一種超高壓的物品處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超高壓的物品處理方法，該方法通過至少兩個超高壓缸體來執(zhí)行輪替式超高壓處理工作，其中，在其中一個超高壓缸體移動至由外部承力框架來承受由超高壓在缸體內(nèi)所建立的反向推力的超高壓處理位置并在其內(nèi)借助超高壓介質(zhì)對其內(nèi)部承裝的待處理物品進行超高壓處理期間，其余超高壓缸體中的至少一個執(zhí)行裝卸料操作。本發(fā)明通過至少兩個超高壓缸體來執(zhí)行輪替式超高壓處理工作，可節(jié)約處理時間，提高處理效率。
【專利說明】
一種超高壓的物品處理方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及超高壓技術領域，尤其涉及一種超高壓的物品處理方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的食品殺菌方法是采用加熱殺菌的處理方法。該方法能夠有效地消滅微生 物、酶和微生物孢子，以防止食品腐爛，然而，這種加熱殺菌方法需要長時間加熱，使得食品 的營養(yǎng)成分被破壞，食品的顏色和風味也會受到影響。近年來，隨著人們對食品營養(yǎng)和健康 的日益重視，需要能夠消除上述缺陷的食品處理方法，由此，開發(fā)出了使用超高壓滅菌的食 品處理方法。
[0003] 超高壓滅菌技術（ultra-high pressure processing，UHP)，又稱超高壓技術 (ultra-high pressure，UHP)，高靜壓技術（high hydrostatic pressure，HHP)，或高壓食 品加工技術(high pressure processing，HPP)。超高壓滅菌的機理是通過破壞菌體蛋白中 的非共價鍵，使蛋白質(zhì)高級結構破壞，從而導致蛋白質(zhì)凝固及酶失活。超高壓還可造成菌體 細胞膜破裂，使菌體內(nèi)化學組分產(chǎn)生外流等多種細胞損傷，這些因素綜合作用導致了微生 物死亡。超高壓滅菌技術通過在密閉容器內(nèi)，以水作為介質(zhì)對物料施以400~600MPa的壓力 或以高級液壓油為介質(zhì)對物料施以100~1000 MPa的壓力，從而殺死物料中幾乎所有的細 菌、霉菌和酵母菌。由于超高壓滅菌不會像高溫殺菌技術那樣造成食品營養(yǎng)成分破壞和風 味變化，因此，超高壓滅菌技術在食品滅菌方面有廣泛的應用。
[0004] 高等靜壓技術(HHP)在食品保藏中的應用研究最早是由Bert Hite在1899年提出 的。Bert Hite首次發(fā)現(xiàn)450MPa的高壓能延長牛奶的保存期，經(jīng)過大量研究工作，證實了高 壓對多種食品及飲料的滅菌效果。這以后，有關高等靜壓技術的研究一直沒有間斷。但是， 直到1990年，有關高等靜壓技術的裝備、技術和理論的研究才得到了突破與發(fā)展。20世紀90 年代由日本明治屋食品公司首先實現(xiàn)了 UHP技術在果醬、果汁、沙拉醬、海鮮、果凍等食品的 商業(yè)化應用。之后，歐洲和北美的大學、公司和研究機構也相繼加快了對HHP技術的研究。
[0005] 中國專利（公布號為CN103653172A)公開了一種超高壓食品處理方法。該專利提供 的方法包括以下步驟:將封裝有食品的剛性容器放入超高壓處理裝置中；將壓力傳送介質(zhì) 充滿超高壓處理裝置;將超高壓力施加到超高壓處理裝置內(nèi)；和通過壓力傳送介質(zhì)將所述 超高壓力傳遞到所述剛性容器，以對該剛性容器內(nèi)的食品進行高壓殺菌。該專利提供的超 高壓食品處理方法可以在保持食品營養(yǎng)成分的同時對食品進行超高壓處理以實現(xiàn)殺菌鈍 酶。但是，該專利提供的超高壓食品處理方法為間歇式處理工藝，對食品的處理效率不高， 難以用于工業(yè)化生產(chǎn)。因此，提供一種連續(xù)式的超高壓的物品處理方法成為亟待解決的問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術之不足，本發(fā)明提供了一種超高壓的物品處理方法，所述方法通過 至少兩個超高壓缸體來執(zhí)行輪替式超高壓處理工作，其中，在其中一個超高壓缸體移動至 由外部承力框架來承受由超高壓在缸體內(nèi)所建立的反向推力的超高壓處理位置并在其內(nèi) 借助超高壓介質(zhì)對其內(nèi)部承裝的待處理物品進行超高壓處理期間，其余超高壓缸體中的至 少一個執(zhí)行裝卸料操作。在超高壓處理位置的超高壓缸體對其內(nèi)部承裝的待處理物進行超 高壓處理期間，通過向超高壓缸體內(nèi)注入超高壓介質(zhì)以使缸體內(nèi)形成超高壓環(huán)境，超高壓 在缸體內(nèi)產(chǎn)生的反向推力由位于超高壓缸體外的承力框架承受。通過至少兩個超高壓缸體 輪替執(zhí)行超高壓處理工作和裝卸料操作，可對物品進行連續(xù)式超高壓處理，提高處理效率。
[0007] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述裝卸料操作是在超高壓處理期間用于承受超高壓缸 體內(nèi)壓力的承力框架之外完成的，并且所述其余超高壓缸體中的至少一個執(zhí)行裝卸料步驟 所需時間是在考慮到所述其中一個超高壓缸體中借助超高壓介質(zhì)完成增壓步驟和保壓步 驟所需時間之和的情況下，按照同步工作方式來設定的。優(yōu)選地，所述其余超高壓缸體中的 至少一個執(zhí)行裝卸料步驟所需時間不大于所述其中一個超高壓缸體中借助超高壓介質(zhì)完 成增壓步驟和保壓步驟所需時間之和。如此，可以在其中一個超高壓缸體完成超高壓處理 后盡快進彳丁下一批次物料的超尚壓處理，提尚處理效率。
[0008] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在對處理時間彼此不同的多個批次物品進行超高壓處理 時，預先計算各批次裝卸物料所需時間和超高壓處理所需時間，并按照停機時間最短的方 式預先計算裝料批次，而后根據(jù)預先計算得到的裝料批次來確定各批次物料裝卸和超高壓 處理順序。通過預先計算物料的裝料批次，依據(jù)裝料批次來確定各批次物料裝卸和超高壓 處理順序，可以提高超高壓處理設備對物品的處理效率。
[0009] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓處理設備對物品進行超高壓處理過程中，增壓器 中所用液壓油經(jīng)調(diào)溫裝置調(diào)整穩(wěn)定，以使所述液壓油在工作中的溫度始終保持在20~50 °C。優(yōu)選地，增壓器中所用液壓油為46#抗磨液壓油。優(yōu)選地，液壓油的溫度低于20°C時，可 通過加溫裝置或低壓運轉(zhuǎn)來提高液壓油的溫度。液壓油的溫度高于50°C時，可通過冷卻裝 置來降低液壓油的溫度。冷卻裝置可以是冷卻器，也可以是冷卻栗，還可以是冷卻管路。 [0010]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，進入超高壓處理位置的超高壓缸體在進行超高壓處理之 前首先在兩端通過所述至少兩個超高壓缸體共用的第一堵頭和第二堵頭以可解除密封的 方式建立水密密封。優(yōu)選地，超高壓缸體內(nèi)腔設置有堵頭水位開關，當?shù)谝欢骂^和第二堵頭 在各自油缸的帶動下進入超高壓缸體并觸發(fā)堵頭水位開關時，停止推進堵頭，進行水密封。
[0011] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在進行超高壓處理之前，以受控方式將完成裝料的超高 壓缸體移向超高壓處理位置，在其到達處理位置之后通過定位銷鎖定，使其內(nèi)腔的中軸線 與第一堵頭和第二堵頭的中軸線對齊。優(yōu)選地，完成裝料的超高壓缸體在伺服電機的帶動 下通過導軌移向超高壓處理位置，在其達到處理位置之后將定位銷插入超高壓缸體和機身 定位孔以實現(xiàn)超高壓缸體的準確定位。
