專利名稱：帶殼蛋類的巴氏滅菌裝置和滅菌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及同時(shí)對(duì)大量的帶殼蛋類進(jìn)行巴氏滅菌，而基本上不會(huì)損害蛋類的營(yíng)養(yǎng)成分的裝置和方法。本發(fā)明還涉及在該裝置和方法中使用的一種蛋板(flst)。
由于許多理由，希望對(duì)能孵化新生命(viable)和不能孵化新生命的帶殼蛋類進(jìn)行巴氏滅菌。這些理由中最重要的理由是為公眾提供大量消費(fèi)安全的帶殼蛋類。巴氏滅菌可以降低一般在整個(gè)蛋的蛋殼上和蛋殼內(nèi)，包括在蛋白朊和蛋黃內(nèi)存在的各種微生物的水平。
關(guān)于在帶殼蛋，特別雞蛋上和/或內(nèi)部存在的病菌問(wèn)題，Salmonella是一種普遍存在的病菌。在帶殼雞蛋上和/或其內(nèi)部，還可能存在各種各樣的其他微生物。關(guān)于這點(diǎn)可以參見(jiàn)密蘇里大學(xué)農(nóng)學(xué)院，農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)站的研究通報(bào)364期，第1～28頁(yè)，E.M.Funk的文章“帶殼蛋的巴氏滅菌”(1943年5月出版)，該文章如全文引作參考。
雖然，下面的說(shuō)明是針對(duì)雞蛋進(jìn)行的，但這些說(shuō)明也可適用于其他形式的帶殼蛋類。早在20世紀(jì)初，人們就知道，雞蛋外殼上有病菌污染。這種污染，例如，是由與糞便，污染的動(dòng)物飼料和其他污染物等表面接觸造成的。另外，還認(rèn)為，帶殼蛋類內(nèi)的污染可以是由病菌通過(guò)蛋殼上的微孔滲透至蛋殼內(nèi)造成的。只是在最近才發(fā)現(xiàn)，諸如Salmonella和特別是Salmonella enteritidis一類細(xì)菌，可通過(guò)超越卵巢(trans-ovarian)的傳播進(jìn)入帶殼蛋的蛋黃中(即，在母雞產(chǎn)蛋之前，從母體傳至雞蛋)(參見(jiàn)M.E.St.Louis等人的文章“作為Salmonella enteritidis主要感染源的A級(jí)蛋的出現(xiàn)”，JAMA，第259卷，14期，2103～2107頁(yè)(1988年4月8日)，該文章的全文引作參考)。直至80年代發(fā)現(xiàn)超越卵巢的病菌傳播以前，仍不知道需要對(duì)這種超越卵巢的污染進(jìn)行巴氏滅菌。
為了提供不需烹煮，就可供人們安全消費(fèi)的帶殼雞蛋，美國(guó)食品和藥品管理局(FDA)提出，在帶殼蛋內(nèi)和/或帶殼蛋上的各種微生物的病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)，需要至少減少3～5倍。在帶殼蛋類巴氏滅菌技術(shù)方面的人員知道，病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)減少5倍是指病菌計(jì)數(shù)減少一個(gè)5的對(duì)數(shù)因子，或減少至病菌初始值的1/100000。除非在帶殼雞蛋上和/或其內(nèi)部，特別是蛋黃內(nèi)的Salmonella對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)，或其他病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)減少3～5倍，否則，這種雞蛋不能符合FDA有關(guān)帶殼雞蛋所提出的要求。
雖然，通過(guò)加熱帶殼蛋，一般可以達(dá)到將病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)減少3～5倍，但必需注意要基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分。帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分影響其市場(chǎng)上的價(jià)值。例如，如果帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分受到損害，則在攪打時(shí)，蛋白朊不會(huì)升起或成為泡沫(這是所希望或必需的)，或者蛋黃不結(jié)實(shí)等。營(yíng)養(yǎng)成分受損害的蛋在包括煎烤等烹飪使用時(shí)，被認(rèn)為是劣質(zhì)的蛋。
