專利名稱：：用于對液體進行殺菌的方法和設備的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于對液體和/或與液體接觸的物體或固體進行殺菌或巴氏滅菌的方法，以及用于執行所述方法的設備，所述液體尤其是水基液體或包含水的液體。
背景技術：
："殺菌"被理解為選擇性地或跨廣語地破壞微生物(例如，酵母菌、霉菌、細菌和病毒)或4吏之無效(neutralization)，即，將包含在液體中或與液體接觸的物體或固體表面上的僅僅一種或幾種類型的微生物或者基本所有類型的微生物作為目標。在本申請中，殺菌的概念也覆蓋了通常所說的巴氏滅菌。具體來說，術語殺菌在本發明中用于限定對微生物的選擇性或非選擇性的破壞或使無效的方法，最好是要殺菌的液體中剩余低于100個微生物/毫升的閾值。本發明主要地但不排他地適用于食品、藥學和醫學、生物物理學和生物化學領域以及適用于供水系統。舉例說明，要殺菌的液體可包括污染水、廢水、污水、積滯水、血液和血液成分、藥物制劑、飲料和食品(如啤酒、礦泉水、加味水、牛奶和奶制品、茶葉以及其他)。通常使用的殺菌方法是通過在足夠的溫度下一定時間的加熱處理(巴氏滅菌)，來破壞孩克生物。常規殺菌(巴氏滅菌)的溫度在90°C到120。C之間。這些方法的缺點是，它們會改變被殺菌液體的特性，例如，破壞維生素。同時，高溫阻止了這些方法用于對裝在由塑料制成的容器(如PET瓶)中的液體的殺菌。專利WO02/34075Al公開了通過加熱同時結合電場和聲振動的作用來對液體和/或與該液體接觸的固體進行殺菌的方法。根據該文獻，該方法允許以低于熱力殺菌(巴氏滅菌)溫度Tt的臨界溫度Tc對液體以及容納該液體的先前封閉的容器進行殺菌。但是，在實踐中，由于對液體的加熱實際無效的事實，該方法沒有實質性地降低臨界溫度Tc。加熱通過施加電場實現，該電場具有1000V/cm級的幅度，并且電場頻率在10Hz或1(^Hz的頻率范圍內。然而，微生物的結構對這種過低幅度和過高頻率的電場不敏感。在施加WO02/34075Al中所述的條件時，似乎不能將殺菌(巴氏滅菌)溫度降低到70。C以下。現有技術中的其他文獻，具體是專利US4695472、US5048404以及文章"AContinuousTreatmentSystemforInactivatingMicroorganismswithPulsedElectricFields"提到了以相對較低的溫度對食品進行巴氏滅菌。在US4695472中，描述了以至少45。C的處理溫度對液體食品進行殺菌。該液體被加熱并經受一個或多個電場脈沖，其中所述電場脈沖對于至少12A/cii^并且持續時間在5微秒到100微秒之間的電流，幅度在5.000V/cm到12.000V/cm之間。在這種條件下，其涉及一種延遲(通常是10天)微生物生長的方法，并不是破壞微生物(即，產品殺菌)的方法。同時，電場脈沖的產生還伴有導致對產品的額外加熱的電流，在所引用的例子中，功率密度達到高達6W/cm3的值。該方法的缺點在于由于優先電流通道(preferentialcurrentpassages)的產生("箍縮"效應)降4氐了加熱的功效，并伴有過度局部加熱甚至擊穿的風險，可能導致要處理的液體的物理化學特性的改變。在US4695472中描述的方法不允許對包括在食品工業中的通常尺寸的容器中的液體進行殺菌，不僅僅是因為上面提到的問題，還因為建議的施加于直徑為幾十厘米的瓶上的電場幅度需要很高的電壓，難以產生和均勻施加的事實。不可逆的電穿孔方法可以被認為是通過使液體經受10-20KV/cm的重復電場脈沖，在理論上能夠對水性液體進行低溫(例如在20。C)殺菌的方法。在對0.5-1.5升的飲料容器進行殺菌的情況下，這將意味著將要求提供超過10-20.106V的電壓，這在工業條件下是不可行的。
