[发明专利]一种液态物料的三相杀菌方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相杀菌方法及其设备，特别是涉及一种液态物料杀菌的三相杀菌 方法及其设备。

背景技术

为预防和控制食品和化妆品中微生物的污染，杀菌成为了生物、食品、药品以及化 妆品中一个常见的且必不可少的环节。杀菌方法包括热力杀菌和非热力杀菌(non-thermal treatment)。以往，工业上通常采用热力杀菌，如高温瞬时杀菌、巴氏杀菌、欧姆加热和 微波杀菌等，虽然在一定程度上达到杀菌的目的，但是容易造成热敏营养成分的损失、 挥发性物质散失、风味改变、质地变软、水分流失等问题。

近年来，随着人们生活水平的提高和对高品质、安全食品、药品以及化妆品的需求 增加，非热力杀菌技术越来越受到各国的青睐。非热力杀菌是一类新型的杀菌技术，杀 菌条件易于控制，外界环境影响较小，由于杀菌过程中食品的温度并不升高或升高幅度 很低，有利于保持物料功能成分的生理活性，又有利与保持物料原有的色、香、味、形、 结构及营养成分。

超临界CO₂杀菌技术是其中的一种新兴的非热力杀菌技术，是利用超临界的 CO₂(31.1℃以上、7.38MPa以上)对液态物料进行杀菌处理的技术。所用杀菌介质CO₂安全无毒，杀菌后可与物料彻底分离并无残留，具有处理温度低、处理时间短、无残留、 无污染、营养损失少和安全性高等优点。但是目前的超临界CO₂杀菌技术对固体粉末状 物料的杀菌效果非常突出，但是在对液体物料杀菌效果却差强人意，这是由于超临界的 CO₂与液体物料间只能是面与面的接触进行传质反应达到杀菌目的，但是超临界的CO₂与液体物料不能充分混合，导致两者间的接触面积非常少，超临界的CO₂不能对液体物 料进行充分的杀菌，因此导致杀菌效果不佳。目前，对液态物料的超临界CO₂杀菌常见 的解决办法包括：1、减少物料装液量以增加与超临界CO₂接触面积，通常将液态物料 装液量低于50ml才可得到较好的杀菌效果，当液态物料处理量超过50ml，杀菌效果会 大幅地下降。2、在杀菌釜体中添加搅拌装置，从一定程度提高了液态物料的超临界CO₂ 杀菌的效果，但是这些方法的处理量小、装置复杂、生产成本高，在工业上不能广泛应 用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种液态物料的三相杀菌方法，该方法简单、易于操作， 处理量大，杀菌时间短，并且提高了液态物料的杀菌效果。

本发明的第二个目的是提供一种液态物料的三相杀菌设备。

本发明的第一个目的是通过以下技术方法来实现的：一种液态物料的三相杀菌方 法，在杀菌釜中装填用于使液态物料与超临界CO₂充分混合的固相惰性材料，将液态物料 加入杀菌釜中预热，然后通入超临界CO₂进行混合杀菌，杀菌完毕后进行液态物料和超临 界CO₂的分离。杀菌釜内的固相惰性材料间形成众多的间隙或孔隙，液态物料和超临界 CO₂在间隙或孔隙中形成多个传质反应小单元，增加了二者的接触面积，得到充分的混 合，从而大幅度提高了二者间的传质反应，达到提高杀菌的效果。

本发明可根据杀菌釜的容积大小以及液体物料的处理量进行调节固相惰性材料的 装填量，装填的紧密程度越低，固相惰性材料间的空隙就越大，液态物料的处理量也就 越大。通常杀菌釜内的固相惰性材料的总装填体积为杀菌釜容积的80％～90％，固相惰 性材料的体积占总装填体积的20～30％，而固相惰性材料间的间隙或孔隙的总体积占总 装填体积的70～80％。

所述的固相惰性材料为不锈钢丝、玻璃纤维或陶瓷粒，取它们其中的一种或两种或 两种以上装填于杀菌釜内。

本发明在进行杀菌时液态物料液位低于或稍高于所装填的固态惰性材料都能与超 临界CO₂实现充分的混合，而取得较好的杀菌效果。

所述的杀菌采用静态杀菌方式，即将超临界CO₂通入杀菌釜与液态物料充分混合，升 压和升温至预定值，在恒压恒温条件下完成杀菌后释放压力，取出无菌液态物料。