[0012] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，各個超高壓缸體均是由內(nèi)層不銹鋼筒體和多層鋼體制成 的套筒結構，并且所述至少兩個超高壓缸體通過橫向于承力框架布置的導軌沿側向移入 和/或移出所述承力框架限定的工作區(qū)域之中。優(yōu)選地，各個超高壓缸體的內(nèi)層直徑為200 ~400mm，內(nèi)層長度為1800~2600mm。承力框架限定的工作區(qū)域優(yōu)選為進行超高壓處理時超 高壓缸體所在的位置。
[0013] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，通過水切加工而成的多層板材并列構成的承力框架具有 軸向兩端為弧形結構的承力座，所述承力座的弧形部分以浮動方式支撐用于分別止擋第一 堵頭和第二堵頭的第一擋塊和第二擋塊。第一擋塊和第二擋塊與承力框架采用浮動支撐的 連接方式，在承力框架因受力變形的情況下，第一擋塊和第二擋塊與承力框架保持相對位 移，從而使得第一擋塊和第二擋塊與承力框架之間仍能有較大的接觸面積。
[0014] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，第一擋塊和第二擋塊為具有弧形結構的立方體并設置于 承力座的軸向兩端，所述第一擋塊和所述第二擋塊具有弧形結構的面為與所述承力座的弧 形部分相匹配的結構，所述第一擋塊和所述第二擋塊的弧形結構與所述承力座的弧形部分 相匹配以使所述第一擋塊和所述第二擋塊與所述承力框架實現(xiàn)面面接觸。
[0015] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，第一堵頭與第一擋塊之間設置有第一傳力擋塊，第二堵 頭與第二擋塊之間設置有第二傳力擋塊，所述第一傳力擋塊和所述第二傳力擋塊分別用于 在所述第一堵頭和所述第一擋塊、所述第二堵頭和所述第二擋塊之間建立傳力連接。
[0016] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓介質(zhì)是通過第一堵頭和第二堵頭內(nèi)的介質(zhì)輸入管 路向所述超高壓缸體內(nèi)注入的。優(yōu)選地，注入的所述超高壓介質(zhì)為PH為7~8的去離子軟化 純水。
[0017] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述超高壓的物品處理方法能夠用于物品滅菌處理、病 毒滅活處理、生物提取處理和/或生物制藥處理。
[0018] 優(yōu)選地，將需要進行滅菌處理的物品放入超高壓處理設備中，在超高壓處理下，可 使物品中的蛋白質(zhì)凝固、酶失活以及微生物死亡，從而達到滅菌的效果。具體地，超高壓的 物品處理方法可用于熱敏食品、易焦糊食品、水產(chǎn)品、糧食或醫(yī)療器械的滅菌處理。
[0019] 優(yōu)選地，將需要進行病毒滅活處理的物品放入超高壓處理設備中，在200~300MPa 的超高壓即可破壞病毒膜結構內(nèi)部的非共價鍵結合，使膜衣殼蛋白亞單位之間解體、空間 結構變化、構象轉(zhuǎn)換、生物活性改變，從而使病毒顆粒喪失感染性。具體地，制取疫苗和/或 血漿時可使用超高壓的物品處理方法來滅活病毒。
[0020] 優(yōu)選地，將需要進行生物提取的物品放入超高壓處理設備中，在超高壓處理下，能 加快生物提取的反應速度、縮短提取時間、提高產(chǎn)品收率。具體地，從竹葉中提取黃酮素、從 茶葉中提取茶多酚時可使用超高壓的物品處理方法來提高產(chǎn)品收率。
[0021] 優(yōu)選地，將需要進行生物制藥的物品放入超高壓處理設備中，在超高壓處理下，可 保持其活性成分不受破壞。具體地，在生物制藥過程中涉及有蘆薈、苦瓜、螺旋藻或海參提 取物時，可使用超高壓的物品處理方法來保證藥物的活性成分不受破壞。
[0022] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述方法包括如下步驟：
[0023] 將待處理物品放入超高壓缸體后，所述超高壓缸體移動到超高壓處理位置并通過 定位銷將其鎖定。
[0024] 第一堵頭和第二堵頭在各自油缸的推動下進入所述超高壓缸體并對所述超高壓 缸體的兩端進行水密封，再通過所述第一堵頭和所述第二堵頭內(nèi)的介質(zhì)輸入管路向所述超 高壓缸體內(nèi)注滿超高壓介質(zhì)。
[0025] 所述第一堵頭在其油缸的推動下繼續(xù)進入所述超高壓缸體內(nèi)并進行高壓密封，第 一傳力擋塊在其油缸的推動下進入工作位置以在所述第一堵頭與第一擋塊間建立傳力連 接。
[0026] 所述第二堵頭在其油缸的推動下繼續(xù)進入所述超高壓缸體內(nèi)并進行高壓密封，第 二傳力擋塊在其油缸的推動下進入工作位置以在所述第二堵頭與第二擋塊間建立傳力連 接。
[0027] 密封后的所述超高壓缸體經(jīng)增壓、保壓和泄壓過程以完成對待處理物品的超高壓 處理。
[0028]確認所述超高壓缸體內(nèi)的壓力泄掉至零后，所述第一傳力擋塊和所述第二傳力擋 塊在各自油缸的帶動下回到初始位置。
[0029] 所述第一堵頭和所述第二堵頭在各自油缸的帶動下回到水位，通過超高壓缸體排 水栗將所述超高壓缸體和排水槽內(nèi)的介質(zhì)排凈后，所述第一堵頭和所述第二堵頭繼續(xù)在各 自油缸的帶動下回到初始位置。
[0030] 將所述定位銷拔出至初始位置以將所述超高壓缸體解鎖，解鎖后的所述超高壓缸 體移出承力框架回到初始位置以取出經(jīng)所述超高壓處理設備處理的物品并為下一次超高 壓處理做好準備。
[0031 ] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓缸體內(nèi)的壓力在IOmin內(nèi)升至0~1500MPa，所述超 高壓缸體對物品進行超高壓處理時的溫度為5~60°C。優(yōu)選地，超高壓缸體內(nèi)的壓力在5min 內(nèi)升至100~lOOOMPa。
[0032]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，保壓階段，所述超高壓缸體的保壓時間為0~1800S，并且 所述超高壓缸體內(nèi)的壓力低于設定壓力10~20MPa時，由所述超高壓處理設備自動完成補 壓。
[0033 ]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明公開了一種超高壓處理設備，其包括:用于放置待 處理物品的超高壓缸體以及用于傳遞由超高壓在所述超高壓缸體內(nèi)所建立的反向推力至 所述承力框架的第一擋塊和第二擋塊，所述超高壓處理設備還包括由至少兩個彼此獨立的 承力體構成的分體式承力框架，其中，相互間隔距離大于各自厚度的各個承力體分別通過 水切加工而成的多層板材并列構成;并且所述承力框架的各個承力體分別具有水切成形的 內(nèi)部開口，從而在各個承力體內(nèi)的軸向兩端形成呈弧形的承力座，所述承力體分別通過兩 端呈弧形的承力座以浮動方式支撐所述第一擋塊和所述第二擋塊。根據(jù)該實施方式，分體 式承力框架能夠出人意料地承受更為大的反推力，而且由于通風良好，有助于本發(fā)明良好 適用于流水式長時間作業(yè)，顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術的一體式立式承力框結構。更為重要的是，本 發(fā)明公開的這種臥式布置結構可以用于明顯更大的超高壓缸體。
[0034]本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法至少具有如下優(yōu)勢：
[0035] (1)本發(fā)明的超高壓的物品處理方法，通過至少兩個超高壓缸體輪替執(zhí)行超高壓 處理過程和超高壓處理的準備過程，使得本發(fā)明的超高壓的物品處理方法可實現(xiàn)連續(xù)化處 理，從而節(jié)約處理時間，提高處理效率。