發明內容考慮到上述問題，本發明的目標是提供一種用于對液體進行殺菌或巴氏滅菌的方法，該方法有效且可靠，不改變或只是略微改變液體的特性。還有一個目標在于提供用于執行該方法的設備。有益地提供一種用于對液體進行殺菌的方法，該方法即使是局部也不將液體加熱到超過70。C，優選地不超過65。C。有益地提供一種殺菌的方法，該方法經濟并易于控制和實現。有益地提供一種高效的方法，該方法使得能夠有效和可靠地對密閉地封裝在容器中的液體進行殺菌，所述容器尤其是在食品工業中的通用尺寸的容器，包括以塑料或不支持高溫的其他材料制成的容器。通過根據權利要求1的殺菌方法以及根據權利要求11的用于執行殺菌方法的設備來實現本發明的目標。根據本發明的殺菌方法包括通過具有大于lMHz的頻率的電場波，以大于每秒28°C的速度將液體加熱到20°C到66°C之間的處理溫度T，并才艮據處理溫度T的值，在對液體加熱以后立即或略遲將所述液體暴露于脈沖形式的交變電場，選擇以V/cm為單位的電場幅度E使得滿足下述等式C(T)引og(E+1〉SB(T)其中B(T)=-2.340x1(T5T3+1.290x1CT3T2—3.110x1CT2T十5.0C(T)=4.503x1CT5T3+2.888x1CT3T2-5.900x10-2T+4.0其中，T是攝氏處理溫度。令人驚奇的是，發明人發現，通過很快地以大于每秒28。C的速度再次加熱液體，被施加以用于破壞微生物的電場可以被相當程度地減小。因此，在64。C到66。C之間的處理溫度值，電場的幅度甚至可以為零。換句話說，在64。C以上的處理溫度，有效和可靠地對液體進行巴氏滅菌不需要對電場有任何暴露，并在較低的溫度上，要暴露的電場的幅度遠小于通常建議的幅度。由于加熱速度在巴氏滅菌功效上的重要性，在體積上均勻加熱對于確保整個體積的液體經受快速加熱是重要的。出于這個意圖，液體最好被攪動或渦動，并且在體積上的再次加熱通過高頻波或微波來實現。通過HF波或微波的加熱可以通過攪動水分子來獲得加熱，最小化了通過電流的歐姆加熱，以防止引起非均勻加熱的"箍縮"效應問題。這種輻射的頻率優選地為1000kHz以上。為了處理密閉地密封的容器，有益地使用頻率在大于100kHz但在小于1000kHz的交變電場。由于微生物的脂質膜具有一定的惰性，它對大于大約1000kHz的電穿孔沒有反應。在實踐中，施加頻率低于100kHz的電場將伴有在有限的局部擊穿區域產生的不期望的加熱水性溶液的電流。為了避免過加熱和擊穿區域，以脈沖形式施加電場。優選地，對電場的幅度和電場脈沖的持續時間進行調整，以避免要殺菌的液體中擊穿的出現。在多個電場脈沖的情況下，優選地，電場脈沖的總的持續時間和它們的頻率被選擇，以避免加熱要處理的液體超過幾度。根據本發明，優選地，通過電場脈沖提供給水性溶液的總的熱量小于0.05J/cnA要處理的液體的每一部分上的交變電場脈沖的重復頻率優選地在10Hz到100Hz之間。在加熱步驟和施加電場脈沖的步驟之間進行停頓是有用的。該停頓對于更好地使要殺菌的液體中的溫度場均勻，以使得液體的所有區域在施加電場之前獲取基本相同的溫度是有用的，所述液體區域包括鄰接容器的液體-固體分界面的層的那些區域。根據本發明的熱脈沖和電場的參數取決于包圍微生物并決定其活力的膜在該膜被浸入到包含水的液體中時的分子狀態的熱力學演變。溫度和電場在包圍微生物并決定其活力的膜的分子狀態的演變中的作用的定性理解，基于對當該膜浸入到水性溶液中并經受電場時與水分子簇(clustersofwater)接觸的脂質分子結構的行為的研究。通常，膜經受孔的形成(成孔(poration))。這些孔形成并零星地關閉。當電場為零時，溫度的增加引起微生物細胞膜的脂質分子的結構的不規則，這是由于脂質分子的"尾巴"的形態發生了改變。如果孔形成，這些形態上的改變引起相轉變，該相變刺激孔的尺寸上(也可能是數量上)的增加，直到失去穩定或膜撕裂。通常，這些轉變可能在溫度接近70。C以及高于接近70。C時開始發生。這種相變引起孔的直徑的增加，撕裂膜并導致微生物的"死亡"。但是如果溫度增加緩慢，相變會延遲，膜會抵抗這種溫度的增加，調整其分子形態至亞穩定狀態，并且只有在較高的溫度(大約100°C)，相變才會發生，伴有膜撕裂并因此導致微生物的"死亡"。70°C和100°C的值只是平均值。