一种鸡蛋内容物杀菌机的制作方法

1.本实用新型涉及食物消毒杀菌领域，尤其涉及一种鸡蛋内容物杀菌机。


背景技术：

2.鸡蛋中含有丰富的营养价值，除了含有蛋白质、脂肪外，还含有丰富的矿物质和维生素等物质，被视为“人类理想的营养库”，又因为其廉价易得，已成为我国居民日常饮食中一种很重要的农产品。鸡蛋中含有丰富的蛋白质，约占可食用部分的11％～13％，仅低于肉类及豆类。其生物价值高，氨基酸配比与人体所需的必需氨基酸配比相近，是一种完全蛋白质。此外，鸡蛋中的蛋白质消化率较高，所以其被人体消化吸收的效率高于牛奶和肉类，是仅次于母乳的一种优质蛋白质来源。
3.一直以来，我国鲜蛋的消费以未清洗蛋消费为主，即蛋鸡产出后不经任何的清洗或消毒处理，直接进行运输及销售，可以被称为“脏蛋”，呈现出“小规模，大群体”的特征。就我国目前集蛋的流通环境而言，鸡蛋经泄殖腔排出体外，在集蛋、储运及销售的各个环节中，可能受到的污染主要有：粪便、血渍、羽毛、粉尘污染及各类混合污染。当然，除了以上蛋壳表层肉眼可见的污染之外，最有可能受到致病菌等微生物的污染。实际上，刚产出来的鲜蛋是无菌的或仅带少量细菌，同时有蛋壳、壳膜以及溶菌酶作为防治微生物入侵的天然屏障，但随着贮藏时间的延长、贮藏期间环境及温度的变化，鸡蛋对外界微生物侵入的防御能力会逐渐降低，最终微生物尤其是大肠杆菌和沙门氏菌会侵入蛋内开始繁殖，引起人类食物中毒。
4.我国鸡蛋产业的主要特点是：生产集中度低、小型企业多、交易风险较高。质量安全控制在生产、加工及流通环节均处于较低水平，大部分流通的鸡蛋属于未清洗蛋；设备自动化程度较低，大部分企业依然是靠手工进行加工和分拣；物流过程中极少采用冷藏和冷链运输，仅有个别企业选择在出口产品运输中采用冷藏和冷链运输，在长途运输中采用保温车以确保品质；我国鸡蛋流通市场的稳定性较弱，生产及加工企业可能需要在此问题上消耗一定精力，而不能全力提升产品品质。以上种种因素导致，我国市场上的鸡蛋在加工、流通及销售的过程中，极易受到污染，最终导致新鲜度降低，保质期缩短，甚至影响消费者的食用安全。
5.目前我国禽蛋的消费主要分三类：一是我国居民传统的家庭消费行为，约占消费总量的52.76％，鲜鸡蛋经烹饪加工成熟食后再食用，在高温加工的过程中致病菌被高温杀灭；二是食品加工工厂产生的工业消费，约占消费总量的19.50％，工厂采购液态蛋用于蛋糕等食品的生产，而液态蛋在加工的过程中已经过巴氏杀菌处理；三是餐厅及机构产生的户外消费，约占消费总量的27.74％，比如新兴于日韩料理店的生食鸡蛋。根据预测，工业消费及户外消费的数量和比重将共同增长，家庭消费量将持续增长，但比重会下降。
6.随着人们生活水平改善，饮食向多元化发展，日韩料理在我国发展迅速，生食鸡蛋的消费及食用将成为一个新趋势，鲜食鸡蛋的消费量也将因此大大增加。但目前鲜鸡蛋受饲养环境影响，存在被致病菌污染的风险，影响消费者食用安全。消费者对于更加安全、营
养、健康的鲜鸡蛋的需求引申出对鲜鸡蛋杀菌技术与设备的需求。。
7.目前，在实际生产中，我国鸡蛋杀菌应用较多的是热杀菌及紫外杀菌技术。单一热杀菌是目前应用最广的杀菌方法，成本低、易操作、无污染，目前热杀菌主要应用于液态蛋的杀菌，但带壳鲜鸡蛋热杀菌应用较少。紫外杀菌主要应用于带壳鲜鸡蛋的表面杀菌，但紫外线穿透性差，且存在照射死角，难以对鸡蛋内容物有效杀菌。而其他新型杀菌技术造价较高，不适用于日韩料理等小成本餐饮店。因此迫切需要研究建立鲜鸡蛋内容物的杀菌设备，确保鸡蛋生食的安全性。


技术实现要素：