[0036] (2)本發(fā)明通過在液壓回路中增設冷卻裝置，可防止增壓器中液壓油因連續(xù)工作 而出現(xiàn)溫度升高，導致液壓油變稀，造成泄漏，甚至無法實現(xiàn)增壓的問題，從而確保超高壓 處理設備的連續(xù)增壓和連續(xù)處理。
[0037] (3)通過預先計算裝卸物料所需時間與進行超高壓處理所需時間，并按所需時間 進行裝卸物料和超尚壓處理，可以提尚超尚壓處理設備對物品的處理效率。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明超高壓處理設備的模塊示意圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明超高壓處理設備主機系統(tǒng)的結構示意圖；和
[0040] 圖3是本發(fā)明的超高壓的物品處理方法的工藝流程圖。
[0041 ]附圖標記列表
[0042] 10:主機系統(tǒng) 20:水路系統(tǒng)
[0043] 30:超高壓源系統(tǒng) 40:操作執(zhí)行系統(tǒng)
[0044] 50:控制系統(tǒng) 101:承力框架
[0045] 102:超高壓缸體 103:擋塊
[0046] 103a:第一擋塊 103b:第二擋塊
[0047] 104:堵頭 104a:第一堵頭
[0048] 104b:第二堵頭 l〇5a:第一傳力擋塊
[0049] 105b:第二傳力擋塊 106承力座
[0050] 106a:承力座的弧形部分 201:超高壓水路系統(tǒng)
[0051 ] 202:低壓水路系統(tǒng) 301:第一超高壓源子系統(tǒng)
[0052] 302:第二超高壓源子系統(tǒng) 303:第三超高壓源子系統(tǒng)
[0053] 304:第四超高壓源子系統(tǒng) 401:智能開合裝置
[0054] 402:伺服電機 403:液壓油缸
[0055] 404:油管 501:主機控制子系統(tǒng)
[0056] 502:水路控制子系統(tǒng) 503:超高壓源控制子系統(tǒng)
[0057] 504:操作執(zhí)行控制子系統(tǒng)
【具體實施方式】
[0058]下面結合附圖進行詳細說明。
[0059] 本發(fā)明所指的超高壓處理是指用IOOMPa及以上的靜水壓力對物品進行處理，從而 達到滅菌、改變物品的某些理化反應速度的效果。
[0060] 實施例1
[0061] 以本發(fā)明使用的超高壓處理設備為例。
[0062]參見圖1，超高壓處理設備包括主機系統(tǒng)10、水路系統(tǒng)20、超高壓源系統(tǒng)30、操作執(zhí) 行系統(tǒng)40和控制系統(tǒng)50。本發(fā)明提供的超高壓處理設備包括五大系統(tǒng)，通過五大系統(tǒng)的配 合，可實現(xiàn)堵頭104的自動開合，超高壓缸體102的自動移動、自動增壓、自動保壓、自動補壓 和自動泄壓等功能。下面具體介紹各系統(tǒng)的主要結構及功能。
[0063] 主機系統(tǒng)10至少包括承力框架101、超高壓缸體102、擋塊103和堵頭104。如圖2所 示，超高壓缸體102臥式放置于承力框架101內(nèi)。擋塊103包括設置于超高壓缸體102兩端的 第一擋塊103a和第二擋塊103b。第一擋塊103a和第二擋塊103b用于直接或間接連接承力框 架101與超高壓缸體102。堵頭104包括設置于超高壓缸體102兩端的第一堵頭104a和第二堵 頭104b。第一堵頭104a和第二堵頭104b用于密封超高壓缸體102的兩端?？赏ㄟ^設置于第一 堵頭104a和第二堵頭104b中的介質(zhì)輸入管路向超高壓缸體102中注入超高壓介質(zhì)。
[0064] 優(yōu)選地，承力框架101由至少兩組鋼板組成。兩組鋼板彼此間隔開，采用連接機構 相對定位，從而在兩組鋼板之間形成縱向貫通的縫隙。每組鋼板由3~8片合金鋼板疊加而 成。更優(yōu)選地，每組鋼板由6片合金鋼板疊加而成。每片合金鋼板通過水切加工工藝形成有 能夠容納超高壓缸體102的承力座106。承力座106的軸向兩端具有弧形結構。本發(fā)明的承力 框架101由3~8片合金鋼板疊加而成的至少兩組鋼板組成，相比于整體實心結構，由單個鋼 板組裝形成的結構能夠承受更大的壓力。承力框架101是通過水切加工工藝形成的，相較于 激光切割工藝或其他機械加工工藝，承力框架的承力性能不易被破壞。通過水切加工工藝 形成的承力座106光滑無毛邊，有助于第一擋塊103a和第二擋塊103b與承力框架101彼此貼 合。根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，承力框架101是由兩組鋼板構成，每組鋼板由6片鋼板通過水切 加工工藝形成有足以容納超高壓缸體的空間。由單片鋼板組裝形成的結構能夠承受更大的 壓力，并且相比整體實心結構的承力框架，節(jié)約殘料、降低成本。水切加工可以對鋼板進行 任意曲線的一次性切割加工，切割時不會產(chǎn)生熱量和有害物質(zhì)，材料無熱效應，水切割后不 需要或易于二次加工，安全、環(huán)保、成本低、速度快、效率高。所述承力框架的外側是呈內(nèi)角 為120°至140°的折線形結構的承力框架。所述折線形結構是由長方形的各層板材沿一致的 切線切去四角后形成的，且所述切線的延長線彼此相交后圍成平行四邊形，優(yōu)選的，延長線 相交構成正方形。各層鋼板之間的相互接觸面積大于其相對面積的80%，并且兩組板材之 間縫隙的寬度與每組板材厚度之比是1~3:1，優(yōu)選2.5:1。另外，所述承力框架內(nèi)側框體的 寬度與框體的厚度之比為2~1:1，優(yōu)選為1.5:1;另外其內(nèi)側框體的長寬比為5~6:1，優(yōu)選6 :1，外側框體的長寬比為2~4:1，優(yōu)選3:1。根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，所述承力框架形成具有 橢圓形空間的結構，其中空空間圓弧的半徑與該圓弧圓心至承力框架外側最近點的長度之 比為1:1.5~2.5。
[0065]承力框架框型內(nèi)側的長寬比越大，可容納圓柱狀高壓缸體的長寬比越大，那么堵 頭的表面積越小，內(nèi)部液體壓強朝各個方向是相等的，大部分壓力被高壓缸體承受，堵頭承 受的就會壓力越小，傳遞給承力框架的壓力也就越小，對承力框架的利用率就不高，同時相 同外表面積的高壓缸體的容量也就越小，因此超高壓滅菌裝置的利用率就不高。但是反之， 承力框架框型內(nèi)側的長寬比越小，相同外表面積的高壓缸體的容量也就越大，承力框架受 到的力也越大，對承力框架的性能要求也就越高。因此需要根據(jù)實際情況，比如框架的厚度 和材質(zhì)，對承力框架內(nèi)側邊的長寬比作出合適的選擇。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，承 力框架內(nèi)側邊的長寬比為5~6:1，更優(yōu)選的，承力框架內(nèi)側邊的長寬比為6:1，既能夠使高 壓缸體具有較大的容量，也能在安全范圍內(nèi)更大程度地發(fā)揮承力框架的性能。
[0066]在承力框架內(nèi)側的長寬比一定的情況下，承力框架的厚度將是影響其承受超高壓 能力的主要因素，特別是半圓柱形擋塊承受的超高壓力會通過弧形或者拱形的承力座分散 并傳遞給承力框架水平方向的長側邊，承力座處受到的力將會最大。因此承力座處的框體 厚度也對承力框架的整體性能起著重要的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，承力座 的內(nèi)側圓弧半徑與該圓弧圓心至承力座外側最近點（即承力座處的框體厚度最小處）的長 度之比為1:1.5~2.5,跟優(yōu)選的該比例為1:2。此時即能在安全范圍內(nèi)更大程度地發(fā)揮承力 框架的性能，又能容納更大容量的高壓缸體，充分提高超高壓滅菌裝置的利用率。
[0067]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述承力框架由至少兩組板材構成，每組板材由至少 六層鋼板并列構成，其中各層鋼板之間的相互接觸面積大于其相對面面積的80%。相比于 整體實心結構的承力框架，片狀鋼板組裝形成的多層結構，能夠更好地分散受力，形變范圍 更大，穩(wěn)定性和安全性更好，而且能夠節(jié)約材料、降低成本。
