CN116812436A - 一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法。所述微波杀菌装置包括罐头装卸单元、微波处理腔室和传送带，所述传送带包括多段式平台、支撑侧板和导轨；所述平台表面设有多个开口，所述开口上方对应设有供罐头放置的承载板，承载板下部设有支杆，所述支杆能够穿过平台表面的开口实现支撑板在平台上方竖直方向移动。本发明利用支杆在竖直方向的位置变化来调控承载板的运动，使得固体罐头在微波杀菌过程中能够在竖直方向移动，在空间内发生一定的倾斜晃动和震荡，有效促进了固体罐头内固体食物之间的热量相互传递，可有效实现玻璃瓶装固体罐头的微波加热效率和均匀性。

Description

一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法

技术领域

本发明属于罐头食品的杀菌设备领域，具体涉及一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法。

背景技术

罐头食品主要包括两大类，一类是为了保持更好口感的包含汤汁的罐头，如常见的水果罐头，另一类是没有或基本没有汤汁的固体食品罐头，罐头中全部是固体食物，如各类午餐肉和纯肉类罐头。对于第一类罐头，在杀菌处理时可以采用包括喷淋和水煮等多种杀菌处理方式，但是对于第二类固体食品罐头来说，由于罐头中填充的食物全部以固体形式存在，基本没有汤汁等液体，在杀菌加热过程中热量从罐头包装的外部向罐头内部固体食物传导时效率很低，因此常见的喷淋和水煮等杀菌处理方式不再适用。

微波杀菌装置由于采用从内部向外传热的方式进行加热和杀菌，很好的满足了非金属包装的固体食品罐头的加热需求，可以在较短时间内完成对应温度的加热杀菌，还保护了固体食品的营养不被破坏。但是在实际生产过程中发现，对于固体食品罐头包装较大或者同时在微波杀菌装置中进行较大数量的固体食品罐头杀菌时，往往由于微波的穿透厚度限制，使得罐头内部不同位置处的固体食物的传热不能及时到达，导致均匀性较差，而对于位置远离微波产生器和微波反射表面的固体食品罐头，也不能获得理想的杀菌效果，不同位置处罐头加热均匀性也有所差异，使得微波杀菌效率和不同位置处固体食品罐头的杀菌均匀性受到影响。但目前受限于微波加热原理和对金属材质的限制等原因，还没有能够有效解决此刻问题的方法。

因此，针对玻璃瓶装等非金属包装固体食品罐头的微波杀菌，需要开发一种新型结构的微波杀菌装置。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足，本发明提供一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置和方法，通过在微波处理腔室内进行传送带结构的专门设计，实现微波加热过程中，传送带上的固体食品罐头能够在空间内发生一定的位置可控变化，利用位置变化引起罐头内部固体食品之间的相互接触和位置交互，促进热量的相互传递，实现微波加热效率和均匀性的改善。

本发明的一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，采用以下主要技术方案：

微波杀菌装置包括罐头装卸单元、微波处理腔室和传送带，传送带穿过微波处理腔室，所述传送带包括多段式平台、支撑侧板和导轨，支撑侧板位于平台两侧的下方，支撑侧板的上边缘与平台底部固定连接，支撑侧板的下边缘与导轨固定连接；所述平台表面设有多个开口，所述开口上方对应设有供罐头放置的承载板，承载板下部设有支杆，所述支杆能够穿过平台表面的开口实现支撑板在平台上方竖直方向移动。导轨位于平台下方两侧，传送带进入到微波处理腔室后，两侧导轨之间的微波处理腔室底部空间能够用于支杆的设置，结合支杆在竖直方向的可移动性，在传送带进入和移出微波处理腔室过程中，均不会与支杆发生空间位置冲突。

进一步的，承载板的底部设有3根支杆，支杆顶端为球面或半球面，承载板底面设有凹陷的半球面凹坑，所述支杆顶端置于承载板底面的半球面凹坑中，两者无固定连接，只是支撑关系。当传送带进入到微波处理腔室预设位置后，承载板与支杆的位置实现匹配，支杆的顶端与承载板底面的半球面凹坑配合好后，就可以进行微波加热杀菌处理；在杀菌处理结束后，支杆向下移动，支杆顶端与承载板底面的半球面凹坑分离，承载板由平台支撑，传送带在导轨作用下移出微波处理腔室。

