对液体进行超高压射流灭菌的方法和设备与流程

本发明涉及液体灭菌，具体涉及一种对液体进行超高压射流灭菌的方法和设备。

背景技术：

1、超高压射流源于化工、冶金、建筑等领域的“水刀”切割技术，即高压水射流切割技术。通过加压装置如高压往复式柱塞泵把普通水增压到几十、几百甚至几千个大气压后从各种不同形状的喷嘴喷射出来，形成具有强穿透能力的高速水射流，射流速度可达到甚至超过1000 m/s。

2、在超高压射流处理过程中，对物料进行剧烈对撞，会产生诸如液体高速撞击、强烈剪切、空穴爆炸、高速振荡等作用。当这些作用施加在微生物如细菌上时，可以引起菌体破碎，导致微生物死亡。因此，已经采用使目标液体形成超高压射流的方式对液体进行灭菌处理。

3、目前的超高压射流灭菌方法通常采用使射流与容器壁碰撞或射流对撞的方式进行灭菌，并可同步实现超微化、微乳化及均匀化的效果。

4、但是，本发明的发明人出人意料地发现：在例如食品、医药等领域中，被灭菌的液体中还可能含有除细菌外的其他有益生物活性分子，如营养组分或有效成分，例如蛋白质、脂肪等。在这种情况下，这些生物活性分子在超高压射流的作用下可能也会发生结构上的变化，例如被破碎，导致液体经过灭菌后最终的性质和功能产生变化。此外，在剧烈的碰撞过程中，还始终贯穿着机械能转化成热能的过程，从而导致流体温度升高，这可能影响被灭菌的液体中部分有益热敏性物质特别是热敏性风味物质或营养物质的保留。因此，简单的超高压射流灭菌方法可能无法在高效去除微生物的同时还保留有益生物活性分子和有益热敏性物质。发明人进而出人意料发现：在使用超高压射流技术对液态乳如牛乳进行灭菌的情况下，上述问题是特别不利的。

5、因此，针对在食品等领域中的液体特别是液态乳的超高压射流灭菌技术，还存在着改进的需要。

技术实现思路

1、在一个方面，本公开提供一种对液体进行超高压射流灭菌的方法，其特征在于，所述方法包括：将液体加压至50mpa以上并形成射流；使所述射流通过微筛滤网，所述微筛滤网的孔径为0.1至1微米，厚度为0.5至1.5微米。

2、可选地，所述微筛滤网的孔隙率范围为75%至85%。

3、可选地，所述微筛滤网为各向异性微筛滤网。

4、可选地，将所述液体加压至50mpa至350mpa。

5、可选地，保持所述微筛滤网的温度在55℃以下。

6、可选地，所述液体是液态乳，优选牛乳，其中将所述液态乳加压至200mpa至250mpa形成射流。

7、进一步可选地，所述方法还包括在将所述液态乳加压之前进行预处理，所述预处理包括净乳和除菌离心处理，以除去至少部分大分子杂质。

8、进一步可选地，保持所述微筛滤网的温度在2℃至6℃。

9、进一步可选地，所述方法还包括在形成射流前对所述液态乳进行冷却处理，将所述液态乳冷却至2℃至6℃。

10、在另一个方面，本公开提供一种对液体进行超高压射流灭菌的设备，其特征在于，所述装置包括：超高压射流产生装置，所述超高压射流产生装置包括将液体压力加压至50mpa以上的加压部件和射流喷嘴；和朝向所述射流喷嘴的微筛滤网，所述微筛滤网的孔径为0.1至1微米，厚度为0.5至1.5微米。

11、可选地，所述微筛滤网的孔隙率范围为75%至85%。

12、可选地，所述微筛滤网为各向异性微筛滤网。

13、可选地，所述设备具有微筛滤网控温装置。

14、可选地，所述微筛滤网包含以下一种或多种材料：人造金刚石、天然金刚石和石墨烯。

15、本发明的配合微筛滤网对液体进行超高压射流灭菌的方法和设备，能够分离并基本上彻底杀灭液体中的微生物，同时又高效地保留液体中的有益生物活性分子和有益热敏性物质。

技术特征：

1.一种对液体进行超高压射流灭菌的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微筛滤网的孔隙率范围为75%至85%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微筛滤网为各向异性微筛滤网。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述液体加压至50mpa至350mpa。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，保持所述微筛滤网的温度在55℃以下。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体是液态乳，其中将所述液态乳加压至200mpa至250mpa形成射流。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述液态乳加压之前进行预处理，所述预处理包括净乳和除菌离心处理，以除去至少部分大分子杂质。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，保持所述微筛滤网的温度在2℃至6℃。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在形成射流前对所述液态乳进行冷却处理，将所述液态乳冷却至2℃至6℃。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述液态乳是牛乳。

11.一种用于根据权利要求1所述的方法的对液体进行超高压射流灭菌的设备，其特征在于，所述设备包括：

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述微筛滤网的孔隙率范围为75%至85%。

13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述微筛滤网为各向异性微筛滤网。

14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备具有微筛滤网控温装置。

15.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述微筛滤网包含以下一种或多种材料：人造金刚石、天然金刚石和石墨烯。

技术总结本发明提供了对液体进行超高压射流灭菌的方法和设备，包括将液体加压至50MPa以上并形成射流；使所述射流通过微筛滤网，所述微筛滤网的孔径为0.1至1微米，厚度为0.5至1.5微米。本发明的配合微筛滤网对液体进行超高压射流灭菌的方法和设备能够分离并基本上彻底杀灭液体中的微生物，同时又高效地保留液体中的有益生物活性分子和有益热敏性物质。技术研发人员：牛天娇,王成,杜爽,肖然,高国斌,马岩峰,高文浩,马嘉欣,林羽,毕文兴受保护的技术使用者：内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29