經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分可以用許多方法測(cè)量。例如，一種測(cè)量方法是看在攪打時(shí)，蛋白朊升起或成為泡沫的能力。營(yíng)養(yǎng)成分受損害的蛋攪打時(shí)形成的量異常的少，并且攪打的時(shí)間等很長(zhǎng)。另一種測(cè)量帶殼蛋營(yíng)養(yǎng)成分的方法是，看該帶殼蛋在一個(gè)平的，基本上為水平的室溫(例如20°～25℃)表面上敲裂開(kāi)后，蛋黃和/或蛋白朊的高度。一般，蛋的營(yíng)養(yǎng)成分用Haugh單位來(lái)測(cè)量(參見(jiàn)密蘇里大學(xué)，農(nóng)學(xué)院農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)站，研究通報(bào)362號(hào)，l～38頁(yè)上，E.M.Funk的文章“穩(wěn)定帶殼蛋的質(zhì)量”，該文章全文引作，引入供參考)。
Haugh值小于大約60個(gè)Haugh單位的帶殼蛋可認(rèn)為基本上是營(yíng)養(yǎng)成分受損害的。然而，例如如果一批100個(gè)蛋，有90％的蛋的Haugh值不小于大約60個(gè)Haugh單位，則可以認(rèn)為，這批蛋的營(yíng)養(yǎng)成分基本上沒(méi)有受損害。希望一批雞蛋中有90～95％，較好是95～98％，最好是99～l00％的經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的帶殼雞蛋的Haugh值不小于大約60個(gè)Haugh單位。
通常，帶殼蛋是從母雞雞舍收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)清洗，尺寸分級(jí)，并按照等級(jí)將蛋分開(kāi)(例如，S,M,L,XL,特大等)。然后，將蛋進(jìn)行巴氏滅菌處理，達(dá)到病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)減少3～5倍。為了達(dá)到必要的巴氏滅菌水平，對(duì)于某種具體尺寸(即等級(jí))的帶殼蛋，可將蛋加熱一段設(shè)定的時(shí)間。與巴氏滅菌所需的時(shí)間和溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)是已知的?？梢岳眠@種信息來(lái)達(dá)到病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)至少減少3～5倍的目標(biāo)。關(guān)于這方面的問(wèn)題可參見(jiàn)1996年8月9日提出的，題為“巴氏滅菌的帶殼雞蛋及其生產(chǎn)方法”的正在審查中的Davidson國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US 96/13006號(hào)(美國(guó)專利申請(qǐng)08/519184號(hào))。該申請(qǐng)全文引作參考。另外，還可參見(jiàn)國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US95/00254(WO 95/18538)號(hào)和美國(guó)專利2423233號(hào)，這二個(gè)文獻(xiàn)專利的全文引作參考。這些專利，專利申請(qǐng)或出版物中，沒(méi)有一個(gè)提出過(guò)同時(shí)對(duì)大量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌的問(wèn)題。另外，這些參考文獻(xiàn)中沒(méi)有一個(gè)是針對(duì)在對(duì)商業(yè)上大批量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌時(shí)，不損害其營(yíng)養(yǎng)成分的問(wèn)題的。
雖然巴氏滅菌可以通過(guò)將蛋加熱至所希望的巴氏滅菌溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在用有效、快速和價(jià)格較低的方式對(duì)大批量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌時(shí)，仍會(huì)碰到幾個(gè)困難問(wèn)題。一般，大批量的商業(yè)操作包括一次要運(yùn)輸一批或/多批，例如，幾百至幾千打蛋(例如，1000～6000打蛋)。然而，如此大批量的帶殼蛋不可能利用已知的方法，一起作為一批進(jìn)行巴氏滅菌，而基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分(例如，每批蛋的Haugh值至少大約為60)。
