专利名称：使微生物灭活的装置的制作方法
技术领域：
本发明的背景本发明涉及对微生物进行灭活，特别涉及一种采用广谱多色光的短时间。高强度脉冲对微生物进行灭活。更具体地说，本发明涉及利用光的这种脉冲，对食品、包装物、材料、医疗器械等类似物中的微生物进行灭活。
目前人们已作了很多的技术尝试，来延长食品和其它的因微生物而易变质的食品的保存期，并防止这些食品因微生物而产生腐败现象。这些尝试包括对食品进行处理和改进防腐包装技术。
目前存在对用来杀菌或降低食品、包装材料、医疗器械和其它物品的表面或其内的微生物含量的方法和装置的特别需求。这些方法和装置可以被用来降低或消除化学防腐剂的需要。例如，诸如面包之类的焙烤食品在它们被焙烤之后但在充分冷却以待包装之前可能会从空气中积聚诸如霉菌孢子之类的微生物。对焙烤食品进行二次加热将使这些食品过干。因此，对这类食品进行表面杀菌但不需对这类食品进行二次加热的新方法是为人们所希望的。
食品还容易发生酶促降解，这就限制了食品的有效保存期。酶促降解在例如刚切好的马铃薯和苹果的褐变过程中是特别迅速和明显的，不但如此，它对各种食品都具有不利影响。酶促降解可以是单独作用的，或者可以与因微生物引起的腐败变质一同起作用。
对微生物灭活的方法和装置非常需要的食品的一个例子是新鲜的鱼。鲜鱼在发生因微生物和/或酶引起的腐坏之前只有比较有限的保存期，它限制了鲜鱼食品的批发和市售。人们非常希望有一些用来延长易腐食品，诸如鲜鱼，和/或禽类、牛肉和猪肉的有效保存期的适当方法和装置。
而且，很多食品，例如一些果汁现在是通过在一些条件下利用加热来进行处理以降低生物活性的，但这样就会破坏经处理的食品的味道和可口性。用来降低或消除生物活性而不用降低食品美味的加热的方法和装置是为人们所希望的，因为它能保持食品的味道和可口性，能提高消费者的食欲，并能由此增加经过这种处理的食品的市售量。
目前人们已对将无菌食品(包括高酸性和低酸性食品)包装在无菌包装材料中的无菌包装技术作了大量的调研和开发，以延长防腐食品的有效保存期。但是，这些方法和装置都具有种种缺点，诸如，需要使用大量的化学杀菌剂，这样就会在包装材料或食品上留下残余的化学品。用来对食品包装材料进行杀菌和用于无菌包装的新方法和新型装置是为人们所希望的。
在1989年10月3日授予Dunn等人的、名为“食料保藏方法”的美国专利No.4,871,559中揭示了一与光生物学食品处理装置一起使用的无菌包装系统的一个例子，该专利援引在本文中作为参考之用。非相干、广谱光的短脉冲被用来对食品进行保藏，以防止食品因微生物降解。结果，’559专利所揭示的内容提供了较长的食品有效保存期，并且可以增强食品的稳定性。采用高强度、非相干多色光脉冲可以进行高效率、有效的、高生产量的处理，并且可以具有很多经济实用的优点。而且，每一次脉冲的短时间和光谱范围可以使光脉冲的各种防腐作用集中于一薄的表面层上，诸如食品表面或包装材料表面。
新鲜的水果、蔬菜和其它食品，例如草莓会从空气、地面、水和其它与之接触的来源积聚微生物，本文在这里所使用的微生物一词包括细菌、病毒和真菌。这些微生物可以通过各种已知机理使易腐食品腐败，从而显著限制了食品的有效保存期。(有效保存期是指易腐食品可以经过冷藏保存或非冷藏保存后仍保持可食用，没有被微生物导致显见的或有害的降质或沾染的时间。)用来使这种微生物灭活，即，杀菌或消毒从而可以延长易腐食品，诸如草莓、橙子、西红柿、南瓜、苹果和其它可食用食品的有效保存期的适当方法和装置是为人们所希望的。
人们已对光的光生物作用作了研究，并且已作了种种尝试以采用光来对食品或食品容器上的微生物灭活，所述光包括红外光(780纳米至2600纳米；即，3.9×1014赫兹至1.2×1014赫兹)、可见光(380纳米至780纳米；即，7.9×1014赫兹至3.9×1014赫兹)、近紫外光(300纳米至380纳米；即，1.0×1013赫兹至7.9×1014赫兹)和远紫外光(170纳米至300纳米；即，1.8×1013赫兹至1.0×1013赫兹)。例如，可参见授予Dunn等人的美国专利No.4,871,559、4,910,942和5,034,235，所有这些专利都援引在本文中作为参考之用。
在由Prentice Hall，Inc.公司的Jagger，J.先生撰写的“紫外光生物技术的研究介绍”一文中报导了光的光生物作用的其它研究成果。美国专利No.2,072,417描述了采用活性射线，诸如紫外线对例如牛奶之类的物质来进行照射；美国专利No.3,817,703描述了利用脉冲激光对透过材料进行杀菌；美国专利No.3,941,670描述了一种对包括食料在内的材料进行杀菌的方法，它是藉助使所述材料受到激光的照射来使微生物灭活的。
延长易腐食品有效保存期的其它尝试包括将杀微生物剂和/或抗微生物剂(microbiostats)作用于易腐食品的表面上。本文中所使用的术语“杀微生物剂”和“抗微生物剂”包括用来杀死或防止微生物(本文中所定义的“微生物”)生长/繁殖的物质。杀微生物剂的一例子是化学杀真菌剂。总的来说，所述杀微生物剂和/或抗微生物剂是与一乳化剂相混合然后再涂敷于食品表面上的。所述乳化剂有助于所述杀微生物剂和/或抗微生物剂的涂敷和起作用，并且可以保证所述杀微生物剂和/或抗微生物剂在食品运输过程中仍留在食品表面上，一直到食品被消费掉为止。
问题是，这种杀微生物剂和抗微生物剂已逐渐受到各国政府机构越来越多的仔细审查，而且在某些情况中，已显示它们可能是人体致癌剂。因此，几种曾经被普遍涂敷于食品表面以延长食品的有效保存期的杀微生物剂和抗微生物剂已经或将被政府机构禁止使用食品。因此，人们非常希望有一种能延长易腐食品的有效保存期但不需要使用杀微生物剂或抗微生物剂，诸如化学杀真菌剂的方法。
本发明可以有利地满足上述和其它需要。
本发明的概述本发明藉助提供一种用来使微生物灭活的装置和方法，更具体地说是提供一种利用广谱多色光的短时间、高强度脉冲使微生物灭活的装置和方法，有利地满足了上述需求和其它需求。
在一实施例中，本发明的特征在于提供这样一种用来使微生物灭活的装置，它采用了一闪光灯；一与所述闪光灯连接的电源；使包装材料移动的装置，用来使包装材料相对于所述闪光灯移动，以使部分包装材料受到一从所述闪光灯发射出来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用；一用来对广谱多色光的高强度、短时间脉冲的强度进行检测并产生一能反映检测到的强度的输出信号的光敏二极管；一与所述光敏二极管相连的差动电路，用来测定所述输出信号和一与一设定点强度相对应的设定点信号之间的差值，并产生一能反映测定的差值的差动信号；以及一控制电路，它与所述差动电路相连，用来对由所述电源供送给所述闪光灯的功率大小进行控制，并可以在所述差动信号指示检测到的强度已跌至设定点强度以下时增大所述电源的功率。所述装置还可以包括一光纤导体，用来将广谱多色光的高强度、短时间脉冲的至少一部分从所述光纤导体的第一端导引至所述光纤导体的第二端。所述光纤导体的第一端处于可以接收广谱多色光的高强度、短时间脉冲的位置，所述光纤导体的第二端处于可以将广谱多色光的高强度、短时间脉冲导引至所述光敏二极管的位置。
在另一实施例中，所述装置包括一故障检测电路，它可以在所述输出信号指示检测到的强度跌至一阈值强度之下时产生一故障信号。所述控制电路可以在所述故障信号指示检测到的强度已跌至所述阈值强度之下时使所述装置停止工作。
在又一实施例中，本发明的特征是提供这样一种使微生物灭活的装置，它具有一闪光灯；使包装材料移动的装置，用来使包装材料相对于所述闪光灯移动，以使部分包装材料依次受到一从所述闪光灯发射出来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用；一围绕所述闪光灯的外防护玻璃；以及一涂敷于所述防护玻璃的第一、第二端的外表涂层(即，一第一外涂层)。所述外表涂层可以例如包括聚四氟乙烯和/或铂涂层。在该实施例的一变型中，一第二外表涂层至少部分地覆盖住所述第一外表涂层。
在又一实施例中，本发明的特征在于提供这样一种使微生物灭活的装置，它采用了一第一闪光灯；一第二闪光灯；一装料输送管，它包括一与所述第一闪光灯并置的第一部分和一与所述第二闪光灯并置的第二部分。当所述包装材料管经过所述第一部分和第一闪光灯时，所述第一部分被定位得可占据一包装材料管的第一侧，所述第一闪光灯被定位得可占据所述包装材料管的第二侧。当所述包装材料管经过所述第二部分和所述第二闪光灯时，所述第二部分被定位得占据所述包装材料管的第二侧，并且所述第二闪光灯被定位得占据所述包装材料的第一侧。
在又一实施例中，本发明的特征是提供这样一种使微生物灭活的装置，它采用了一第一直管式闪光灯；一包封所述第一直管式闪光灯的第一水套；一形成在所述第一闪光灯的外部和所述第一水套的一内部之间的第一冷却水管道；一第二直管式闪光灯；一包封所述第二直管式闪光灯的第二水套；一形成在所述第二闪光灯的外部和所述第一水套的一内部之间的第二冷却水管道；一并置在所述第一水套和所述第二水套之间的装料输送管；一包封所述装料输送管的无菌空气输送管；一形成在所述装料输送管的外部和所述无菌空气输送管的一内部之间的无菌空气管道；一包封所述无菌空气输送管的反射器；以及一包封所述第一水套、第二水套和所述反射器的外防护玻璃。
在又一实施例中，本发明的特征是提供这样一种用来使微生物灭活的装置，它包括一第一直管式闪光灯；一第二直管式闪光灯；一设在所述第一直管式闪光灯和第二直管式闪光灯之间的装料输送管；一包封所述装料输送管的无菌空气输送管；一形成在所述装料输送管的外部和所述无菌空气输送管的内部之间的无菌空气管道；以及一包封所述第一闪光灯、所述第二闪光灯和所述无菌空气输送管的外防护玻璃。
在又一实施例中，本发明的特征是提供这样一种使微生物灭活的装置，它采用了一闪光灯；以及一第一保持件，它包括一第一灯保持装置。所述第一灯保持装置包括一保持圆筒，它包括一具有第一截锥形表面的第一凸缘；一并置地抵靠在所述截锥形表面上的第一O形圈；以及一第一压缩缸，用来将一第一作用力施加于所述第一O形圈上，从而可以将所述第一O形圈压紧在所述第一截锥形表面上。所述闪光灯的第一端定位在所述保持圆筒内，并延伸经过所述第一凸缘，所述第一截锥形表面被取向得与所述闪光灯的外部之间的夹角不到90度。所述截锥形表面和所述第一作用力一起，可以使所述第一O形圈压紧所述闪光灯，从而可以在所述第一O形圈和所述第一截锥形表面，以及所述第一O形圈和所述闪光灯之间形成不透水的密封。