8.鉴于此，本实用新型实施例提供了一种鸡蛋内容物杀菌机，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
9.本实用新型的技术方案如下：
10.一种鸡蛋内容物杀菌机，其特征在于，所述鸡蛋内容物杀菌机包括机体、位于所述机体内的容纳腔、鲜蛋托盘、加热装置和超声波发生装置；其中，所述容纳腔位于所述机体的中上部，所述鲜蛋托盘安装在所述容纳腔内，所述鲜蛋托盘具有使得加热介质透过的镂空结构；在使用状态下，所述容纳腔内部充满加热介质，所述鲜蛋托盘及其承载的鲜食鸡蛋浸泡在加热介质中；所述加热装置位于所述容纳腔的底部或侧部，所述超声波发生装置位于所述容纳腔的底部或侧部。
11.在一些实施例中，所述超声波发生装置包括多个分布式的超声波换能器，各超声波换能器分别位于所述容纳腔的底部和侧部，以在使用状态下对所述鲜蛋托盘的鲜食鸡蛋形成五面超声波杀菌。
12.在一些实施例中，所述机体的顶部设有一个用于封盖所述容纳腔的顶盖，以便取出或放置所述鲜蛋托盘。
13.在一些实施例中，所述超声波发生装置还包括布置在所述顶盖内的超声波换能器，结合其余位于所述容纳腔的底部和侧部的超声波换能器，以在使用状态下对所述鲜蛋托盘的鲜食鸡蛋形成六面超声波杀菌。
14.在一些实施例中，所述加热装置包括多个分布式的加热器，各加热器分别位于所述容纳腔的底部和侧部，以在使用状态下对加热介质形成多点加热。
15.在一些实施例中，所述容纳腔和鲜蛋托盘的形状相同，其形状为超过三条边的正多边形或圆形。
16.在一些实施例中，所述鸡蛋内容物杀菌机的机体的上下分别设有与所述容纳腔的连通的进料阀和出料阀，以更换加热介质。
17.在一些实施例中，所述鸡蛋内容物杀菌机还设有温控系统，所述温控系统包括至少一个温度传感器以及与所述温度传感器连接的控制器，所述控制器具有计时控制模块；所述温度传感器用于检测加热介质的当前温度，并将该温度信息传输至所述控制器；所述控制器用于控制加热装置将加热介质加热到特定温度，也用于控制超声波发生装置以特定功率产生超声波，并在特定时间后停止热
‑
超声波联合作用，以对鲜食鸡蛋进行热
‑
超声波联合杀菌，使鸡蛋表面及内容物中大肠杆菌、沙门氏菌等达到食品安全相关标准要求，并且保持蛋白质不变性。
18.在一些实施例中，所述控制器控制加热装置将加热介质加热到特定温度的为45～65℃；所述控制器控制超声波发生装置的特定功率为600～840w，频率为40khz；所述控制器控制的热
‑
超声波联合作用时间为3～7min。
19.在一些实施例中，所述控制器控制加热装置将加热介质加热到特定温度的为62℃；所述控制器控制超声波发生装置的特定功率为840w，频率为40khz；所述控制器控制的热
‑
超声波联合作用时间为7min。
20.本实用新型基于生食鸡蛋内容物的杀菌需求，提供了一种鸡蛋内容物杀菌机，首次提出了基于热
‑
超声波联合杀菌的方法，填补了目前带壳鸡蛋内容物杀菌技术的空白，解决了鸡蛋生食可能存在的安全隐患。该设备可对鲜食鸡蛋的内容物进行有效杀菌，满足鲜食鸡蛋的杀菌要求，杀菌成本低且杀菌时间快，不影响或较小影响其营养成分，在日韩料理店等场合具有较好的应用前景。
21.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现并获得。
22.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
24.图1为本实用新型一实施例中的鸡蛋内容物杀菌机的结构示意图。
