高壓脈沖**電源應(yīng)用領(lǐng)域

*早使用射頻電場(chǎng)，由于電場(chǎng)<2kV/cm，不能致死**。1967年，英國(guó)發(fā)現(xiàn)25kV/cm直流脈沖能有效致死營(yíng)養(yǎng)**和酵母菌。電解產(chǎn)物和水溫升高都不是致死原因，滅活率由電脈沖寬度和數(shù)目的乘積及水中電場(chǎng)強(qiáng)度決定。各種**對(duì)電場(chǎng)具有不同的敏感度，其中酶母菌比營(yíng)養(yǎng)**更敏感，**的芽孢忍耐電場(chǎng)高達(dá)30kV/cm。實(shí)驗(yàn)觀察到了血紅細(xì)胞和原生質(zhì)的溶解，細(xì)胞間物質(zhì)的泄漏，大腸桿菌的失活以及β－半乳糖苷酸的松馳。推斷是電場(chǎng)使細(xì)胞膜的半滲透性壁壘功能產(chǎn)生了不可逆的破壞并導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。

80年年代后期以來(lái)，日本的研究比較活躍。Mizuno將酵母菌或桿菌散布在w(NaCl)=(1～3)%的溶液和去離子水中用不同的電極測(cè)試，線-圓筒電極能在線電極附近形成非常強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，而棒-棒會(huì)形成放電電弧，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，通過(guò)機(jī)械力毀壞細(xì)胞。**存活率大致遵循Weibull分布，即R=exp(-X.N.W)，R為存活率，N為脈沖次數(shù)，W為輸入能量，X為常數(shù)。不同類型電極所需能量明顯不同。R<10－6時(shí)，線-圓筒電極需41.8～125.6J/cm3，板-板需>293J/cm3，棒-棒只需20.9～41.8J/cm3。計(jì)算與測(cè)試表明，電容儲(chǔ)存的能量與消耗在液體中的能量偏差<10%，即幾乎所有的貯存能量都被液體消耗，火花間隙和脈沖供能電路的能量損耗可被忽略。用平行板電極挖兩個(gè)小孔洞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用Um＝30kV/cm的脈沖電場(chǎng)作用60～120次后，SVDV病毒滅活，能量輸入為181.5～365.1J/cm3。滅活后，SVDV蛋白質(zhì)外殼形狀不變，但是SVDV核中的RNA消失并可以觀察到顆粒狀空洞。EHV-1 病毒也在同樣電壓下作用45次后滅活，可觀察到被破壞的DNA。

M.Sato認(rèn)為使用針板或棒-棒這類不規(guī)則電極會(huì)發(fā)生電弧或火花放電并產(chǎn)生一些化學(xué)活性基。此時(shí)除物理效應(yīng)(電場(chǎng)或沖擊波擊穿細(xì)胞膜)外，還要考慮化學(xué)效應(yīng)殺死微生物。過(guò)氧

化物等作用于生物分子，會(huì)破壞DNA，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。電弧放電發(fā)射的光譜分析可探測(cè)到*H基和*OH基的產(chǎn)生，通過(guò)分光光度計(jì)的吸收光譜探明了過(guò)氧化氫的存在。水的電導(dǎo)率對(duì)化學(xué)活性物種的形成也有影響，在一定電導(dǎo)率下可獲得.OH基和過(guò)氧化氫的*大質(zhì)量濃度。水中脈沖放電產(chǎn)生的*OH基對(duì)酵母菌的生存幾乎沒(méi)有危害。而過(guò)氧化氫能殺死酵母菌細(xì)胞，而且隨其質(zhì)量濃度的增加，細(xì)胞存活率按對(duì)數(shù)值線性下降。因此推斷過(guò)氧化氫是放電生成的**重要的**氧化物。

使用高壓脈沖殺滅磷肥緩沖溶液中乳酸桿菌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)存活率隨著電場(chǎng)強(qiáng)度、處理時(shí)間和液體溫度的增加而下降，主要原因?yàn)殡妶?chǎng)使細(xì)胞壁破裂，而非歐姆熱效應(yīng)；新的**方法

使用了相對(duì)低的溫度和較短的處理時(shí)間，可降低液體食品營(yíng)養(yǎng)成份的損失，是一種極好的液體食品**法。
 

食品工業(yè)一直采用熱處理****，但極大地影響食品色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成份。而新的非熱處理如添加防腐劑、輻照**、物理處理、冷藏等方法等存在各自的局限性。脈沖電場(chǎng)(或放電)可以有效殺滅液體中的**。其實(shí)際應(yīng)用須解決3個(gè)問(wèn)題：①是否引起新的污染；②是否比傳統(tǒng)方法有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；③實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?qiáng)脈沖電場(chǎng)，特別是高壓脈沖放電產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波以及紫外光、強(qiáng)電流、臭氧等綜合效應(yīng)較直流電流和低頻交流電壓更能有效殺滅微生物，能量利用率更高。電解損耗、電解的化學(xué)產(chǎn)物以及沖擊波、紫外線等對(duì)食品成分的分解都可能給食品引入新的污染，因此連續(xù)放電電弧**并不適用于食品加工業(yè)。一般認(rèn)為持續(xù)時(shí)間很短(1～100μs)的高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)能使電解、分解等不利因素降至*低。電子核磁共振法(EPR)檢測(cè)表明處理后試樣內(nèi)未發(fā)現(xiàn)自由基的增加、產(chǎn)生和引入新自由基。