在又一实施例中，本发明的特征在于提供这样一种使微生物灭活的装置，它具有一包括一第一电极和一第二电极的U形灯；用来将所述U形灯定位到一包装材料杯内的装置；以及一保持装置。所述保持装置包括一用来容纳所述第一电极的第一插座一用来容纳所述第二电极的第二插座；一设置在所述第二插座内的灯保持装置。所述灯保持装置基本上呈圆筒形，具有一远离所述U形灯的远部和一位于所述U形灯附近的近部。所述灯保持装置由一种刚性材料制成，并且可以使所述近部相对于所述远部、在所述第二插座内移动。一第一O形圈位于所述远部的外部、位于所述灯保持装置和所述第二插座之间；一第二O形圈位于所述近部的内部处、位于所述灯保持装置和所述U形灯之间。
在又一实施例中，本发明的特征是提供这样一种使微生物灭活的装置，它具有一直管式闪光灯；一光导，它被定位得能接收从所述直管式闪光灯发射出来的光；以及用来将所述光导定位在一包装材料杯内的装置。在一变型中，所述光导是多个弯的石英杆。在另一变型中，所述光导具有一用来将光朝着所述包装材料杯的一内底表面导引的中间层；以及至少两个侧层，用来将光朝着所述包装材料杯的一内侧面的方向导引。该变型的所述侧层的下端从所述中间层弯曲地离开。
附图简要说明本发明的上述和其它方面、特征和优点将从以下结合附图对本发明的具体描述中变得更为清楚，在各附图中
图1是根据本发明制造的一种无菌包装装置的一实施例的示意图，它可以将一连续包装膜制成一份份的包装单元并同时在其中装入食品，并在对各单包装单元进行装料之前，利用一种广谱(即，170纳米至2600纳米；1.8×1015赫兹至1.2×1014)多色光的高强度(即，例如在包装膜表面上测得的0.01焦耳/平方厘米至50焦耳/平方厘米的能量密度，例如0.5焦耳/平方厘米)、短时间的(即，0.001毫秒至100毫秒，例如，0.3毫秒)脉冲，使包装膜上的微生物灭活，从而能提供无菌包装的食品；图2是图1所示无菌包装装置的装料和杀菌组件的局部剖视的具体结构示意图；图3是根据本发明制造的一种无菌包装装置的另一实施例的示意图，它是用一食品装填在预制的食品容器内，并在对所述预制的食品容器进行装料之前，利用一种广谱多色光的高强度、短时间脉冲，使所述预制食品容器内表面上的微生物灭活；图4是一种将热塑性塑料卷材和盖材制成食品容器，然后用一食品来装填所述食品容器的无菌包装装置的又一实施例的示意图，它是在对所述预制的食品容器进行装料之前，利用一种广谱多色光的高强度、短时间脉冲，使所述预制食品容器内表面上的微生物灭活的；图5是脉冲光处理装置的一实施例的示意图，它可以利用一种广谱多色光的高强度短时间的脉冲，对纵向地通过围绕一狭长的非相干脉冲光源的外套壳的可泵送食品进行脉冲光处理；图6是图5所示的脉冲光处理装置的另一实施例的示意图，它是利用一种广谱多色光的高强度短时间脉冲，对平行于一个或多个狭长的非相干光源行进的可泵送食品进行处理；图7是脉冲光处理装置的又一实施例示意图，它可以在食品经过一处理工站或处理区时，利用广谱多色光的高强度短时间脉冲对各食品进行处理；图8是一光组件的一变型的局部剖开的剖视图，它可以是图2所示的装料和杀菌组件的一部分；图9是图8所示的光组件的一部分的一变型的剖视图；图10是图8所示光组件的所述部分的另一变型的剖视图；图11是所述光组件另一变型的侧视图，它可以是图2所示的装料和杀菌组件的一部分；图12是图11所示光组件另一种变型的具体结构图；图13是一可以用在图12所示光组件变型中的外防护玻璃的局部剖视的立体图；图14是图11所示光组件的所述另一变型的一部分的剖视图；图15是一光纤反馈系统的一变型的示意图，所述光纤反馈系统可以用在图8和图11所示光组件的所述一变型和所述其他变型中；图16是一可以采用图14所示光纤反馈系统的闭环反馈控制系统的方框图；图17是一系固系统的剖视图，所述系固系统可以将一闪光灯固定于图8和图11所示的光组件的所述一变型和所述其他变型中；图18是可以用在图8和图11所示的诸灯组件的另一种灯组件几何形状的立体图，用以将所述诸灯组件的直径减至最小，从而可以降低一可以与这些灯组件一起使用的包装材料管的最小直径；图19是一灯组件的又一种变型的剖视图，它可以是图3和图4所示的包装组件的所述另一实施例或又一实施例的一部分；图20是一灯夹持装置的具体结构剖视图，它可以为用在图19所示的灯组件又一变型中的U形灯提供不均匀性；图21是其中采用了一不均匀的U形灯的所述灯夹持装置的另一种具体结构的剖视图；图22是一光导的一实施例的示意图，所述光导可以与一取代图3和图4所示无菌包装组件中的U形灯的直管式闪光灯一起使用；
图23是图22所示的光导实施例的一变型的立体图；图24是一光导的另一实施例的一变型的俯视立体图，该变型可以与图3和图4所示无菌包装组件中的直管式闪光灯一起使用；以及图25是图24所示的光导另一实施例的所述变型的、局部剖开的仰视立体图。
在各附图中，相应的编号表示相应的构件。
较佳实施例的具体描述以下对目前认为是本发明最佳实施方式的具体描述是非限制性的，它仅仅是用描述本发明的基本原理，本发明的保护范围应由所附的权利要求书来确定。
现请参阅图1，图中示出了一种无菌包装装置10，其中，一卷传统型柔性无菌包装材料102依照传统方式，藉助一系列辊子104而通向浸渍池106内的吸收增强剂溶液。按照传统情况，所述包装材料通常可以包括一具有一层或多层内涂层和密封层的层状结构；一诸如铝箔之类的金属箔片；一层压层或纸层；以及一外层。所述内层和外层可以由聚乙烯制成。较有利的是，所述包装材料的内表面最好能至少部分地反射广谱光。
多余的吸收增强剂溶液可以由辊子110来除去，包装膜随后可藉助一纵向密包封置112而制成一纵向密封管。根据所需的是搭接封口还是翼形封口，可以将一条带108加在所述包装材料的一边，以增强所述纵向接缝，并防止食品与包装膜102的边缘形成接触。
无菌包装装置10的一个重要方面是将结合图2在下文中具体描述的食品装料和闪光灯组件200。在前面援引在本文中作为参考之用的’559专利中更具体地描述了图1所示的无菌包装装置。
下面请参阅图2，图中示出了一装料和闪光灯组件200。图中所示的闪光灯组件200包括一外支承管202，所述外支承管上有一个或多个围绕并沿着外支承管202分布的大功率氙闪光灯204，这样，一旦发出脉冲，纵向密封的所述密封管(或包装材料管)的整个内表面将受到广谱(即，170纳米至2600纳米；1.8×1015赫兹至1.2×1014)非相干多色光的高强度(即，例如在包装膜表面上测得的0.01焦耳/平方厘米至50焦耳/平方厘米的能量密度)、短时间(即，0.001毫秒至100毫秒，例如，0.3毫秒)脉冲的作用。闪光灯204沿着外支承管202的设置可以有多种安排方式，最好是使包装材料管的整个内表面暴露于脉冲光之中。如图所示，可以采用一螺旋式或盘旋形闪光灯，例如，也可以采用2个或4个基本直管式的闪光灯。较佳的是使一圆筒形外防护玻璃203围绕各闪光灯，以防止各闪光灯204受到食品的喷溅，融化的沾染物、电压电平剂和其它类似物的影响。
当采用多个直管式闪光灯时，诸如将在下文中描述的各附图所示的几个闪光灯，可以使这些闪光灯在一“加特林机枪”式装置中同时发光，可以成对地发光，或者可以依次发光。但是，各直管式闪光灯最好是同时发光，这样每一次闪光就可以采用较低的能量密度值，但同时又可以保持一较高的总的能量密度值，对包装材料进行高度杀菌。
由于来自相邻闪光灯的光在这些闪光灯之间的边界处相协作，当多个直管式闪光灯同时发光时，就可以使每一次闪光采用较低的能量密度值而同时又可以保证在处理的整个表面上的是最小的总能量密度。对比之下，如果采用例如加特林机枪式装置，每一次就则必须采用每次闪光具有较高的能量密度的闪光，以保证各闪光灯之间边界处能有这种最小的总能量密度。由于在使各闪光灯同时发光时每次闪光可以采用较低的能量密度，因此，每次闪光，只需提供每一个闪光灯以较少的能量，由此可以减小闪光灯应力，延长闪光灯的使用寿命。而且，如果采用同时发光的方式，还可以由此减小闪光灯电源供应中所需的蓄能电容器的尺寸，从而可以降低成本，提高效率。
与使各闪光灯逐一发光所需的开关电路的个数相比，使各闪光灯同时发光还可以减少所需的开关电路的个数，并且可以减少所需的类似电源的个数，以保持各闪光灯发光之间的低电流值。而且，由于可以采用高电压(将各闪光灯串联时测得的端电压)，因此，使各闪光灯同时发光还可以增大电源和各闪光灯之间的能量传递效率。
当采用多个直管式闪光灯并且要求闪光灯成对地同时发光时，可以将这些闪光灯以串联方式连接起来，从而可以使各对闪光灯分别起到彼此的正向电流和回流路径的作用。藉助将各闪光灯串联起来，就不再需要提供一单独的绝缘回线(或其它的回流路径)，因此，可以进一步简化无菌包装装置的总体设计，并且可以最大程度地有效利用闪光灯组件内的空间。
在外支承管202内部的是一无菌食品管206(或装料输送管206)。闪光灯电线208和可选用的闪光灯冷却剂管线210可以位于所述外支承管和无菌食品管202、206的中间(即，之间)。此外，可以将一从适当供应源(未示)获得的无菌空气220在压力下通至外支承管和无菌食品管202、206之间，以便排放在包装材料管内部。无菌空气220可以藉助种种技术，包括过滤、烧灼灭菌法和/或利用如本文所描述的广谱多色光的高强度短时间脉冲来制得。
在工作中，由一适当的横向密包封置114(图1)横向密封的所述纵向密封管内先放入基本无菌的食品212的预定部分。所述无菌食品可以藉助短时高温处理或藉助其它处理方法(诸如如本文所描述的通过利用广谱多色光的高强度短时间脉冲)来进行制造。使所述纵向密封管向前行进一个包装长度，同时闪光灯组件200发出多次脉冲，以便利用广谱多色光的高强度短时间脉冲对食品212上方的所述纵向密封管的整个邻近内表面进行反复杀菌。