當(dāng)對(duì)大批量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌，并達(dá)到安全水平，保持帶殼蛋在市場(chǎng)上的質(zhì)量的能力是至關(guān)重要的。巴氏滅菌的蛋的市場(chǎng)上銷售時(shí)的質(zhì)量應(yīng)足夠高，以便銷售給公眾(消費(fèi))。然而，保持蛋市場(chǎng)上銷售的質(zhì)量取決于成功地對(duì)大批量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌，而又基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分。因此，以價(jià)格較低的方式，對(duì)蛋類進(jìn)行巴氏滅菌，以及穩(wěn)定蛋的質(zhì)量(例如，Haugh值不小于大約60個(gè)Haugh單位，較好是不小于大約70個(gè)Haugh單位，最好是不小于大約80個(gè)Haugh單位)，特別是在大批量處理時(shí)，是頭等重要的問(wèn)題。
然而，要一次，在大約1小時(shí)或2小時(shí)內(nèi)，對(duì)一千或更多打的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌，而又要使一批中基本上所有的帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分基本上不受損害是非常難以做到或是不可能的。特別是要使巴氏滅菌水平達(dá)到病菌的對(duì)數(shù)計(jì)數(shù)至少減少3～5倍時(shí)，更是困難。
美國(guó)專利2423233號(hào)公布了一種保存蛋類供消費(fèi)用的通常的方法。然而，這種方法不能解決與大批量的帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌，而基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)的問(wèn)題。因此，需要提供一種可以迅速和價(jià)格低廉地對(duì)帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌，而基本上不會(huì)損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分的裝置和方法。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)至少一堆多層帶殼蛋蛋進(jìn)行巴氏滅菌的過(guò)程包括將至少一堆多層帶殼蛋浸入至少一種加熱的流體中，直至通過(guò)從該流體吸熱或在該流體與帶殼蛋之間的傳熱，而使蛋被巴氏滅菌為止，并且基本上不會(huì)損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分。
上述過(guò)程可以在帶殼蛋巴氏滅菌的裝置中進(jìn)行。該裝置包括將至少一堆多層殼蛋浸入在加熱流體中，直至該蛋堆中所有的蛋基本上均勻地被預(yù)熱為止的裝置；和將被流體包圍的蛋堆保持在加熱流體中，直至通過(guò)從流體吸熱或在流體與帶殼蛋之間的傳熱，帶殼蛋被加熱而進(jìn)行巴氏滅菌為止，并且基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分的裝置。
帶殼蛋可以松松地放在至少一個(gè)蛋板中。這種可放一層帶殼蛋的蛋板包括多個(gè)從一個(gè)水平平面突出出來(lái)的升高輪廓，該升高輪廓不連續(xù)，形成許多開(kāi)口；和多個(gè)從該水平平面突出出來(lái)的，隔開(kāi)一定距離的下部輪廓，該下部輪廓可以接受垂直方向相鄰的蛋板的多個(gè)升高輪廓；這樣，相鄰蛋板的相鄰的升高和下部輪廓形成至少一個(gè)可以松松地放入至少一個(gè)蛋的空腔；其中，該空腔是充分開(kāi)放的，使被擾動(dòng)的加熱流體可以通過(guò)該空腔，并且當(dāng)至少一層蛋浸入流體中時(shí)，該流體可沿放在所有空腔中的所有蛋的整個(gè)表面流動(dòng)。
與本發(fā)明有關(guān)的附圖，不一定要按比例繪制，和不一定要非常嚴(yán)格。