[0068]板材的組數(shù)量越多，越不容易調(diào)整其位置，由于承力框架要用于超高壓力，稍有偏 差就會使不同板材組受到的力產(chǎn)生很大的區(qū)別，使得設備安全性和穩(wěn)定性降低。板材的層 數(shù)越多，安裝要求越高，設備的制造成本也越高，而板材的層數(shù)越少，則對承力框架承受力 的分散性越差，安全性越低。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，采用兩組分別為6層結構的 板材，構造簡單，成本低，安裝維護方便，設備的穩(wěn)定性也更好。
[0069]優(yōu)選地，第一擋塊103a和第二擋塊103b設置于承力框架101的軸向兩端。第一擋塊 103a和第二擋塊103b為具有弧形結構的立方體。第一擋塊103a和第二擋塊103b具有弧形結 構的面為與承力座的弧形部分106a相匹配的結構。更優(yōu)選地，承力框架101的承力座106為 橢圓形。第一擋塊l〇3a和第二擋塊103b為半圓柱體。第一擋塊103a和第二擋塊103b的弧形 結構與承力座的弧形部分l〇6a相匹配以使第一擋塊103a和第二擋塊103b與承力框架101實 現(xiàn)面面接觸。本發(fā)明的第一擋塊103a和第二擋塊103b具有與承力座的弧形部分106a相匹配 的結構，使得二者緊密貼合，能夠?qū)崿F(xiàn)面面接觸。另一方面，本發(fā)明將承力框架101放置第一 擋塊103a和第二擋塊103b的部位設置為弧形結構，可使承力框架101受力均勻，并且在承受 較大作用力時不易變形，使得承力框架101能夠承受更大的壓力。
[0070] 優(yōu)選地，超高壓缸體102是由內(nèi)層不銹鋼筒體和多層鋼體制成的套筒結構。超高壓 缸體102呈圓筒狀以使其在超高壓狀態(tài)時受力均勻。超高壓缸體102的內(nèi)層直徑為200~ 400_。超高壓缸體102的內(nèi)層長度為1800~2600_。超高壓缸體102的筒體結構可承受系統(tǒng) 工作的超高壓周向力。超高壓缸體102內(nèi)的工作壓力為0~1500MPa。更優(yōu)選地，超高壓缸體 102內(nèi)的工作壓力為100~lOOOMPa。超高壓缸體102內(nèi)的工作溫度為5~60°C。優(yōu)選地，超超 高壓缸體102至少包括第一超高壓缸體和第二超高壓缸體。第一超高壓缸體和第二超高壓 缸體通過導軌交替移入和/或移出承力框架101，以使第一超高壓缸體和第二超高壓缸體交 替進行超高壓處理準備過程和超高壓處理過程。
[0071] 本發(fā)明的承力框架的組裝包括如下步驟：
[0072] 1、采用外六角工藝螺栓將6件水切加工的鋼板在平板上預裝;其中每片鋼板不能 有飛邊、毛刺、磕碰、油污，每個鋼板的放置要與水切加工放置保持一致。
[0073] 2、將半圓形第一擋塊和第二擋塊分別放置于由6件鋼板構成的承力框架形成的兩 側圓弧中，并通過調(diào)節(jié)桿連接上述兩個擋塊，并逐漸加力，觀察鋼板的受力變化情況，螺栓 也隨之預緊，但不鎖死。
[0074] 3、直到6件鋼板與擋塊充分接觸，調(diào)節(jié)桿不再變化時，將螺栓按米字型順序逐一緊 固直到鎖死為止。
[0075] 4、松開調(diào)節(jié)桿，在擋塊的凸面上均勻涂抹紅膽粉，再次給調(diào)節(jié)桿加力，至不再變化 為止，松開調(diào)節(jié)桿，檢查6件鋼板的圓弧面與擋塊凸面的接觸情況，人工修整重復進行。直到 6件鋼板同時均勻接觸，并且接觸面達到80%以上。
[0076] 5、上述檢查合格后，再次將調(diào)節(jié)桿加力至不再變化為止時，用直銷逐一替換螺栓， 并在兩端焊牢。替換時，只有在第一支直銷完全焊接牢固后，才能允許按米字型順序松開第 二支螺栓進行替換。在替換時要使用工裝外加鎖緊力，另一方面直銷外徑不能與鋼板內(nèi)孔 壁相接觸，可用薄紙片在兩端墊起。
[0077] 6、松開調(diào)節(jié)桿，將擋塊取出，完成組裝。
[0078] 優(yōu)選地，第一堵頭104a和第二堵頭104b對稱設置于超高壓缸體102的兩端。第一堵 頭104a和第二堵頭104b具有相同的結構。第一堵頭104a和第二堵頭104b通過液壓挺桿推動 堵頭移動并使第一堵頭l〇4a和第二堵頭104b插入超高壓缸體102的兩端以實現(xiàn)對超高壓缸 體的密封。液壓挺桿嵌套于液壓缸中。液壓挺桿相對于液壓缸能夠進行伸縮移動。第一堵頭 104a和第二堵頭104b還具有用于密封堵頭與超高壓缸體102的三角墊圈、U圈和密封圈隔 板。三角墊圈、U圈和密封圈隔板套接于堵頭上并與堵頭外表面相貼合，可提高堵頭與超高 壓缸體102之間連接的穩(wěn)定性和密封的可靠性。
[0079]優(yōu)選地，第一堵頭104a與第一擋塊103a之間設置有第一傳力擋塊105a。第二堵頭 1〇4b與第二擋塊103b之間設置有第二傳力擋塊105b。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊 l〇5b分別用于在第一堵頭104a和第一擋塊103a、第二堵頭104b和第二擋塊103b之間建立傳 力連接。第一傳力擋塊l〇5a與第一堵頭104a相互接觸的面為形狀相匹配的平面結構。第一 傳力擋塊l〇5a與第一擋塊103a相互接觸的面也為形狀相匹配的平面結構。同樣地，第二傳 力擋塊105b與第二堵頭104b相互接觸的面為形狀相匹配的平面結構。第二傳力擋塊105b與 第二擋塊103b相互接觸的面也為形狀相匹配的平面結構。所述第一傳力擋塊105a和第二傳 力擋塊105b分別是由兩部分構成，上述傳力擋塊的兩個部分在相接觸面上各設置有半圓形 凹槽以使其相接觸時形成可容納液壓桿的圓柱形通孔。第一傳力擋塊l〇5a用于在第一堵頭 104a與第一擋塊103a之間建立傳力連接。第二傳力擋塊105b用于在第二堵頭104b與第二擋 塊103b之間建立傳力連接。
[0080] 超高壓缸體102內(nèi)產(chǎn)生的反作用力是通過如下方式傳遞給承力框架101的：超高壓 缸體102內(nèi)產(chǎn)生的反作用力通過第一堵頭104a和第二堵頭104b傳遞至第一傳力擋塊105a和 第二傳力擋塊105b。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b將反作用力傳遞至第一擋塊 103a和第二擋塊103b，再由第一擋塊103a和第二擋塊103b將反作用力傳遞至承力框架101。
[0081] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，水路系統(tǒng)20包括超高壓水路系統(tǒng)201和低壓水路系統(tǒng) 202。水路系統(tǒng)20用于超高壓處理設備的泄壓。優(yōu)選地，超高壓水路系統(tǒng)201包括超高壓管 路、超高壓自動泄壓閥、超高壓手動泄壓閥、超高壓壓力傳感器和連接管路。超高壓自動泄 壓閥、超高壓手動泄壓閥、超高壓壓力傳感器的一端與堵頭104連接。超高壓自動泄壓閥、超 高壓手動泄壓閥、超高壓壓力傳感器的另一端與增壓水箱連接。超高壓自動泄壓閥連接于 泄壓管路內(nèi)，增壓時，通過氣栗及電磁換向閥將超高壓自動泄壓管路關閉。達到工作壓力和 所需保壓時間后，氣栗啟動將自動泄壓管路打開，實現(xiàn)自動泄壓。超高壓手動泄壓閥并聯(lián)安 裝于泄壓管路內(nèi)。超高壓手動泄壓閥為常閉狀態(tài)，僅作為泄壓的應急手段。優(yōu)選地，低壓水 路系統(tǒng)202包括大流量注水栗、排水栗、自動截止閥、水路傳感器、進出水管路、排污管路、水 箱、水位監(jiān)測系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)等。
