阅读说明：本技术 脉冲强光杀菌装置及应用方法 (Pulse highlight sterilization device and application method ) 是由 周子恒 崔译丹 周宝龙 周竞涛 唐欣 袁秦 周佳 周艳平 王昌纬 于 2018-07-28 设计创作，主要内容包括：脉冲强光杀菌装置,由脉冲强光控制装置、输送带和杀菌箱体组成,脉冲强光控制装置由控制系统、检测系统、能量储存器和脉冲氙灯组成；控制系统由控制面板、显示器和微控制单元MCU组成,微控制单元MCU设定电脉冲闪照次数、输出电压预定参数,并通过充电线路为能量储存器提供高电压、高电流的能量,通过脉冲线路经过脉冲控制检测控制脉冲氙灯一定的电脉冲闪照次数；能量储存器与脉冲氙灯连接并提供能量；并能检测出不同的电压所对应的光照强度；该发明将控制系统、检测系统、输送带和杀菌箱体组合为一个整体,该发明的应用方法是根据杀菌物厚度或高度、透光率,通过光照强度的检测并能有效控制闪照次数、输入电压,提高了脉冲强光技术的杀菌效果。(The pulse highlight sterilization device consists of a pulse highlight control device, a conveying belt and a sterilization box body, wherein the pulse highlight control device consists of a control system, a detection system, an energy storage and a pulse xenon lamp; the control system consists of a control panel, a display and a micro control unit MCU, wherein the micro control unit MCU sets the number of times of electric pulse flash irradiation and outputs preset voltage parameters, provides high-voltage and high-current energy for the energy storage through a charging line, and controls a pulse xenon lamp to flash for a certain number of times of electric pulse irradiation through pulse control detection by a pulse line; the energy storage is connected with the pulse xenon lamp and provides energy; and can detect the illumination intensity corresponding to different voltages; the control system, the detection system, the conveying belt and the sterilization box body are combined into a whole, and the application method of the invention is that the flash irradiation times and the input voltage can be effectively controlled by detecting the illumination intensity according to the thickness or the height and the light transmittance of the sterilization object, so that the sterilization effect of the pulse high light technology is improved.)

脉冲强光杀菌装置及应用方法

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体地涉及脉冲强光杀菌装置及应用方法。

背景技术

脉冲强光杀菌是一种新型冷杀菌技术，是使用高强度的短时宽光谱带白光对食品杀菌，对食品进行杀菌的同时能很好地保持食品的营养成分和口味，且无有害物质残留，还具有杀菌时间短、经济可行等特点。目前，我国对脉冲强光杀菌装置的研究还处于实验室阶段，已进行的试验表明该项技术具有良好的杀菌效果，但是有关脉冲强光杀菌依然存在闪照次数、输入电压、杀菌物厚度或高度、透光率、光照强度等主要因素的组合应用效果差，以及在线监测等技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供脉冲强光杀菌装置，由脉冲强光控制装置、输送带和杀菌箱体组成，其特征在于：脉冲强光控制装置由控制系统、检测系统、能量储存器和脉冲氙灯组成；

所述的控制系统由控制面板、显示器和微控制单元MCU组成，控制面板上安装有键盘、电源开关、电源指示灯、启动按键，微控制单元MCU安装在控制面板的背面，电源开关、电源指示灯安装在电源线上，电源线与微控制单元MCU连接并提供电源，键盘、显示器与微控制单元MCU连接，通过调节键盘并在显示器上显示设定微控制单元MCU的电脉冲闪照次数、输出电压预定参数，微控制单元MCU通过启动按键以及连接的充电线路为能量储存器提供高电压、高电流的能量，微控制单元MCU通过启动按键以及连接的脉冲线路经过脉冲控制检测控制脉冲氙灯设定的电脉冲闪照次数；能量储存器与脉冲氙灯连接并提供能量；

优选地，所述的检测系统，由光敏传感器、脉冲控制检测、LED数码管显示器、微控制单元MCU组成，脉冲控制检测将脉冲线路的检测信号传递给微控制单元MCU以及连接的显示器；光敏传感器安装在传送带的上侧面，光敏传感器与LED数码管显示器连接，LED数码管显示器与微控制单元MCU连接；光敏传感器利用脉冲氙灯的闪照而获得不同的光强采样值信号传递微控制单元MCU，利用微控制单元MCU检测出不同的电压所对应的光照强度；

