值所對應的施加壓力值。中央處理控制器17可取得第一次品質檢測中的酸鹼值檢測結果與預設酸鹼值標準的差值所對應的施加壓力值。因此，於步驟S205中，中央處理控制器17會取得軟硬度參數的比較結果所對應的施加壓力值與酸鹼值參數的比較結果所對應的施加壓力值中的一或二者，以及顏色參數的比較結果所對應的施加壓力值，再依據一第一預設權重來計算出第一次高壓處理的壓力值。所述第一預設權重可以由使用者透過使用者介面來進行設定。

於步驟S207中，影像擷取組件11取得初處理食品的第二影像。於步驟S209中，中央處理控制器17依據第二影像取得第二顏色參數，並將第二顏色參數存入記憶體15中。於此實施例中，在執行步驟S211（對應於圖2所示的步驟S111）以依據第二食品品質參數組及殺菌標準來對食品進行第二次高壓處理之前，中央處理控制器17會控制檢測組件19來對食品執行第二品質檢測，並將第二品質檢測的結果存入記憶體15中的第二食品品質參數組中，如步驟S210所述。本創作並不限制步驟S210與步驟S207及S209的先後順序。

進一步來說明步驟S211，中央處理控制器17可以依據第一顏色參數與預設顏色參數的比較結果、第二品質檢測的結果與預設品質標準的比較結果以及初處理食品具有之菌含量與殺菌標準的比較結果，設定第二次高壓處理的壓力值。。於此步驟中，中央處理控制器17會取得上述多種比較結果所分別對應的多個施加壓力值，再依據一第二預設權重來計算出第二次高壓處理的壓力值。所述第二預設權重可以由使用者透過使用者介面來進行設定。

透過上述步驟S201～S211，高靜流體壓處理裝置1’對於第一次高壓處理，使用者可以依據所需設定上述之參數的權重關係以決定壓力值，而對於第二次高壓處理，則可以設定殺菌程度為壓力值之主要決定參數（即具有最高權重），藉此避免一次性的高壓而使得食品有劇烈的顏色變化或是質地變化，亦能達到同於一次性高壓的殺菌效果。於其他實施例中，在對食品執行完第二次高壓處理後，亦可以再重覆上述步驟S207～S211以對食品進行更多次的高壓處理。

藉由上述結構，本案所揭示的高靜流體壓處理裝置可以分別擷取經高壓處理之前及之後的食品的影像，據影像的分析結果來執行多次高壓處理，以調控食品的顏色。避免一次性的高壓而使得食品有劇烈的顏色變化現象，亦能達到同於一次性高壓的殺菌效果。進一步來說，本案所揭示的高靜流體壓處理裝置更可以分別對經高壓處理之前及之後的食品進行品質檢測，將檢測結果作為高壓處理的操作參數之一，以透過多次的高壓處理來進行食品的顏色及品質的微幅調控，進而使得食品在加工過程中可以維持理想之顏色及品質，並兼具良好的殺菌效果。

雖然本創作以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。在不脫離本創作之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本創作之專利保護範圍。關於本創作所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、1’‧‧‧高靜流體壓處理裝置

11‧‧‧影像擷取組件

13‧‧‧加壓器

15‧‧‧記憶體

17‧‧‧中央處理控制器

19‧‧‧檢測組件

圖1係依據本創作一實施例所繪示的高靜流體壓處理裝置的功能方塊圖。 圖2係依據本創作一實施例所繪示的高靜流體壓處理方法的流程圖。 圖3係依據本創作另一實施例所繪示的高靜流體壓處理裝置的功能方塊圖。 圖4係依據本創作另一實施例所繪示的高靜流體壓處理方法的流程圖。

Claims (9)

1. 一種高靜流體壓處理裝置，適用於一食品的加工，該裝置包含：一影像擷取組件，用於取得該食品的一第一影像；一加壓器，用於對該食品進行高壓處理；一記憶體，儲存一第一食品品質參數組及一第二食品品質參數組；以及一中央處理控制器，連接於該影像擷取組件、該加壓器及該記憶體，依據該第一影像取得一第一顏色參數並存入該第一食品品質參數組，依據該第一食品品質參數組來控制該加壓器對該食品進行第一次高壓處理以取得一初處理食品，控制該影像擷取組件取得該初處理食品的一第二影像，據以取得一第二顏色參數並存入該第二食品品質參數組，且依據該第二食品品質參數組及一殺菌標準來控制該加壓器對該初處理食品執行第二次高壓處理。
2. 如請求項1所述的裝置，其中該中央處理控制器在依據該第一食品品質參數組來控制該加壓器對該食品執行該第一次高壓處理以取得該初處理食品時，係依據該第一顏色參數與一預設顏色參數的比較結果來設定該第一次高壓處理的壓力 值，且該中央處理控制器在依據該第二食品品質參數組及該殺菌標準來控制該加壓器對該初處理食品執行該第二次高壓處理時，係依據該第二顏色參數與該預設顏色參數的比較結果以及該初處理食品具有之菌含量與該殺菌標準的比較結果來設定該第二次高壓處理的壓力值。
3. 如請求項2所述的裝置，其中該中央處理控制器更依據該第一顏色參數產生一顏色區間，並依據一控制指令決定位於該顏色區間中的該預設顏色參數。
4. 如請求項1所述的裝置，更包含一檢測組件，電性連接於該中央處理控制器，且用於在該食品被執行該第一次高壓處理之前，對該食品執行一第一品質檢測並將該第一品質檢測的結果存入該第一食品品質參數組，且在該初處理食品被執行該第二次高壓處理之前，對該初處理食品執行一第二品質檢測並將該第二品質檢測的結果存入該第二食品品質參數組。
5. 如請求項4所述的裝置，其中該中央處理控制器在依據該第一食品品質參數組來控制該加壓器對該食品執行該第一次高壓處理以取得該初處理食品時，係依據該第一顏色參數與一預設顏色參數的比較結果以及該第一品質檢測的該結果與一預設品質標準的比較結果來設定該第一次高壓處理的壓力 值，且該中央處理控制器在依據該第二食品品質參數組及該殺菌標準來控制該加壓器對該初處理食品執行該第二次高壓處理時，係依據該第二顏色參數與該預設顏色參數的比較結果、該第二品質檢測的該結果與該預設品質標準的比較結果以及該初處理食品具有之菌含量與該殺菌標準的比較結果，來設定該第二次高壓處理的壓力值。
6. 如請求項4所述的裝置，其中該檢測組件包含軟硬度檢測器及酸鹼值檢測器中的一或二者。
7. 如請求項1所述的裝置，其中該中央處理控制器更依據該第一影像判斷該食品屬於一食品類別，並將該食品類別存入該第一食品品質參數組。
8. 如請求項1所述的裝置，其中該加壓器包含一溫度調控器以提供一預設溫度環境，且該高靜流體壓處理裝置在取得該初處理食品的該第二影像的步驟之前，將該初處理食品靜置於該預設溫度環境中一段預設時間。
9. 如請求項1所述的裝置，其中該加壓器包含一液體壓力源、一氣體壓力源及一酸鹼值調控器，該氣體壓力源可以提供酸性氣體及鹼性氣體中的一或二者，該液體壓力源及該氣體壓力源用於產生傳遞壓力的介質，且該酸鹼值調控器用於控制該 酸性氣體及該鹼性氣體中的一或二者在該介質中的含量，以調控該介質的酸鹼值。