无菌空气220离开外支承管202使之通过各闪光灯组件以使各闪光灯冷却，从所述纵向密封管中除去因闪光灯放电而产生的烧蚀产物，并可以防止污物沉积在包装材料管的经处理过的区域上。在横向密封之后，可以将所述包装材料管分成(例如切割)成几个零售包装116(也请参见图1)。
现请参阅图3，本方法也可以应用于其它形式的无菌包装系统，诸如那些采用预制食品容器的无菌包装系统。图中示出了这样一种无菌包装装置30。包装装置30采用了一些放入装置30的一杀菌区304内的预制食品容器302。可供选用的是，在将各容器照射之前，可以藉助一喷射装置306将一如前文所描述的吸收增强剂溶液喷入容器302内。然后，使各容器逐渐经过多个闪光灯处理工站308，在所述闪光灯处理工站中，可将U形闪光灯(U一闪光灯)、直管式闪光灯、灯泡式闪光灯和/或具有其它结构的闪光灯放在容器开口上方或其内。各闪光灯发出脉冲，即照光，使各闪光灯闪光照射每个食品容器302至少一次。随后，移开处理工站308，并使每一食品容器302向前前进一个或多个闪光灯处理工站308，然后重复所述过程，从而当食品容器沿各处理工站308向前行进时，能使每一食品容器302的整个内表面均能受到广谱非相干多色光的高强度短时间脉冲的作用。
还可以采用一无菌空气净化装置，以将任何烧蚀材料从食品容器302中除去，防止污物沉积在已经处理(或杀菌)的食品容器302内，并对各闪光灯进行冷却。
如果需要，还可以设置一适当的闪光灯组，以便当各食品容器302经过所述处理区时对各食品容器的外表面和边缘面进行处理。已经杀菌的食品容器302经过一装料工站312，在该工站，可将经测定的量的预处理食品导装入每一食品容器302内。然后，采用传统密封方法，用一无菌盖对每一食品容器302的顶部加以密封。
可以将一层状无菌空气帘设置在整个无菌包装装置30上方，以防止食品容器302受二次污染(即，受到微生物的二次污染)。藉助一气体杀菌装置350可以提供所述无菌空气，所述气体杀菌装置包括一进气鼓风机352，它可以将空气泵送经过一过滤器354至一脉冲光处理区356，所述脉冲光处理区具有一系列包封在一反射壳体360内的大功率氙闪光灯358。空气以一定速率不断地被迫经过处理区356，所述空气与闪光灯358的一定的脉冲重复频率一起，可以保证当空气经过脉冲光处理区356时，所有的空气都能受到如前文描述的广谱非相干多色光的多个高强度短时间脉冲的作用。
较佳的是，根据本实施例，光的脉冲是富紫外线的(例如，至少有5％的光能波长在170和380纳米之间)，并且较理想的是具有每平方厘米至少0.1焦耳的能量密度，例如，在整个脉冲光处理区356具有至少0.4或0.5焦耳/平方厘米的能量密度。脉冲持续时间通常在大约0.1至3毫秒的范围内，例如0.3毫秒。
作为反射壳体360一部分的多灯反射器阵列可以为正在流过脉冲光处理区356的空气或其它气体提供多向基本均匀的照射。因此，空气或其它气体所携带的尘粒或菌落形成单元受到四面八方的处理，而不能自我屏蔽。在其它实施例中，可以采用诸如图5和图6所示的其它流体处理装置来代替图中所示的气体杀菌装置350，或者在图中所示的气体杀菌装置350之外，再采用诸如图5和图6所示的其它流体处理装置。
图4所示的是一无菌包装装置40的另一实施例，它包括两个塑料包装材料卷材402、404，其中一个卷材用于制造成品包装的容器本体，另一卷材用于包装盖。容器本体包装用材料可以经过一供选用的吸收增强剂浴槽406，如前文所描述的那样。然后，可以使这种包装用材料402经过一抽吸和干燥部分，以除去多余的吸收增强剂溶液。
接下来，利用一沿着所述容器本体包装用材料的前进方向纵向延伸的闪光灯阵列408，使所述容器本体包装用材料受到一广谱非相干多色光的高强度、短时间脉冲的作用。随后，可以藉助一成形装置410，将容器本体包装用材料402热成形成一些诸如杯子之类的适当容器，然后，在一装料工站412，将经测量成定量的、经无菌处理的食品装入各容器。
所述盖子包装用材料同样可以经过一吸收增强剂浴槽414，利用一闪光灯阵列416，使它受到一广谱多色光的多个高强度、短时间脉冲的作用。随后，利用所述盖子包装用材料对那些经装料的、已成形的容器进行密封。可以将所述的整个装置保持处于一无菌空气防护层作用之下，从而可以将二次污染的可能性减至最小。
现请参阅图5，图中示出了一种可以利用广谱多色光的高强度、短时间脉冲对可泵送食品(诸如水)、流质或半流质食品(诸如果汁或汤汁)或气体(诸如空气)进行处理的装置的一实施例的示意图。装置50包括一形成一处理腔502的圆筒形反射罩壳，食品从其中流过，它设在一脉冲光源504周围。在所示的实施例中，脉冲光源是一大功率的氤闪光灯，它具有一通常的适当的电源(未示)用以启动闪光灯工作。
一液体循环泵508可根据脉冲光源504的脉冲重复频率，对流过处理腔502的食品的流速进行控制，这样，在食品在处理腔502内停留的整个停留时间过程中，从所述处理腔中经过的所有食品都会受到一广谱非相干多色光的预定数量的高强度、短时间脉冲的作用。因此，可以将离开处理腔502的食品杀菌(或消毒)达一理想程度。
在一些实施例中，食品处理腔502是设置得与脉冲光源504相分开，从而可以防止食品与光源504相接触。
这可以通过采用一围绕光源504的石英护套(或石英简体)并使食品经过石英护套的外侧来实现。有利的是，冷却水可以在光源504和石英护套之间循环。
所述处理腔的直径可以根据很多因素而改变，这些因素包括(但不限于)待处理食品的具体吸收特性、光源504(即，闪光灯)的物理和工作特性，以及光的各脉冲(即，闪光)之间的食品混合程度。处理腔502可以包括一作为其外壁或作为一外反射器的反射组件，以便将经过产品的照明光朝着所述食品反射。当采用一外反射器时，所述反射组件可以包括一石英筒体(或石英管)，食品在其内循环而外反射器设置在石英管外侧。
应予注意的是，流体(诸如空气和水)是可以让包括大部分UV光谱在内的光透过的。因此，因这种媒质内的吸收作用而造成的衰减是相当少的，通量密度仅仅靠离开光源的距离作用而得以减小。但是，对于具有很大吸收作用的流体来说，通量密度将按照离开闪光灯的距离和食品吸收作用的函数而降低。在任何一种情况中，通量密度的理想最小值，例如，0.4或0.5焦耳/平方厘米(或者甚至低达0.1或0.2焦耳/平方厘米，视待灭活的具体微生物而定)，应该在整个所述处理区内得以保持。
或者或除此之外，必须使食品发生混合作用以保证正在加以处理的所有流体都能受到适量的通量密度和适当数量的脉冲(以达到理想的灭活，即，杀菌或消毒程度或水平)的作用。
现请参阅图6，当将闪光灯504(图5)设置在图5所示装置50中的处理腔502(图5)内部时，可以将一个或多个闪光灯556交替地(或另外)设置在处理腔552的外部。图中示出了一种较佳的设计，其中，待处理的食品经过一采用透明处理导管(例如一石英管)的处理腔552。处理腔552是沿着一椭圆形反射器554的一个焦点设置。一闪光灯556则沿着椭圆形反射器554的另一焦点设置。
在图示实施例的一变型中，如果需要，可以采用多个椭圆形反射器，每一反射器在一焦点具有一闪光灯，在另一焦点(未示)则具有所述处理腔552(在本变型中是狭长的)。
再请参阅图示的变型，闪光灯556可以被装套在一石英筒体(或管子)内，以便以一种与上文结合上述实施例所描述的相同方式进行水冷却和/或液体分谱过滤。以此方式，由于光脉冲可以由所述椭圆形反射器朝着处理腔552的中心聚焦，因此可以对被处理的液体的光吸收作用提供补偿，这样，所有的液体就可以受到较均匀的光处理。
现请参阅图7，图中示出了一光处理工站60的一实施例，所述工站包括一脉冲光源/反射器阵列602，一待处理的食品601可以经过所述阵列、落下或滚落下来。脉冲光源/反射器阵列602藉助地面缆线和管道而与一电脉冲形成网络603相连，所述网络可以同时地或依次地激励脉冲光源/反射器阵列602，以及一冷却/滤光用液体循环器604，所述循环器可以使一液体媒质(诸如水)循环通过一位于脉冲光源/反射器阵列602内的每一闪光灯外部的石英筒体，以便利用所选的、具有所需光谱透射/光谱吸收特征的液体溶液来进行冷却和/或光谱滤光。
脉冲光源/反射器阵列602采用多个闪光灯和相连的反射器，以在一处理区内产生广谱非相干多色光的高强度、短时间脉冲，在所述处理区内，待处理的各食品受到一广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用。虽然图中所示的实施例60采用的是直管(即，直管式或圆筒形)闪光灯和反射元件，但是，也可以采用其它的设置。例如，可以将各闪光灯构造成几乎任意形状，就像霓虹灯招牌可以制造成几乎任意形状一样。同样，反射器可以由具有很多不同几何形状的多种不同材料制成，以将闪光灯的光脉冲导引至待处理的食品。由纽约John Wiley and Sons，Inc.公司出版的、由William B.Elmer撰写的《反射器的光学设计》(第二版)是反射器设计的基本原理入门书。
虽然本实施例包括很多用来在食品保藏中降低活生物体、细菌或病毒的数量或酶活力的可能用途，但是，在无菌包装方法中，采用光的高强度、短时间、广谱、多色、非相干脉冲来对水和包装材料进行杀菌的方法是本文所描述的各实施例的特别有用的方面。在这些方法中，通常采用的是包括光谱的近、远紫外线部分的广谱闪光灯输出，因此，可以采用相对较低的能量密度。例如，即使生物体的密度非常高(高达1×106至1×108)，每次闪光以0.4或0.5焦耳/平方厘米的能量密度，只要一次或两次闪光(或低达0.1焦耳/平方厘米，或者甚至低达0.01焦耳/平方厘米或更低，视待灭活的微生物而定)就可以对孢子、植物细菌、病毒和其它类似物进行灭活，即，杀菌或消毒。
现请参阅图8，图中示出了一光组件80的一变型的剖视图，所述变型可以是图2所示装料和杀菌组件200的一部分。食品管道833(或装料输送管833)由一外支承管832(或无菌空气输送管832)所围绕，所述外支承管可以将无菌空气向下传送至一喷射式分流出口835。多个闪光灯831，例如2个或4个，设置在一反射器832周围，在一些实施例中，所述反射器还可以用作无菌空气输送管832。各闪光灯831固定在一接线盒826内，所述接线盒还可以用作一高压绝缘器、冷却水分配器，以及闪光灯831、一光纤导体(未示)和冷却水输送管210(或冷却剂管路210)(参见图2)的固定装置。
