本发明涉及一种处理牛奶的方法及其装置，特别是涉及用于家庭的既能降解牛奶中致癌物、使牛奶中胆固醇变为维生素D3又能杀菌的牛奶处理方法及装置。 据《食物污染与食品安全》（中国轻工业出版社1992年9月第1版）一书前言所载，人类癌症65%以上因食物污染所致。牛奶是人类一年四季大量饮用的营养饮料，特别是它是婴幼儿的主要营养来源。但是，由于现代农业大量使用农药，特别是大量使用DDT、六六六等有机氯农药，使生态环境受到了严重的污染，经过生物链的作用，使牛奶也不同程度地含有DDT、六六六等有机氯农药而受到污染（《农药污染》中国农业出版社，1983年2月第1版）。由于DDT、六六六等有机氯农药在人体内不能分解而逐渐积蓄，是人体的致癌物质。另外，当奶牛吃了发霉的饲料时，也使牛奶受到黄曲霉素的污染。黄曲霉素是最强的致癌化学物。因此，长期饮用被污染又未经处理的牛奶，对人体健康有很大影响，甚至有致癌的危险。婴幼儿长期喝被污染又未经处理的牛奶，将影响食欲和健康，也影响智力的正常发育。因此，如果能去除牛奶中的有机氯农药等致癌化学物，将有益于人类的健康。到目前为止，无论是生产上大规模处理牛奶或是家庭少量处理牛奶以降解牛奶中致癌化学物的方法尚未见有。《中国环境科学》1992年2月第12卷第1期71～74页曾提及用紫外线照射来处理自来水，利用水中的溶解氧对水中有机氯农药进行光氧化反应，使之降解为对人体无毒的物质。但尚未见将这个方法应用于处理牛奶中的有毒物质地，特别是没有将此方法应用于家庭处理牛奶的，更没有涉及应用此法处理的装置。另一方面，牛奶中含有大量的胆固醇，胆固醇过量能使人易患心脏病，对人体健康不利。如果能将牛奶中的胆固醇转变为维生素D3将不仅使人体减少胆固醇的摄入量而减少患心脏病的可能性，而且会因人体获得更多的维生素D3而增加肠对钙、磷的吸收，就可以防治很多因钙、磷缺乏而引起的疾病。因为，人体内必须有足够量的维生素D3，才能促进肠对钙、磷的吸收，使钙、磷在体内保持正常水平。当人体内维生素D3缺乏时，肠对钙、磷的吸收下降，食物中90～100%的钙被白白的排出体外，食物中60～70%的磷被排出体外，造成人体内钙、磷减少。当人体血浆内钙、磷含量较长时间低于正常值时就会发生病变，例如幼儿患佝偻病、孕妇患软骨病、成年人易患骨折、骨髓炎、龋齿、伤风感冒及肺结核等。《紫外线光源及其应用》（中国轻工业出版社，1984年12月第1版）一书曾提到若干物质经紫外线照射后，具有抗佝偻病的作用，即固醇类物质经紫外线照射后转化为维生素D3。但是尚未提及照射何种物质，更没有提及照射时的压力、温度和是否要处于流动状态等条件及步骤，也没有将这个方法应用于家庭，更没有涉及应用这个方法的装置。由此可见，到目前为止，尚没有一种适用于家庭的既能降解牛奶中的致癌化学物又能使牛奶中的胆固醇转变为维生素D3的方法及装置。另外，鲜牛奶在生产过程中常受到细菌和病毒的污染而需经过高温杀菌后才能饮用，但高温使牛奶中部分维生素损失而降低营养价值。
本发明的任务是提供一种用于家庭处理牛奶的方法及装置，这个方法及装置既能降解牛奶中的致癌化学物又能使牛奶中的胆固醇转变为维生素D3，而且，具有杀菌作用。
本发明的任务是通过以下方法和装置实现的。一种家用既能降解致癌物、使胆固醇变为维生素D3又能杀菌的牛奶处理方法，它包括下列步骤：将温度为0～60℃的牛奶倒入装有紫外线灯的牛奶处理装置中，使牛奶处于常压和流动状态，启动紫外线灯，使紫外线照射处于流动状态下的牛奶，照射时间为0.1～60分钟。
紫外线照射时间一般为10～20分钟。
实现上述方法的一种牛奶处理装置是：
它包括用紫外线透不过的材料制成的外套6、用紫外线透过率很高的材料制成的内套5、紫外线灯4和至少一个节流器;紫外线灯装在内套里面，外套套在内套外面，外套与内套之间有2～40毫米的间隙;节流器在外套与内套之间的下部或在外套6的下部。
内套5用石英玻璃制成。