进一步的，所述支杆的末端穿过微波处理腔室底部连接有独立的往复运动机构，支杆在高度方向能够根据需要进行调整。

进一步的，传送带的平台边缘设有限位条，所述限位条用于保护承载板的安全。

进一步的，所述微波杀菌装置设有多条平行设置的传送带，所述传送带之间设有金属材质的微波反射板。

进一步的，所述微波反射板能够绕竖直方向轴线往复转动。

进一步的，还包括智能调节器，智能调节器根据不同罐头的外形、大小和填充固体食物，控制微波处理腔室、传送带和微波反射板，来执行对应的杀菌流程。

进一步的，所述承载板在高度方向设有护栏，护栏采用耐热玻璃制备，护栏与承载板固定连接。

一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌方法，包括以下步骤：

S1，利用罐头装卸单元将玻璃瓶装固体食品罐头放置于传送带平台的承载板上；

S2，利用导轨将放置好罐头的传送带送入到微波处理腔室内静置；

S3，启动微波处理腔室内的微波发生装置，开始对罐头进行设定时间和温度内的杀菌处理，杀菌处理过程中根据需要进行不同支杆的位置调节，实现承载板上的罐头的升降和/或左右晃动；

S4，将杀菌处理结束的传送带送出微波处理腔室。

进一步的，步骤S3中，对于多条平行设置的传送带，通过调节平行传送带之间微波反射板的转动速度和角度，实现对远离微波处理腔室内表面的罐头进行加热杀菌。

与现有技术相比，本发明的一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法，具有以下优点：

第一，本发明的技术方案的传送带采用多段式平台结构设计，这种非连续设计使得平台采用高透光性的耐热玻璃或者耐热高分子材料的加工制备成为可能，从而使得传送平台本身不会对微波产生阻挡，使得加热能量被固体食品得到充分利用。

第二，本发明的传送带具有能够运动的承载板结构，有效改善了固体食品罐头的微波加热均匀性和加热效率。传送带结构中采用平台开口上方设置承载板，承载板上放置罐头，承载板具有两种支撑方式，一种是平台本身，一种是支杆，很好的实现了罐头在不同状态下的支撑。特别是承载板下方采用支杆活动支撑的结构设计，使得微波杀菌处理过程中，通过调节支杆竖直方向的位置，可以便捷实现固体食品罐头在竖直方向的移动和在空间内一定范围的倾斜转动，且竖直方向的移动和倾斜转动能够单独实现或者同时实现，进而实现固体食品罐头内部食物之间的位置交换，加快热量的相互传递，使得固体食品罐头内部的固体食物能够均匀受热，有效解决固体食品罐头包装体积较大时的微波穿透性受限而导致的加热不均匀问题，改善加热效率和杀菌效果。本发明的承载板的运动通过多根玻璃或耐热高分子材料制成的支杆的位置高低调节即可轻松实现，而不需要在微波环境下引入对微波敏感或不利的结构和材料，使得其更有利于推广应用。

第三，本发明的技术方案针对数量较多的固体食品罐头同时处理时的杀菌效率较低和均匀性较差的问题，在平行的传送带之间引入金属材质的微波反射板，使得远离微波产生器和微波反射表面的固体食品罐头，也能够及时得到加热补偿，改善加热杀菌的均匀性和加热效率。

附图说明

图1为本发明的传送带的整体结构示意图；

图2为本发明的传送带的横截面结构示意图；

图3为本发明的平台结构示意图；

图4为本发明的承载板和支杆的结构示意图；

图5为本发明的多条平行传送带的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，包括罐头装卸单元、微波处理腔室和传送带，传送带穿过微波处理腔室，罐头装卸单元能够实现罐头在传送带上的装卸，微波处理腔室设有微波发生器，能够产生用于加热杀菌的微波，微波对进入微波处理腔室内的传送带上的玻璃瓶装固体食品罐头进行加热杀菌，其原理是微波穿过固体食品罐头的玻璃瓶直接在固体食品内部进行能量传递，使得固体食品中的水分子高速运动摩擦生热，进而从内向外传递热量加热杀菌。进一步的，微波处理腔室两端设有封闭门，传送带进入微波处理腔室时，入口处封闭门打开，传送带进入后，入口处封闭门关闭，微波发生器开启，进行加热杀菌，杀菌结束后，另一侧出口处封闭门打开，传送带移出微波处理腔室。以上结构均可基于采用现有技术进行设计处理。

