用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及利用物理技術(shù)殺滅農(nóng)產(chǎn)品采后的致病菌，特別涉及一種用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]因致病菌造成的食品安全事故屢有發(fā)生。1960年，在日本由肉毒桿菌引發(fā)的166人中毒事件，其中58人死亡;在1985年以前，在美國由金黃色葡萄球菌引發(fā)的腸胃炎每年1000多人死亡；1994年，在美國由沙門氏菌感染的冰淇淋造成超過200，000人發(fā)?。?009年和2010年美國發(fā)生了因食用污染沙門氏菌的辣椒粉和胡椒粉造成的食物中毒事件;2011年，德國北部地區(qū)由于黃瓜攜帶出血性大腸桿菌致使數(shù)千人患病，同時還有53人死亡等?？梢?，在農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工過程中，研究致病菌的控制技術(shù)就顯得格外重要與迫切。溫度與時間是導(dǎo)致微生物熱致死的重要物理參數(shù)，加熱會引起蛋白質(zhì)、酶、核酸和酯類等生物大分子發(fā)生降解或改變其空間結(jié)構(gòu)等，從而將其破壞或使其凝固變性，失去生物學活性，導(dǎo)致微生物細胞死亡。為了更好的了解熱處理對微生物致死作用，就需要對微生物熱致死動力學做進一步的研究。找到特定有害微生物的熱力學特點，選擇最佳處理參數(shù)，比如熱致死溫度和熱致死時間，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品采后的安全滅菌。因此設(shè)計一種溫度調(diào)節(jié)方便、控制精確又可靠和試驗重現(xiàn)性好的加熱設(shè)備是建立可靠的微生物熱致死基礎(chǔ)熱動力學模型的重要基礎(chǔ)。
[0003]發(fā)明專利內(nèi)容
[0004]國內(nèi)外進行微生物熱致死試驗的方法很多，包括使用鋁管加微型蒸餾系統(tǒng)對番茄湯中的肉毒桿菌進行試驗;將肉末放入無菌袋中用震蕩水浴加熱;將接種的火雞肉放入密封管中油浴加熱;鋁制圓盤單元在水浴或油浴中對樣品進行加熱試驗;使用毛細管研究接種的蘋果汁;使用不同直徑玻璃管在水浴中加熱；利用熱風和蒸汽實現(xiàn)對樣品表面的快速“干” “濕”升溫和冷卻研究微生物熱致死動力學，但是上述方法都無法對升溫速率這一重要參數(shù)進行精確控制，導(dǎo)致微生物死亡率變化大。因此本發(fā)明專利提出的這種研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，能夠為試驗微生物提供一個理想可控的均勻加熱環(huán)境，可以研究加熱速率、加熱時間和加熱溫度對殺菌效果的影響，保證微生物的熱死亡率重復(fù)性好，提供足夠且可靠的微生物死亡數(shù)據(jù)，降低研發(fā)新技術(shù)的成本，促進微生物殺滅技術(shù)的進步。
[0005]本發(fā)明專利提出一種用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含鋁制上加熱板、下加熱板、加熱片、6個抽拉盒和6個樣品單元、PID溫度控制器、數(shù)據(jù)控制采集軟件和計算機。其特征在于，上下加熱板采用招合金材料制作，由于招材的低熱容(903J/kg°C)、高傳熱(234W/VC)性能，從而在加熱和保溫過程中，為系統(tǒng)提供平滑的溫度分布曲線。8個定做的硅橡膠柔性加熱片粘在上下加熱板的表面，提供可控的熱流密度。上下加熱板的溫度和一個樣品的溫度，由校準的T型熱電偶測量。升溫速率(0.l-15°C/min)、目標溫度(最大120°C)和保溫時間在計算機上由VB語言編譯的數(shù)據(jù)控制采集交互式軟件上輸入，通過PID溫度控制器內(nèi)的固態(tài)繼電器實現(xiàn)控溫。樣品盒固連在抽拉盒內(nèi)，6套抽拉盒均勻放置在下加熱板中。抽拉盒可以方便的推入加熱板內(nèi)加熱并快速取出置于冰水中冷卻。樣品盒由底部和蓋子通過螺紋進行聯(lián)接，通過O型橡膠圈進行密封?？煞湃隝ml樣品量，更好的保證升溫迅速和受熱均勻性。
[0006]本發(fā)明專利的特點及有益成果:本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)簡單，易操作，安全可靠，提高試驗效率，為建立產(chǎn)業(yè)化的農(nóng)產(chǎn)品采后滅菌技術(shù)提供理論依據(jù)，極具科學研究價值。
【附圖說明】
[0007]圖1是加熱板系統(tǒng)不意圖。
[0008]圖2是下加熱板俯視圖。
[0009]圖3是樣品盒示意圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明專利作進一步的詳細說明。