紫外线灯4是采用包含254nm，280-320nm及340-365nm紫外光谱的高压汞灯或金属卤化物灯，其功率为120W。
这个牛奶处理装置还有一个储奶容器14，储奶容器位于内套和紫外线灯的下方。
在储奶容器外还有一个恒温水浴容器15，恒温水浴容器与储奶容器之间有一间隙，间隙的距离为5～40毫米;恒温水浴容器外还装有恒温器。
实现上述方法的另一种牛奶处理装置是：
它包括储奶容器35、紫外线灯37和搅拌器28;紫外线灯37装在储奶容器35外，搅拌器28在储奶容器35内的中下部。
这个装置在储奶容器外还装有恒温器。
本发明利用光化学原理，用紫外线灯发出的紫外线照射处于常压、0～60℃及流动状态下的牛奶，由于紫外线的作用，牛奶中的溶解氧对致癌化学物进行光氧化反应而使之降解为无毒无致癌性的化学物，而且，紫外线的照射使牛奶中的胆固醇B环中的双链断开而转变为维生素D3，同时，紫外线杀死鲜牛奶中的细菌和病毒。因此，经本发明的方法和装置处理的牛奶，既无致癌化学物的污染，而且胆固醇含量降低，维生素D3含量增加，加上鲜牛奶无需高温杀菌而只经本发明的方法和装置处理即可饮用，避免了维生素的损失，保持了鲜牛奶的营养价值。长期喝经本发明的方法和装置处理的牛奶，既无致癌的危险，也减少因胆固醇过量而患心脏病，营养也更丰富，又使人体内有足够的维生素D3，增进肠对钙、磷的吸收，使人体内钙、磷充足，可以防治因缺钙、磷而引起的许多疾病，如可防治幼儿佝偻病、孕妇软骨病、成年人骨折、骨髓炎、龋齿、感冒和肺结核等;同时，由于人体内钙、磷充足，能促进青少年和小孩的生长和智力发育。所以，本发明将对人类的健康起积极的作用，其经济效益和社会效益都是非常大的。
本发明还可以用于其它流质食物如食油、各种饮料的处理。食油特别是花生油、豆油、菜油等常因制作时有发霉的原料难以除去而使油料中含有强致癌物黄曲霉素，人们食用被黄曲霉素污染的油是很危险的。经本发明处理过的油，黄曲霉素等致癌化学物将被降解为无致癌性的物质，同时也能杀死油料中的细菌而延长保存时间。汽水、啤酒等饮料也常因生产过程消毒不严格而含有各种细菌和病毒，人喝后可致各种疾病。经本发明处理的饮料，其细菌和病毒被杀死而成为符合卫生标准的饮料。从而对人体起到保健作用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为用于本发明方法的一种牛奶处理装置的剖视图。
图2为用于本发明方法的另一种牛奶处理装置的剖视图。
图3为图2的A-A向剖视图。
图4为图2的牛奶处理装置的另一个实施例的剖视图。
图5为图4的B-B向剖视图。
图6为紫外线灯启动电路原理图。
图7为恒温器电路图。
图1为用于本发明方法的一种牛奶处理装置的剖视图。它包括外套6、内套5、紫外线灯4、节流器、储奶容器14、恒温水浴容器15和恒温器。紫外线灯4装在内套5里面，外套6套在内套5外，外套与内套之间有一间隙，该间隙内的空间是牛奶进行光化学反应的反应区，由于紫外线穿透牛奶的能力较差，所以外套与内套之间的间隙不宜太大，一般在2～40毫米之间，最好在2～10毫米之间，如采用10毫米，以便紫外线能够穿透反应区的牛奶层，以充分地进行光氧化反应。内套5用一般石英玻璃制作，因为石英玻璃对紫外线的透过率很高，紫外线就可以透过内套5照射到处于外套6与内套5之间反应区的牛奶。内套5也可以用有机玻璃制作，但其紫外线透过率比石英玻璃差，而且会因紫外线的照射迅速老化而影响寿命，没有用石英玻璃制作的好。内套5是剖面为“Ｕ”字型的圆形杯的倒立体。外套6用紫外线透不过的材料制作，如用普通玻璃、不锈钢和铝合金等均可。紫外线灯4采用包含254nm、280-320nm及340-365nm紫外光谱的高压汞灯或金属卤化物灯，如图1采用的是中等弧长紫外线高压汞灯，它包含了上述光谱。254nm紫外线用于杀菌，280-320nm紫外线用于使胆固醇转变为维生素Da，365nm、290nm及342nm紫外线用于降解致癌化学物。