25.图2为本实用新型一实施例中的鸡蛋内容物杀菌机的俯视方向示意图。
26.图3为本实用新型另一实施例中的鸡蛋内容物杀菌机的整体结构示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
28.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
29.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
30.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
31.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
32.本实用新型基于生食鸡蛋内容物的杀菌需求，提供了一种鸡蛋内容物杀菌机及鲜食鸡蛋联合杀菌方法，首次提出了基于热
‑
超声波联合杀菌的方法，填补了目前带壳鸡蛋内容物杀菌技术的空白，解决了鸡蛋生食可能存在的安全隐患。该方法可对鲜食鸡蛋的内容物进行有效杀菌，满足鲜食鸡蛋的杀菌要求，杀菌成本低且杀菌时间快，不影响或较小影响其营养成分，在日韩料理店等场合具有较好的应用前景。
33.如图1和图2所示，本实用新型实施例的鸡蛋内容物杀菌机，包括机体1、位于机体内的容纳腔2、鲜蛋托盘3、加热装置5、超声波发生装置6、温度传感器及控制器等。
34.其中，所述容纳腔2位于机体1的中上部，鲜蛋托盘3安装在容纳腔2内，鲜蛋托盘3具有使得加热介质透过的镂空结构；在使用状态下，所述容纳腔2内部充满加热介质，鲜蛋托盘3及其承载的鲜食鸡蛋浸泡在加热介质中；所述加热装置5位于所述容纳腔2的底部或侧部，所述超声波发生装置6位于所述容纳腔2的底部或侧部。
35.在本实用新型实施例中，热
‑
超声波联合杀菌作用是指将热杀菌与超声波杀菌协同作用，从而达到更强的杀菌效果。本实用新型基于生食鸡蛋内容物的杀菌需求，首次提出了基于热
‑
超声波联合杀菌的设备，填补了目前带壳鸡蛋内容物杀菌技术的空白，解决了鸡蛋生食可能存在的安全隐患。该设备的杀菌效果强，成本低，在日韩料理店等场合具有较好的应用前景。
36.在一些时候实施例中，所述温控系统包括至少一个温度传感器以及与所述温度传感器连接的控制器，所述控制器具有计时控制模块；所述温度传感器用于检测加热介质的当前温度，并将该温度信息传输至所述控制器；所述控制器用于控制加热装置将加热介质加热到特定温度，也用于控制超声波发生装置以特定功率产生超声波，并在特定时间后停止热
‑
超声波联合作用，以对鲜食鸡蛋进行热
‑
超声波联合杀菌且保持蛋白质不变性。
37.在一实施例中，如图1所示，所述超声波发生装置6包括多个分布式的超声波换能器7，各超声波换能器7分别位于所述容纳腔2的底部和侧部，以在使用状态下对所述鲜蛋托盘3的鲜食鸡蛋形成五面超声波杀菌。机体1的顶部设有一个用于封盖容纳腔2的顶盖4，以便取出或放置所述鲜蛋托盘3，顶盖4可具有把手，以便人员操作。
38.超声波发生装置6可由峰化线圈、hvc、输出变压器、波段开关、滤波电容、调频线圈、桥式整流、抗流圈、ac电容、电磁开关、晶体座、发振板和风扇机箱等组成，可采用现有技术中的超声波发生器，其可采用波段开关调节输出电流，通过调频线圈微调频率。超声波发生器作用是把市电转换成与超声波换能器7相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器7工作。大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。超声波发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率即为超声波换能器7工作的频率。