优选地，所述的利用微控制单元MCU检测出不同的电压所对应的光照强度，微控制单元MCU收到光敏传感器获得不同的光强采样值信号，由微控制单元MCU软件转换为显示值，再乘以滤光片的倍数，即得光照强度的近似值；随着输入电压不断增大，光照强度的数值亦不断增加，由此检测出不同的电压所对应的光照强度；

优选地，所述的杀菌箱体为光线聚焦的密闭立方体，并将传送带密封在中间；所述的脉冲氙灯安装在杀菌箱体内面顶部，能够调整脉冲氙灯聚光率，对样品进行脉冲强光闪照处理。

优选地，所述的光敏传感器为2EU12视敏型磷砷化镓二极管；

优选地，所述的脉冲氙灯安装在杀菌箱体内面顶部，将一定数量的脉冲氙灯与传送带平行安装，控制脉冲氙灯光源到传送带上的预包装产品底部距离为200mm以内。

本发明的一个目的是脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品为透明率50-100％的液体饮料(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，控制脉冲氙灯光源到传送带上的预包装产品底部距离为200mm以内，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：接通电源，电源指示灯显示电源，调节键盘通过显示器显示控制微控制单元MCU每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.0-1.5kV，闪照16-30次；通过启动按键为脉冲氙灯提供16-30次闪照次数的高电压、高电流的能量，并在线监测光照强度在0.5-1.0J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带，将预包装产品均匀放在传送带上，传送带将预包装产品输送到杀菌箱体内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的液体饮料经微生物检测。

本发明的积极效果：

该发明的脉冲强光杀菌装置以脉冲氙灯作为光源，并将控制系统、检测系统、输送带和杀菌箱体组合为一个整体装置，结构紧凑，根据杀菌物厚度或高度、染菌浓度、透光率，通过光照强度的检测并能有效控制闪照次数、输入电压，提高了脉冲强光技术的杀菌效果。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为本发明的控制系统与检测系统结构示意图；

附图说明，1-控制面板、2-显示器、3-键盘、4-1-电源开关、4-2-电源指示灯、5-启动按键、6-微控制单元MCU、7-输送带、8-杀菌箱体、9-脉冲氙灯、10-预包装产品、11-进料口、12-出料口、13-电源线、14-光敏传感器、15-充电线路、16-脉冲线路、17-能量储存器、18-LED数码管显示器、19-脉冲控制检测。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明的一个目的是提供脉冲强光杀菌装置，如图1、图2所示，由脉冲强光控制装置、输送带7和杀菌箱体8组成，其特征在于：脉冲强光控制装置由控制系统、检测系统、能量储存器17和脉冲氙灯9组成；如图1、图3所示，所述的控制系统由控制面板1、显示器2和微控制单元MCU6组成，控制面板1上安装有键盘3、电源开关4-1、电源指示灯4-2、启动按键5，微控制单元MCU6安装在控制面板1的背面，电源开关4-1、电源指示灯4-2安装在电源线13上，电源线13与微控制单元MCU6连接并提供电源，键盘3、显示器2与微控制单元MCU6连接，通过调节键盘3并在显示器2上显示设定微控制单元MCU6的电脉冲闪照次数、输出电压预定参数，微控制单元MCU6通过启动按键5以及连接的充电线路15为能量储存器17提供高电压、高电流的能量，微控制单元MCU6通过启动按键5以及连接的脉冲线路16经过脉冲控制检测19控制脉冲氙灯9设定的电脉冲闪照次数；能量储存器17与脉冲氙灯9连接并提供能量；

所述的检测系统如图2、图3所示，由光敏传感器14、脉冲控制检测19、LED数码管显示器18、微控制单元MCU6组成，脉冲控制检测19将脉冲线路16的检测信号传递给微控制单元MCU6以及连接的显示器2；光敏传感器14安装在传送带7的上侧面，光敏传感器14与LED数码管显示器18连接，LED数码管显示器18与微控制单元MCU6连接；光敏传感器14利用脉冲氙灯9的闪照而获得不同的光强采样值信号传递微控制单元MCU6，利用微控制单元MCU6检测出不同的电压所对应的光照强度；

所述的利用微控制单元MCU6检测出不同的电压所对应的光照强度，微控制单元MCU6收到光敏传感器14获得不同的光强采样值信号，由微控制单元MCU6软件转换为显示值，再乘以滤光片的倍数，即得光照强度的近似值。随着输入电压不断增大，光照强度的数值亦不断增加，由此检测出不同的电压所对应的光照强度。

所述的光敏传感器14为2EU12视敏型磷砷化镓二极管，其响应范围适用于可见光，频谱曲线近似人眼，在10^-3～10⁴ lx照度下有良好的线性度，暗态电流极低、寿命长、可靠性高。