[0082]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，超高壓源系統(tǒng)30包括第一超高壓源子系統(tǒng)301、第二超高 壓源子系統(tǒng)302、第三超高壓源子系統(tǒng)303和第四超高壓源子系統(tǒng)304。第一超高壓源子系統(tǒng) 301、第二超高壓源子系統(tǒng)302、第三超高壓源子系統(tǒng)303和第四超高壓源子系統(tǒng)304具有相 同的結構，均包含有超高壓介質(zhì)栗、主油栗、增壓器、超高壓管路和增壓換向閥。在正常工作 過程中，第一超高壓源子系統(tǒng)301、第二超高壓源子系統(tǒng)302、第三超高壓源子系統(tǒng)303和第 四超高壓源子系統(tǒng)304中只有三個超高壓源子系統(tǒng)工作，另一個作為備用。超高壓源系統(tǒng)30 用于增加超高壓缸體102內(nèi)的壓力并使超高壓缸體102內(nèi)的壓力達到預設值。
[0083]超高壓源子系統(tǒng)30的工作原理為：主油栗運行后，將油箱里的液壓油分別注入增 壓器的兩個進油口，推動增壓器低壓缸中的堵頭左右移動。增壓器低壓缸兩側各裝有一套 超高壓缸，超高壓缸的柱塞桿和低壓缸的堵頭連為一體，堵頭左右移動推動柱塞桿移動。在 主油栗向增壓器低壓缸里注油的同時，介質(zhì)栗也在向增壓器超高壓缸里注水。由于電控換 向閥的作用，進入增壓器低壓缸中的液壓油只能是一個油口進油而另一個油口出油流回油 箱。當增壓器右側的換向閥被打開，左側的換向閥被關閉，這時主栗向增壓器低壓缸右側的 油口注油，而左側的油口回流油箱。這樣促使低壓缸里的堵頭右側的壓力大于左側，驅(qū)使堵 頭向左側移動。隨著壓力的不斷增高，堵頭不斷推動柱塞桿向左移動。由于堵頭的受壓面積 遠遠大于柱塞桿端面的受壓面積，超高壓缸里的水壓倍增。因為水路裝有單向閥，增壓器超 高壓缸體里的水只能流向超高壓缸。當?shù)蛪焊桌锏挠蛪哼_到設定壓力時，電控換向閥換向。 增壓器左側的換向閥被打開，右側的換向閥被關閉，這時主油栗向增壓器低壓缸左側的油 口注油，而右側的油口回流油箱。增壓器通過周而復始地換向增壓，不停的將水壓入超高壓 缸體，從而使超高壓缸體內(nèi)達到預定的工作壓力。
[0084]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，操作執(zhí)行系統(tǒng)40包括智能開合裝置401、伺服電機402、液 壓油缸403、油管404、支撐底座、移動導軌及開關等。操作執(zhí)行系統(tǒng)40通過控制栗以及相關 的閥座改變液壓油缸403中液壓油的流向以實現(xiàn)超高壓缸體102和擋塊103的前后移動以及 實現(xiàn)堵頭104的推入和拉出。優(yōu)選地，智能開合裝置401包括堵頭開合裝置、擋塊開合裝置、 超高壓缸體橫向移動機構、超高壓缸體定位裝置等。智能開合裝置401主要完成擋塊103的 開合、堵頭104的開合、超尚壓缸體102的橫向聯(lián)動、定位等功能。超尚壓缸體102橫向聯(lián)動的 動力來自伺服電機402,其余各運動的動力來自液壓油缸403。運動位置由傳感器檢測及可 編程控制器控制，以保證移動位置的準確性和重復性。優(yōu)選地，液壓油缸403為十個。其中四 個安裝在支撐底座橫梁兩端用于超高壓缸體102定位。兩個安裝在承力框架101上分別與第 一堵頭104a和第二堵頭104b連接，用來推動堵頭104推入超高壓缸體102或從超高壓缸體 102里拉出。剩余的四個安裝在支撐底座，用來推動擋塊103的開合。
[0085]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，控制系統(tǒng)50采用模塊化的設計思想，包括主機控制子系 統(tǒng)501、水路控制子系統(tǒng)502、超高壓源控制子系統(tǒng)503和操作執(zhí)行控制子系統(tǒng)504。控制系統(tǒng) 50用于控制主機系統(tǒng)10、水路系統(tǒng)20、超高壓源系統(tǒng)30和操作執(zhí)行系統(tǒng)40完成預期操作。優(yōu) 選地，設備操作方式是通過設備觸摸屏上的各種功能按鈕來實現(xiàn)的?？删幊炭刂破鞯妮斎?端子與操作按鈕、壓力傳感器、各設備行程開關等相連接?？删幊炭刂破鞯妮敵龆俗优c電磁 閥、交流接觸器等相連接?？删幊炭刂破鞯耐ㄓ嵍丝谕ㄟ^PC/PPT電纜與計算機相連接?？删?程控制器根據(jù)輸入部件的工作狀態(tài)，經(jīng)由內(nèi)部程序的處理，做出相應的動作，完成設備的預 期操作。
[0086]本發(fā)明使用的超高壓處理設備對物品進行超高壓處理的工作原理為:待處理物品 放入超高壓缸體內(nèi)后，堵頭推進到工作位置和超高壓缸體形成密閉的容腔。增壓時，控制系 統(tǒng)首先啟動主油栗，同時關閉自動泄壓閥，然后由低壓注水栗向容器內(nèi)大流量充水，當容器 內(nèi)充滿水后，啟動超高壓源系統(tǒng)工作進行增壓。當壓力傳感器檢測到超高壓缸體內(nèi)壓力達 到預設值后，超高壓源系統(tǒng)停止增壓，進入容器保壓階段。保壓計時器開始計時，達到預設 時間后，保壓計時器停止計時。在保壓階段，若壓力泄漏到補壓設定值時，超高壓源系統(tǒng)自 動啟動進行補壓，補壓到壓力設定值停止。保壓階段結束后自動泄壓。泄壓時，由控制系統(tǒng) 打開自動泄壓閥，壓力通過高壓管路泄掉。
[0087]本發(fā)明使用的超高壓處理設備由主機系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、超高壓源系統(tǒng)、操作執(zhí)行系 統(tǒng)和控制系統(tǒng)五大部分組成，可實現(xiàn)堵頭的自動開合，超高壓缸體的自動移動、自動增壓、 自動保壓、自動補壓和自動泄壓等功能。本發(fā)明使用的超高壓處理設備的主機系統(tǒng)通過設 置承力框架，將超高壓缸體置于承力框架內(nèi)，可用于承受超高壓缸體產(chǎn)生的巨大反作用力， 使得超高壓處理設備不易出現(xiàn)安全隱患，并且，本發(fā)明的超高壓缸體為臥式放置，相比于現(xiàn) 有技術中的立式放置，具有放、取物料方便和安全性更高的優(yōu)勢。
[0088] 實施例2
[0089]以使用本發(fā)明實施例1所述的超高壓處理設備完成對物品的超高壓處理過程為 例。
[0090]如圖3所示，本發(fā)明的超高壓的物品處理方法包括如下工序。
[0091] SI:放料。超高壓處理設備在初始狀態(tài)下，人工將需要進行超高壓處理的物品放入 第一超高壓缸體或第二超高壓缸體中。
[0092] S2:超高壓缸體移動到工作位。人工放料完成后，點擊"1#艙進工位"或"2#艙進工 位"按鈕，放有待處理物品的超高壓缸體102在伺服電機402的帶動下由初位移動到工作位 置，并實現(xiàn)準停。另一超高壓缸體回到初位，進行人工取、放料操作。此處的初位是指取、放 料的位置。工作位置是指進行超高壓處理的位置。
[0093]以上兩步為人工操作完成，待放有待處理物品的超尚壓缸體102進工位并準停后， 人工檢查無誤，按下"自動啟動"按鈕，超高壓處理設備進入自動運行狀態(tài)。完成以下工序。
[0094] S3:超高壓缸體鎖定。第一超高壓缸體或第二超高壓缸體移進至工作位置步操作 完成后，第一超高壓缸體或第二超高壓缸體定位銷插入超高壓缸體和機身定位孔，實現(xiàn)超 高壓缸體102的準確定位，并且實現(xiàn)第一堵頭104a和第二堵頭104b的中軸線與超高壓缸體 102內(nèi)腔的中軸線精準對齊。根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，定位銷通過彈簧連接至超高壓缸體， 缸體移動至超高壓處理工位時被彈簧推入定位孔產(chǎn)生電信號，超高壓缸體停止移動。
[0095] S4:堵頭進水位。定位銷插入至工位步完成后，第一堵頭104a和第二堵頭104b的油 缸推動各自堵頭同時進入超高壓缸體102內(nèi)，進行水密封，當?shù)谝欢骂^104a和第二堵頭104b 觸發(fā)堵頭水位開關時，停止推進，準備進行大流量注水。