每一闪光灯831均被一石英管829(或水套829)所环绕。冷却水可以在每一水套829和它们各自的闪光灯831之间流动。有利的是，冷却水还可以用作一用于闪光灯831的起动“触发器”的电流通路，由此可以将使用空间最优化。所述起动触发器可以为所采用的接地装置(本技术领域中所熟知的)提供一电容，以便于起动所述闪光灯的光的初始脉冲。(迄今为止人们是将一电线围绕所述闪光灯裹绕成一螺旋形线圈而不用冷却水，并且所述“触发器”是用电线而不是冷却水。在本技术领域中，将螺旋形电线用作“触发器”是为人们众所周知的)。冷却水可通过冷却管路210(参见图2)进入每一水套829中。
一石英防护玻璃828围绕地设置在所有的闪光灯831、无菌空气输送管/反射器832和装料输送管833的周围。外防护玻璃828可以用来防止各闪光灯831和反射器832受到食品的飞溅，并且可以防止它们受已加到一被消毒(或处理)过的包装材料管内表面上的电压电平剂的作用。
此外，外防护玻璃828可以将光波长小于大约200纳米的光过滤掉，所述波长会造成在包装材料管内部的外防护玻璃828外侧形成臭氧，在外防护玻璃828内的空间内最好充有氮气以防止臭氧在此空间内形成，因为臭氧会使得无菌空气输送管/反射器832氧化。
有利的是，本实施例可以设置光纤导体(未示)，并且可以使光纤导体(未示)的各端部位于外防护玻璃828内部的每一闪光灯831附近，从而可以直接接收光线或者，可以如图14所示的那样来设置光纤导体，这将在下文中予以描述。
各光纤导体可以使来自闪光灯组件80内部的光线穿过装料输送管833和无菌空气输送管832之间的空间，并到达一对对紫外光敏感的二极管(未示)。该对紫外光敏二极管设置在光组件80外部的屏光盒(未示)内。较佳的是，采用一中性密度滤光器和一设置在光纤导体和紫外光敏二极管之间的紫外选择滤光器，以衰减光并将紫外光范围之外的波长滤出。将一来自紫外光敏二极管的输出信号传送至一取样保持电路(未示)，该电路可以在每一次放电，即，闪光之后由一控制单元(未示)加以监控。如果与各光纤导体所携载的光的峰值强度成正比(在每一闪光过程中)的输出信号值小于在各闪光灯831的任一给定放电期间灭活微生物所需的预定最小值(例如，新闪光灯的光所产生的峰值的80％)，所述控制单元可以立即中断包装材料管的作业，一直到可以对光组件80重新补救能重新杀菌为止。
下面将结合图14和图15对光纤导体、紫外光敏二极管和控制单元进行进一步描述。
现请参阅图9，图中示出了可以与图8所示闪光灯组件80一起使用的内部几何结构的剖开视图。图中所示的是外防护玻璃928、闪光灯931、水套930、反射器937、装料输送管933、无菌空气输送管932(在图9所示的实施例中，它与反射器937是分开的)和一包装材料管917。
正如上文结合图8所描述的那样，一待包装的食品可以通过装料输送管933而传送至一装料区(即，所述无菌包装装置的一部分，它位于闪光灯组件的正下方，食品在该部分被导引入包装材料管内)(未示)。装料输送管933由无菌空气输送管932所围绕，它可以用来将无菌空气向下输送至喷射式分流出气口835(参见图8)。
无菌空气可以保持包装材料管917内具有一正压力，这样，当所述包装装置工作时，或者当它停止工作时，可以维持图8所示闪光灯组件80的周围和上方的无菌环境。无菌空气还可以对外防护玻璃928进行冷却，假如从各闪光灯931发射出来的光的一部分被吸收在外防护玻璃928内，这样就会使外防护玻璃928变热，因此无菌空气的冷却作用是较有利的。无菌空气输送管932还可以用作一输送器，以便当无菌包装装置需要在使用之前进行杀菌时传送预杀菌剂。
无菌空气输送管932被反射器937所围绕，它(反射器937)可以用反射剂加以处理或制成，从而可以对波长在200纳米和1200纳米之间的光进行高度反射。所述反射器最好是一种由New Hampshire市的Labsphere，Inc.公司以SPECTRALON为商标出售的聚四氟乙烯基材料制成的套筒，如1990年3月27日授予Springsteen先生的、名为“激光谐振器材料”的美国专利No.4,912,720中所描述的那种材料，该专利援引在本文中作为参考之用。反射器937最好采用这样一种几何结构设计，即，可以在包装材料管917的内表面上可获得均匀的光分布。
有利的是，如果反射器937是导电的，则所述反射器还可以用作各闪光灯931的地线，或者是回流通路，这样就可以节省组件80内的空间(参见图8)。但是，当各对闪光灯以串联方式连接时，各对闪光灯可以相互提供一回流通路，从而就不再需要一地线。)在图示的实施例中，各闪光灯931是一个或多个，例如，两个或四个，并且是气体放电灯，诸如采用230毫米O形圈安装的灯，这种灯是可以从加利福尼亚州圣地亚哥市的PurePulse Technologies，Inc.公司买到的、以No.01812-525为零件号的灯。各闪光灯931围绕反射器937设置，并且固定在接线盒826(参见图8)内，所述接线盒可以用作一高压绝缘器、冷却水分配器，并可以用作一用于闪光灯931。光纤导体和水套930的固定装置。如图所示，闪光灯931被水套930所环绕，并且在水套930和闪光灯931之间形成了一空间，水可以流过所述空间，从而对各闪光灯931进行冷却，由此可以延长闪光灯931的使用寿命。在反射器937和无菌空气输送管932之间的空间内流动的水可以对反射器937进行冷却。
闪光灯组件80被外防护玻璃928所环绕，所述外防护玻璃如上文所述由石英制成。如上文所述，外防护玻璃928的目的是为了防止闪光灯931和反射器937受到食品的飞溅，并且可以防止它们受到预杀菌剂的作用。而且，外防护玻璃928可以将波长短于200纳米的光滤出，这样在所述外防护玻璃和包装材料管917之间就不会形成臭氧。在外防护玻璃928内、外防护玻璃928和反射器937以及水套930之间的空间充填有氮气，从而可以防止在这些空间内形成臭氧，否则臭氧会使得反射器937被氧化。
现请参阅图10，图中示出了图8所示光组件的所述部分的一变型的剖开视图，其中，已根据本发明各方面采用了空间优化特征，以最优化地利用空间，从而可以使本变型与更小直径的包装材料管一起使用。图中示出了闪光灯1031、装料输送管1033、无菌空气输送管1032、外防护玻璃1028，以及包装材料管1017。应予注意的是，图10所示变型中省略了反射器937(图9)、水夹套930(图9)。
用一反射剂(即，经过反射处理)对无菌空气输送管1032的一外表面进行处理，从而可以对那些从各闪光灯31发射出来的、波长在200纳米和1200纳米之间区域内的光进行高度反射。所述反射剂最好是以SPECTRALON为商标在市场上出售的聚四氟乙烯基材料，如上文所提到的’720专利中所描述的材料。有利的是，用这种反射剂来涂敷无菌空气输送管1032，就不再需要一单独的反射器937(诸如图9所示变型中所用)。
藉助使水在外防护玻璃1028内部、各闪光灯1031和无菌空气输送管的外部空间内流动，可以对也用作反射器的无菌空气输送管1032以及各闪光灯1032进行冷却，因此就不再需要水套930(图9)。如果无菌空气输送管1032上的反射剂是金属性的，为了防止反射剂受到水的腐蚀影响，可以用二氧化硅薄层对它加以涂敷。
现请参阅图11，图中示出了图8所示光组件的另一变型的侧视图。图中所示的是外防护玻璃1117，以及一下保持件1120和第一、第二上保持件1122、1124。
与在图8、图9和图10所示的变型一样，外防护玻璃1117的作用是防止各闪光灯(未示)、反射器(未示)、水套(未示)和装在光组件内的其他结构受到食品的飞溅和预杀菌剂的作用。
现请参阅图12，它是图11所示的光组件变型的立体分解图。图中所示的是外防护玻璃1217、闪光灯1231、反射器1237、水套1230、下保持件1220、第一和第二上保持件1222、1224、一石英窗1250、一连接件1252、一波纹套筒1254、另一下保持件1256、一接触软管1258、一推进器1260、一凸缘1262、一反射器套筒1264、装配螺钉266，以及U形密封件1268。
上述构件的装配如图12所示，这对于本技术领域的熟练人员来说是可以理解的。外防护玻璃1217最好由石英制成；闪光灯1231可以是直管式(或圆筒形)闪光灯，诸如可以从加利福尼亚州圣地亚哥市的PurePulse Technologies公司买到的、以No.01812-525为零件号的230毫米O形圈安装的灯；反射器1237和反射器套筒1264最好是一其外部被一套筒包封的不锈钢管，所述套筒由诸如以SPECTRALON为商标在市场上出售的聚四氟乙烯基材料制成，如专利’720中所描述的材料；水套1230最好是具有一定尺寸的石英筒体，从而可以容纳各闪光灯1231并且可以提供一供冷却水在其中流动(或循环)的空间；一个和另一个下保持件1220、1256和第一、第二上保持件1222最好由加入了25％玻璃的聚四氟乙烯制成。
外防护玻璃1217、闪光灯1231、反射器1237和水套1230的作用与结合图9和图10所描述的作用是大体相同的。但是，应予注意的是，如图所示变型的一个特征是它是采用反射器1237和水夹套1230之间，以及和外防护玻璃1217之间(图12)的空间来作为在水套1230和闪光灯1231之间流动的冷却水的回流通道。例如，冷却水可以借助闪光灯1231和水套1230之间的空间如图12所示方向向下流动，并且可以藉助向上流过水套1230和反射器1237以及外防护玻璃1217之间的空间而返回。
现请参阅图13，图中示出了可以用在图12所示的光组件变型中的所述外防护玻璃的局部剖视立体图。图中示出的是外防护玻璃1300，它由石英玻璃制成，并具有一第一铂外表涂层1302和一位于第一外表涂层1302上、由聚四氟乙烯制成的第二外表涂层1304。第一和第二外表涂层1302、1304将外防护玻璃1300的端部1306、1308上的外防护玻璃1300外表面覆盖住，留下外防护玻璃1300透明和裸露的中心部分1310，因此，可以对自其内所包封的闪光灯(未示)发射出来的光进行传导。