参见图1~图4，所述传送带包括多段式平台1、支撑侧板2和导轨3，支撑侧板2位于平台1两侧的下方，支撑侧板2的上边缘与平台1底部固定连接，每一段平台对应一段支撑侧板，支撑侧板2的下边缘与导轨3固定连接，导轨为连续结构，导轨的下方设有滚轮，在外部动力作用下能够带动所有平台同步进入和移出微波处理腔室；所述平台1表面设有多个开口10，所述开口10上方对应设有供罐头放置的承载板11，承载板采用高透光性的耐热玻璃或耐热高分子材料制备，承载板11下部设有支杆110，支杆110穿过承载板11下方对应开口10到达微波处理腔室底部，所述支杆110能够穿过平台1表面的开口10实现支撑板11在平台1上方竖直方向移动，在传送带刚进入微波处理腔室时，罐头置于承载板11表面，承载板11的面积大于对应开口10的面积，承载板11置于对应平台1开口10的上方，并能够通过平台表面进行支撑；在微波加热杀菌过程中，支杆110根据需要进行高度的调整，实现承载板表面放置的罐头在竖直方向位移的变化，在改变微波照射位置的同时，利用升降速度的变化实现罐头内固体食物在竖直方向的位置变化和震荡，促进不同位置处固体食物之间热量的交换和传递。平台和支撑侧板采用高透光性的耐热玻璃或耐热高分子材料制备，而分段式平台和对应的分段式支撑侧板的设计，使得高透光性的耐热玻璃或耐热高分子材料的加工更易于实现，而不受材料和成本的限制。

进一步的，支杆110顶端为球面或半球面，承载板11底面设有凹陷的半球面凹坑，相互接触后所述支杆110顶端置于承载板11底面的半球面凹坑中，支杆110顶端与承载板11底面的半球面凹坑之间采用非固定方式连接，支杆110顶端与承载板11底面的半球面凹坑之间在两者接触面上可相互滑动，通过支杆顶端与承载板底面之间的活动连接，依靠两者光滑接触面之间的相对滑动实现承载板位置的调整。优选的，同一个承载板下方设有3个支杆，3个支杆位于等边三角形的3个顶点上，在3个支杆等高时，对应承载板成水平状态，在保持3个支杆等高条件下进行承载板的变速升降，可实现罐头在竖直方向的位移变化，支杆在不同移动加速度作用下，罐头内的固体食物也会随之发生位置的相互变动和晃动；当3个支杆高度变化时，可实现承载板向高度较低支杆方向倾斜，而当支杆之间高度位置发生交替变化或重复变化时，承载板上的罐头就会相应的在空间内发生一定范围内的来回转动或晃动，从而实现罐头内固体食物的晃动和震荡，促进微波加热效率和加热均匀性。优选的，承载板在倾斜过程中，倾斜的最大角度不超过30°。通过控制所有承载板实行同步移动和转动，能够确保传送带上所有玻璃瓶装固体食品罐头的均匀微波加热杀菌处理。

进一步的，所述支杆110的末端穿过微波处理腔室底部与外部相互独立的往复运动机构1101连接，往复运动机构1101能够在竖直方向进行往复移动，支杆110的高度能够根据需要进行调整。通过外部控制装置按照预设程序执行，就可以实现不同体积和种类固体食物罐头在微波加热过程中的位置变化，改善其加热杀菌均匀性和效率。

进一步的，传送带的平台1边缘设有限位条，所述限位条竖立于承载板四周，所述限位条用于限制承载板的位置，保护承载板及其上方的罐头在微波杀菌过程中不发生滑落。

进一步的，参见图5，为了满足同时对更多数量罐头的杀菌处理，所述装置设有多条平行设置的传送带1，所述传送带1之间设有表面具有微波反射涂层的微波反射板4，通过该设计使得远离微波产生器和微波反射表面的固体食品罐头，也能够及时得到加热补偿，改善加热杀菌的均匀性和加热效率。

进一步的，所述微波反射板4能够绕竖直方向轴线往复转动，可以进一步改善微波的加热效率。

进一步的，还包括智能调节器，智能调节器根据不同罐头的外形、大小和填充固体食物，控制微波处理腔室、传送带和微波反射板，来执行对应的杀菌流程。

进一步的，所述承载板在高度方向设有护栏，护栏采用耐热玻璃制备，护栏与承载板固定连接，使得承载板在变速升降和倾斜震荡过程中不会发生罐头掉落。优选的，护栏内侧表面还设有耐热弹性高分子材料，在罐头玻璃瓶与护栏接触时实现缓冲，同时保护罐头和护栏。