紫外线灯由灯座3和灯座7固定，其功率为120W。外套6和内套5通过螺丝装在上底座13上，可以方便地卸下清洗。上底座13用工程塑料或金属材料制作，橡胶垫圈8起密封作用。节流器由橡胶塞20和内径为0.1～0.5毫米的小不锈钢管21组成，其主要作用是起节流作用，使牛奶经过光化学反应区的时间足够长，停留时间一般在10～20分钟，使光化学反应进行得充分。节流器的数量为至少1个，一般对称地装2个或4个。储奶容器14用普通玻璃制作，也可以用不锈钢或铝合金等易传热又不生锈的材料制作，它通过塑料固定圈12和不锈钢支架17固定，不锈钢支架17用小不锈钢条焊接而成。储奶容器14的作用是储存由节流器流下来的经过光化学处理的牛奶。恒温水浴容器15用铝合金制作，也可以用其它导热性能好的金属材料制作，它与储奶容器14之间有一间隙，间隙距离为5～40毫米，最好是10～20毫米，间隙过大使体积太大，间隙过小则恒温性能不好。恒温器由加热器22和形状记忆合金温度控制器18组成。加热器22采用功率为130W左右的镍铬丝小电炉，炉盘为耐火材料，它由耐火支承圈24支承。图7为恒温器的电路图，它可以恒温在40℃左右。恒温器也可以用功率为30W、能发热控温40℃左右的PTC陶瓷材料粘贴在恒温水浴容器15外底部来达到恒温。图6为紫外线灯4的启动电路图。启动电容C与镇流器26的线圈组成串联谐振回路，使电容器C上的电压远远高于电源电压，即Vc＞＞220伏，这个Vc加到紫外线灯4的两端，就能使灯点燃。启动电容C的值在2～4μF/600V左右。灯启动的瞬间电流很大，所以加上保护电阻R，其阻值为1～5Ω/40～80W。紫外线灯4的启动过程是，先旋好定时开关25到所需的位置，再按几下触发按钮D（常开开关），灯就可以点燃。本装置的上部与下部的电连接是通过插座10和插头11实现的，这样方便拆洗。在上底座13还有1～2个气孔9，使内套5内的空气与大气相通，以免气体受热膨胀损坏内套5。外壳16可用工程塑料制作，也可用金属材料制作。图中19为点灯线路元件。处理牛奶的过程是：将盖1打开，将常温下的鲜牛奶（不需要预先加热高温杀菌）或用奶粉和开水冲好的已经冷却至60℃以下的牛奶从外套6的上部倒入牛奶处理装置中，然后盖上盖1，接通电源，旋好定时开关25，按几次触发按钮D，使紫外线灯4点燃，牛奶即进行光化学反应，经过光化学反应后的牛奶由节流器滴入储奶容器14中储存，并由加满水的恒温水浴进行恒温在40℃左右，在24小时内随时可以通过水阀门23取出40℃左右的牛奶，立即可喂小孩或成人喝，无需等候。如果是奶粉与开水冲的牛奶可能有未熔化的团状物，它经过滤网2时可被滤掉，以免堵塞节流器。滤网2和灯座3还能将紫外线挡住，以免伤及人的眼睛。
图2是实现本发明方法的另一种牛奶处理装置。它包括储奶容器35、紫外线灯37、搅拌器28和恒温器。搅拌器28装在储奶容器35内的中下部，紫外线灯37在储奶容器35的上方，装在盖32里面，隔板30用普通石英玻璃制作，其主要作用是防止蒸汽对紫外线灯37工作的影响及使紫外线透过;储奶容器35用普通玻璃制作，也可以用铝合金或不锈钢制作;储奶容器35由固定圈29和支承板27固定，固定圈29用塑料制作，支承板27用铝合金或不锈钢等导热良好的合金材料制作。外壳36和盖32用工程塑料制作，也可用合金材料制作。搅拌器28是铝合金叶片，它由电动机31带动，电动机采用一般小功率微型电动机。恒温器电路与图7相同，其加热器22固定在支承板27下面。紫外线灯37的点灯线路与图6相同，元件的取值也相同。盖32与主体之间的电连接通过插头33和插座34连接。牛奶的处理过程也与图1装置的基本相同，处理时间为20分钟。图4是本牛奶处理装置的另一实施例，它是将紫外线灯37装在储奶容器35外的中下部，储奶容器35改用普通石英玻璃制作，使紫外线能透过它。其它则与前述的相同。