39.在另一实施例中，所述超声波发生装置6还包括一个布置在所述顶盖4内的超声波换能器7，结合其余位于所述容纳腔2的底部和侧部的超声波换能器7，以在使用状态下对所述鲜蛋托盘3的鲜食鸡蛋形成六面超声波杀菌。在该实施例中，顶盖4可以加厚，顶盖4的方式可采用枢轴连接的翻盖形式，超声波换能器7与超声波电源相连接。
40.在一实施例中，所述加热装置5包括多个分布式的加热器，各加热器分别位于所述
容纳腔2的底部和侧部，以在使用状态下对加热介质形成多点加热。多点加热的加热装置5可使得加热介质均匀受热和升温，以实现在杀菌过程中温度的精确控制。加热装置5可采用现有技术中的电热元件。
41.在一些实施例中，所述容纳腔2和鲜蛋托盘3的形状相同，其形状为超过三条边的正多边形或圆形。正多边形可以是正方形、正五边形或六边形等，但不限于此，也可为其他形状。
42.在一些实施例中，所述鸡蛋内容物杀菌机的机体1的上下分别设有与所述容纳腔2的连通的进料阀8和出料阀9，以更换加热介质。加热介质可采用水或其他液体，水优选为纯净水。进料阀8和出料阀9连通外部的供水和放水系统，定期更换加热介质。
43.在一些实施例中，该鸡蛋内容物杀菌机的容纳腔2、鲜蛋托盘3和顶盖4等可采用304不锈钢材质，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性。加热装置5也可采用304不锈钢加热器。
44.在一些实施例中，该鸡蛋内容物杀菌机还包括微电脑控制和大屏幕液晶显示等功能。例如，微电脑控制可设置控制面板，控制面板上设有电源键、加热开始和结束键、超声波开始和结束键等，并在屏幕液晶显示当前温度、时间和超声波功率等。
45.在另一实施例中，该鸡蛋内容物杀菌机还具有温度补偿模块。将承载室温的鲜蛋托盘3放入容纳腔2中，加热介质会有一定的降温，温度传感器在检测到加热介质低于特定温度后，启动加热装置5实时加热，将温度精确补偿到特定温度。例如，可将人工智能领域的“模糊控制”算法引入加热程序，通过pid控制算法，实现对水温的精确控制，让水升温后恒定在特定温度，以保证最佳的杀菌效果。
46.在一些实施例中，为了便于取出和固定鲜蛋托盘3，鲜蛋托盘3的顶部两侧可设有提手31，鲜蛋托盘3的中部两侧可设有耳部32，以将鲜蛋托盘3安置在容纳腔2内。
47.超声波频率越低，在液体中产生空化现象越容易，频率过高不易产生空化效应，一般采用20～40khz的超声波可获得较好的空化效应，本实用新型中鸡蛋内容物杀菌机的超声波频率为40khz。其他设备参数具体如下：容积：10l；时间：1～999min；温度范围：5～90℃；最大超声波功率：1200w；加热功率：350w；制冷功率：200w。温度在可控范围内连续可调，超声波功率在30～90％范围内连续可调。
48.在一些实施例中，所述控制器控制加热装置将加热介质加热到特定温度的为45～65℃；所述控制器控制超声波发生装置的特定功率为600～840w，频率为40khz；所述控制器控制的热
‑
超声波联合作用时间为3～7min。
49.进一步优选地，所述控制器控制加热装置将加热介质加热到特定温度的为62℃；所述控制器控制超声波发生装置的特定功率为840w，频率为40khz；所述控制器控制的热
‑