外防护玻璃1300藉助所述上、下保持件(参见图12和图13)而保持在位。一些垫圈(参见图14)设置在上、下保持件，以及外防护玻璃1300的两端1306、1308的内部之间。这些垫圈在端部1306、1308之间形成一不透水密封件，从而可以使待传送的冷却水借助外防护玻璃1300从所述上保持件(或下保持件)传送至所述下保持件(或上保持件)，以使冷却水从所述闪光灯返回，并且可能的话，进行光谱滤光，如本文中所描述的那样。
有利的是，第一和第二外表涂层1302、1304可以防止光穿过外防护玻璃1300的端部1306、1308，即，所述第一和第二外表涂层1302、1304的至少其中之一基本上是不透明的。结果，从所述闪光灯发射出来并由包装材料管向后朝着所述闪光灯并向下朝着各垫圈反射的光就不能穿透外防护玻璃1300的端部1306、1308。因此，可以防止光反射到各垫圈上因为光会破坏各垫圈内的聚合物，所以防止光的反射可以延长各垫圈的使用寿命，而且还有助于将无菌包装装置的停机修理时间减至最小。
采用第一和第二外表涂层1302、1304的另一优点是它们有助于在处理过程中防止外防护玻璃1300的端部发生碎裂或裂开。
为了进一步增强第一和第二外表涂层1302、1304的这些优点，有利的是，这些涂层在端部1306、1308的下缘1312、上缘1314上相重叠。但是，在所示的实施例中，第一和第二外表涂层并不围绕端部1306、1308的上下缘1312、1314不涉及端部1306、1308的内部。
第一外表涂层1302，即，铂涂层的涂敷作业最好是利用本技术领域中已知的热化学沉积方法来完成，从而可以获得2000至3000埃的厚度。第二外表涂层1300，即，聚四氟乙烯涂层的涂敷作业最好是利用诸如在本技术领域中已知的静电处理方法来完成，从而可以获得约0.010英寸的厚度。
第二外表涂层1304最好是以粉末或粒状形式、采用例如PF8聚四氟乙烯粉末而涂敷成诸薄层，并在这种涂敷过程中被喷涂或喷染成白色。正如上文中所指出的，采用静电处理方法来涂敷所述诸薄层，然后在涂敷作业之后，再进行烧结，以将这些薄层粘接于外防护玻璃上和/或第二外表涂层1304的较早涂敷的薄层上。
应予注意的是，第一外表涂层1302，即，铂涂层，还有助于将第二外表涂层1304，即，聚四氟乙烯涂层粘附于外防护玻璃1300上，并且可以使端部1306、1308处于受压状态，这样就可以增强端部1306、1308的强度。第二外表涂层1304可以使大部分光从端部反射出去。在本实施例的其它变型中，可以省略第一和第二外表涂层1302、1304中的其中之一，从而仅采用第一外表涂层1302或第二外表涂层1304。
在本实施例的又一变型中，以一种与上述针对外防护玻璃进行描述的相同方式对水套的端部进行涂敷也是较理想的。
现请参阅图14，它是图11和图12所示的光组件变型的一部分的具体结构剖视示意图。图中示出了外防护玻璃1417、诸闪光灯1431、第一上保持件1420、第二上保持件1458、装料输送管1437，以及反射器1431。图中还示出了一对闪光灯O形圈1431和一外防护玻璃O形圈1452。
闪光灯O形圈1450和外防护玻璃O形圈1452是用来分别在上保持件1458、1420之间，以及各闪光灯1431和外防护玻璃1417之间形成密封。各闪光灯1431的端部1460定位在第二上保持件1458内，电的连接线1454连接在各闪光灯1431和一适当的电源(未示)之间。装料输送管1437最好覆盖有一由聚四氟乙烯基材料制成的护套1456，所述聚四氟乙烯基材料是以SPECTRALON为商标在市场上销售并在前述专利’720中描述的那种，该专利已援引在本文中作为参考之用。
图中还示出了水套1459和第一、第二外表涂层1464、1466；在上文中已对它们作了具体描述。正如本技术领域的那些熟练人员所能理解的那样，第一和第二外表涂层1464、1466可以保护外防护玻璃O形圈1452以免受到那些例如由包装材料管917和1017(图9和图10)向后朝着外防护玻璃1417反射的光的影响。
现请参阅图15，它是可以用在图8和图11所示的光组件变型中的光纤反馈系统的一变型的示意图。图中示出的是外防护玻璃1528、包装材料管1517、水夹套1529和闪光灯1531。图中还示出了一光线1550，该光线自闪光灯1531发射出来，穿过石英水夹套1529和外防护玻璃1528而照射在包装材料管1517的内表面1552上。
从包装材料管1517的内表面1552反射出来的是光1554的第一反射光线。图中所示的一凹槽1556开在外防护玻璃1528的一内表面1558内。所述凹槽1556的横截面呈普通直角三角形，它可以使光线1550从外防护玻璃1528的内侧自由地到达外防护玻璃1528的外侧。
但是，第一反射光线1554将被凹槽1556的一上表面1560转向。结果，一第二反射光线1562将在外防护玻璃1528内、沿着一平行于外防护玻璃(最好是圆筒形)1528的中心轴线(未示)的轨道而被向上导引。在外防护玻璃1528的上端1564处，第二反射光线1562被一光纤导体1566所捕获，并从光纤导体1566的第一端1568穿过光纤导体1566而到达光纤导体1566的第二端1570。一旦从第二端1570射出，一改向光线1572将进入一对紫外光敏感的二极管1574内。在到达所述对紫外光敏感的二极管之前，改向光线1572可以穿过一中性密度滤光器1580和/或一“带通”滤光器1582，所述带通滤光器可以让在紫外光谱内的光穿过，但却阻挡紫外光谱以外的光线。
该紫外光敏感的二极管1574与一能提供一输出的检测器电路1576相连，所述输出能反映出照射在紫外光敏二极管1574上的光量。所述检测器电路1576可以包括一取样保持电路，在这种情况中，所述输出可以反映在每一次闪光(在每一次闪光之前重新设定所述取样保持电路)过程中照射在紫外光敏二极管1574上的峰值光量。该光量又能反映出照射在包装材料管1517的内表面1552上的光量。根据该输出，可以确定包装材料管1517的所述内表面处是否有足够的能量密度值，以对包装材料管1517进行净化。
有利的是，本变型不仅可以对由各闪光灯1531所产生的光量进行(间接)检测，而且，同样重要的是，还可以对照射在包装材料管1517的所述内表面上的光量进行检测。这是有利的，因为如果外防护玻璃1528的一外表面较脏，这些光量(即，所产生的光量和照射在内表面1552上的光量)可能是不同的。
如果包装材料管1517的内表面1552处的能量密度不足，即，低于预定阈值，例如0.4或0.5焦耳/平方厘米，则可以增大馈送给闪光灯1571的功率，并且可以使所述包装装置停止工作，一直到维修好为止。
现请参阅图16，它是一种可以采用图15所示光纤反馈系统的闭环反馈控制系统的方框图。图中示出的是紫外光敏二极管1620(或其它适当的紫外检测器)、检测器电路电路1622和闪光灯1631。如图所示，来自闪光灯1631的光被传导至一紫外光敏二极管/检测器电路1620、1622，如上文所描述的那样，所述紫外光敏二极管/检测器电路可以测定到达包装材料管1517(图15)的内表面1552(图15)的光量和/或闪光灯1631所产生的光量。如上文中所提到的，所述紫外光敏二极管/检测器电路1620、1622可以包括一在每一闪光之前重新设定的取样保持电路。来自所述紫外检测系统(1620、1622)的输出信号(即，一检测信号)被导引至一差动电路1650。所述检测信号可以反映到达包装材料管1517(图15)的内表面1552(图15)的光量和/或由闪光灯1631所产生的光量，或者是当紫外光敏二极管/检测器电路1660、1662包括一取样保持电路时，可以反映这种光的峰值光量。一来自紫外设定点电路1652的设定点信号也被导引至所述差动电路1650。
差动电路1650可以测定所述紫外设定点信号和检测信号之间的差值，并且可以据此产生一差动信号。将所述差动信号被导引至一积分器1654，所述积分器可将一控制信号提供给一电源1656。或者，可以采用一比例一积分一微分装置(PID)或其具有传递功能的装置，以替代积分器1654。电源1656利用所述控制信号可对电源1656产生的一电压输出的电压电平进行设定。所述电压信号被提供至一脉冲发生器1658，并被所述脉冲发生器1658利用，从而可以产生电压脉冲，所述电压脉冲被提供给闪光灯1631，使所述闪光灯产生广谱多色光的高强度、短时间脉冲。
有利的是，当紫外光敏二极管/检测器电路1620、1622检测到照射在包装材料管1517(图15)的所述内表面上的能量密度值逐步降低时，由差动电路1650所产生的差动信号就增大。结果，由积分器1654产生的所述控制信号就可为电源1656提供信号，从而可以产生一较大的电压输出，由此可以使发给脉冲发生器1658的所述电压信号的幅值增大。这又使得那些由脉冲发生器1658产生的、提供给闪光灯1631的电压脉冲的幅值增大，因此应该可以使闪光灯1631所产生的光的强度增大。该增大的闪光灯密度通常又应该会使得包装材料管1517(图15)的所述内表面处的能量密度值增大，并伴随着差动信号的减小。
这样，就提供了一个闭环反馈系统，其中，当在包装材料管1517的内表面1552处检测到的能量密度值减小时，由闪光灯1531产生的光的强度就增大，从而可以补偿检测到的能量密度值的这种减小。当检测到包装材料管1517的内表面1552处具有一适当的能量密度值时，使闪光灯1531所产生的光的强度停止增大。(以相同的方式，如果检测到内表面1531处的能量密度值太大，则降低由闪光灯1531所产生的光的强度，一直到检测到适当的能量密度值为止。)当提供给闪光灯1631的电压脉冲的电压电平由于工作情况而不再能增大时，例如，在预定量小于闪光灯1631和/或电源1656的最大电压的情况下，由紫外光敏二极管/检测器电路1620、1622所检测到的能量密度值仍下跌到低于由一阈值电路1662所指示的理想能量密度阈值，可以由一比较器1660来触发(或指示)一故障状态(所述比较器将一将来自紫外光敏二极管/检测器电路1620、1622的输出信号与一来自阈值电路1662的阈信号相比较)，所述故障信号可以用来例如使包装材料管1517(图15)的处理作业停止下来(即，杀菌、装料和密封)，一直到无菌包装装置维修好为止，例如，一直到更换闪光灯1631和/或一直到可以从外防护玻璃1528的外表面上清除食品飞溅物、烧蚀的食品和/或预杀菌剂为止。
