JP2021159738A

JP2021159738A - 肉製品生産ライン用殺菌装置

Info

Publication number: JP2021159738A
Application number: JP2020183667A
Authority: JP
Inventors: 顧叶閏; Yerun Gu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2021-10-11
Anticipated expiration: 2040-11-02
Also published as: CN111345432A; JP6995267B2

Abstract

【解決手段】肉製品生産ライン用殺菌装置であって、殺菌装置とコントロールシステムとを含み、前記殺菌装置は前記コントロールシステムと通信接続され、前記コントロールシステムは、ＣＰＵ、環境検査モジュール、分析モジュール、調節モジュール、細菌検査モジュール、殺菌モジュール、及び表示モジュール、を含み、前記ＣＰＵには、前記モジュールがすべて通信接続され、前記ＣＰＵには、肉製品の一般的な菌種と、対応する菌種の生存に適する環境変数とが登録される。【効果】高周波パルス電場によって肉製品を殺菌することで、高温殺菌による肉製品の品質低下が回避され、低い温度が胞子形成細菌を殺せないことも回避される。また、ＰＬＣで殺菌装置を制御することで、殺菌作業を完全自動化できる一方、リアルタイム情報により効果的に殺菌し、エネルギー浪費を減らすことができる。【選択図】図１

Description

本発明は食品生産技術分野に属し、具体的には肉製品生産ライン用殺菌装置に関する。

従来の殺菌工程は、高温殺菌法（１２１°Ｃ）または低温殺菌法（約８０°Ｃ）によって行われる。高温殺菌法を用いる場合、高温は肉製品の食感に影響を与え、肉製品の栄養価を低下させ、肉も薄切りにくくなるため、ほとんどの肉製品は低温殺菌法によって処理される。低温肉製品とは、低い殺菌温度で低温殺菌された肉製品である。理論的に、このような程度の殺菌は、病原性微生物を完全に殺し、肉製品の食用安全性と信頼性を確保し、肉製品の栄養価を最大限に維持することができる。しかし、殺菌温度が低いため、合格な低温肉製品を生産するために、高品質で汚染のない主材料と補助材料を使用し、且つ加工プロセスにおける各ステップの微生物を厳密に管理する必要がある。また、低温殺菌では胞子形成細菌を殺すことができないため、肉製品の使用期限を保証するために、後続の販売において低温冷凍する必要がある。従来の低温肉製品は、その特殊な生産要求がため、肉製品の生産、輸送、販売において多くの不便があり、低温肉製品の開発に不利である一方、肉製品のコストを上げた。さらに、従来技術におけるほとんどの殺菌は、肉製品のみを殺菌し、加工環境による細菌への影響を考慮しない一方、ほとんどの殺菌装置は完全自動化にされていなく、殺菌装置の出力パワーは細菌の総量に応じてコントロールできない。

中国特許出願公開第１０４４１１１８８号明細書

本発明は、上記の技術的課題を解決するために、肉製品生産ライン用殺菌装置を提供することを目的とする。

肉製品生産ライン用殺菌装置であって、殺菌装置とコントロールシステムとを含み、前記殺菌装置は前記コントロールシステムと通信接続され、
前記コントロールシステムは、ＣＰＵ、環境検査モジュール、分析モジュール、調節モジュール、細菌検査モジュール、殺菌モジュール、及び表示モジュール、を含み、前記環境検査モジュールと前記分析モジュールと前記調節モジュールと前記細菌検査モジュールと前記殺菌モジュールと前記表示モジュールは全部、前記ＣＰＵと通信接続され、
前記環境検査モジュールは、温度センサー、湿度センサー、及びＰＨ値センサー、を含み、前記環境検査モジュールは前記分析モジュールと通信接続され、
前記分析モジュールは、信号受信器、分析処理器、及び信号出力器を含み、前記分析モジュールは前記調節モジュールと通信接続され、
前記調節モジュールは、信号受信器、温度調節器、湿度調節器、及びＰＨ調節器を含み、
前記細菌検査モジュールは、信号受信器と菌群蛍光センサーとを含み、前記細菌検査モジュールは前記分析モジュールと前記殺菌モジュールと通信接続され、
前記殺菌モジュールは信号受信器と高周波パルス電場発生器とを含み、
前記表示モジュールは、前記分析モジュールの分析する情報を表示でき、
前記ＣＰＵはＰＬＣであり、前記ＣＰＵは貯蔵モジュールを更に含む、
前記環境検査モジュールは、肉製品の生産過程における生産環境を検査できる、
前記分析モジュールは、前記環境検査モジュールから送られてきた情報が細菌の生存と繁殖に適するかを分析できる、
前記調節モジュールは生産環境を調節できる、
前記細菌検査モジュールは、生産環境における細菌の菌種と数量を検知できる。