圖1示意性表示要求保護(hù)的方法的一個(gè)實(shí)施例；圖1A示意性表示要求保護(hù)的方法的另一個(gè)實(shí)施例；圖1B示意性地表示用于本發(fā)明的一種載體的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖1C表示根據(jù)本發(fā)明所用的一種加熱器或預(yù)熱器的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；圖1D為圖1C所示加熱器/預(yù)熱器的頂視圖；圖1E表示由多個(gè)帶殼蛋層形成的一個(gè)蛋堆；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)蛋板(flat)的一個(gè)實(shí)施例的從側(cè)面看的橫截面圖；圖3為本發(fā)明的蛋板的另一個(gè)實(shí)施例的從側(cè)面看的橫截面圖；圖4為本發(fā)明的蛋板的又一個(gè)實(shí)施例的從側(cè)面看的橫截面圖；圖5為圖3所示蛋板的頂部平面圖；圖6為圖3和圖5所示的升高部分21的頂部21a的頂視平面圖；圖7為圖3所示蛋板的底部平面圖8為圖7所示的突出部分21a的頂部的底視平面圖；圖9為圖7所示的下部突出部分29的底視平面圖；圖10為表示當(dāng)?shù)鞍鍍?nèi)沒(méi)有蛋時(shí)，本發(fā)明的蛋板中的套疊堆積結(jié)構(gòu)的部分橫截面圖；圖11為表示安放多層帶殼蛋的蛋板中的定向堆積結(jié)構(gòu)的部分橫截面圖；圖12為本發(fā)明的蛋板底部的透視圖；圖13為本發(fā)明的蛋板底部的另一個(gè)透視圖；圖14為本發(fā)明的蛋板的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖15為圖14所示蛋板的頂部的透視圖；圖16為圖14所示蛋板的底部的透視圖；圖17為本發(fā)明的蛋板的又一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
在商業(yè)運(yùn)作中，一次只對(duì)一個(gè)蛋，一排或一層帶殼蛋進(jìn)行巴氏滅菌是效率很低或成本上不合算的。相反，在競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)上，最理想的是對(duì)一批至少是幾十，幾百或幾千打的蛋一起進(jìn)行巴氏滅菌。
為了運(yùn)輸大批量的帶殼蛋等，已知的方法是將多層的帶殼蛋形成幾個(gè)蛋堆進(jìn)行運(yùn)輸。產(chǎn)業(yè)上最標(biāo)準(zhǔn)的是每堆包含大約6層帶殼蛋(或6的倍數(shù)，例如12,18,24,30,36等層)。另外，每層帶殼蛋又包含大約30個(gè)帶殼蛋(或30的倍數(shù)，例如，60,90,120,150,180等)。當(dāng)許多層帶殼蛋形成一個(gè)蛋堆或更多的蛋堆時(shí)，各堆中的帶殼蛋，沿著堆的周邊，向其中心放置。最好，將每一層帶殼蛋放在尺寸為6個(gè)蛋×5個(gè)蛋的蛋板中。有時(shí)，這種蛋板可能不是全都裝滿30個(gè)蛋，不完全裝滿的蛋板會(huì)增加過(guò)程的成本和效率不高。
妨礙對(duì)至少由許多層蛋組成的一個(gè)蛋堆，進(jìn)行加熱巴氏滅菌，同時(shí)穩(wěn)定蛋在市場(chǎng)上銷售的質(zhì)量(例如，保持理想的營(yíng)養(yǎng)成分)的一個(gè)問(wèn)題，是在該蛋堆最靠近熱源的帶殼蛋的巴氏滅菌速度比離得較遠(yuǎn)的蛋的巴氏滅菌速度快。這樣，結(jié)果可能是(1)最靠近熱源的帶殼蛋巴氏滅菌較好，并且其營(yíng)養(yǎng)成分基本上不受損害；而離熱源較遠(yuǎn)的帶殼蛋，巴氏滅菌程度不夠；或(2)最靠近熱源和離熱源較遠(yuǎn)的帶殼蛋巴氏滅菌程度都足夠，但最靠近熱源的帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分嚴(yán)重被損害。另外，還可遇到其他一些巴氏滅菌程度不夠和/或營(yíng)養(yǎng)成被受損害的二者都有的綜合問(wèn)題。