超声波联合作用时间为7min。
50.根据本实用新型的另一方面，也提供了一种采用前述鸡蛋内容物杀菌机实施的鲜食鸡蛋联合杀菌方法，所述方法包括以下步骤：
51.s10：将加热介质注入所述容纳腔内，并将加热介质加热到特定温度，将待杀菌的鲜食鸡蛋放入加热介质内；
52.s20：对放入加热介质内的鲜食鸡蛋进行超声波作用；
53.s30：对加热介质进行实时温度补偿，使其在作用过程中一直保持在特定温度；
54.s40：在特定时间后停止热
‑
超声波联合作用，取出鲜食鸡蛋，并自然冷却。
55.其中，s20和s30是同步进行的。采用前述的鸡蛋内容物杀菌机时，将承载室温的鲜蛋托盘放入容纳腔中，加热介质会有一定的降温，温度传感器在检测到加热介质低于特定温度后，启动加热装置实时加热，将温度精确补偿到特定温度。例如，可将人工智能领域的“模糊控制”算法引入加热程序，通过pid控制算法，实现对水温的精确控制，让水升温后恒定在特定温度，以保证最佳的杀菌效果。
56.超声波是指频率大于20khz的声波，其特点是频率高、波长短、穿透力强、方向不受限。随着超声波技术的不断发展与完善，其应用于食品科学中的范围越来越大，并且在食品提取、添加剂合成、食品杀菌、食品结晶与冷冻、食品清洗除沫以及食品过滤和品质提升等多个方面取得了良好的应用效果。超声波杀菌主要归因于超声过程中由于空化泡破裂产生的空化效应。当较高强度的超声波作用于液体时，会产生纵波并形成交替压缩和膨胀的区域，并在介质中形成微小气泡核。液体中的微小气泡核会因为声场的作用而生长、震荡、破裂，而在其崩溃破裂的瞬间会在微小空间内产生5000℃以上的高温及50000kpa的压力，这种温度变化及压力变化导致了微生物菌体的细胞壁及细胞膜受损，胞内原生质溶出。此外，在空化效应产生的同时，还会激发产生大量的自由基，也可达到细菌致死及病毒失活的效果，同时，研究结果表明，经超声处理后的细菌没有出现复活生长的迹象。
57.热
‑
超声波联合杀菌是指将热杀菌与超声波杀菌协同作用，从而达到更强的杀菌效果。当超声波用于工业环境，则需要较高的超声波功率，消耗大量的能量，作为一种杀菌手段，成本相对较高。但当超声波杀菌与其他技术结合使用时，不仅可以提高其他技术的杀菌效率，而且用于超声波的能量要低得多。
58.在传统的热杀菌过程中，存在蛋白质易变性、蛋液功能特性易受影响等现象，而超声波杀菌作为一项非热杀菌技术，可以有效弥补单一热杀菌的技术缺点及难点。相比其他新兴非热杀菌技术，造价更低，易推广，是单一热杀菌的有效替代技术。基于以上原因，本实用新型选用热
‑
超声波联合杀菌，研究其针对生食鸡蛋的杀菌工艺参数，以期推动我国生食鸡蛋杀菌技术研究的快速发展，为我国消费者提供健康安全的鲜食鸡蛋。
59.本实用新型提供了一种鸡蛋内容物杀菌机及鲜食鸡蛋联合杀菌方法，用于带壳鸡蛋杀菌的效果作用时间范围为3～7min，作用温度范围为45～65℃，超声波功率范围为600～840w。最优杀菌条件为杀菌时间7min，杀菌温度62℃，超声波功率840w，实测灭菌对数值为：n
k2
＝5.278
±
0.170，n
k3
＝5.034
±
0.189，该杀菌条件可以满足美国fda提出的5个灭菌对数值的要求，可对鸡蛋内容物进行有效杀菌，且能保证内部的蛋白质及其他营养成分不变性。
60.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
61.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。