前記殺菌モジュールの駆動ロジスティクス関数は、

であり、
式中、Ｐは殺菌モジュール起動信号であり、Ｘ１は分析モジュールから出力する細菌生存適合信号であり、Ｘ２は分析モジュールから出力する細菌含有信号である。

前記殺菌モジュールの実行公式は

であり、
式中、Ｑは前記殺菌モジュールの出力パワーであり、ｎは検出した細菌の総量であり、Ｔは細菌生存に適する当量温度、及び検知したリアルタイム温度との温度差であり、Ｓは細菌生存に適する当量湿度、及び検知したリアルタイム湿度との湿度差であり、Ｖは細菌生存の当量ＰＨ値、及び検知したリアルタイムのＰＨ値とのＰＨ値差であり、Ｑ０は殺菌モジュールの初期出力パワーであり、Ｐは殺菌モジュール起動信号である。

高周波パルス電場によって肉製品を殺菌することで、高い温度による肉製品の食感と栄養価と切き心地との低下は回避される一方、低い温度が胞子形成細菌を殺せないことも回避され、主材料と補助材料との浪費を抑え、社会資源の浪費を減らす。

ＰＬＣで殺菌装置を制御することで、殺菌作業を完全に自動化することができる一方、肉製品生産中における生産環境のリアルタイム情報を得ることができ、根源から効果的に殺菌し、細菌総量に応じて殺菌出力パワーを調節し、エネルギー浪費を減らすことができる。

本発明のシステムフローチャートである。本発明のＰＬＣの稼働ラダー図である。本発明における調節モジュールの電気回路図である。本発明における分析モジュールの電気回路図である。本発明における殺菌装置の構成略図である。本発明における殺菌モジュールの駆動ロジスティクス関数の略図である。

図１〜６に示すように、肉製品生産ライン用殺菌装置であって、殺菌装置とコントロールシステムとを含み、前記殺菌装置は前記コントロールシステムと通信接続され、
図１を参照し、本発明の一実施例において、前記コントロールシステムは、ＣＰＵ、環境検査モジュール、分析モジュール、調節モジュール、細菌検査モジュール、殺菌モジュール、及び表示モジュール、を含み、前記環境検査モジュールと前記分析モジュールと前記調節モジュールと前記細菌検査モジュールと前記殺菌モジュールと前記表示モジュールは全部、前記ＣＰＵと通信接続され、前記ＣＰＵには、肉製品の一般的な菌種と、対応する菌種の生存に適する環境変数とが登録されるため、前記分析モジュールは分析時に全面的な情報を得ることができ、
生産が始まったら、環境検査モジュールは、生産環境における温度、湿度、及びＰＨ値を測定してから、測定で得たデータを分析モジュールに送り、分析モジュールは環境が細菌の生存に適するかを分析し、環境が細菌の生存に適しない場合、次のステップに入り、環境が細菌の生存に適する場合、分析モジュールは情報を細菌検査モジュールに送ると同時に信号を環境調節モジュールに送り、細菌検査モジュールは細菌検査を行い、環境調節モジュールは環境調節を行い、細菌検査モジュールが細菌を検出した場合、細菌検査モジュールは信号を殺菌モジュールに送り、殺菌処理が行われ、細菌検査モジュールが細菌を検出しなかった場合、次のステップに入り、
殺菌処理済みの肉製品に対して細菌検査を行い、細菌を検出しなかった場合のみ、次のステップに入ることができ、これによって、生産ラインに送られる肉製品に細菌がないことは確保され、肉製品の品質と安全性が確保される。