這些值取決于微生物的性質。根據相關微生物的性質，這些值可以分別在65°C到75。C以及95。C到135。C之間變化。溫度的緩慢增加對應于典型的熱破壞(殺菌)。對大約每秒1°C或者更低的溫度增加速率，根據當前的實踐，這將產生典型的亞穩定殺菌。相反，對于大于每秒28。C的溫度增加速率，優選地大于每秒30°C，避免了微生物的分子形態到亞穩定狀態的任何調整。由于液體溫度的非常快速的增加而在^t生物膜上產生的熱應力，增加了由于交變電場的效應而產生的應力，該交變電場的頻率被選擇用于振蕩膜上的應力效應，并因此放大這些膜遭受的最大局部應力。該組合允許更好地將電場的能量集中于通過電穿孔破壞微生物，最小化在熱量上的電能損失，并因此最小化微生物的不可逆破壞所需的電功率。這使得能夠較大量的處理并使得能夠更容易避免擊穿和可能改變要殺菌的液體的特性的局部加熱問題。因此，本發明的重要的優點在于能夠在66。C以下的溫度，以相對于常規方法較低的幅度的電場，對水性溶液(尤其是在密閉地密封的容器內部的)中大量存在的細胞執行不可逆的集體電穿孔操作。這使得能夠以塑料材料制成的容器不變形并且液體的物理化學特性不改變/降低的溫度對液體進行巴氏滅菌。根據本發明的殺菌方法能夠有利地被選擇性地執行，這是由于對每一類微生物，都可以選擇針對破壞所述微生物的特定參數(幅度、振蕩頻率、脈沖頻率、脈沖持續時間)。這使得可以更好地以破壞有害微生物，并且如果必要，不破壞一定數量的有用微生物為目標。才艮據本發明的殺菌方法可以有利地被應用于持續流、脈動流、填充了要殺菌的液體的容器或者甚至應用于填充了液體的并處于水性溶液中的容器，使得能夠同時殺菌容器的內表面和外表面。本發明可以施加于以介電材料(尤其是聚合材料)制成任何固體上。固體可以是包含水性溶液的密閉地密封的容器的形式，尤其是以塑料制成的容器的形式，例如，PET瓶或者柔軟的塑料袋，或者甚至玻璃瓶。該分析的實踐性的結論是，用于降低處理溫度的第一個措施是對包含微生物的液體進行快速加熱，優選地，以大于每秒30。C的速率并且更有利地以每秒30。C到40。C之間的速率。這使得可以在低于常規巴氏滅菌溫度以及以比現有技術中建議的電場弱的多的電場(對于在64。C以上的處理溫度甚至電場為零)，實現微生物的膜的撕裂。低頻電場的相互作用，尤其在100kHz到1000kHz之間，具有集中于孔的表面的脂質分子的"尾巴，，的雙極，引起相變溫度閾值向低溫移動。電場幅度越大，閾值下移越多。這意味著微生物的致死溫度閾值可以向環境溫度降低，并被降低至環境溫度。用于以環境溫度(20°C)殺死微生物(通過電穿孔)所需的電場幅度是104到2xl04V/cm的量級。重要的是要強調，這涉及局部電場的幅度，也就是說，在要處理的液體中或液體-膜界面。用于執行殺菌方法的設備包括具有液體-加熱系統的加熱臺、具有用于以脈沖形式產生電場的系統的電場產生臺以及用于傳送要處理的液體的設備，該設備包括管道，該管道能夠傳送液體通過加熱和電場施加臺，該加熱系統凈皮配置成以大于每秒28°C的速率加熱通過加熱臺的液體。用于以脈沖形式產生電場的系統被配置成以100kHz到1000kHz之間的振蕩頻率產生交變電場。優選地，設備包括處于用于產生電場的臺的下游的冷卻臺，以快速冷卻要處理的液體，傳送設備通過該電場。根據一個變形，用于產生電場脈沖的系統包括設置在管道通道的截面的每一側上并能夠產生就該截面而言為橫向的電場的電極。根據另一個變形，用于產生電場脈沖的系統包括具有環形地設置在該管道的通道的截面周圍并能夠產生就該截面而言基本上為縱向的電場的一個或多個初級繞組的電感器。該設備還可以包括在電場施加區域的電場傳感器以及沿著傳送設備在該加熱臺的上游、下游和加熱臺中的溫度傳感器。傳送設備可以包括泵系統和傳送液體，用于沿著管道傳送包含要處理的液體的容器；以及返回電路，用于從傳送設備的出口向傳送設備的入口返回傳送液體。該設備的管道可以具有擁有不同橫截面的通道的部分，意在改變'液體的流動速度。該設備可以有利地用于凈化包含在密閉地密封的柔軟容器中的血液或血液中的液體成分，或者用于殺菌包含在密閉地密封的容器(如玻璃或塑料制成的瓶)中的飲料或液體食品。