如图2所示，所述的杀菌箱体8为光线聚焦的密闭立方体，并将传送带7密封在中间；所述的脉冲氙灯9安装在杀菌箱体8内面顶部，能够调整脉冲氙灯聚光率，对样品进行脉冲强光闪照处理；

所述的脉冲氙灯9安装在杀菌箱体8内面顶部，如图2所示，将一定数量的脉冲氙灯9与传送带7平行安装，控制脉冲氙灯9光源到传送带7上的预包装产品10底部距离为200mm以内；

实施例2

脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品10为透明率100％的水(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，染菌浓度为3.0×10⁵cfu/ml，脉冲氙灯光源到传送带7上的预包装产品10底部距离为200mm，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：开启电源开关4-1接通电源，电源指示灯4-2显示电源，调节键盘3通过显示器2显示控制微控制单元MCU6每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.0kV，闪照16次；通过启动按键5为脉冲氙灯9提供16闪照次数的高电压、高电流的能量，在线监测光照强度为0.5J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带7，将预包装产品10均匀放在传送带7上，传送带7将预包装产品10输送到杀菌箱体8内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的水经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。

实施例3

脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品10为透明率50％的果汁(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，染菌浓度为3.6×10⁵cfu/ml，脉冲氙灯光源到传送带7上的预包装产品底部距离为200mm，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：开启电源开关4-1接通电源，电源指示灯4-2显示电源，调节键盘3通过显示器2显示控制微控制单元MCU6每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.5kV，闪照30次；通过启动按键5为脉冲氙灯9提供30闪照次数的高电压、高电流的能量，在线监测光照强度为1.0J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带7，将预包装产品10均匀放在传送带7上，传送带7将预包装产品10输送到杀菌箱体8内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的果汁经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。

实施例4

脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品10为透明率75％的果汁(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，染菌浓度为3.2×10⁵cfu/ml，脉冲氙灯光源到传送带7上的预包装产品底部距离为150mm，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：开启电源开关4-1接通电源，电源指示灯4-2显示电源，调节键盘3通过显示器2显示控制微控制单元MCU6每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.3kV，闪照20次；通过启动按键5为脉冲氙灯9提供20闪照次数的高电压、高电流的能量，在线监测光照强度为0.8J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带7，将预包装产品10均匀放在传送带7上，传送带7将预包装产品10输送到杀菌箱体8内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的果汁经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。

实施例5

脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品10为透明率75％的果汁(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，染菌浓度为3.2×10⁵cfu/ml，脉冲氙灯光源到传送带7上的预包装产品底部距离为100mm，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：开启电源开关4-1接通电源，电源指示灯4-2显示电源，调节键盘3通过显示器2显示控制微控制单元MCU6每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.0kV，闪照30次；通过启动按键5为脉冲氙灯9提供30闪照次数的高电压、高电流的能量，在线监测光照强度为0.5J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带7，将预包装产品10均匀放在传送带7上，传送带7将预包装产品10输送到杀菌箱体8内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的果汁经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。

实施例6

脉冲强光杀菌装置的应用方法，预包装产品10为透明率75％的果汁(以蒸馏水透光率为100％作为对照，用紫外分光光度计测菌液的透光率)，染菌浓度为4.6×10⁵cfu/ml，脉冲氙灯光源到传送带7上的预包装产品底部距离为200mm，其杀菌方法在于以下步骤：

(1)启动脉冲强光控制装置：开启电源开关4-1接通电源，电源指示灯4-2显示电源，调节键盘3通过显示器2显示控制微控制单元MCU6每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.5kV，闪照16次；通过启动按键5为脉冲氙灯9提供16闪照次数的高电压、高电流的能量，在线监测光照强度为1.0J/cm²；

(2)启动传送带：启动传送带7，将预包装产品10均匀放在传送带7上，传送带7将预包装产品10输送到杀菌箱体8内进行脉冲强光杀菌；

(3)检测：杀菌后的果汁经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。

该发明的脉冲强光杀菌装置以脉冲氙灯作为光源，并将控制系统、检测系统、输送带和杀菌箱体组合为一个整体装置，根据杀菌物液体饮料透明率50-100％和染菌浓度，控制脉冲氙灯光源到传送带上的液体饮料底部距离为200mm以内，调节控制微控制单元MCU每隔3s产生一个持续时间为20μs的电脉冲，输出电压为1.0-1.5kV，闪照16-30次对液体饮料杀菌，并在线监测光照强度在0.5-1.0J/cm²；通过杀菌处理，经微生物检测，符合预包装产品食品卫生标准。