図２を参照し、本発明の一実施例において、前記環境検査モジュールは、温度センサー、湿度センサー、及びＰＨ値センサー、を含み、前記環境検査モジュールは前記分析モジュールと通信接続され、前記温度センサーはＸ０００信号を送り、前記湿度センサーはＸ００１信号を送り、前記ＰＨ値センサーはＸ００２信号を送り、
分析モジュールは分析によってＹ０００信号を得、温度調節器は温度センサーから送られるＸ０００信号と分析モジュールから送られるＹ０００信号を受信し、Ｙ００１信号を出力して温度調節を行い、湿度調節器は湿度センサーから送られるＸ００１信号と分析モジュールから送られるＹ０００信号を受信し、Ｙ００２信号を出力して湿度調節を行い、ＰＨ調節器はＰＨ値センサーから送られるＸ００２信号と分析モジュールから送られるＹ０００信号を受信し、Ｙ００３信号を出力してＰＨ調節を行い、このようにして、生産加工時における生産環境の情報を分析モジュールに送って環境調節を行い、生産環境をリアルタイムで監視する。

図２〜３を参照し、本発明の一実施例において、前記分析モジュールは、信号受信器、分析処理器、及び信号出力器を含み、前記分析モジュールは前記調節モジュールと通信接続され、前記分析処理器は前記環状検査モジュールから送られてきた環境変数を前記信号受信器によって受信し且つ前記ＣＰＵに登録された情報を読み取り、分析比較を行い、
図３を参照し、前記温度センサーと前記湿度センサーと前記ＰＨセンサーとは並列接続され且つ前記分析モジュールと直列接続され、これによって前記温度センサーと前記湿度センサーと前記ＰＨセンサーとから送られる信号はそれぞれ、分析モジュールによって比較分析され、比較分析データが得られ、比較分析データは電気信号に変換されて次のモジュールに送られ、
図２を参照し、データは現在の環境が菌種の生存に適しないことを示す場合、分析モジュールがＸ００３信号を発し、肉製品は殺菌処理を必要としないままで生産ラインに送られることができ、対してデータは現在の環境が菌種の生存に適することを示す場合、細菌検査モジュールは肉製品に対して細菌検査を行い、細菌検査モジュールがＸ００６信号を発し、細菌を検出しなかったら、次のステップに入り、細菌を検出したら、殺菌を行うと同時に、環境検査装置が信号を調節モジュールに送り、調節モジュールが生産環境を調節し、生産環境で肉製品殺菌の問題を解決し、作業効率を高める。

図４に示すように、本発明の一実施例において、前記調節モジュールは、信号受信器、温度調節器、湿度調節器、及びＰＨ調節器を含み、前記調節モジュールは前記信号受信器から送られてきた情報に応じて調節を行い、前記調節モジュールが温度調節信号を受信した場合、前記温度調節器が作動して温度を調節し、前記調節モジュールが湿度調節信号を受信した場合、前記湿度調節器が作動して湿度を調節し、前記調節モジュールがＰＨ調節信号を受信した場合、前記ＰＨ調節器が作動してＰＨ値を調節し、前記温度調節器は熱交換器であり、前記湿度調節器は加湿乾燥器であり、前記ＰＨ調節器はクエン酸試薬と炭酸ナトリウム試薬であり、前記調節モジュールは生産環境変数を調節する際に肉製品の品質に影響を与えない。

図５に示すように、本発明の一実施例において、前記殺菌モジュールは信号受信器と高周波パルス電場発生器とを含み、前記高周波パルス電場発生器は、磁束線を切断することで誘導電流を発生させ、誘導電流をコンデンサ１に噴射することでパルス電場を発生させ、磁束線を切断する切断装置２はペルト送り軸３に接続され、前記ベル送り軸は可変周波数モーターと接続され、モーターの回転速度を調節することでパルス量を調節し、他のモーターを増設する必要がない。

