具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

本发明提供了一种对食物进行低温杀菌且不影响食物质量的低温等离子食物处理系统及低温等离子处理食物的方法。其中该低温等离子食物处理系统主要应用于处理已包装或未包装的固体食物，以低温等离子静电场对细菌进行分解与击破，达到杀菌效果和延长食物的保质期。其中该低温等离子处理食物的方法不利用高温，因此杀菌处理后的食物能够保留原有的外观、味道、质感和营养成分。

本发明的技术方案中产生低温等离子的方式为介质阻挡放电法，其是指绝缘介质处于放电空间中所产生的一种非平衡态的气体放电现象，该绝缘介质所起的作用是防止产生电弧放电或者火花放电。介质阻挡放电法具有大空间内放电均匀和高气压运行稳定的特点，其电极没有直接和放电气体接触，因而可避免电极受腐蚀的问题。此外，介质阻挡放电法的电子密度非常高，常压下即可生成大体积的低温等离子，而且其可以在很宽的电压、频率和气压范围内产生低温等离子，也因此可以产生足够多的低温等离子以对所照射的食物进行杀菌处理，并可达到较佳的杀菌效果。在本发明中应用介质阻挡放电法产生低温等离子的部件为低温等离子产生器。

本发明的一实施例提供了一种低温等离子食物处理系统，其包括：低温等离子产生器、输送线、供气系统及电源，其中该低温等离子产生器设置于输送线上部，该供气系统与低温等离子产生器连接，该电源与低温等离子产生器、输送线及供气系统电性连接。该供气系统向低温等离子产生器供给压缩空气或者有助于产生低温等离子的惰性气体，而设置于输送线上部的低温等离子产生器可将被送入的压缩空气或该惰性气体释放出低温等离子，并通过低温等离子静电场对其下方食物上的细菌进行分解与击破，且不产生温度的变化，以此确保处理后的食物能够保留原有的外观、味道、质感和营养成分。

考虑到低温等离子产生器在产生低温等离子的同时也会释放出副生气体如臭氧等，因此在本发明的另一实施例中，如图1所示，该低温等离子食物处理系统还包括：处理箱2及抽气系统，该抽气系统包括位于处理箱2上部两侧的入口抽气口31和出口抽气口32，该处理箱2的下侧面为开口，以此使处理箱罩设于输送线1上部，结合图2所示，该处理箱2相邻于输送线1两端的两个侧面分别开设有入口211和出口221，该处理箱2的内部空间被划分为相邻入口的入口抽气区21、相邻出口的出口抽气区22以及位于入口抽气区21与出口抽气区22之间的主处理区23，该低温等离子产生器5安装于位于主处理区23的处理箱2的内侧，该抽气系统安装于位于入口抽气区21及出口抽气区22的处理箱2上部的外侧并与处理箱2内部相通，该电源4还与抽气系统电性连接。通过处理箱2的设置可使杀菌处理空间较为封闭，以确保低温等离子产生器5所产生的低温等离子能够集中于杀菌处理空间内并高效地杀菌。此外，抽气系统能够将低温等离子产生器5产生低温等离子时附带产生的副生气体如臭氧等经由入口抽气口31和出口抽气口32从处理箱2内抽出，以免其影响处理箱2内杀菌处理进程，并且防止其从处理箱2内泄漏出而对附近操作人员或周围环境造成危害。另外，该入口和出口均可设置有自动控制开闭的封闭门，如图2所示的入口封闭门212和出口封闭门222以确保处理箱2内杀菌处理空间的密闭性，并防止副生气体如臭氧等的泄漏，通常该副生气体如臭氧等的密度及分子质量均小于空气中组成物的密度及分子质量，因此该副生气体如臭氧等会集中于处理箱2内的上部空间中，该入口和出口的开设高度会与处理箱2上部保留有高度差，以此可防止处理箱2内上部空间中副生气体由入口或出口处泄露。此外，该电源4及相关元器件如开关、保险等也可集成安装于该处理箱2上。

更具体而言，该低温等离子产生器5包括至少一组低温等离子产生单元，每组低温等离子产生单元由多个低温等离子产生单元51构成。如图3所示，每组低温等离子产生单元是由10个低温等离子产生单元51构成，且图3中由左至右显示，该低温等离子产生器5分别包括了8组低温等离子产生单元（图3中A所示）、6组低温等离子产生单元（图3中B所示）及1组低温等离子产生单元（图3中C所示），该低温等离子产生单元的组数越多，产生的低温等离子数量也就越多，随之杀菌处理范围也就越大，在本发明中该杀菌处理范围被定义为该主处理区23。据此，可根据待杀菌食物的尺寸而调整低温等离子产生器杀菌处理范围。