作為示例，參考所附附圖，本發明的其他目標和有益特征將從下文的詳細描述中顯現，在附圖中圖1示出了描述根據本發明的處理溫度和電場幅度之間的關系的圖2示出了描述根據本發明的電場脈沖的圖；圖3示出了根據本發明的實施例的用于執行殺菌方法的設備；圖4a示出了根據第一實施例的電場分配器設備；以及圖4b示出了根據第二個實施例的電場分配器設備。具體實施例方式根據本發明的殺菌方法包括通過具有大于1MHz頻率的電場以大于每秒28。C的速度加熱要處理的液體到20°C至66°C之間的處理溫度T。才艮據處理溫度T的值，在液體加熱以后立即或略遲將該液體暴露于脈沖形式的交變電場，以V/cm為單位的電場幅度E被選擇為滿足如下經驗等式C(T)化g(E+1"B(T)其中B(T)=-2.340x1CT5T3+1.290x10-3T2-3.110x10-2T+5.0C(T)="4.503x1(T5T3+2.888x1CT3T2-5.900x1CT2T+4.0其中，T是攝氏處理溫度。該關系由圖1的圖進行描述。B(T)表示根據本發明在水基產品的工業巴氏滅菌條件下合理地需要的電場幅度的上限。C(T)表示電場幅度的下限，在該電場幅度下限以下，不能對表示對于產品的質量和保存或者對于消費者或個體的健康具有危險的所有典型的微生物進行破壞(圖l中的陰影線區域)。A(T)表示電場幅度的下限，在該電場幅度下限以下，根據本發明，對包含表示對于產品的質量和保存或者對于消費者或個體的健康產生危險的典型微生物的水基產品的巴氏滅菌不能進行。例如，根據A(T)對液體進行巴氏滅菌所需的電場值為當T-65°C時，E0V/cm,當T-60。C時，E*102V/cm,當T-50。C時，E*103V/cm,當T-40。C時，E5xl03V/cm,當T-30。C時，E104V/cm,當T-20。C時，E5xl04V/cm，顯然，該關系只是給出了初步估算，其可以根據要被破壞的微生物(細胞)和液體的特性經驗性指定。12在圖2中描述了交變電場的脈沖方面，其中，指出了時間t、t2和t3。優選地，電場的振蕩基本上是正弦的，'但也可以采取其他形式。交變電場脈沖的特征和形式被配置為最大化微生物的膜的電穿孔，并減少損失為熱量的電流的產生。為了該目的，電場的振蕩期間^優選地具有值t戶ljas(10—6秒)在該持續時間以下，微生物對電場的振蕩不敏感。對于恒定幅度的電場，^越大，在給定介質的有限電阻率的情況下，由于振蕩電流傳送通過被加熱的介質所伴隨的歐姆加熱的電流損失就越強。在通過高頻電流加熱由塑料制成的裝滿飲料的容器的情況下，為了最小化這些損失，非常有利的是將頻率限制到100kHz，或者將t！限制到10jis,優選地為5fis。因而，對t,存在如下限制條件1(js<ti<10|js振蕩電場的脈沖持續時間t2大于電場的振蕩期間t1:由于電解液-飲料是個具體的例子-的電阻隨著溫度的上升而下降的事實，對熱擾動區的總加熱決定t2上方值。在這種情況下，電流總是或多或少地集中于沿著電場向量方向的圓柱形區域。因此，在"箍縮"效應的刺激下，這些區域收縮得很快。這些區域的溫度成指數增加，導致不可接受的局部加熱，或者甚至擊穿。這些約束產生了下述對于t2的限制關系t2<c.dT.R/E2其中，c、dT、R、E分別是比熱、限制溫差(limittemperaturegap)、介質電阻和電場幅度。考慮到如飲料的水性介質的電阻不超過10歐姆.米以及對于dT〈.5。C并且E=1000Kv/m，c=4兆焦耳/(加3'度)的實驗事實，那么有t2<20|JS持續時間t;j是電場的兩個脈沖之間的時間間隔。優選地，該時間間隔大于流體力學湍流脈沖引起的歐姆加熱擾動的補償時間。如果v是流體力學不穩定性的特征速度，并且L是它們的幅度，那么補償條件是t3>L/v在對填充了飲料的密封的瓶進行巴氏滅菌的情況下，根據本發明，在當LX).003m并且v〈lm/s時，給出t3>0.001s。t3的上限由每個要處理的容器具有至少一個脈沖的條件給定。