[0096] S5:超高壓缸體內(nèi)大流量注水至滿。第一堵頭104a和第二堵頭104b進水位步完成 后，超高壓注水栗啟動，將超高壓介質(zhì)大流量注入超高壓缸體102內(nèi)，超高壓缸體102內(nèi)液面 逐步上升，當超高壓缸體102上面安裝的溢水水流開關動作時，停止注水，此時超高壓缸體 102已滿。
[0097] S6:第一堵頭進工位。超高壓缸體102大流量注水至滿步完成后，第一堵頭104a油 缸再次推動第一堵頭l〇4a進入超高壓缸體102內(nèi)腔，進行高壓密封，當?shù)谝欢骂^104a觸發(fā)堵 頭工位開關時，停止推進，第一堵頭104a密封完畢。
[0098] S7:第一傳力擋塊進工位。第一堵頭104a進工位步完成后，第一傳力擋塊105a油缸 推動第一傳力擋塊l〇5a進入工作位置，當?shù)谝粋髁鯄K105a觸發(fā)傳力擋塊工位開關時，停 止推入。
[0099] S8:第二堵頭進工位。第一傳力擋塊105a進工位步完成后，第二堵頭104b油缸再次 推動第二堵頭l〇4b進入超高壓缸體102內(nèi)腔，進行高壓密封，當?shù)诙骂^104b觸發(fā)堵頭工位 開關時，停止推進，第二堵頭104b密封完畢。
[0100] S9:第二傳力擋塊進工位。第二堵頭104b進工位步完成后，第二傳力擋塊105b油缸 推動第二傳力擋塊105b進入工作位置，當?shù)诙髁鯄K105b觸發(fā)傳力擋塊工位開關時，停 止推入。
[0101] S10:設備增壓保壓泄壓一體化操作。第二傳力擋塊105b進工位步完成后，超高壓 處理設備自動完成增壓、保壓和泄壓操作一體化步驟。
[0102] 超高壓處理設備在IOmin內(nèi)將壓力升至設定壓力。所設壓力不超過1500MPa。超高 壓處理設備的保壓時間可設置為0~1800S間的任何時間。保壓階段，超高壓缸體102內(nèi)的壓 力低于設定壓力10~20MPa時，由超高壓處理設備自動完成補壓。超高壓缸體102在增壓、保 壓和泄壓階段的溫度為5~60°C。
[0103] 當前述工序完成后，超高壓處理設備已經(jīng)自動泄壓，為了確保生產(chǎn)、人員和設備的 安全，需要人工查看面板壓力監(jiān)控值，確認壓力已經(jīng)泄掉到零。點擊"泄壓確認"按鈕，設備 再次啟動繼續(xù)完成以下工序。
[0104] Sll:傳力擋塊回初位。超高壓處理設備泄壓步完成后，第一傳力擋塊105a和第二 傳力擋塊l〇5b油缸帶動各自傳力擋塊同時回到初始位置，當觸發(fā)傳力擋塊初位開關時，第 一傳力擋塊l〇5a和第二傳力擋塊105b停止移動。
[0105] S12:堵頭回水位。第一傳力擋塊105a和第二傳力擋塊105b回初位步完成后，第一 堵頭104a和第二堵頭104b油缸帶動各自堵頭，同時退至水位。當觸發(fā)水位開關時，第一堵頭 104a和第二堵頭104b停止移動。
[0106] S13:超高壓缸體大流量抽水至空。第一堵頭104a和第二堵頭104b回水位步完成 后，超高壓處理設備自動啟動超高壓缸體排水栗，排水栗抽出超高壓缸體102內(nèi)和排水槽內(nèi) 超高壓介質(zhì)，超高壓缸體102和排水槽內(nèi)介質(zhì)抽空后停止。
[0107] S14:堵頭回初位。超高壓缸體102排水完畢后，第一堵頭104a和第二堵頭104b油缸 帶動各自堵頭，同時從超高壓缸體102容腔內(nèi)的排水位置退至初始位置。
[0108] S15:超高壓缸體解鎖。第一堵頭104a和第二堵頭104b回初位步完成后，超高壓缸 體102定位銷拔出至初位，超高壓缸體102解鎖，超高壓缸體102可以移出。
[0109]至此，超高壓處理設備的自動程序完成。
[0110] S16:超高壓缸體移出至初位。超高壓缸體102解鎖步完成后，單擊"2#艙進工位"或 "1#艙進工位"按鈕，第一超高壓缸體或第二超高壓缸體通過導軌在伺服電機402的推動下 移動到初始位置，并實現(xiàn)準停。
[0111] S17:取料。超高壓缸體102回初位步完成后，由人工將放入超高壓缸體102內(nèi)的物 品取出。同時，為下一次進行超高壓處理做好準備。
[0112]本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法為連續(xù)化處理工藝。具體地，本發(fā)明是通過 如下方式實現(xiàn)連續(xù)化處理工藝的:本發(fā)明的超高壓處理設備至少包括第一超高壓缸體和第 二超高壓缸體。第一超高壓缸體和第二超高壓缸體共用第一堵頭l〇4a和第二堵頭104b。第 一超高壓缸體和第二超高壓缸體其一在工作時可置于承力框架101內(nèi)，通過第一堵頭l〇4a 和第二堵頭l〇4b對在承力框架101內(nèi)的超高壓缸體進行密封后，經(jīng)過增壓、保壓和泄壓過程 以完成對物品的超高壓處理。同時，在初始位置的另一超高壓缸體兩端敞開，裝入待處理 物，為下一次進行超高壓處理做好準備?；蛘咴诔跏嘉恢玫牧硪怀邏焊左w兩端敞開，取出 已經(jīng)處理過的物品后再裝入待處理物，為下一次進行超高壓處理做好準備。
[0113]本發(fā)明的超高壓的物品處理方法具有操作簡單、安全可靠性高和處理效率高等優(yōu) 勢，另一方面，本發(fā)明的超高壓的物品處理方法只需經(jīng)過一次增壓和保壓階段即可完成對 待處理物品的超高壓處理，相對于現(xiàn)有技術中需要兩次或三次循環(huán)增壓過程的處理方法， 本發(fā)明提供的方法還具有工藝流程簡單的優(yōu)勢。
[0114] 實施例3
[01 ?5]以實施例2提供的超尚壓的物品處理方法處理糖米為例。
[0116]糙米是稻米經(jīng)過加工后所產(chǎn)的一種米，去殼后仍保留有些許外層組織，如皮層、糊 粉層和胚芽，該外層組織內(nèi)含豐富的營養(yǎng)。與白米相比，糙米更富含有許多維他命、礦物質(zhì) 和膳食纖維，因此，糙米被視為一種健康食品。
[0117]使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法處理糙米的工藝過程如下：
[0118]進入超高壓處理設備的主界面后，在四個超高壓源子系統(tǒng)中選擇三個作為增壓高 壓源，剩余的一個作為備用。即，可在1#高壓源增壓選擇、2#高壓源增壓選擇、3#高壓源增壓 選擇和4#高壓源增壓選擇中任選三個作為增壓高壓源。同時，在1#高壓源補壓選擇、2#高壓 源補壓選擇、3#高壓源補壓選擇和4#高壓源補壓選擇中任選一個高壓源為補壓提供超高壓 介質(zhì)。完成增壓高壓源和補壓高壓源的選擇后，將目標壓力設置為200~600MPa中的任何一 個數(shù)值，補壓壓力設定為10~20MPa中的任何一個數(shù)值，保壓時間設定為0~600S中的任何 一個數(shù)值。并將設備的運行模式選擇為自動運行。
[0119] 將待處理的糙米加水浸泡后裝入塑料袋子中抽出空氣后進行真空封裝。浸泡時間 為1~5h，浸泡溫度為25~45°C。將封裝好的糙米放入第一超壓高壓缸體中。點擊"1#艙進工 位"按鈕，第一超高壓缸體在伺服電機的帶動下由初始位置移動到工作位置，并實現(xiàn)準停。 同時，第二超高壓缸體回到初始位置，可進行取、放料操作。人工檢查無誤，按下"自動啟動" 按鈕，超高壓處理設備進入自動運行狀態(tài)。超高壓處理設備自動完成第一超高壓缸體鎖定、 堵頭進水位、第一超高壓缸體內(nèi)大流量注水至滿、第一堵頭進工位、第一傳力擋塊進工位、 第二堵頭進工位、第二傳力擋塊進工位、增壓、保壓和泄壓工序。當前述工序完成后，確認壓 力已經(jīng)泄掉到零，點擊"泄壓確認"按鈕，設備再次啟動繼續(xù)完成以下工序。超高壓處理設備 自動完成傳力擋塊回初位、堵頭回水位、超高壓缸體大流量抽水至空、堵頭回初位、第一超 高壓缸體解鎖工序。至此，超高壓處理設備的自動程序完成。單擊"2#艙進工位"按鈕，第一 超高壓缸體通過導軌在伺服電機的推動下移動到初始位置，并實現(xiàn)準停。由人工將放入第 一超高壓缸體內(nèi)的糙米取出。同時，為下一次進行超高壓處理做好準備。
[0120] 糙米經(jīng)室溫浸泡Ih后，在不同保壓時間和不同壓力下進行超高壓處理，得到的糙 米吸水率如表1所示。
[0121 ] 表1超高壓處理對糙米吸水率的影響
