一种NFC果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器的制作方法

一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器
技术领域
1.本发明属于食品非热力杀菌领域，具体涉及一种非浓缩（not-from-concentrate，nfc）果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器。


背景技术：

2.nfc果蔬汁具有品质好、附加值高的优点，是果蔬精深加工产业发展的重要方向，但nfc果蔬汁属于热敏性产品，采用热力加工技术将导致其色泽、风味、营养物质发生变化，影响产品品质；采用非热力加工技术可以解决热力加工过程中出现的负面问题，满足nfc果蔬汁加工生产的需要。
3.通过文献检索得到，国内外果蔬汁的非热力杀菌技术有超高压杀菌、高密度杀菌、脉冲电场杀菌、脉冲磁场杀菌、低温等离子体杀菌、脉冲强光杀菌等。低温等离子体杀菌的基本原理是放电过程中形成各种激发态粒子和高能电子，使有害微生物结构遭到破坏，导致菌体破裂、内容物溢出、电解质瓦解等不可逆损伤，影响其的生长代谢，同时能够破坏其细胞中dna结构，使其丧失繁殖和自我复制能力从而达到杀灭作用。脉冲强光杀菌是以交流电为电源，为惰性气体灯提供所需能量，产生脉冲强光闪照，其光谱与太阳光谱相似，但比太阳光强数千倍，杀菌时间短，处理过程常温常压。这些杀菌技术多为间歇式、单一方式杀菌，对生命力强的细菌孢子和酶很难使其失活，存在杀菌不彻底的安全风险。本发明开发设计一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器，可以弥补单一杀菌技术存在的不足，并实现连续化杀菌，整个杀菌过程常温常压，易于实现工业化生产。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器，该反应器能够连续进料、出料，快速彻底地杀灭热敏性nfc果蔬汁中的有害微生物，杀菌后的nfc果蔬汁保持其原有的色、香、味及营养成分。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括：一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器，它包括低温等离子体反应器组件、脉冲强光反应器组件、物料输送管道组件；所述等离子体反应器组件设置有阳极板、阴极板，所述阳极板均匀阵列数个发射电极；所述脉冲强光反应器为斜板式脉冲强光反应器，内部设置数层nfc果蔬汁平板，平板上部阵列数个脉冲强光灯；所述物料输送管道在脉冲强光反应器内的端口设置有鸭嘴型的布膜器。
6.在本发明的技术方案中，还具有以下附加技术特征：进一步地，所述低温等离子体发生器器壁材料为透明白色玻璃，实现低温等离子体放电工作过程中的实时观察。
7.进一步地，所述低温等离子体发生器底部设置有物料进口、气体进口，通过阀门调节物料进料量和气体进气量；所述低温等离子体发生器阳极板通过接线柱接入电源正极，阴极板通过接线柱接入电源负极，在正负极板之间产生放电；所述低温等离子体正极板均
匀阵列数个电极，保证低温等离子体反应腔体内均匀放电。
8.进一步地，所述低温等离子体发生器的阴极板、阳极板均匀布置数个小孔，避免nfc果蔬汁在低温等离子体发生器内产生湍流、沟流、壁流、层流等现象，保证nfc果蔬汁均匀地接受低温等离子体的作用；所述等离子体发生器顶部仅设置有物料和气体混合的出口，保证等离子体发生器内产生的活性离子与物料的充分作用；所述低温等离子体发生器出口与脉冲强光发生器相连。
9.进一步地，所述脉冲强光发生器器壁材料为透明白色玻璃，实现等离子体放电工作过程中的实时观察；所述脉冲强光发生器设计有物料进口、物料出口、气体出口、数个nfc果蔬汁平板；所述nfc果蔬汁平板正上方均匀阵列数个脉冲强光灯。
10.较佳地，脉冲强光发生器设计为斜板式脉冲强光发生器，且物料进口配套有鸭嘴型膜分布器，使得nfc果蔬汁在平板上面形成液体薄膜，均匀地通过脉冲强光腔体，接受脉冲强光的作用，提高脉冲强光灯的杀菌效率，同时使得与液体物料混合的气体完全释放，实现气液分离。
11.本发明的工作原理是：打开低温等离子体发生器物料进口、气体进口，物料和气体混合后均匀地进入其腔体空间，接受低温等离子体的作用；调整物料的进料量，保证其与等温等离子体产生的高能粒子与活性自由基（-oh，o
2-，h2o2，o