在t^LL/vv的情況下，其中LL是容器在其跨過電場的運動方向上的特征尺寸，并且vv是其速度。對于0.51的并瓦的巴氏滅菌的典型情況，LL=0.3m，并且vv>lm/s，有t3<0.3s如果處理液體流，t3<LLL/vvv，其中，LLL是電場施加的區域的長度，并且vvv是流過該區域的速度。對于典型的情況，其中，LLL=0.3m并且vvv>lm/s,有t3<0.3s在根據本發明的殺菌方法中，對液體的加熱可以與電場的脈沖同時發生。在實踐中，更有益的是先使液體經受加熱脈沖，然后施加電場脈沖。該停頓對于更好地平均化要殺菌的液體中的溫度場，以便該液體的所有區域(包括接近容器的液體-固體分界面的層的那些區域)，在施加電場之前獲得基本相同的溫度，是有用的。如果x是邊界層的特征厚度(至多0.3mm)，該停頓tp的持續時間優選地大于tp=(d.c.x2)/z其中，d、c和z分別是要殺菌的液體的密度、熱容量和導熱率。對大部分應用來說，該停頓的持續時間不超過1或2秒。對某些應用來說，有益地是將熱脈沖的作用區域與電場脈沖的作用區域隔開。例如，可以插入在這兩個區域之間的過渡區，其中，電場為零或可忽略，并且其中，溫度場在液體的體積內被平均，以使得液體中心和外圍部分之間的溫度差不超過一度。要處理的液體在加熱液體和電場施加之間的上述4f頓期間，通過該過渡區。圖3示出了用于實現根據本發明的方法的設備的圖解。設備1包括要處理的液體3的傳送系統2、用于對要處理的液體按體積(involume)進行力口熱的臺4以及以脈沖形式的電場施加臺5。傳送系統2包括入口臺6、傳送管道7以及出口臺8。容器可以被標準傳送器33導引并被置于管道7的柱形部分7a中的斗鏈(bucketchain)(或任何其他等同的機構)上。傳送系統還可以包括泵系統9a、9b，用于在處理持續流動的液體的情況下對要處理的液體進行循環，或者用于在將包含要處理的液體3的密閉容器11浸入傳送液體時循環傳送液體10。傳送系統可以有利地包括力口熱電路(hotcircuit)12a和冷卻電路(coldcircuit)12b，每個配備有泵系統9a、9b以及再循環傳送液體的系統。加熱電路12a傳送容器通過用于加熱和電場施加的臺，并通過返回管道13a將傳送液體返回到入口臺附近的傳送管道7。冷卻電路12b也具有泵系統9b以及返回管道13b,所述返回管道13b在出口臺8附近的位置和分開加熱電路和冷卻電路的接口14之間處與傳送管道7互連。接口14有利地包括多個柔性的并列的壁的形式的密壁15，該密壁例如用橡膠制造并包括適合要處理的容器的輪廓的開口。以這種方法，容器參與加熱電路和冷卻電路之間的密封的創建。加熱電路和冷卻電路還可以包括在返回管道上的熱交換器31和32，用于從傳送液體和/或要處理的液體回收熱。冷卻電路快速地降低要處理的液體的溫度，以保持液體的特性，并且如果必要，減少塑料材料制成的容器的變形的問題。加熱臺4包括用于產生由熱能發生器37饋送的熱脈沖的系統35。熱發生器例如可以是以大于1MHZ的頻率工作的高頻電場發生器的形式或者是微波發生器。能量從發生器37通過同軸電纜或波導管1516發送到系統35。可以提供多個沿著傳送管道7以并列的方式設置的發生器。電場施加臺5包括通過同軸電纜19連接到雙極振蕩電場脈沖發生器18的雙極振蕩電場脈沖分配器17。熱脈沖臺4和電場施加臺5通過管道的熱絕緣過渡部分20隔開，產生了熱處理和電脈沖處理之間的停頓。該停頓有利地使得要處理的液體中以及與其接觸的固體的表面上的溫度場能夠均勻分布。在圖3的實施例中，要殺菌的液體被包含在浸入到在用于傳送容器的管道7中流動的傳送液體10中的容器11中。容器例如可以是塑料制成的瓶(例如裝有飲料或液體食品)。一旦它們在管道7b的出口柱形部分中被運送，容器可以通過撞錘或其他機構被排出到傳送器33上。還可以利用管道中的液體以外的其他物，例如管道中的增壓氣體流(氣體的壓力被選擇以抵消容器內部的壓力，從而避免由于加熱引起的容器的任何變形)或者例如傳送系統的機械傳送機構，來傳送包含要殺菌的液體的容器通過加熱臺或者電場施加臺。