[0123]從表1可以看出，超高壓處理糙米過程中，對糙米吸收率有明顯影響的為壓力。這 是由于壓力會對糙米內(nèi)部大分子物質(zhì)產(chǎn)生結構性改變，導致細胞膜降解，從而改變糙米的 吸水性，使得糙米在蒸煮過程中更易吸水糊化，減少蒸煮時間。
[0124] 糙米的質(zhì)構品質(zhì)中，硬度是一個非常重要的指標。表2為糙米經(jīng)室溫浸泡Ih后，在 不同保壓時間和不同壓力下進行超高壓處理得到的糙米飯硬度。
[0125] 表3為未經(jīng)過超高壓處理時，在不同溫度和不同時間浸泡下進行浸泡處理得到的 糙米飯硬度。
[0126] 表2超高壓處理對糙米飯硬度的影響
[0130]從表2可以看出，隨著壓力的升高，糙米飯的硬度出現(xiàn)明顯下降。壓力為500MPa和 600MPa時，隨著保壓時間的延長，糙米飯的硬度也有明顯下降。低于500MPa時，保壓時間對 糙米飯的影響沒有規(guī)律性，這說明500MPa的壓力對糙米飯的硬度有至關重要的影響。
[0131 ] 從表3可以看出，隨著浸泡時間的延長，糙米飯的硬度下降。25°C和30°C的浸泡處 理對硬度的作用沒有明顯區(qū)別。當浸泡溫度為30~35°C，浸泡時間低于3h時，溫度的升高對 硬度也沒有顯著的影響，隨著浸泡時間的延長，溫度的作用才開始顯現(xiàn)出來。當溫度達到40 °(：時，溫度對糙米飯硬度的作用在Ih的浸泡時間下就體現(xiàn)出來了，并且與35°C相比有顯著 區(qū)別。
[0132] 對比表2和表3可知：雖然浸泡處理也可以降低糙米飯的硬度，但和超高壓處理相 比還存在一定差距，而且從時間耗費上來說，浸泡處理更是遠遠高于超高壓處理。
[0133] 通過測量不同處理方式處理后的糙米的蒸煮時間，可以直觀地表達超高壓處理對 糙米蒸煮方便程度的影響。表4為不同處理方式對糙米蒸煮時間的影響。
[0134] 表4不同處理方式對糙米蒸煮時間的影響
L〇136j 從表4可以看出，隨看浸泡溫度的升高和浸泡時間的延長，糙米的蒸煮時間有所下 降。經(jīng)40°C浸泡2h的處理，蒸煮時間可從34min下降到19min。而經(jīng)400MPa保壓300S的超高壓 處理，糙米的蒸煮時間即可降低到16min，隨著壓力的升高，蒸煮時間繼續(xù)縮短。浸泡處理雖 然也可以縮短糙米的蒸煮時間，但是與超高壓處理相比，其耗時長，作用也并沒有超高壓處 理顯著。
[0137] 綜上所述，超高壓處理對糙米的吸水率、硬度和蒸煮時間都有顯著影響。這是由于 超高壓處理改變了糙米的組織結構和吸水特性，從而顯著降低了糙米飯的硬度和蒸煮時 間。使用超高壓處理技術對糙米進行處理后，不僅可以改善米粒的組織結構，提高營養(yǎng)物質(zhì) 的利用率，使糙米的口感更好;并且可以提高熟食的保質(zhì)期，增加其市場價值。
[0138] 實施例4
[0139 ]以超高壓處理對梅魚魚糜凝膠特性的影響為例。
[0140] 梅魚，又名"梅童魚"，體形細長，為近海小型經(jīng)濟魚類，其資源豐富、價格低廉，具 有較高的營養(yǎng)價值，是魚糜加工的重要原料。彈性是衡量魚糜品質(zhì)的重要指標之一，它是硬 度、伸縮性以及粘性的綜合體現(xiàn)，主要取決于魚糜的凝膠特性。因此，凝膠化是魚糜制品的 技術關鍵，只有經(jīng)過充分凝膠化的魚糜制品才富有彈性，有較好的口感和較高的商品價值。
[0141] 將冷凍魚糜空斬2min后，添加3 %食鹽、15 %的水斬拌2min，最后添加15 %馬鈴薯 淀粉繼續(xù)斬拌15min，斬拌過程中保持魚肉溫度低于10°C。然后灌腸，魚腸長度在5cm左右。
[0142] 按照實施例2或?qū)嵤├?提供的方式對魚腸進行超高壓處理。目標壓力設置為0~ 600MPa中的任何一個數(shù)值，補壓壓力設定為10~20MPa中的任何一個數(shù)值，保壓時間設定為 0~900S中的任何一個數(shù)值。將設備的運行模式選擇為自動運行。表5為保壓600S下，將不同 壓力處理后得到的魚腸取出后迅速用冰水冷卻，在4°C放置24h后進行凝膠特性分析得到的 結果。表6為在300MPa下，將同保壓時間處理后得到的魚腸取出后迅速用冰水冷卻，在4°C放 置24h后進行凝膠特性分析得到的結果。
[0143] 對樣品凝膠特性的測試選用本領域常用的測試方法，在此不再贅述。
[0144] 表5不同壓力處理對梅魚魚糜凝膠特性的影響
[0147] 由表5可知，硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性均隨處理壓力的升高逐漸增大，在400MPa 時達到最大值。隨著壓力的繼續(xù)增大，硬度和咀嚼性則顯著減小，彈性和內(nèi)聚性變化不明 顯。由表5也可發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的增大，梅魚魚糜凝膠強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。凝膠強 度在300MPa時達到最大值。這是由于魚肉中的肌原纖維蛋白（即鹽溶蛋白）是形成凝膠的主 要成分，隨著處理壓力的逐漸增大，首先發(fā)生肌球蛋白的變性，包括蛋白質(zhì)構型改變與肽鏈 的解開，同時超高壓處理可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵部分斷裂，巰基含量增加，使蛋白質(zhì)凝膠 性能改善。高壓處理也能解聚肌動蛋白和肌動球蛋白，并能提高肌原纖維蛋白溶解性，當壓 力足夠大時，可能會影響物質(zhì)分子間結合形式，導致鍵的破壞和重組，從而使大分子功能特 性發(fā)生變化，形成凝膠網(wǎng)絡結構，改善凝膠特性。但是當壓力進一步升高時，可能會因蛋白 質(zhì)變性過快而令凝膠的網(wǎng)絡結構交聯(lián)度降低，從而使凝膠強度減小。
[0148] 表6不同保壓時間處理對梅魚魚糜凝膠特性的影響
[0150]由表6可知，當保壓時間小于600S時，凝膠特性隨著保壓時間的延長顯著改善。當 保壓時間超過600S時，硬度和咀嚼性有一定程度的下降，但是變化不顯著，彈性和內(nèi)聚性則 無明顯變化。由表6也可以看出，隨著保壓時間的延長，凝膠強度有所改善，在保壓900S時達 到323.32g/cm2。這可歸結為疏水相互作用和二硫鍵作用的增強可以提高魚糜凝膠的凝膠 強度，同時，由于300MPa的壓力并沒有使魚肉內(nèi)組織蛋白酶失活，反而可以提高其活性，當 凝膠化時間超過一定的值后，由于組織蛋白酶的水解作用占主導，魚糜中的大量蛋白質(zhì)被 水解，支撐凝膠網(wǎng)絡骨架的蛋白質(zhì)大分子鏈斷裂，此時再增加疏水相互作用和二硫鍵則不 能改善凝膠特性。
[0151] 綜上所述，經(jīng)超高壓處理后，不僅可以很好地保持梅魚魚糜原有的風味，而且能促 進梅魚魚糜凝膠的形成，獲得更好的品質(zhì)，在魚糜加工中具有良好的應用前景。
[0152] 實施例5
[0153] 本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法可廣泛用于海產(chǎn)品、肉類等的殺菌、食品風 味的改變中，下面以本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法在海產(chǎn)品和肉類處理中的應用為 例。
[0154] (1)超高壓對海蝦中微生物的影響
[0155] 使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法，將保壓時間設定為600S，壓力范圍為 300~400MPa，補壓壓力設定為10~20MPa。
[0156] 對經(jīng)過超高壓處理的海蝦進行分析，超高壓對海蝦中各種微生物殺滅作用顯著。 當超高壓達到400MPa及以上的壓力時，可以殺滅海蝦中99.3%的微生物。
[0157] (2)超高壓對牡蠣中微生物的影響
[0158]使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法，將保壓時間設定為600S，壓力范圍為 100~600MPa，補壓壓力設定為10~20MPa。
