一种生鲜面常压低温等离子体杀菌装置的制作方法

本实用新型属于食品机械领域，涉及对生鲜面的杀菌，尤其是一种生鲜面常压低温等离子体杀菌装置。

背景技术：

随着食品生产的工业化和新技术、新原料、新产品的采用，造成了食品污染的因素日趋复杂化。食品污染造成食品安全性、营养性或感官性状发生的改变，它是影响食品安全的主要问题。我国目前的食品生产总量巨大，并逐年增加。随着我国食品产量的增加，食品污染问题也日益突出。食品危害中最常见的现象是食品的腐败变质。食品腐败主要是由微生物引起，微生物及其毒素会引起食源性疾病，危害人类健康。生鲜面制品的特点是水分含量高、营养丰富，室温下极易导致腐败微生物的生长繁殖，导致面条变酸、发臭，进而引发一些列品质劣变反应。目前，国内外生鲜面主要保鲜方法是采用添加酒精、有机酸等化学保鲜方法，也有结合空气和非热杀菌保鲜的方法，但尚无非常有效的常温保鲜方法。到目前为止，传统的生鲜面杀菌工艺主要采用物理灭菌法、无菌操作及化学保藏等方法来降低产品的原始含菌量。但是化学方法具有毒性、腐蚀性、刺激性，有时会灭菌不彻底甚至造成二次污染，特别是残存菌或污染菌在竞争性菌群很少或没有情况下，某些腐败菌群会占优势，造成更严重的腐败变质。生鲜面的基质条件如中性pH、高水分活度等不利于化学防腐剂发挥作用。而生鲜面经高温灭菌处理后，其品质会发生较大变化。紫外线灭菌虽能引起大多数微生物细胞损伤，但所需时间较长，导致生鲜面水分流失严重，且会影响生产效率。电离辐射可破坏细菌细胞膜，但其基本费用昂贵。微波灭菌虽可达到灭菌目的，但作用较弱，需与其他化学消毒剂连用，不适用于生鲜面加工，显然上述灭菌方法不适用于生鲜面的灭菌。

等离子体是通过电离气体产生的、由大量的不同反应组分组成，例如电子，正离子和负离子，自由基，处于基态或激发态的气体分子以及电磁辐射的量子。等离子体的杀菌作用主要分为两种，一种为化学作用，另一种为物理作用。化学作用主要是等离子体中活性氧物质的蚀刻作用，物理作用主要是带电粒子的撞击作用。在物理及化学的共同作用下，细胞膜被快速腐蚀，从而导致细菌失活。

等离子体可以通过辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电、滑动电弧放电等方式产生，介质阻挡等离子体属于非平衡等离子体源，可在大气压下通入不同气体进行操作。等离子体还可由连接在交流电源两端的导电电极产生，至少有一个电介质覆盖在介质阻挡电极上，以防击穿后形成电弧。介质阻挡放电通常包含大量的短暂存在的微通道，随机均匀地分布在整个介质阻挡区域内。尽管大气压下气体中产生高击穿电压(数千伏)，但是平均电流很低。因此，低温等离子体杀菌并不会对处理样品产生明显损伤。

总之，以等离子体杀菌原理而开发生鲜面常压低温等离子体杀菌装置，宜于进行工业化连续生产，且因其低温瞬时、处理过程中无药物残留、耗能低等特点，具有广阔的市场前景。

通过检索，发现相关的公开专利文献有如下几篇，但涉及的是空气的杀菌，均不涉及对生鲜面的杀菌，列举如下，以利于审查员的审查参考。

1、一种大气压低温等离子体杀菌装置及杀菌方法(CN102343106A)，所述装置采用在介质板侧面开孔插入高压和接地的钨电极，接通高压交流电后形成大气压介质阻挡放电方式，在充有反应气体的密封的塑料包装袋内表面产生大面积均匀低温等离子体进行杀菌消毒处理。

