[发明专利]水的加热灭菌

说明书

技术领域

本发明涉及一种对液体进行灭菌的方法，所述液体具体为水。本发明还涉及一种用于对液体进行灭菌的仪器，所述液体具体为水。

背景技术

在食品工业中对液体灭菌非常重要。常用的方法包括，例如，将液体加热到一个很高的温度，从而杀灭液体中含有的细菌。这种方法的缺点是需要较高的温度和较长的时间（例如：在121℃保持几分钟）。其它的灭菌方法，如蒸汽灭菌法和干热灭菌法都不适用于对液体的灭菌。还有一种灭菌方法是暴露在电离辐射中进行灭菌，要么在紫外线、X射线、伽马射线中，要么在电子碰撞射线中。然而暴露在电离辐射中需要高辐射能，才能使射线足够深入介质进行灭菌。

从文献WO02/058742A1获知一种对活体生物的表面进行灭菌的方法，该方法在操作中使用较低能量的电子，例如：在40kV~60kV的能量范围内，通过破坏其细胞结构从而杀灭存在于生物体表面的细菌，而不破坏活体生物的表面（或表皮）。

鉴于这些现有技术的缺点，本发明的目的是克服这些缺陷并提供一种方法和一种仪器，使其能在较低的能耗条件下对液体进行灭菌。

发明内容

上述目标的实现借助于一种对液体（具体指水）灭菌的方法。该方法包括以下步骤：至少使一部分液体汽化，并使汽化的液体暴露在电离辐射中，具体指暴露在电子中。通过蒸发作用使液体转变成蒸汽形式，然后暴露在电离辐射中（例如：电子束照射）。由于待灭菌的介质/液体转变成了蒸汽状态，电离辐射的范围较液体状态时变大了。因此该方法降低了辐射能量的需求（例如：一个电子的能量），以及灭菌所需的总能耗。液体的汽化例如可以通过一个下流式蒸发器实现。

这种方法的优点是灭菌速度快，因为待灭菌的液体不需要加热，再加上该方法使用的是电离辐射灭菌，例如：由电子发射器产生的电子，所以这种方法能在较低的能耗条件下实现灭菌。

根据本发明中这种方法的改进办法，液体蒸发的步骤可以包括一个闪蒸的过程。闪蒸为蒸发的实现提供了一个简单的方法。将液体引入一个低压空间，例如：将一个大气压下的液体引入气压低于一个大气压的空间，使至少一部分的液体由液相转变成气相。

根据改进办法，这种方法可以包括另外一个步骤，即将蒸发后的液体引入灭菌室，或者闪蒸的步骤可以包括将蒸发后的液体引入一个灭菌室的过程。因此，这个步骤提供了用于灭菌的汽化后的液体，或是将液体扩展到一个预先确定的体积，使其能在一种控制方式下灭菌。

灭菌室压力的减小可以在液体引入灭菌室之前完成。例如，灭菌室压力的减小可以通过一个泵实现，其抽出灭菌室中存在的部分空气，由此产生一个负压。若在引入液体后减小灭菌室的压力，也可以，例如，通过突然的体积扩大来实现，例如，拔出一个可移动的柱塞或活塞。通过减小灭菌室压力在液体引入过程中灭菌过程可以持续进行。

根据改进办法，灭菌室的压力可以低于大气压，最好在20mbar至80mbar范围内，而液体在一个大气压下被引入灭菌室。因此，在进入灭菌室时，大部分水会以体积扩大的形式汽化。低压的因素，以及水从液相转变成气相的因素，使得发射电子的范围比在大气压条件下更大。此外，产生的臭氧也比在大气压条件下少。

根据改进办法，这种方法可以包括另外一个步骤，即：液化经过电离辐射后的水蒸汽，具体是通过增加灭菌室的压力来实现。因此，灭菌室的压力重新恢复到正常大气压，水蒸汽凝结成液态水。

根据该方法的改进办法，液体可以在闪蒸前加热，具体是加至20℃-60℃。轻微加热可以减小灭菌室内闪蒸所需要的压力差，也就是说，灭菌室内所需的压力可以提高。

根据备选的改进方法，灭菌室内的压力可以与大气压相同，液体则在一个高于大气压的气压下引入。在这种情况下，闪蒸也发生。然而，灭菌室内的大气压以及与之相应的空气密度会影响电离辐射的范围。

另一个根据本发明方法的改进方法及进一步的改进为附加的通过向灭菌室内注入无菌空气的步骤可以被实施，从而排出臭氧，确切的说是在电离辐射之后。因此，由电子和空气分子碰撞所产生的臭氧可以被重新排出。

该方法可以间断地重复各个步骤，也可以连续地进行。

上述目标的进一步实现需要用到一种对液体（具体指水）灭菌的仪器，它包括一个用于接收液体闪蒸部分的灭菌室，以及一个使液体闪蒸部分暴露在辐射中的电离辐射源（确切的说是电子辐射源）。与背景技术中提到的一种对液体灭菌的仪器相比，这种仪器的优点已经在本发明的方法中一同提出，因此不再重复。