现请参阅图17，它是用来将一闪光灯1731的两端固定于图8和图11所示的光组件变型的上和/或下保持件内的系固系统的剖视图。图中所示的闪光灯1731具有一金属连接器1750，它进入一保持腔1752(或圆筒形腔)。所述保持腔1752由例如下保持件1754的一部分和压缩缸1756形成，所述下保持件可以由加入了25％玻璃纤维的聚四氟乙烯制成，所述压缩缸也可以由加入了25％玻璃纤维的聚四氟乙烯制成。与金属连接器1750相连的是一能为闪光灯1731提供一进出的电流路径的引线电缆。与例如圆筒形腔1752内的下保持件1754成一体的是一截锥形凸缘1758。截锥形凸缘1758的一截锥形下表面1760的取向是大体上面朝着远离闪光灯1731的方向，并且截锥形下表面1760相对于金属连接器1750的一圆柱形外表面来说是小于90度，例如为45度。截锥形凸缘1758的垂直表面1762的取向是面朝着闪光灯1731，所述垂直表面最好是垂直于保持腔1752的一内壁并垂直于金属连接器1750的圆筒形外壁。
设在压缩缸1756和截锥形凸缘1758的截锥形下表面1760之间的是一并置紧抵在截锥形表面1760上的可压缩橡胶垫圈1764(或O形圈1764)和一并置紧抵在压缩缸1756上的滑动垫片1766。压缩缸1756包括一与下保持件1754的螺纹部1770相配合的螺纹部1768。
当压缩缸1756例如随着一例如朝着闪光灯1731的旋转矢量力而作例如顺时针旋转时，压缩缸1756的螺纹部1768和下保持件1754的螺纹部1778结合在一起，可以将一压缩力作用在所述滑动垫片1766上，所述压缩力的方向平行于圆筒形腔1752的中心轴线并朝着截锥形凸缘1758。响应于该作用力，可以将滑动垫片1766压紧在垫圈1764上，从而又可以将所述垫圈压紧在截锥形凸缘1758的截锥形表面1760上。
响应于作用在垫圈1764上的作用力，垫圈1764在截锥形表面1760的作用下被径向向内导引。这样就在金属连接器1750、垫圈1764和截锥形凸缘1758之间形成一密封。
有利的是，这可以防止冷却水从闪光灯1731外侧和水套内部的一区域1772流入圆筒形腔1752内和从下保持件1754流出。有利的是，这种密封的形成是与闪光灯1731在长度上的不一致性以及闪光灯1731在直径上的不一致性的公差无关的。
而且，可以对图示的变型加以修改，使闪光灯1731的一玻璃部分向下伸入圆筒形腔1752内，从而可以在闪光灯1731的所述玻璃部分和截锥形凸缘1758之间(与所描述的金属连接器1750和截锥形表面1760之间相对)形成密封。以此方式，可以防止冷却水与金属连接器1750相接触，这在本变型的特定应用中可能是较有利的。
现请参阅图18，它是另一种闪光灯组件的几何结构的立体图，所述闪光灯组件可以在图8和图11所示的闪光灯组件中使用，用以最大程度地减小闪光灯组件的直径，由此可以使与所述闪光灯组件一起使用的包装材料管的直径达到最小。图中示出的是装料输送管1800、一直径减小的包装材料管1802(部分剖开)，以及第一和第二闪光灯1804、1806。直径减小的包装材料管1802的直径可以例如是大约3厘米至7厘米，例如5厘米。一外防护玻璃(未示)可以象图8和图11所示的实施例一样使用，但是，图18中略去了所述外防护玻璃，以使图18更为清楚。
第一闪光灯1804沿着装料输送管1800的上部1808并置在直径减小的包装材料管1802内。在直径减小的包装材料管1802的内部，装料输送管1800的上部1808和上闪光灯1804是平行并置的，并且按图18所示的方向，上部1808是设置在右侧，上闪光灯1804设置在左侧。
在装料输送管1800的上部1808以及第一闪光灯1804(或上闪光灯1804)的下方的是装料输送管1800的过渡部分1810。过渡部分1810是装料输送管1800的一偏移区域，该偏移区域从装料输送管1800的上部1808过渡到下部1812。
下部1812是平行于第二闪光灯1806(或下闪光灯1806)并置的。在直径减小的包装材料管1802的内部，按图18所示的方向，下部1812是设置在左侧，下闪光灯1806则设置在右侧，因此是从那些被上部1808和上闪光灯1804所占据的侧面起占据了直径减小的包装材料管1820的对置侧面。
因此，过渡部分1810可以将装料输送管1800从直径减小的包装材料管1802的右侧过渡到直径减小的包装材料管1802的左侧(按图18所示的方向)。这种过渡可以将所述包装材料管内供上闪光灯1804用的空间安排在装料输送管1800的左侧，而将包装材料管1800内供下闪光灯用的空间安排在装料输送管1800的右侧，同时仍可以容纳直径减小的包装材料管1802。
以此方式，由于直径减小的包装材料管1802从上、下闪光灯1804、1806上经过，当上闪光灯1804和下闪光灯1806一齐工作时，它们可以使直径减小的包装材料管1802的整个内表面(右侧和左侧)处于广谱多色光的一个或多个高强度、短时间脉冲作用之下。
但是，与此同时，与迄今为止已知的装置相比，用来围绕在直径减小的包装材料管1802内的装料管1800、上、下闪光灯1804、1806所需的内部空间量，即其直径，得到了显著的减小。
现请参阅图19，它是一光组件的又一变型的剖视图，所述变型可以是图3和图4所示的无菌包装组件的另一实施例的一部分。图中示出了一外防护玻璃1900和一具有一第一金属电极1904、一第二金属电极1906、一第一0形圈1908、一第二O形圈1910和一第三O形圈1912的U形闪光灯1902(或U形灯1902)。图中还示出了一包括闪光灯保持装置1915的闪光灯插座1914，所述闪光灯保持装置可以使U形灯电极间距具有非均匀性。
工作时，将U形灯1902的电极1904、1906插入闪光灯插座1914(或闪光灯保持件1914)内，使第一O形圈1908将第一电极1904与闪光灯保持件1914的第一灯座1916的内壁密封隔开。灯保持件装置1915将第二电极1906容纳在闪光灯保持件1914的第二灯座1918的内部，第二O形圈1910可将第二电极1906与闪光灯保持装置1915的一内表面密封隔开，第三O形圈1912则可将闪光灯保持装置1915的一外表面与第二插座1918的一内表面密封隔开。
有利的是在一形成在一凸肋1922附近的第一沟槽1920的内部，将第二O形圈1910设置得紧抵闪光灯保持装置1915的所述内表面，所述凸肋凸伸入闪光灯保持装置1915的内部。该凸肋1922可以防止第二O形圈在闪光灯保持装置1915内部滚动而超出闪光灯保持装置内的一预定范围。所述第一沟槽沿着闪光灯保持装置1915的一内周缘位于U形灯1912附近，它大体上呈圆筒形。
第三O形圈1912位于另一沟槽1924内，所述另一沟槽形成在一对自闪光灯保持装置1915径向向外凸伸的凸肋1926之间。所述另一沟槽1924位于离开U形灯1902的远处、在闪光灯保持装置1915的一与第二O形圈1910所在的沟槽1920相反的端部。和第二O形圈1910一样，所述另一沟槽可以防止第三O形圈1906在闪光灯保持装置1915的外部滚动而超出由一对凸肋1926所限定的预定范围。
有利的是，闪光灯保持装置1915由一种诸如不锈钢之类的刚性金属材料制成，并且闪光灯保持装置1915的近端可以相对于闪光灯保持装置的远端侧向地移动，以此方式，闪光灯保持装置1915可以有利地克服U形灯的第一和第二电极1904、1906之间间距不一致的问题，同时，较有利的是还可以使插座1914和电极1904、1906之间保持不透水密封。
有利的是，这种水密封可以使水在密封流体回流中循环，所述密封流体回路包括一位于外防护玻璃1900内但位于U形灯1902外侧的空间。该水，诸如在本技术领域中已知的，可以为U形灯1902提供冷却作用，从而延长U形灯1902的使用寿命，并且可以增大U形灯1902可以被使用的闪光重复频率，而且还可以为从U形灯1902发射出来的光提供光谱滤光作用。
现请参阅图20，它是闪光灯保持装置2000的具体结构剖视图。图中示出了第二电极2002、第二O形圈2004、第三O形圈2006、闪光灯保持装置2000和插座2010的第二灯座2008。从图中可以看到，电极2002已被插入第二灯座2008内部的闪光灯保持装置2000内，第二O形圈2004位于沟槽2012内，所述沟槽形成在其近端处的闪光灯保持装置2000的内周缘处。第三O形圈2008位于第二灯座2008的内表面和另一沟槽2014之间，所述另一沟槽位于闪光灯保持装置2000的远端的外部处。
现请参阅图21，它是闪光灯保持装置2100的另一种结构的剖视图，其中采用了一不均匀的U形灯。图中示出了第二电极2102、插座2106的第二灯座2104，闪光灯保持装置2100，第二O形圈2108和第三O形圈2110。
正如可以从图中看到的，闪光灯保持装置2100的近端相对于闪光灯保持装置2100的远端作了横向移动，以与U形灯电极之间不均匀的间距相适应。闪光灯保持装置2100的所述近端，即，邻近于所述U形灯的那一端部的这种移动迫使所述闪光灯保持装置的该近端比第二灯座2104的另一内表面更靠近第二灯座2104的一内表面。
有利的是，可以由第二和第三形圈2108、2110保持完整的全密封，与此同时还可以与不均匀的U形灯相适应。因此，闪光灯保持装置可以有利地降低与其一起使用的U形灯的制造精度，从而可以减少费料的产生并显著降低成本。
现请参阅图22，它是可以与图3和图4中的无菌包装组件中的直管式闪光灯(未示)一起使用的光导2200的一实施例的示意图，其中不再需要用U形闪光灯(U形灯)，并且可以消除U形闪光灯所带来的，诸如成本和电极间距不精确之类的问题。图中所示的所述光导已被放低而进入一包装材料杯2202内，从而可以将光谱多色光2203的高强度、短时间脉冲从所述直管式闪光灯发射到包装材料杯2202的内表面2204上。较佳的是，光导2200由一种诸如石英的材料制成，石英在很宽的光谱范围内是一优良的光导体。