不需要從理論上論證就可知道，最靠近熱源和離熱源較遠(yuǎn)的帶殼蛋之間上述成為問(wèn)題的差異是由許多因素引起的。例如，在進(jìn)行加熱巴氏滅菌過(guò)程中，最靠近熱源的蛋吸收的熱量比離熱源較遠(yuǎn)的蛋吸收的熱量要多得多、和/或吸熱的速度要快得多。這部分地是因?yàn)椋羁拷鼰嵩吹牡?，相?duì)于離熱源較遠(yuǎn)的蛋是首先吸收到熱量的。另外，在加熱巴氏滅菌過(guò)程中，在剛好位于蛋殼內(nèi)部的溫度接近大約110°F～大約120°F之前，雞蛋的吸熱速率較快。這會(huì)使包圍最靠近熱源的蛋的流體的熱容量，被該蛋迅速減小。從蛋堆外補(bǔ)入的熱量同樣會(huì)由最近的蛋迅速吸收。因此，位于上述蛋堆周邊的蛋，吸收的熱量要比位于該蛋堆中心的蛋吸收的熱量多得多。結(jié)果，上述蛋堆中的蛋的溫度的差別變得更加明顯，這就成為一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)在許多堆雞蛋組成的一批或多批蛋中，蛋的尺寸大小，層的大小(即每層的蛋數(shù)目)，每個(gè)蛋堆中的層數(shù)和/或一起進(jìn)行巴氏滅菌的蛋堆數(shù)增加時(shí)，這種蛋的溫度差異更加大。
另外，希望一批(例如，每個(gè)蛋堆中有由5～6000或更多打蛋組成的一個(gè)蛋堆或多個(gè)蛋堆)蛋的巴氏滅菌循環(huán)時(shí)間為大約幾分鐘～大約幾小時(shí)，較好是大約幾分鐘～大約2小時(shí)，最好是大約幾分鐘～大約1～2小時(shí)或更少。
根據(jù)本發(fā)明，驚奇地發(fā)現(xiàn)，由許多層帶殼蛋組成的至少一個(gè)蛋堆，無(wú)論在該蛋堆的周邊(或最靠近熱源的位置，和離熱源最遠(yuǎn)的位置)和在該蛋堆的內(nèi)部(直至蛋堆的中心)，都可以迅速有效和成本低廉地進(jìn)行巴氏滅菌，并且基本上不損害帶殼蛋的營(yíng)養(yǎng)成分。
本發(fā)明提供了一種可對(duì)至少一個(gè)蛋堆(即二層或更多層帶殼蛋)有效、快速和價(jià)格低廉地進(jìn)行巴氏滅菌，而且基本上不損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分的裝置和方法。另外，還提供了用于松松地安放至少一層帶殼蛋的蛋板(flat)。最好，多個(gè)這種蛋板形成至少一個(gè)帶殼蛋堆，從而可對(duì)整堆帶殼蛋(這樣形成的)進(jìn)行巴氏滅菌，而基本上不會(huì)損害蛋的營(yíng)養(yǎng)成分。
在圖1和圖1A中，表示了在多個(gè)蛋板(2a,2b,2c,2d,2e,2f和2g-參見(jiàn)圖1E)中的六層(1a,1b,1c,1d,1e和1f-參見(jiàn)圖1E)帶殼蛋5組成的蛋堆10和20?？梢允褂媒饘俳z網(wǎng)制成的蓋等代替頂部的蛋板2a。下面再來(lái)說(shuō)明蛋堆10和20。在巴氏滅菌過(guò)程的各個(gè)不同階段，將這些蛋堆浸入裝在流體池30、30a，30b和/或30c中的流體40中。更具體地說(shuō)，將蛋堆(10和20)下降至流體池30或30a的接收區(qū)60中。然后，根據(jù)圖1和/或圖1A所述的實(shí)施例，可將蛋堆10和20轉(zhuǎn)移至流體池30或30a的預(yù)熱區(qū)50。另外，根據(jù)圖1和圖1A所示的巴氏滅菌過(guò)程的各個(gè)不同階段，蛋堆被裝在流體池30,30a,30b，和/或30c中的加熱流體40包圍。雖然，最好在每一個(gè)流體池中使用同一種流體，但也可以使用不同的流體。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以利用在正在審查中的專利申請(qǐng)09/001667號(hào)中所述的一種集成控制系統(tǒng)來(lái)控制流體池和/或在流體池中的蛋堆的溫度。該文獻(xiàn)在此引為參考。
蛋預(yù)熱或加熱的理想精度，可由幾個(gè)零件的組合來(lái)達(dá)到。這些零件可包括，但不限于至少一個(gè)預(yù)熱器；至少一個(gè)加熱器；至少一個(gè)溫度傳感器；至少一個(gè)擾動(dòng)(最好是垂直擾動(dòng))流體池中的流體，使蛋堆中的每一個(gè)蛋都能基本上均勻地受熱的裝置；和一個(gè)或多個(gè)裝蛋的、并可使流體在每一個(gè)蛋的整個(gè)表面周圍擾動(dòng)的蛋板。全文引為參考的美國(guó)專利4503320(Polster提出)號(hào)，說(shuō)明了一種可與本發(fā)明一起使用的示例性溫度傳感器和溫度控制系統(tǒng)。(關(guān)于這種溫度傳感器和溫度控制系統(tǒng))還可參見(jiàn)按2001年2月14日 申請(qǐng)日期1998年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月31日
發(fā)明者路易斯·S·波爾斯特 申請(qǐng)人:路易斯·S·波爾斯特