[0159] 對經(jīng)過超高壓處理的牡蠣進行分析，超高壓處理對牡蠣具有顯著的殺菌效果。經(jīng) 100、200、300、40010^超高壓處理后，牡蠣中細菌總數(shù)從原來的7個對數(shù)分別下降到4.2、 3.5、2.5和0.7個對數(shù)。當超高壓達到500MPa及以上的壓力時，牡蠣樣品達到商業(yè)無菌?？?見，本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法對牡蠣中微生物的瞬時殺滅效果顯著。
[0160] (3)超高壓處理對肉的嫩度的影響
[0161]使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法，將保壓時間設定為600S，壓力范圍為 100~600MPa，補壓壓力設定為10~20MPa。
[0162] 對經(jīng)過超高壓處理的肉類進行分析，經(jīng)IOOMPa以上的超高壓處理，肉類的嫩滑度 均有顯著提高。其機理:一是機械力作用使肌肉肌纖維內(nèi)肌動蛋白和肌球蛋白的結合解離， Z線崩解和肌纖維小片化造成肌肉剪切力下降；二是壓力處理使肌肉中內(nèi)源蛋白酶一一鈣 激活酶的活性增加，加速肌肉蛋白水解，加快肌肉成熟所致。因此，超高壓處理可以降低宰 后肉類的僵直程度、防止冷收縮，加速宰后成熟過程和增加肉類的嫩度。
[0163] (4)超尚壓對海水魚保減品質(zhì)的影響
[0164] 使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法，將保壓時間設定為600S，壓力范圍為 100~600MPa，補壓壓力設定為10~20MPa。
[0165] 對經(jīng)過超高壓處理的海水魚進行分析，發(fā)現(xiàn)300MPa和400MPa處理的海鯛在貯藏過 程中魚肉彈力和硬度得到有效保留，相反200MPa處理樣品在貯藏期間彈力降低，并且發(fā)現(xiàn) 海鯛背部肌肉的持水能力隨著處理壓力增加而降低。利用免疫印跡分析了超高壓對結構蛋 白的影響，發(fā)現(xiàn)400MPa壓力可防止肌間線蛋白在海鯛貯藏期間的降解，可能由于壓力使肌 間線蛋白降解酶失活。
[0166] (5)超尚壓對對it!下品質(zhì)的影響
[0167] 使用本發(fā)明提供的超高壓的物品處理方法，將保壓時間設定為600S，壓力范圍為 100~600MPa，補壓壓力設定為10~20MPa。
[0168] 對經(jīng)過超高壓處理的對蝦進行分析，隨處理壓力和保壓時間的增大，對蝦的顏色 變淡，L值明顯增大，蝦肉顏色逐漸變白，呈不透明狀，但對紅度和黃度并無明顯影響，出現(xiàn) 輕微的類似蒸煮的成熟風味;其質(zhì)構也發(fā)生了明顯的變化，硬度隨之增大，彈性先在低壓區(qū) 域出現(xiàn)下降的趨勢，繼而隨著壓力的增大和保壓時間的延長彈性也增大。在壓力500MPa，保 壓時間IOmin時，蝦肉的顯微組織結構變化明顯，蝦肉肌纖維的網(wǎng)狀結構的間隙變小。處理 前的樣品肌肉纖維組織稀松，網(wǎng)狀結構均勻，處理后肌肉纖維明顯變粗，變致密。這可能由 于超高壓引起肌肉蛋白質(zhì)的變性，使得蝦肉中的肌肉纖維聚集在一起造成的。超高壓處理 過的對蝦的結構的空間間隙明顯因受壓而擠在一起，而且其基本框架也相對于熱加工的更 粗，這跟超高壓過程中的蛋白質(zhì)交聯(lián)網(wǎng)絡結構的形成有關系。
[0169] 需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，本領域技術人員可以在本發(fā)明公開 內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本發(fā)明的公開范圍并落入本發(fā) 明的保護范圍之內(nèi)。本領域技術人員應該明白，本發(fā)明說明書及其附圖均為說明性而并非 構成對權利要求的限制。本發(fā)明的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1. 一種超高壓的物品處理方法，其特征在于，所述方法通過至少兩個超高壓缸體(102) 來執(zhí)行輪替式超高壓處理工作，其中，在其中一個超高壓缸體移動至由外部承力框架(101) 來承受由超高壓在缸體內(nèi)所建立的反向推力的超高壓處理位置并在其內(nèi)借助超高壓介質(zhì) 對其內(nèi)部承裝的待處理物品進行超高壓處理期間，其余超高壓缸體中的至少一個執(zhí)行裝卸 料操作。2. 如權利要求1所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，所述裝卸料操作是在超高 壓處理期間用于承受超高壓缸體（102)內(nèi)壓力的承力框架（101)之外完成的，并且所述其余 超高壓缸體中的至少一個執(zhí)行裝卸料步驟所需時間是在考慮到所述其中一個超高壓缸體 中借助超高壓介質(zhì)完成增壓步驟和保壓步驟所需時間之和的情況下，按照同步工作方式來 設定的。3. 如權利要求1或2所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，在對處理時間彼此不 同的多個批次物品進行超高壓處理時，預先計算各批次裝卸物料所需時間和超高壓處理所 需時間，并按照停機時間最短的方式預先計算裝料批次，而后根據(jù)預先計算得到的裝料批 次來確定各批次物料裝卸和超高壓處理順序。4. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，超高壓處理設備 對物品進行超高壓處理過程中，增壓器中所用液壓油經(jīng)調(diào)溫裝置調(diào)整穩(wěn)定，以使所述液壓 油在工作中的溫度始終保持在20~50 °C。5. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，進入超高壓處理 位置的超高壓缸體(102)在進行超高壓處理之前首先在兩端通過所述至少兩個超高壓缸體 共用的第一堵頭(l〇4a)和第二堵頭(104b)以可解除密封的方式建立水密密封。6. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，在進行超高壓處 理之前，以受控方式將完成裝料的超高壓缸體（102)移向超高壓處理位置，在其到達處理位 置之后通過定位銷鎖定，使其內(nèi)腔的中軸線與第一堵頭（104a)和第二堵頭（104b)的中軸線 對齊。7. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，各個超高壓缸體 均是由內(nèi)層不銹鋼筒體和多層鋼體制成的套筒結構，并且所述至少兩個超高壓缸體通過橫 向于承力框架（101)布置的導軌沿側向移入和/或移出所述承力框架（101)限定的工作區(qū)域 之中。8. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，通過水切加工而 成的多層板材并列構成的承力框架（101)具有軸向兩端為弧形結構的承力座（106)，所述承 力座的弧形部分（106a)以浮動方式支撐用于分別止擋第一堵頭（104a)和第二堵頭（104b) 的第一擋塊(103a)和第二擋塊(103b)。9. 如前述權利要求之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，超高壓介質(zhì)是通 過第一堵頭（l〇4a)和第二堵頭（104b)內(nèi)的介質(zhì)輸入管路向所述超高壓缸體（102)內(nèi)注入 的。10. 如權利要求1至9之一所述的超高壓的物品處理方法，其特征在于，所述超高壓的物 品處理方法能夠用于物品滅菌處理、病毒滅活處理、生物提取處理和/或生物制藥處理。
【文檔編號】A23L3/015GK105961998SQ201610298986
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】時慶, 姚建松, 尹光正, 洪美云
【申請人】北京速原中天科技股份公司