现请参阅图23，它是图22所示的光导实施例的一变型的立体图。从图中可以看到，光导2300位于一包装材料杯2302的上方。所述光导采用了三个石英层2304、2306、2308，在所述石英层的一上端2310，所述石英层的横截面近似呈矩形，并可将光大体上向下导引，如图23所示的方向。在石英层2304、2306、2308的下端2312处，一中间层2306继续向下，从而可以将光投射至包装材料杯2302的一底面上。每一侧层2304、2308均朝着离开中间层2306的方向、朝着包装材料杯2302的内侧面2314弯曲。侧层2304、2308的边缘2316、2318弯曲得当从上方看所述光导时(如图23所示的方向)，所述光导看上去其横截面大体上呈圆形，从而有助于将光导2300插入内部横截面为圆形的包装材料杯2302内。
工作时，将光谱多色光的高强度、短时间脉冲投射至位于光导2300上端2310处的一上表面上。光脉冲穿过该上表面而进入光导2300。进入中间层2306的光穿过所述光导向下投射。该光从光导2300射出，并投射到包装材料杯2302的底部上。进入每一侧层2304、2308的光被光导2300大体向下导引，但位于光导的下端2312附近的光被侧层2304朝着离开中间层2306的方向、并朝着包装材料杯2302的内侧表面2314的方向导引。该光随后从侧层2304、2308射出，并投射在包装材料杯2302的内侧表面2314上。
在直管式闪光灯相继闪光的过程中，藉助使所述光导在包装材料杯2302内上、下移动，并且在这种相继闪光过程中藉助使包装材料杯2302或光导2300旋转，可以用广谱多色光的高强度、短时间脉冲对包装材料杯2302的整个内表面2314进行处理，而不需要使用U形灯。
有利的是，藉助采用直管式闪光灯来代替U形灯对包装材料杯进行处理，本变型因此可以克服采用U形灯所带来的问题，并且，使用直管式闪光灯，可以避免采用U形灯时所需要比直管式闪光灯为高的成本。
现请参阅图24，它是可以与图3和图4所示的无菌包装组件中的直管式闪光灯2402一起使用的光导2400的所述实施例的另一变型的俯视立体图。图中示出了直管式闪光灯2402、一包装材料杯2404和多个弯曲的石英杆2406，每一石英杆的上端2408均沿着直管式闪光灯2402的一部分定位。较佳的是，一反射器(未示)将从闪光灯2402的上部(如图24所示方向)发射出来的光向下聚焦到弯曲的石英杆2406的上端2408内。
工作时，从直管式闪光灯2402发射出来的光被接收入弯曲的石英杆2406的上端2408内，并由所述弯曲的石英杆大体向下载送。
现请参阅图25，它是图24所示光导2500的所述实施例的所述变型的、局部剖除的仰视立体图。图中示出了包装材料杯2502的剖视图以及弯曲石英杆2506的下端2504。从图中可以看到，弯曲的石英杆2560的下端2504被取向得可以将光2504大体向下导引。每一下端2504朝着包装材料杯2502的内侧面向外弯曲，并被取向成每一向外弯曲的下端2504之间有近似60度的位移。
工作时，来自直管式闪光灯并由弯曲的石英杆2506载送的光被向下导引入包装材料杯2502内，一直到它到达弯曲的石英杆2506的下端2504为止。在弯曲的石英杆2506的下端2504处，光被向外朝着包装材料杯2502的内侧面导引。有利的是，藉助使每一下端相对于邻近的下端2504作60度角的偏移，可以使被载送在弯曲的石英杆2506内的光最大程度地散射遍及包装材料杯2502的整个内周缘。
在操作时，在广谱多色光相继地高强度、短时间脉冲的照射过程中，光导2506在包装材料杯2502内上、下移动，从而可以使包装材料杯2502的整个内侧面和底面都受到这种光的作用。
以此方式，提供了这样一种实施例，其中，包装材料杯2502的内表面可以受到广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用，而不需要使用传统的U形灯。
虽然以上已藉助本发明的几个具体实施例和其应用对本发明作了具体描述，但是，对于本技术领域的那些熟练人员来说，还可以对本发明作出种种不背离本发明保护范围的修改和变化，因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种用来使微生物灭活的装置，它包括一闪光灯；一与所述闪光灯连接的电源；使包装材料移动的装置，它用来使包装材料相对于所述闪光灯移动，以使部分包装材料受到一从所述闪光灯发射出来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用；一用来对广谱多色光的高强度、短时间脉冲的强度进行检测并产生一能反映检测到的强度的输出信号的光敏二极管一与所述光敏二极管相连的差动电路，用来测定所述输出信号和一设定点信号之间的差值(所述设定点信号相应于一设定点的光强度)，并产生一能反映经测定的差值的差动信号；以及一控制电路，它与所述差动电路相连，用来对由所述电源供送给所述闪光灯的功率电平进行控制，并可以在所述差动信号指示检测到的强度已跌至设定点强度以下时增大所述功率电平。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括一光纤导体，用来将广谱多色光的高强度、短时间脉冲的至少一部分从所述光纤导体的第一端导引至所述光纤导体的第二端，所述第一端被定位得可以接收广谱多色光的高强度、短时间脉冲，所述第二端被定位得可以将广谱多色光的高强度、短时间脉冲导引至所述光敏二极管。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制电路包括用来在输出信号指示检测到的强度跌至一阈值强度之下时使所述装置停止工作的装置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，它还包括一围绕所述闪光灯的外防护玻璃，广谱多色光的高强度、短时间脉冲可穿过所述外防护玻璃而被导引；以及一切割在所述外防护玻璃内的凹槽，用来对从包装材料反射回来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的一部分脉冲进行导引，使它们穿过所述外防护玻璃而到达所述光纤导体的第二端。
5.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一闪光灯；一与所述闪光灯连接的电源；使包装材料移动的装置，它用来使包装材料相对于所述闪光灯移动，以依次使部分包装材料受到一从所述闪光灯发射出来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用；一用来对广谱多色光的高强度、短时间脉冲的强度进行检测并产生一能反映检测到的强度的输出信号的光敏二极管；一与所述光敏二极管相连的比较器电路，用来测定所述输出信号和一阈值信号之间的差值(所述阈值相应于一阈值光强度)，并产生一能指示检测到的强度是否已跌至所述阈值之下的故障信号；以及一控制电路，它与所述比较器电路相连，用来对所述电源进行控制，并可以在所述故障信号指示检测到的强度已跌至所述阈值强度时停止所述装置的工作。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，它还包括一光纤导体，用来将广谱多色光的高强度、短时间脉冲的至少一部分从所述光纤导体的第一端导引至所述光纤导体的第二端，所述第一端被定位得可以接收广谱多色光的高强度、短时间脉冲，所述第二端被定位得可以将广谱多色光的高强度、短时间脉冲导引至所述光敏二极管。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制电路包括用来对由所述电源供送给所述闪光灯的功率电平进行控制，并可以在所述输出信号指示检测到的强度已跌至阈值强度以下时增大所述功率电平。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，它还包括一围绕所述闪光灯的外防护玻璃，广谱多色光的高强度、短时间脉冲可穿过所述外防护玻璃而被导引；以及一切割在所述外防护玻璃内的凹槽，用来对从包装材料反射回来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的一部分脉冲进行导引，使它们穿过所述外防护玻璃而到达所述光纤导体的第二端。
9.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一闪光灯；使包装材料移动的装置，它用来使包装材料相对于所述闪光灯移动，以使部分包装材料依次受到一从所述闪光灯发射出来的广谱多色光的高强度、短时间脉冲的作用；一围绕所述闪光灯的水套；以及一涂敷于所述水套的第一、第二端的外表涂层。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述外表涂层包括一含聚四氟乙烯的涂层。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述外表涂层包括一含铂涂层。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，它还包括至少部分地覆盖住所述含铂涂层的另一外表涂层。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述另一外表涂层包括一含聚四氟乙烯的涂层。
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，它还包括一围绕所述水套和所述闪光灯的外防护玻璃；以及涂敷于所述外防护玻璃的第一、第二端的另一外表涂层。