2、低温等离子体空气杀菌净化装置(CN201631736U)它包括有提供负高压电源的双路恒流负高压发生模块和消毒灭菌模块，消毒灭菌模块包括有精确点电离阵列锯齿网和高压线网，双路恒流负高压发生模块为精确点电离阵列锯齿网和高压线网提供负高压，空气中的微粒进入低温等离子体消毒灭菌模块，经过一个负高压精确点电离阵列被电离形成带电粒子，在电场的作用下带电粒子被负高压高压线网吸引捕获，高压线网处于电场位置，在电流和离子的轰击下杀死被捕获的粒子，达到杀菌净化效果。

3、一种低温等离子体空气杀菌净化机(CN201631737U)，包括机箱，设置在机箱上的进风口和洁净空气出口，设置在机箱里的离心风扇，在机箱里进风口的下方安装有低温等离子体消毒灭菌模块，在低温等离子体消毒灭菌模块中设有负高电压精确点电离阵列，该负高电压精确点电离阵列与负高压发生模块连接。

技术实现要素：

本实用新型的目的针对现有常规生鲜面杀菌方法的不足，提供一种生鲜面常压低温等离子体杀菌装置，该装置采用双电极双介质阻挡放电的低温等离子体杀菌方式，可有效实现在常压空气中通过低温等离子体处理达到杀菌的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：

一种生鲜面常压低温等离子体杀菌装置，包括箱体、进料导向口、进料传送带、低温等离子体处理段、自动包装装置及出料导向板，其特征在于：所述箱体为四方体型，在箱体上安装有进料导向口，在对应进料导向口的箱体内安装有进料传送带，该进料传送带的出料口下方对应低温等离子体处理段的进料口，低温等离子体处理段的下方出料口对应在箱体内安装的自动包装装置，该自动包装装置通过出料导向板连通箱体外。

而且，所述低温等离子体处理段包括介质阻挡放电电极及其绝缘介质、电极固定板，介质阻挡放电电极通过其电极固定于低温等离子体处理段上，固定在低温等离子体处理段上的介质阻挡放电电极共有相向的四对并分别与电源的输出端相连，每对相向的介质阻挡放电电极及其绝缘介质之间均形成生鲜面的通道；绝缘介质套于介质阻挡放电电极外部，相邻的介质阻挡放电电极间的最大间距为8mm。

而且，所述介质阻挡放电电极由平行放置的圆柱电极构成，该电极为实心铜电极，外面覆盖一层石英玻璃作为绝缘介质，电极两端与设备控制中心电源相连，放电过程中气缝间产生均匀的等离子体。

而且，在低温等离子体处理段两侧镜像对称各安装一对涡旋风机。

而且，在箱体上还安装有控制面板、排臭氧装置、电子称显示器。

而且，所述进料传输带通过支撑架安装于机体内部，通过该传输带动力驱动装置调节该传输带速度，并通过调节该传输带速度调节低温等离子体处理速度；进料导向口由一对绝缘板制成，用于辅助面条顺利进入低温等离子体处理装置；绝缘板其中一端装有倒角，通过横梁固定在低温等离子体处理段上，另一端连接向内倾斜的绝缘板，开口宽度与电极宽度一致。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本装置采用双电极双介质阻挡放电的低温等离子体方式杀菌，实现在常压空气中通过低温等离子体处理达到杀菌的目的，且杀菌更全面、均匀，大大提高了生产效率，且成本较低。

2、本装置内部加装了传动与包装装置，通过各部件的协调配合，对生鲜湿面高效连续地进行杀菌并包装，节约各项成本、提高生产效率，可实现连续工业化生产。

3、本装置结构合理，操作简单，可控性强，成本较低且效率高，无毒无害，无残留，杀菌时间短，杀菌温度低，对食品本身无影响。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的左视图；

