高压脉冲电场杀菌系统的研究进展.pdf

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1、第２８卷第１期ＯＯＤ＆ＭＡＣＨＩＮＥＲＹＶｏｌ．２８，Ｎｏ．１２０１２年１月食品与机械Ｊａｎ．２０１２１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１２．０１．０６５高压脉冲电场杀菌系统的研究进展Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ金伟平雪良吉祥许卫斌ＪＩＮＷｅｉＰＩＮＧＸｕｅ－ｌｉａｎｇＪＩＸｉａｎｇＸＵＷｅｉ－ｂｉｎｇ（江南大学，江苏无锡２１４１２２）（ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１４

2、１２２，Ｃｈｉｎａ）［２］；②摘要：杀菌是食品加工处理过程中的一个重要工序。杀菌效广泛接受的主要有３种观点：①细胞膜跨膜电位机制果的好坏直接影响食品的安全与卫生，传统的杀菌技术会对电崩溃机制［３］；③电穿孔机制［４］。高压脉冲电场杀菌技术食品的营养价值和风味产生一定的副作用。高压脉冲电场具有杀菌效果好，一般能减小６个对数周期，杀菌时间短，杀（ＰＥＦ）杀菌技术因其杀菌效果好、快速、低耗、安全等优点而菌温度低，对食品的化学成分、外观及风味等基本无影响，耗被广泛地用于食品杀菌中。文章介绍国内外高压脉冲电

3、场能小，对环境无污染，无二次污染及三废问题。杀菌技术对高压脉冲发生器、处理室、杀菌系统的影响，并综述对其应用的研究。１ＰＥＦ杀菌系统装置关键词：高压脉冲电场；杀菌；高压脉冲发生器；处理室完整的ＰＥＦ杀菌系统主要包括４个部分：高压脉冲发Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅｉｎｆｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．生器、处理室、流体处理系统及监控辅助系统，其中高压脉冲Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｈａｓａｄｉｒｅｃｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｆ

4、ｏｏｄｓａｆｅｔｙａｎｄ发生器和处理室是ＰＥＦ杀菌系统的两大核心部分。所以对ｈｅａｌｔｈｙ，Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｌｌｈａｖｅａｓｉｄｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｖａｌｕｅａｎｄｆｌａｖｏｒｏｆｆｏｏｄ．Ｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ（ＰＥＦ）ｓｔｅｒｉｌｉｚａ－ＰＥＦ杀菌系统的研究主要是针对高压脉冲发生器和处理室。ｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｆｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｏｒａｆｆｅｃｔｉｖｉｔｙ，ｒａｐ－１

5、．１高压脉冲发生器ｉｄｎｅｓｓ，ｓａｆｅｔｙａｎｄｌｏｗｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｄｅ－高压脉冲发生器主要包括高压直流电源和高压脉冲波ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｏｔｈａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｏａｒｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ，形两大部分。高压直流电源的作用就是将电网输入的２２０Ｖｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｈａｍｂｅｒ，

6、ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａ－的交流电源通过逆变压器变成几十千伏的交流电，然后经过ｔｉｏｎ．［５］。一般来说，ＰＥＦ杀菌系统的高压脉整流变成高压直流电Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ；ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｇｅｎ－冲波形可以使用方波、指数衰减波、钟形波等几种形式，目前ｅｒａｔｏｒ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｈａｍｂｅｒ常用的是指数脉冲，它由电阻－电容组成的电路产生，结构［６］。国内外许

7、随着生活水平的日益提高，人们对食品质量要求日趋升比较简单，价格比较便宜，适宜于工业化应用高。为保持食品感官和营养价值的最小损耗，非热杀菌技术多科研机构和大学对高压脉冲发生器进行了研制。比较典开始被广泛的应用于食品加工中，在众多非热处理技术中，型的有：高压脉冲电场（ｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ，ＰＥＦ）是最具工业发展前（１）２００１年，美国俄亥俄州立大学（ＯＳＵ）研制了第一台［１］。高压脉冲电场杀菌技术是将待［７］景的非热杀菌技术之一固态高压脉冲发生器。该系统能够产生高达６０ｋＶ、处理的液

8、态物料采用泵送等方式流经设有高强脉冲电场的７５０Ａ的正负脉冲，并且正负脉冲都有相对应独立的固体开处理器，微生物在极短时间内受强电场力的作用后，细胞结关。可以单独产生正脉冲或负脉冲，也可以产生正负交替构被破坏，进而菌体死亡，达到杀菌目的。高压脉冲电场对的脉冲。其结构图见图１。微生物有良好的杀菌效果，但ＰＥＦ杀菌机制仍处于争论阶（２）２００３年，大连理工大学利用大功率开关器件（ＩＧ－段，经过４０多年的研究，在众多ＰＥＦ杀菌机制之中，被人们ＢＴ）配合脉冲升压变压器制成了１０ｋＶ的高压脉冲