如图4所示，本发明中的该低温等离子产生单元51包括：筒状的绝缘壳体511、棒状的内电极515及环绕状的外电极516，其中该绝缘壳体511具有供电口512，且该绝缘壳体511两端具有位置相对的供气口513和等离子出口514，该供气口513与供气系统连接，该内电极515设置于绝缘壳体511内，且内电极515的轴线与供气口513和等离子出口514的中心线共线，该外电极516环绕设置于绝缘壳体511的筒壁外侧面，电源分别与外电极516以及通过供电口512与内电极515电性连接。于本发明中，该绝缘壳体511可为石英玻璃管，该内电极515可为钼丝，该外电极516可为周向环绕于该石英玻璃管管臂外的不锈钢丝或是套设于管臂外的不锈钢网格套，另外，在该绝缘壳体511内部还可设置有绝缘支架517以固定该内电极515，但本发明不以此为限。由供气系统将压缩空气或者有助于产生低温等离子的惰性气体由供气口513注入至石英玻璃管内，并在内、外电极515、516形成的电场下释放出低温等离子和副生气体，且在注入气压的作用下由等离子出口514喷射而出。

如图5所示,在本发明中，该抽气系统是由抽风机34与过滤器33连接构成，该连接为一体的抽风机与过滤器的数量可为两部，并分别安装于入口抽气区21及出口抽气区22的处理箱2上部的外侧且通过入口抽气口31及出口抽气口32而与处理箱2内部相通；另外，该连接为一体的抽风机与过滤器的数量也可为一部，且可安装于处理箱2上部的外侧或分离安装于处理箱2之外，并通过气体管路分别与入口抽气区21及出口抽气区22相通，对此本发明不进行限定，而该抽风机与过滤器的类型及连接方式均为现有技术，本发明对此也不进行限定。据此该抽气系统可将附带产生的副生气体如臭氧等从处理箱内抽出的同时，并对其进行过滤处理，以消除其有害性。如图1所示，该供气系统包括：气源61、流量器62及调压器63，其中该气源61、流量器62及调压器63是通过气体管路64依序连接，且调压器63通过气体管路64与低温等离子产生器5连接。如同该抽气系统的安装方式，该供气系统可安装于处理箱2的外侧，但也可分离安装于处理箱2之外，对此本发明不进行限定。该气源61可向该低温等离子产生器5供给压缩空气或者有助于产生低温等离子的惰性气体，操作人员可由流量器62清楚地了解气源61向低温等离子产生器5输送气体的流量，并可通过调压器63控制输送至低温等离子产生器5的气体压力，进而控制低温等离子产生器5产生低温等离子的数量，而该气源61、流量器62及调压器63的类型及连接方式均为现有技术，本发明对此也不进行限定。

本发明中，该低温等离子食物处理系统还可包括：升降平台7，该低温等离子产生器5是安装于升降平台7，而电源4与升降平台7电性连接，该升降平台7设置为能够调节低温等离子产生器5与食物之间的距离，该升降平台7上、下调整的高度可依据处理箱2的高度、容积或食物的高度而定，通常可调整的高度设定为使低温等离子产生器5距输送线1之间的距离为下限不低于4mm，上限不高于250mm。如图1所示，该升降平台7设置于该处理箱2内部的主处理区23，该低温等离子产生器5安装于升降平台7上。如图6所示,具体而言，该升降平台7可为独立设置于该输送线2上部的升降平台7，图6中A所示，其可由支撑立杆711、垂直于支撑立杆且与输送线平行的安装部712以及升降驱动装置713构成，低温等离子产生器安装于该安装部上，并可在升降驱动装置的驱动下沿支撑立杆上下移动；该支撑立杆也可结合于处理箱的内侧壁上，而该升降驱动装置可为由驱动电机与链条及链轮构成的驱动结构或是由驱动电机与齿轮及齿条构成的驱动结构；图6中B所示，另外该升降平台还可为由穿设于处理箱顶部的伸缩气缸721及其底端固定的安装部722构成的结构，本发明对于升降平台的具体结构并不做限定。通过升降平台的设置，本发明可根据待杀菌处理食物的高度而灵活调节低温等离子产生器的高度，以满足不同高度食物的杀菌处理需求。