然而，通過流體的傳送系統具有能夠使得在加熱期間和施加電場之前的停頓期間在容器周圍的溫度分布能夠良好均勻的優點。具有類似于要殺菌的液體的介電特性的傳送液體的使用，有利地允許對要殺菌的液體的加熱以及要殺菌的液體中的局部電場的施加進行好的控制。由介電材料制成的容器可以是硬質容器的形式，例如玻璃瓶或者由塑料制成(如PET)，或者是柔質容器的形式，例如由塑料(聚丙烯、PET或者其他聚合體)制成的袋子。要殺菌的液體還可以直接流到通過加熱臺和電場施加臺的i殳備的管道中。攪動設備21可以增加到系統中以攪動液體，并在必要時攪動傳送液體中的物體。在一個變形中，攪動設備在管道中流動的液體中產生湍動，從而使得液體中的溫度場均勻。例如通過控制傳送液體中的液體流，還可以攪動或旋轉在管道中傳送的容器以使得在容器中要處理的液體均勻。介電材料(例如，石英)制成的導管22被安裝在管道中以確保用于加熱管道內部的液體的電場的通過。溫度傳感器23全部被沿著管道設置，用于測量用于產生熱脈沖的臺的入口處、加熱區域中、該區域的出口處以及管道的過渡部分的出口處的液體的溫度。電場傳感器24設置在電場的施加區域內。在設備的實施例中，提供一種機構以確保在固體通過管道期間具有可變的移動速度，例如，通過改變管道的橫截面(直徑)來使傳送液體的流速發生變化。在圖4a中示出了根據第一變形的電場分配器設備。在該變形中，分配器包括位于管道的每一側上的電極25a、25b，以確保頻率在100kHz到1000kHz之間的交變電場脈沖橫向通過管道7(圖3),如場力線26所示。具體來說，電場從上電極25a到達下電極25b，這兩個電極安裝在導管27(例如，石英)內部，所述導管27密閉地結合在液體3和10流動的管道內。電極之間的距離"a，，可以被經驗地優化以確保在容器11的體積中的坤黃截電場(electrictransversalfield)盡可能均勻。如果距離a是例如4cm的量級，那么必定有在400-1200kV的量級的電極之間的電勢差，以產生l-3Kv/cm的有效電場的幅度。圖4b示出了根據第二變形的電場分配器設備。在該變形中，由電感系統創建電場脈沖并且電場的場力線26，基本上是縱向的。填充了水(例如傳送容器ll(如包含要殺菌的液體的瓶)的傳送液體IO)的管道7通過電感系統25的主體中。電場分配器設備配置有芯28和通過連接30a、30b連接到饋送端的一個或多個初級繞組29。初級繞組的數量可以經驗地確定，例如通過測量傳送液體中存在的電場。在圖3的實施例中，容器11在填充了傳送液體10的傳送管道7的柱形部分7a中，浸入到H的深度。傳送液體的柱形部分根據如下公式(2)來施加外部壓力，該外部壓力傾向于抵消在對要處理的液體進行加熱期間的內部壓力，所述<公式(2)對應于溫度T>Tn確定柱形部分的高度H:(2)Hxdxg=(T2/T，)xPi-C+VP+Vs其中，"H"是要處理的容器浸入其中的液體的柱形部分的高度；"d"是外部液體的密度；"g"是本地重力加速度；"Po"是設備入口處上的容器內的可壓縮液體的初始壓力；"Vs"是在溫度為T2和1\時不可壓縮液體的飽和蒸汽壓力之間的差。對水來說，例如在T^-20。C時，飽和蒸汽壓力最小并且Vs在實踐中等于在溫度T2時的水的飽和蒸汽壓力。例如，如果T2-65。C，那么Vs=0.25巴；"C"等于(kxVv)，其中k是溫度T2時的容器的材料的體積彈性系數并且Vv是體積變形；導致的內部壓力的變化。Vp在與被處理的容器相同的形狀和體積的非可變形容器(例如，玻璃)中測量為在溫度t2時的實際壓力計壓力與壓力P2-P。x(iyTj之間的壓力差。對于C02未飽和的飲料，例如，加味水或者牛奶，Vp接近零。當C-0時，抵消是完全的。通過增加容器被浸入其中的外部液體介質的密度d，可以降低深度H。具體來說，小尺寸p(p必須遠遠小于容器的特征尺寸)但密度大于該液體的密度(例如以粉末的形式)的固體可以被加到該液體。只有在該固體施加的壓力在所有方向上都相等時，該措施才有效。為此，該固體必須進行無序運動，且運動的平均速度大于gp的平方根，其中"g，，是本地重力加速度，"p"是固體的尺寸，并且它們的具體數量n(每單位體積的固體數量)必須對應于密度d的期望的增加。