一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌方法，包括以下步骤：

S1，利用罐头装卸单元将玻璃瓶装固体食品罐头放置于传送带平台1的承载板11上；

S2，利用导轨3将放置好罐头的传送带送入到微波处理腔室内指定位置后静置，确保支杆与对应位置处的承载板相互匹配；

S3，启动微波处理腔室内的微波发生装置，开始对罐头进行设定时间和温度内的杀菌处理，杀菌处理过程中根据需要进行不同支杆110的位置调节，实现承载板11上的罐头的升降和/或左右晃动；通过外部控制装置按照预设程序，利用微波处理腔室外部的往复运动机构1101控制承载板11下方的支杆110的高度变化，实现不同承载板在高度方向的运动和空间内的倾斜转动；

S4，将杀菌处理结束的传送带送出微波处理腔室。

进一步的，步骤S3中，承载板在高度方向的运动采用往复变速方式，利用速度改变和往复运动来实现罐头内部固体食物在加速度作用下的有效震荡，承载板在空间内的倾斜震荡角度需要根据罐头的体积、种类和密度进行对应设计，确保罐头内固体食物不发生变形破坏和罐头与承载板护栏之间不发生碰撞破坏。

进一步的，步骤S3中，对于多条平行设置的传送带，通过调节平行传送带之间微波反射板4的转动速度和角度，实现对远离微波处理腔室内表面的罐头的加热杀菌。

本发明的一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置及杀菌方法，同样适用于塑料瓶等能够微波加热处理的非金属包装容器的其它固体食品罐头，通过固体食品罐头在微波杀菌过程中在竖直方向移动，在空间内发生一定的倾斜晃动和震荡，有效促进了固体食品罐头内固体食物之间的热量相互传递；进一步的，针对数量较多的固体食品罐头同时处理的杀菌效率较低和均匀性较差的问题，在平行的传送带之间引入金属材质的微波反射板进行微波加热的调控，可有效实现固体食品罐头的微波加热效率和均匀性。

Claims (10)

1.一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，包括罐头装卸单元、微波处理腔室和传送带，其特征在于，所述传送带包括多段式平台、支撑侧板和导轨，支撑侧板位于平台两侧的下方，支撑侧板的上边缘与平台底部固定连接，支撑侧板的下边缘与导轨固定连接；所述平台表面设有多个开口，所述开口上方对应设有供罐头放置的承载板，承载板下部设有支杆，所述支杆能够穿过平台表面的开口实现支撑板在平台上方竖直方向的移动。

2.根据权利要求1所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，承载板的底部设有3根支杆，支杆顶端为球面或半球面，承载板底面设有凹陷的半球面凹坑，所述支杆顶端置于承载板底面的半球面凹坑中。

3.根据权利要求1所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，所述支杆的末端穿过加热腔室底部与独立的往复运动机构连接，支杆的高度能够根据需要进行调整。

4.根据权利要求1所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，传送带的平台边缘设有限位条。

5.根据权利要求1所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，所述装置设有多条平行设置的传送带，所述传送带之间设有微波反射板。

6.根据权利要求5所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，所述微波反射板能够绕竖直方向轴线往复转动。

7.根据权利要求5所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，还包括智能调节器，智能调节器根据不同罐头的外形、大小和填充固体食物，控制微波处理腔室、传送带和微波反射板，来执行对应的杀菌流程。

8.根据权利要求1所述的玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌装置，其特征在于，所述承载板在高度方向设有护栏，护栏与承载板固定连接。

9.一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，利用罐头装卸单元将玻璃瓶装固体食品罐头放置于传送带平台的承载板上；

S2，利用导轨将放置好罐头的传送带送入到微波处理腔室内静置；

S3，启动微波处理腔室内的微波发生装置，开始对罐头进行设定时间和温度内的杀菌处理，杀菌处理过程中根据需要进行不同支杆的位置调节，实现承载板上的罐头的升降和/或左右晃动；

S4，将杀菌处理结束的传送带送出微波处理腔室。

10.根据权利要求9所述的一种玻璃瓶装固体食品罐头的微波杀菌方法，其特征在于，步骤S3中，对于多条平行设置的传送带，通过调节平行传送带之间微波反射板的转动速度和角度，实现对远离微波处理腔室内表面的罐头进行加热杀菌。