如图7所示，本发明提供了一种应用低温等离子处理食物的方法，其步骤包括：将待处理的食物放置于输送线上进行输送；该食物被输送至主处理区时使输送线停止输送；由位于主处理区的输送线上部设置的低温等离子产生器释放低温等离子，在一设定时间内以对食物进行杀菌处理；使输送线恢复输送，将经低温等离子杀菌处理后的食物输送出主处理区；将被杀菌处理后的食物由输送线取下。本发明的方法可利用输送线完成食物的杀菌处理操作，其不仅可以确保处理后的食物能够保留原有的外观、味道、质感和营养成分，而且以流水线式的操作方式可以提升食物杀菌处理的自动化程度，进而提升食物杀菌处理的操作效率。

为了提高食物的杀菌处理效率，使产生的低温等离子被集中于杀菌处理空间内，并防止所产生的副生气体如臭氧等影响杀菌处理进程，以及防止副生气体对附近操作人员或周围环境造成危害，本发明的步骤还可包括：应用处理箱罩设输送线的上部，其中，该处理箱具有入口和出口，食物经由入口而输送至位于处理箱内部的主处理区进行杀菌处理，被杀菌处理后的食物经由出口输送出处理箱；通过安装于处理箱上部的抽气系统排出并过滤低温等离子产生器释放低温等离子时所产生的副生气体。

另外，为了满足对不同高度食物的杀菌处理的需要，本发明的步骤还可包括：根据食物的高度，调节低温等离子产生器与食物之间的距离。

本发明的商业应用范围甚广，其商业价值在于能够在非加热条件下延长食物的保质期，降低食物制造商的营运风险及储存成本。在现今的食品加工科技，对于干性固体状食品的杀菌方法不多。对于相关的食品制造商而言，目前最大的挑战是如何以安全高效的方法杀菌，从而延长包装食品的货架期。传统方法普遍通过不同程度的加热来杀菌，高温使食品营养流失，甚至改变味道和质感，降低食品的价值。因此，食品制造业界需要一项技术，能够于常温下在短时间内降低细菌含量，保持原有的营养价值和味道，及延长食品的保质期。本发明的低温等离子食物处理系统可以在常温下利用低温等离子杀菌，从而保存食品的营养及保障食品安全，为食品制造业界提升产品商业价值。

本发明对食品业界提升食品安全有莫大益处。对于食品生产而言，干性食物如面粉，或新鲜固体状食物如草莓，目前都没有可靠的常温杀菌方法。本发明的低温等离子处理技术，不需要加热即可杀菌并减少能源消耗。另外也可减少食品的变质，如水果等热敏感性食品，减少因高温而造成的营养的流失。最后，可在冷冻储存及运输上节省成本，有效延长食品的保存期，提升生产量。与传统的热处理比较，低温等离子杀菌具有对食品中的小分子化合物，如风味化合物、维生素和色素影响较小的特点。

本发明具备市场发展潜质。其杀菌效果方面，已有不少实验室做出结论认可，用于食物上的效果也有不错的结果。然而市场上尚未有食品低温等离子杀菌器，所以业界普遍对此技术的认知度比较低。低温等离子杀菌的优点并非传统加热方法可比，因此，本发明具备市场发展潜质。

本发明具备数个主要的优点。首先，经过低温等离子处理的食品，可省却低温防腐的需要，即节省冷链物流和冷冻储存的成本及所需能源。冷冻成本降低下，不但为业界食品制造商有所得益，最终零售商或超级市场经营者也受益，因此本发明具备提升营运利益的潜质。其次，在营养角度来说，由于经过低温等离子处理的食品细菌含量大大减少，因此使用本发明的食品可以省却使用防腐剂的需要，迎合消费者对健康饮食的追求，也符合欧盟食品“洁净标签”的市场趋势，增强食品制造商的竞争力。另外，从环保的角度，本发明低温等离子食物处理系统只需电源和气源，排出的臭氧经由抽风机及过滤器处理，大幅降低排污成本，符合可持续发展政策。

本发明的低温等离子食物处理系统，可更切合食品制造商及中央厨房的要求，配合相关的系统评估和操作培训，有助于促进高压杀菌技术在食品业界的普及，增加成本效益，提升食品安全。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。