為了滿足該條件，質量m的固體的重力，即mg，必須小于由于該物體的慣性而由其在任何壁上施加的力F。如果v是無序運動的速度，那么對F,可以獲得如下量級的幅度F=mx(v/t)，其中，t=d/v，那么F-(mv2)/(1。因而，Fmg，從而v(gd)(1/2)。如果瓶順序地在它們的長度的方向上被一個接一個地處理，那么撞錘34將瓶輸送到管道7c的水平部分中。本發明可以被用于醫學和藥學領域，尤其是用于對血液或血液成分或其他藥物制劑中的微生物進行選擇性凈化。其還可以用于破壞廢水中的軍團桿菌病菌落(coloniesoflegionellose)。本發明中提出的方法和設備可以有利地用于食品行業，來凈化(巴氏滅菌、殺菌)水基食品或者包含水的食品，例如果汁、嘩酒、加p未水、天然礦泉水、牛奶、奶制品以及其他々欠料和液體食品。本發明適用于衛生學領域，尤其適用于對廢水、污水以及積滯水進行殺菌。例子1、凈化0.51的PET瓶，該瓶中填充了被"雪白絲衣霉(5"^c/^i/iy^mVeflJ"微生物污染的鮮榨橙汁。該處理在如圖3所示的類型的設備上被執行-微生物的初始濃度從3.6xl()S到4.2xl()S單位/毫升；-每個周期被處理的瓶的數量10;-初始溫度20°C;-處理持續時間3s(通過水平管道)；-加熱微波lGHz，功率180kW(35。C/s)以及45kW(9。C/s);—電場的施力口電場的振蕩頻率180kHz;一組振蕩的持續時間大約0.02ms;多組振蕩的頻率15Hz;'t,6ns，t2=20ns，t3=0.05s;脈沖數量對于180kW為12，并且對于45kW分別為3519和48;-生產率，瓶的線性速度對于180kW為0.4m/s并且對45kW為0.1m/s。電場施加區域的長度0.3m;電場脈沖施加的持續時間0.75s;結果:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>2、選擇性凈化0.51的PET瓶，該瓶中填充了蘋果汁并被釀酒酵母(Saccharomycescerevisiaeyeast)和黑曲霉(AspergillusNigermould)污染。該處理在如圖3所示的類型的設備上被執行-釀酒酵母的初始濃度從1.2xl()S到3."105單位/毫升；-黑曲霉的初始濃度從1.5xl()S到4.2xl()S單位/毫升；-每個周期被處理的瓶的數量10;-初始溫度20°C;-處理持續時間3s(通過水平管道)；-加熱微波lGHz,功率180kW(35。C/s)以及45kW(9。C/s);-電場的施力口電場的振蕩頻率180kHz;.一組振蕩的持續時間大約0.02ms;.多組振蕩的頻率15Hz;'t,6ps,t2=20ns,t3=0.05s;.脈沖數量對于180kW為12，并且對于45kW分別為35和48;-生產率，瓶的線性速度對于180kW為0.4m/s并且對45kW為0.1m/s。電場施力口區域的長度0.3m;電場樂P中施加的持續時間0.75s;<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>權利要求1、一種用于對要處理的液體進行殺菌或巴氏滅菌的方法，所述方法包括通過具有高于1MHz的頻率的電場波以大于每秒28℃的速度將該液體加熱至20℃到66℃之間的處理溫度T，并根據處理溫度T的值，在加熱該液體后立即或略遲將該液體暴露于脈沖形式的交變電場，以V/cm為單位的電場的幅度E被選擇以滿足下式C(T)≤log(E+1)≤B(T)其中B(T)＝-2.340×10-5T3+1.290×10-3T2-3.110×10-2T+5.0C(T)＝-4.503×10-5T3+2.888×10-3T2-5.900×10-2T+4.0其中，T為攝氏處理溫度。2、根據權利要求1所述的方法，其特征在于電場以100kHz到1000kHz之間的振蕩頻率交替變化。