脈沖電場(chǎng)**比起加熱處理、輻射處理等有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。輸入能量相同時(shí)，比較方波脈沖、指數(shù)衰減脈沖、振蕩衰減脈沖、鐘形脈沖的處理效率，方波脈沖*佳，振蕩衰減脈

沖*差。每個(gè)脈沖能量252.2J時(shí)，方波脈沖能量效率可達(dá)91%，而指數(shù)衰減脈沖僅64%。雙極性方波脈沖效果又比單極性好，是較為理想的電源。

有效**的電場(chǎng)一般≥20kV/cm，而高壓裝置輸出電壓瞬時(shí)值有限，故電極間隙一般為數(shù)mm，脈沖能量也限制了電極面積，所以放電處理室容積<50cm3。工業(yè)化流程必須使用流動(dòng)處理室，讓液體導(dǎo)入處理室，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間處理后再流出。一項(xiàng)**使用12～25kV/cm的脈沖電場(chǎng)，脈寬1～100μs，流動(dòng)處理室為20cm3，由兩個(gè)平行不銹鋼電極組成。還有20和80cm3的流動(dòng)處理室，液體流經(jīng)電極之間的曲折型通道，電極間隙分別為9.5和5.1mm，電場(chǎng)強(qiáng)度35～70kV/cm，液體流速為1200和600cm3／min，同時(shí)用循環(huán)冷卻水冷卻處理室。圓柱形處理室可改善電場(chǎng)分布，提高處理效率。迄今的研究均處于實(shí)驗(yàn)階段，規(guī)模應(yīng)用裝置的脈沖電場(chǎng)對(duì)食品產(chǎn)生的物理、化學(xué)、微生物、酶活性以及營(yíng)養(yǎng)特性等方面的影響都待深入研究。
 

強(qiáng)脈沖放電所產(chǎn)生的等離子體具有高密度儲(chǔ)存能和高膨脹效應(yīng)，能形成強(qiáng)烈的熱能、膨脹壓力熱能、光能、聲能及輻射能力，進(jìn)而在水中產(chǎn)生各種游離基，這些活性游離基可以破

壞工業(yè)廢水中的有害成份。因此近年來(lái)，在高能電子輻射、臭氧氧化和光化學(xué)催化氧化等游離基處理方法取得進(jìn)展后便轉(zhuǎn)向高壓脈沖放電處理廢水。

高壓ns脈沖非平衡等離子處理直接藍(lán)和活性艷紅染料水?dāng)?shù)十秒后可脫除顏色并引起試樣COD的變化。色質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有有機(jī)酸生成，說(shuō)明該法可有效破壞染料分子中的苯環(huán)或萘環(huán)結(jié)構(gòu)。這是高能電子轟擊、臭氧和紫外線的協(xié)同作用結(jié)果。溶液初始pH值、脈沖電壓峰值、試樣處理時(shí)間和添加鹽份等因素對(duì)脫色效果的影響也得到研究。
 

高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)很有前景的技術(shù),因其具有傳遞均勻、處理時(shí)間短、產(chǎn)熱少,對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分和色澤影響小[16],能克服食品加熱處理或化學(xué)單元操作帶來(lái)的**影響等特點(diǎn),已經(jīng)成為國(guó)際食品科技界*為活躍的研究領(lǐng)域之一。高壓脈沖電場(chǎng)處理葡萄酒,通過(guò)調(diào)整脈沖頻率、脈沖數(shù)、電場(chǎng)強(qiáng)度等條件,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄酒的催陳。高壓脈沖電場(chǎng)處理過(guò)程能耗小,整個(gè)過(guò)程在常溫下進(jìn)行,處理后既能達(dá)到催陳的目的,又能保證葡萄酒的營(yíng)養(yǎng)成分不被破壞,且處理時(shí)間短,設(shè)備簡(jiǎn)單,非常適合企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)使用。

深圳市華睿高電子技術(shù)有限公司推出的高壓脈沖**電源應(yīng)用領(lǐng)域還在進(jìn)一步的拓寬，該高壓脈沖**電源由我公司專業(yè)研發(fā)人員根據(jù)國(guó)際*新理論研究成果開發(fā)，電壓波形滿足理論要求，經(jīng)浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、廣西農(nóng)業(yè)大學(xué)、蘭州獸醫(yī)研究院等多家實(shí)驗(yàn)室使用，效果非常明顯，完全能夠滿足**需要。