图5为本杀菌设备对常见菌的杀菌效果；

图中：不同柱形分别代表生鲜面中常见腐败菌——大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌经等离子体处理后菌落减少的对数值。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种生鲜面常压低温等离子体杀菌装置，包括箱体1、进料导向口5、进料传送带4、低温等离子体处理段3、自动包装装置9及出料导向板8，所述箱体为四方体型，在箱体上安装有进料导向口，在对应进料导向口的箱体内安装有进料传送带，该进料传送带的出料口下方对应低温等离子体处理段的进料口，低温等离子体处理段的下方出料口对应在箱体内安装的自动包装装置，该自动包装装置通过出料导向板连通箱体外。

所述低温等离子体处理段包括介质阻挡放电电极及其绝缘介质11、电极固定板12，介质阻挡放电电极通过其电极固定于低温等离子体处理段上，固定在低温等离子体处理段上的介质阻挡放电电极共相向的四对并分别与电源的输出端相连，每对相向的介质阻挡放电电极及其绝缘介质之间均形成生鲜面的通道；绝缘介质套于介质阻挡放电电极外部，相邻的介质阻挡放电电极间的最大间距为8mm。具体是，介质阻挡放电电极由平行放置的圆柱电极构成，该电极为实心铜电极，外面覆盖一层石英玻璃作为绝缘介质，电极两端与设备控制中心电源相连，放电过程中气缝间产生均匀的等离子体，进料通道的生鲜面条悬空通过，处理时间根据传输带速度而定。

在低温等离子体处理段两侧镜像对称各安装一对涡旋风机10，以对介质阻挡放电电极进行实时降温处理，以免长时间连续作业造成电极温度升高。

在箱体上还安装有控制面板6、排臭氧装置2、电子称显示器13，进料传输带通过支撑架安装于机体内部，可通过传输带动力驱动装置调节传输带速度，并通过调节传输带速度调节低温等离子体处理速度。进料导向口由一对绝缘板制成，用于辅助面条顺利进入低温等离子体处理装置。绝缘板其中一端装有倒角，通过横梁固定在低温等离子体处理段设备框架上，另一端连接向内倾斜的绝缘板，开口宽度与电极宽度一致。

所述自动包装装置安装于等离子体处理段设备框架下方，其动力驱动装置由设备控制中心控制，为外购产品，因此没有给出具体结构。

为便于本装置移动，在箱体的下底四角均安装有可锁定的万向轮7。

本实用新型中，所述所有电动设备，均由控制面板连接的中央控制系统控制。

杀菌机内部还可装有紫外灯，以定期进行机器内部杀菌使用。

本实用新型的工作原理是：

先将杀菌设备由支撑轮固定于水平地面，保持设备平稳。通过控制面板打开工作电源，设置相应参数，将生鲜面从进料导向口输送入箱体内，生鲜面由进料导向口平稳地落入进料传输带上，传动机带动驱动装置调节进料传输带速度，控制生鲜面通过低温等离子体处理段设备框架，达到介质阻挡放电电极之间的进料通道；通过调节进料传输带速度调节低温等离子体处理速度；对生鲜面进行杀菌处理的同时，低温等离子体处理段设备框架两侧安装的一对涡旋风机对介质阻挡放电电极进行时时降温处理，以免长时间连续作业造成电极温度升高，减少使用寿命；待处理完成后，生鲜面经由低温等离子体处理段设备框架到达自动包装装置，由控制面板设定每袋生鲜面质量数，经由电子秤显示器显示实际质量后，在自动包装装置内进行分割包装等工序，最后包装好的生鲜面成品由出料口送出。整个杀菌过程中，由控制面板设定参数，定时开启排臭氧装置，以排除内部由于长时间处理产生臭氧，防止生鲜面被氧化破坏其风味。

杀菌效果评价

本效果评价采用本实用新型的核心部件进行试验，即低温等离子体处理段。

本实用新型以三种生鲜面中常见腐败菌作为研究对象，评价本实用新型的杀菌效果。图5结果较为明显，菌落数减少随时间的增加而增加，而且当处理时间达到20s后，三种腐败菌均已完全被杀灭，杀菌率高于99.99％。因此，本实用新型可有效杀灭生鲜面中腐败菌，延长生鲜面的保质期，实现大规模工业化生产。