3、根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于由所述電場脈沖提供給要處理的液體的總熱量小于0.05J/cm3。4、根據前述任一權利要求所述的方法，其特征在于在對液體進行加熱的步驟后經過一個停頓之后執行一個或多個電場樂>沖的施加，在所述停頓期間，電場為零或可忽略并且水性溶液的溫度均勻化。5、根據前述任一權利要求所述的方法，其特征在于電場脈沖的施加的持續時間在IO樣吏秒到IOO孩吏秒之間，并且電場脈沖重復的重復頻率為10Hz到100Hz之間。6、根據前述任一權利要求所述的方法，其其特征在于加熱的速度大于每秒30。C。7、根據前述任一權利要求所述的方法，其特征在于要處理的液體包含在由介電材料制成的密閉地密封的容器中。8、根據前述任一權利要求所述的方法，其特征在于由在管道中流動的傳送液體傳送的容器通過加熱臺和電場施加臺。9、根據前述任一權利要求所述的方法，其特征在于傳送液體的介電特性類似于要處理的液體的介電特性。10、根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于傳送液體和容器被攪動以使傳送液體和要處理的液體的溫度均勻。11、一種用于執行對水基的或包含水的要處理的液體進行殺菌的方法的設備，所述設備包括具有用于加熱液體的系統的加熱臺、具有要處理的液體的傳送設備，所述傳送設備包括能夠傳送液體通過電場加熱和施加臺的管道，其特征在于加熱系統包括以高于lMHz的頻率工作的電波發生器，并且所述電波發生器被配置為對通過加熱臺的液體以大于每秒28。C的速率進行加熱，并且其中，用于以脈沖形式產生電場的系統被配置為產生具有100kHz到1000kHz之間的振蕩頻率的交變電場。12、根據權利要求11所述的設備，其特征在于用于以脈沖形式產生電場的系統被配置為向要處理的液體提供小于0.05J/cm3的總熱13、根據權利要求11或12所述的設備，其特征在于用于以脈沖形式產生電場的系統被配置為產生持續時間在IO微秒到100微秒之間的脈沖。14、根據權利要求11到13中任何一個所述的設備，包括處于用于產生電場的臺的下游的冷卻臺，所述傳送設備通過所述電場。15、根據權利要求11到14中任何一個所述的設備，其特征在于用于產生電場脈沖的系統包括設置在管道通道的橫截面的每一側上的電極，所述電極能夠產生就該截面而言為橫向的電場。16、根據權利要求11到14中任何一個所述的設備，其特征在于用于產生電場脈沖的系統包括具有在管道通道的橫截面周圍環形地設置并能夠產生就該截面而言基本上為縱向的電場的一個或多個初級繞組的電感器。17、根據權利要求11到16中任何一個所述的設備，包括電場施加區域中的至少一個電場傳感器和沿著傳送設備位于所述加熱臺的上游、下游以及所述加熱臺中的多個溫度傳感器。18、根據權利要求11到17中任何一個所述的設備，其特征在于所述傳送設備包括泵系統和傳送液體，用于沿著管道傳送包含要處理的液體的容器，以及用于從傳送設備的出口向入口返回傳送液體的返回電路。19、根據權利要求11到17中任何一個所述的設備，其特征在于所述傳送液體的介電特性類似于要處理的液體的介電特性。20、根據權利要求11到17中任何一個所述的設備，其特征在于所述管道包括具有不同的橫截面的通道的部分，意在改變傳送液體的流動速度。21、一種根據權利要求17到20中的任何一個所述的設備在對包含在密閉地密封的容器中的血液或者液體血液成分的凈化中的應用。22、一種根據權利要求17到20中的任何一個所述的設備在對包含在密閉地密封的容器中的飲料和液體食品的殺菌中的應用。全文摘要一種殺菌方法，包括通過具有大于1MHz的頻率的電場波，以大于每秒28℃的速度將液體加熱到20℃到66℃之間的處理溫度T，并根據處理溫度T的值在加熱該液體以后立即或略遲將該液體暴露于脈沖形式的交變電場。文檔編號A23L3/32GK101674736SQ200880014849公開日2010年3月17日申請日期2008年3月17日優先權日2007年3月21日發明者A·扎瓦德塞夫,P·P·庫里克申請人:Opus工業股份有限公司