3 等）充分地作用；低温等离子体杀菌完成后，通过物料管连接进入脉冲强光发生器；nfc果蔬汁通过鸭嘴型布膜器，并在平板上形成液体薄膜，在输送泵和重力的作用下，从平板上部均匀流到下部，同时完成气体和物料的分离，气体从脉冲强光反应器顶部排出，物料从其底部管道排出，完成nfc果蔬汁的杀菌。
12.本发明的优点和积极效果是：利用低温等离子体和脉冲强光两种非热力杀菌装备串联，实现热敏性物料nfc果蔬汁的连续性非热力杀菌，杀菌过程常温常压，绿色无污染，能够保持nfc果蔬汁保持其原有的色、香、味及营养成分。
附图说明
13.图1是本发明一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器结构示意图。
14.图2是本发明低温等离子体反应器中阳极板的结构示意图。
15.图3是本发明低温等离子体反应器中阴极板的结构示意图。
16.图4是本发明脉冲强光杀菌反应器中鸭嘴型布膜器的结构示意图。
17.图5是本发明脉冲强光杀菌反应器中脉冲强光灯分布的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.本发明提供的一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器参见图1，包括物料输送进口阀门1，管路进口2，低温等离子体反应器3，nfc果蔬汁缓冲过渡区域4，阴极板电源接线柱5，低温等离子体阴极板13，低温等离子体阳极板11，阳极板接线柱7，低温等离子体反应器壳体8，阳极板与壳体上端的缓冲过渡区域9，连接低温等离子体反应器与脉冲强光反应器的管路10、16，鸭嘴型布膜器17、18、19，脉冲强光反应器壳体20，脉冲强光灯
22、23、25、27，nfc果蔬汁平板21、26、28，排气管24，出料阀门29，出料口30，脉冲强光反应器支架31。
20.图1所示，所述一种nfc果蔬汁的低温等离子体-脉冲强光杀菌反应器包括低温等离子反应器组件、脉冲强光反应器组件、管道组件三个部分。所述低温等离子体反应器组件包括低温等离子体反应器壳体8，阴极板5，阳极板11，电源接线柱5、7；所述脉冲强光反应器组件包括脉冲强光反应器壳体20，nfc果蔬汁承载平板21、26、28，脉冲强光灯22、23、25、27；所述管道组件包括等离子体反应器物料进口阀门1，物料的进口2，气体的进口14，气体进口阀门15，等离子体反应器与脉冲强光反应器的连接管道10，鸭嘴型布膜器17、18、19，脉冲强光反应器物料出口30，物料出口阀门29，排气口24，支架31。
21.图2是本发明低温等离子体反应器中阳极板11的结构示意图，附图标记说明如下，所述低温等离子体反应器阳极板11上面阵列分布数个电极12，nfc果蔬汁通道小孔32。
22.图3是本发明低温等离子体反应器中阴极板13的结构示意图，附图标记说明如下，所述低温等离子体反应器阴极板13上面阵列分布数个nfc果蔬汁通道小孔33，避免nfc果蔬汁在低温等离子体发生器内产生湍流、沟流、壁流、层流等现象，保证nfc果蔬汁均匀地接受低温等离子体的作用；图4是本发明脉冲强光杀菌反应器中鸭嘴型布膜器17的结构示意图，附图标记说明如下，所述鸭嘴型布膜器17的端口35与nfc果蔬汁管道16相连，布膜器17端口34将nfc果蔬汁布膜，从物料承载平板21、26、28上端均匀流到下端，接受脉冲强光灯22、23、25、27的作用。
23.图5本发明脉冲强光杀菌反应器中光源22、23、25、27分布的结构示意图，附图标记说明如下，所述脉冲强光反应器壳体20内部均匀设置数个nfc果蔬汁承载平板21，平板上方阵列数个脉冲强光灯25。
24.本发明解决其技术问题所采用的技术方案和工作方法是：打开低温等离子体发生器物料进口阀门1、气体进口阀门15，物料和气体混合后，通过阴极板5上面的小孔33均匀地进入其腔体4空间，腔体4与腔体9的作用是避免nfc果蔬汁在低温等离子体发生器内产生湍流、沟流、壁流、层流等现象，保证nfc果蔬汁均匀地接受低温等离子体的作用；调整物料的进料量，保证其与等温等离子体产生的高能粒子与活性自由基（-oh，o
2-，h2o2，o
3 等）充分地作用；低温等离子体杀菌完成后，通过物料管10连接进入脉冲强光发生器；物料通过鸭嘴型布膜器17形成液体薄膜，从物料承载平板21、26、28上端均匀流到下端，接受脉冲强光灯22、23、25、27的作用，同时完成气体和物料的分离，气体从脉冲强光反应器顶部排气口24排出，物料从其底部管道排出口30排出，完成nfc果蔬汁的杀菌。
25.以上所述，仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。