図５〜６に示すように、本発明の一実施例において、前記殺菌モジュールの駆動ロジスティクス関数は、

であり、
前記殺菌モジュールの駆動ロジスティクス関数は数式ではなく、ロジスティック関数であり、数式に変換すると、

になる。

条件が「Ｘ１またはＸ２」の場合、即ち「細菌が検出され、または環境が細菌の生存に適することが検出される」場合、ＰはＰ＝１を出力する。

条件が「Ｘ１でもＸ２でもない」場合、即ち「細菌が検出されなく、且つ環境が細菌の生存に適しない」場合、ＰはＰ＝０を出力する。

式中、Ｐは殺菌モジュール起動信号であり、Ｘ１は分析モジュールから出力する細菌生存適合信号であり、Ｘ２は分析モジュールから出力する細菌含有信号であり、図５〜６を参照し、入力信号がＸ１＋Ｘ２（Ｘ１は細菌生存適合信号であり、Ｘ２は細菌含有信号であり）である場合、即ち検査分析によって得られた結果は、環境が細菌の生存に適することまたは細菌が検出されたことを、表した場合、ＰはＰ＝１を出力し、殺菌モジュールがモーターを高速回転させて磁束線を切断することで高周波パルス電場を発生させ、高周波パルス電場によって肉製品に対して殺菌を行い、入力信号が

（

は細菌生存に適しない信号であり、

は細菌を含有しない信号であり）である場合、即ち検査分析によって得られた結果は、環境が細菌生存に適しなく且つ細菌が検出されなかったことを、表す場合、ＰはＰ＝０を出力し、殺菌モジュールがモーターを低速回転させて肉製品をベルトに送り、ベルトによって肉製品を次の生産ラインに送り、このようにして細菌のある肉製品に対して殺菌をし、細菌のない肉製品に対して殺菌を行わなく、細菌のない肉製品に対して殺菌を行うことによるエネルギー浪費を回避する。

本発明の一実施例において、前記細菌検査モジュールは、信号受信器と菌群蛍光センサーとを含み、前記細菌検査モジュールは前記分析モジュールと前記殺菌モジュールと通信接続され、前記菌群蛍光センサーは細菌の種類と細菌の数量を検知でき且つ情報を信号の方式で前記分析モジュールに送って更に前記殺菌装置に送ることで、パルス量を調節でき、これにより細菌の量が少ないときに、大きいパルス量で殺菌を行うことによる電力の浪費は回避され、資源を有効に利用でき、前記殺菌モジュールの実行公式は

であり、
式中、Ｑは前記殺菌モジュールの出力パワーであり、ｎは検出した細菌の総量であり、Ｔは細菌生存に適する当量温度、及び検知したリアルタイム温度との温度差であり、Ｓは細菌生存に適する当量湿度、及び検知したリアルタイム湿度との湿度差であり、Ｖは細菌生存の当量ＰＨ値、及び検知したリアルタイムのＰＨ値とのＰＨ値差であり、Ｑ０は殺菌モジュールの初期出力パワーであり、Ｐは殺菌モジュール起動信号であり、
使用時、Ｐが１を出力する場合、殺菌モジュールが作動して殺菌モードに入り、検出したｎが大きいほど（検出した細菌の総量が多いほど）、Ｑの出力パワーが大きくなる。対して検出したｎが小さいほど（検出した細菌の総量が少ないほど）、Ｑの出力パワーが小さくなる。出力されるＴとＳとＶとの少なくともいずれか一つが小さいほど、対応する生産環境が細菌の生存により適することが示され、したがってＱの出力する出力パワーが大きくなる。ＴとＳとＶとの少なくともいずれか一つが大きいほど、対応する生産環境が細菌生存に適しないことを表し、したがってＱの出力する出力パワーが小さくなる。Ｐの出力信号が０である場合、対応する生産環境が細菌生存に適しないことと細菌がないことは示され、Ｑの出力する出力パワーがＱ０に近似し、これによって、細菌の総量が多い場合、大きいパルス量で肉製品を殺菌し、細菌の総量が少ない場合、小さいパルス量で肉製品を殺菌し、これで固定のパルス量で殺菌するときに多すぎる細菌による殺菌の不完全や、少なすぎる細菌によるエネルギー浪費は回避される。