15.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一第一闪光灯；一第二闪光灯；一装料输送管，它包括一与所述第一闪光灯并置的第一部分和一与所述第二闪光灯并置的第二部分，当所述包装材料管经过所述第一部分和与之并置的第一闪光灯时，所述第一部分被定位得可占据一包装材料管的第一侧，所述第一闪光灯被定位得可占据所述包装材料管的第二侧，当所述包装材料管经过所述第二部分和与之并置的所述第二闪光灯时，所述第二部分被定位得占据所述包装材料管的第二侧，并且所述第二部分被定位得占据所述第一侧，所述第二闪光灯被定位得占据所述第二侧。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一闪光灯是一氙闪光灯。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述包装材料管是一包括至少一个聚乙烯层的叠层。
18.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一第一直管式闪光灯；一包封所述第一直管式闪光灯的第一水套；一形成在所述第一闪光灯的外部和所述第一水套的一内部之间的第一冷却水管道；一第二直管式闪光灯；一包封所述第二直管式闪光灯的第二水套；一形成在所述第二直管式闪光灯的外部和所述第一水套的一内部之间的第二冷却水管道；一并置在所述第一水套和所述第二水套之间的装料输送管；一包封所述装料输送管的无菌空气输送管；一形成在所述装料输送管的一外部和所述无菌空气输送管的一内部之间的无菌空气管道；一包封所述无菌空气输送管的反射器；以及一包封所述第一水套、第二水套和所述反射器的外防护玻璃。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括一包封所述外防护玻璃的反射材料。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述反射材料包括一包装材料。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，它还包括一形成在所述第一水套的一外部、第二水套和所述反射器，以及所述外防护玻璃的内部之间的水回流管道。
22.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一第一直管式闪光灯；一第二直管式闪光灯；一设在所述第一直管式闪光灯和第二直管式闪光灯之间的装料输送管；一包封所述装料输送管的无菌空气输送管；一形成在所述装料输送管的一外部和所述无菌空气输送管的内部之间的无菌空气管道；以及一包封所述第一闪光灯、所述第二闪光灯和所述无菌空气输送管的外防护玻璃。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，它还包括一涂敷于所述无菌空气输送管的外表面上的经反光处理的涂层；以及一形成在所述第二直管式闪光灯的一外部、所述第一直管式闪光灯和所述无菌空气输送管，以及所述外防护玻璃的内部之间的冷却水管道。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，它还包括一包封所述外防护玻璃的反射材料。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述反射材料包括一包装材料。
26.如权利要求23所述的装置，其特征在于，它还包括一涂敷于所述第一水套的第一端的第一外表涂层，以及一涂敷于所述第一水套的第二端的第二外表涂层。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述第一外表涂层和所述第二外表涂层包括含铂涂层。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述第一外表涂层和所述第二外表涂层包括含聚四氟乙烯的涂层。
29.如权利要求26所述的装置，其特征在于，它还包括一涂敷于所述第一水套的所述第一端的第一外表涂层上的第三外表涂层，以及一涂敷在所述第一水套的第二端的所述第二外表涂层上的第四外表涂层。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述第一外表涂层和所述第二外表涂层包括含铂涂层，所述第三外表涂层和第四外表涂层包括含聚四氟乙烯的涂层。
31.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一闪光灯；以及一第一保持件，它包括一第一灯保持装置，所述第一灯保持装置包括一保持圆筒，它包括一具有第一截锥形表面的第一凸缘，所述闪光灯的第一端定位在所述保持圆筒内，并延伸经过所述第一凸缘，所述第一截锥形凸缘与所述闪光灯的一外部之间的夹角不到90度；一并置地抵靠在所述截锥形表面上的第一O形圈；以及一第一压缩缸，用来将一第一作用力施加于所述第一O形圈上，从而可以将所述第一O形圈压紧在所述第一截锥形表面上，其中所述截锥形表面和所述第一作用力一起，可以使所述第一O形圈压紧所述闪光灯，从而可以在所述第一O形圈和所述第一截锥形表面，以及所述第一O形圈和所述闪光灯之间形成不透水的密封。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，它还包括一包括一第二灯保持装置的第二保持件，所述第二灯保持装置包括一保持圆筒，它包括一具有第二截锥形表面的第二凸缘，所述闪光灯的第二端定位在所述保持圆筒内，并延伸经过所述第二凸缘，所述第二截锥形凸缘与所述闪光灯的一外部之间的夹角不到90度；一并置地抵靠在所述截锥形表面上的第二O形圈；以及一第二压缩缸，用来将一第二作用力施加于所述第二O形圈上，从而可以将所述第二O形圈压紧在所述第二截锥形表面上，其中所述截锥形表面和所述第二作用力一起，可以使所述第二O形圈压紧所述闪光灯，从而可以在所述第二O形圈和所述第二截锥形表面，以及所述第二O形圈和所述闪光灯之间形成不透水的密封。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，它还包括一与所述闪光灯并置的装料输送管；一包封所述装料输送管的无菌空气输送管；以及一包封所述闪光灯和所述无菌空气输送管的外防护玻璃。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，它还包括一形成在所述装料输送管的一外部和所述无菌空气输送管的一内部之间的无菌空气管道。
35.如权利要求31所述的装置，其特征在于，它还包括一位于所述第一压缩缸的一外表面上的第一组螺纹；以及一位于所述压缩缸的一内表面上的第二组螺纹，这样，在将所述压缩缸插入所述保持圆筒内时，可以与所述第一组螺纹相螺合。
36.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一包括一第一电极和一第二电极的U形灯；用来将所述U形灯定位到一包装材料杯内的装置；以及一保持装置，它包括一用来容纳所述第一电极的第一插座；一用来容纳所述第二电极的第二插座；一设置在所述第二插座内的灯保持装置，所述灯保持装置基本上呈圆筒形，具有一远离所述U形灯的远部并具有一位于所述U形灯附近的近部，所述灯保持装置可以在所述第二插座内移动，从而可以使所述近部相对于所述远部移动；一位于所述远部的一外部处、在所述灯保持装置和所述第二插座之间的第一O形圈；以及一位于所述近部的一内部处、在所述灯保持装置和所述U形灯之间的第二O形圈。
37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，它还包括一位于所述远部的所述外表面上的第一沟槽，所述第一O形圈位于所述第一沟槽内；以及一位于所述近部的所述内表面上的第二沟槽，所述第二O形圈位于所述第二沟槽内。
38.一种用来使微生物灭活的装置，其特征在于，它包括一直管式闪光灯；一光导，它被定位得能接收从所述直管式闪光灯发射出来的光；用来将所述光导定位在一包装材料杯内的装置。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述光导包括多个弯曲的石英杆。
40.如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述多个弯曲的石英杆包括至少六个弯曲的石英杆，它们包括下端，所述各下端相对于彼此向外弯曲，从而可以将由所述弯曲的石英杆所载送的光导引至所述包装材料杯的一内侧面上。
41.如权利要求40所述的装置，其特征在于，所述诸下端相互之间有近似60度的角偏移。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于，所述光导包括一用来将光朝着所述包装材料杯的一内底面导引的中间层；以及至少两个侧层，它们的下端朝着离开所述中间层的方向弯曲，用来将光朝着离开所述包装材料杯的一内侧面的方向导引。
全文摘要
本文描述了通过广谱多色光的高强度、短时间脉冲作用于包装材料表面使微生物和酶灭活从而使食品防腐的方法和装置。在一些实施例中,采用了一光敏二极管来检测光的强度,采用一控制电路,以便在需要对光的强度加以调整时对传送给一闪光灯的功率进行调整。在一些实施例中,采用一外防护玻璃以保护各闪光灯。所述外防护玻璃在其端部可以加上涂层材料。此外,例如藉助采用一具有偏移的第一和第二部分的装料输送管,所述装料输送管在第一和第二部分具有一过渡区域,或者不用水套,而是在水经过各闪光灯时采用一外防护玻璃来容纳水,从而使灯组件几何结构的几个变型可以与小直径的包装材料管一起使用。在其它一些实施例中,一灯保持装置包括一具有一第一凸缘的保持圆筒,所述保持圆筒与一压缩缸一起作用,可以将第一O形圈压入闪光灯内。在又一实施例中,一灯保持装置位于一其内插入了U形灯的一电极的插座内。所述灯保持装置可以使一近部相对于其一远部移动。在又一实施例中,一光导被定位得能接收从一直管式闪光灯发射出来的光,并将这种光传送到一包装材料杯内。
文档编号A23L3/26GK1275890SQ97182393
公开日2000年12月6日 申请日期1997年9月11日 优先权日1997年9月11日
发明者A·H·布什内尔, H·莫勒, R·W·克拉克, M·格斯滕, D·米德, 拉尔斯－奥克·内斯隆德, H·梅尔宾, P·厄兰德斯, O·斯塔克 申请人:坡里坡勒斯技术股份有限公司