[0011]具體的操作過程如下:PID溫度控制器[2]分別通過電源線[3]連接加熱板系統(tǒng)、通過串行端口 [10]連接計算機[I]，通過T型熱電偶[9]連接樣品[5]和加熱板[4]。在計算機的數(shù)據(jù)控制采集交互式軟件上預(yù)先設(shè)置實驗參數(shù)，主要有目標溫度、加熱速率和保溫時間。含菌樣品[5]放入樣品單元[6]中，擰緊螺紋。將6個備好的樣品抽拉盒[7]依次放入加熱板[4]中。啟動加熱程序，PID溫度控制器對上下硅橡膠電加熱片進行控溫。熱量經(jīng)由鋁制上下板[4、8]快速傳遞至樣品單元[6]中，繼而實現(xiàn)對樣品[5]的加熱控制。加熱保溫期間，可根據(jù)實驗要求，間隔取出樣品抽拉盒進行冷卻和其他工作;加熱試驗結(jié)束后，關(guān)閉加熱板系統(tǒng)程序。
[0012]以上所述依據(jù)本實驗新型的實際實施為例，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)試驗人員完全可以在不脫離本試驗新型精神與范疇下作出各種不同形式的改變。凡是不違背本發(fā)明專利精神所從事的種種修改或變化，均屬于本發(fā)明專利意欲保護的范疇。
【主權(quán)項】
1.一種用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，包含鋁制上加熱板、下加熱板、加熱片、6個抽拉盒和6個樣品單元、PID溫度控制器、數(shù)據(jù)控制采集軟件和計算機，PID溫度控制器分別通過電源線連接加熱板系統(tǒng)、通過串行端口連接計算機，通過T型熱電偶連接樣品和加熱板，在計算機上的數(shù)據(jù)控制采集交互式軟件上預(yù)先設(shè)置實驗參數(shù)，主要有目標溫度、加熱速率和保溫時間，含菌樣品放入樣品單元中，通過樣品抽拉盒置于加熱板中，啟動加熱程序，PID溫度控制器對上下硅橡膠電加熱片進行控溫，熱量經(jīng)由鋁制上下板快速傳遞至樣品單元中，繼而實現(xiàn)對樣品的加熱控制。2.如權(quán)利要求1所述的用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，其特征在于，裝置可以精確控制樣品的升溫速率、目標溫度、保溫時間等加熱參數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，其特征在于，上下加熱板采用鋁合金材料制作，由于鋁材的低熱容、高傳熱性能，從而在加熱和保溫過程中，為系統(tǒng)提供平滑的溫度分布曲線。4.如權(quán)利要求1所述的用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，其特征在于，樣品盒固連在抽拉盒內(nèi)，6套抽拉盒均勻放置在下加熱板中。抽拉盒可以方便的推入加熱板內(nèi)加熱并快速取出置于冰水中冷卻，樣品盒由底部和蓋子通過螺紋進行聯(lián)接，通過O型橡膠圈進行密封，可放入Iml樣品量，更好的保證升溫迅速和受熱均勻性。5.如權(quán)利要求1所述的用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，其特征在于，采用8個定做的硅橡膠柔性加熱片粘在上下加熱板的表面，提供可控的熱流密度，上下加熱板的溫度和一個樣品的溫度，由校準的T型熱電偶測量。6.如權(quán)利要求1所述的用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，其特征在于，升溫速率、目標溫度和保溫時間在計算機上由VB語言編譯的數(shù)據(jù)控制采集交互式軟件上輸入，通過PID溫度控制器內(nèi)的固態(tài)繼電器實現(xiàn)控溫。
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用物理技術(shù)殺滅農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后的致病菌，特別涉及一種用于研究微生物熱致死動力學的加熱板系統(tǒng)，是建立可靠的微生物熱致死基礎(chǔ)熱動力學模型的重要基礎(chǔ)。該系統(tǒng)包含鋁制上加熱板、下加熱板、加熱片、6個抽拉盒和6個樣品單元、PID溫度控制器、數(shù)據(jù)控制采集軟件和計算機。PID溫度控制器分別通過電源線連接加熱板系統(tǒng)、通過串行端口連接計算機，通過T型熱電偶連接樣品和加熱板，可對樣品進行目標溫度、加熱速率和保溫時間等加熱參數(shù)的精確控制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，安全可靠，可以精確的對實驗過程進行加熱參數(shù)控制，提高試驗效率，為建立產(chǎn)業(yè)化的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后滅菌技術(shù)提供理論依據(jù)，極具科學研究價值。
【IPC分類】C12M1/00
【公開號】CN105647781
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王紹金, 寇小希, 李 瑞, 侯莉俠
【申請人】西北農(nóng)林科技大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月7日