本発明の一実施例において、前記表示モジュールは、前記分析モジュールの分析する情報を表示でき、前記肉製品生産ライン用殺菌装置が自己調節できなくなった場合、即ち前記環境検査モジュールの検知した環境変量が自己調節範囲を超えた場合、適時に直観的にフィードバックでき、手動介入することによって、汚染された肉製品が生産ラインに送られることは防止される。

当業者は、本発明の範囲内で作業方式に応じて様々な変更を行える。

Ｘ０００温度信号
Ｘ００１湿度信号
Ｘ００２ＰＨ信号
Ｘ００３細菌生存適合信号
Ｘ００６細菌含有信号
Ｙ０００分析モジュール出力信号
Ｙ００１温度調節出力信号
Ｙ００２湿度調節出力信号
Ｙ００３ＰＨ調節出力信号
Ｙ００４殺菌出力信号
Ｙ００５次のステップに入る信号
＋ＯＲ回路
・ＡＮＤ回路
‐ ＮＯＴ回路

Claims

肉製品生産ライン用殺菌装置であって、殺菌装置とコントロールシステムとを含み、
前記殺菌装置は前記コントロールシステムと通信接続され、
前記コントロールシステムは、ＣＰＵ、環境検査モジュール、分析モジュール、調節モジュール、細菌検査モジュール、殺菌モジュール、及び表示モジュール、を含み、
前記環境検査モジュールと前記分析モジュールと前記調節モジュールと前記細菌検査モジュールと前記殺菌モジュールと前記表示モジュールは全部、前記ＣＰＵと通信接続され、
前記環境検査モジュールは、温度センサー、湿度センサー、及びＰＨ値センサー、を含み、
前記環境検査モジュールは前記分析モジュールと通信接続され、
前記分析モジュールは、信号受信器、分析処理器、及び信号出力器を含み、
前記分析モジュールは前記調節モジュールと通信接続され、
前記調節モジュールは、信号受信器、温度調節器、湿度調節器、及びＰＨ調節器を含み、
前記細菌検査モジュールは、信号受信器と菌群蛍光センサーとを含み、
前記細菌検査モジュールは前記分析モジュールと前記殺菌モジュールと通信接続され、
前記殺菌モジュールは信号受信器と高周波パルス電場発生器とを含み、
前記表示モジュールは、前記分析モジュールの分析する情報を表示でき、
前記殺菌モジュールの駆動ロジスティクス関数は、

であり、
式中、Ｐは殺菌モジュール起動信号であり、
Ｘ１は分析モジュールから出力する細菌生存適合信号であり、
Ｘ２は分析モジュールから出力する細菌含有信号であり、
前記殺菌モジュールの実行公式は

であり、
式中、Ｑは前記殺菌モジュールの出力パワーであり、
ｎは検出した細菌の総量であり、
Ｔは細菌生存に適する当量温度、及び検知したリアルタイム温度との温度差であり、
Ｓは細菌生存に適する当量湿度、及び検知したリアルタイム湿度との湿度差であり、
Ｖは細菌生存の当量ＰＨ値、及び検知したリアルタイムのＰＨ値とのＰＨ値差であり、
Ｑ０は殺菌モジュールの初期出力パワーであり、
Ｐは殺菌モジュール起動信号である、
ことを特徴とする肉製品生産ライン用殺菌装置。
前記ＣＰＵはＰＬＣであり、
前記ＣＰＵは貯蔵モジュールを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の肉製品生産ライン用殺菌装置。
前記環境検査モジュールは、肉製品の生産過程における生産環境を検査できる、
ことを特徴とする請求項１に記載の肉製品生産ライン用殺菌装置。
前記分析モジュールは、前記環境検査モジュールから送られてきた情報が細菌の生存と繁殖に適するかを分析できる、
ことを特徴とする請求項１に記載の肉製品生産ライン用殺菌装置。
前記調節モジュールは生産環境を調節できる、
ことを特徴とする請求項１に記載の肉製品生産ライン用殺菌装置。
前記細菌検査モジュールは、生産環境における細菌の菌種と数量を検知できる、
ことを特徴とする請求項１に記載の肉製品生産ライン用殺菌装置。