高压脉冲电场

利用搭建的试验装置

利用搭建的破乳实验装置，以实验为基础研究高频脉冲-离心场联合作用下乳状液聚结规律。 通过高频脉冲-离心场作用下油水乳状液的室内小型动态实验，得到了影响油水乳状液分离效率的主要电参数和脱水装置的流动参数，并为实验装置结构进行优化提供指导。通过与不施加高频脉冲电场进行的脱水率对比实验，高频脉冲-离心场联合破乳技术能够更高效的、更节能的完成脱水过程。 应用优化后的参数搭建工业化连续破乳实验装置，进行高频脉冲电场-离心场联合破乳工业化模拟实验。以白油乳状液为研究对象，在大量实验的基础上，研究了不同电场强度、脉冲频率、脉冲宽度等电场条件以及流量、温度、油水体积比等因素对破乳效果的影响，发现在联合破乳装置作用下乳状液的破乳存在最佳电场强度、频率、脉宽和流量，并细化研究了最佳破乳频率的范围，温度对破乳效果影响比较显著。 为了寻求高频脉冲-离心场作用下乳状液的聚结和沉降规律，进一步研究其脱水机理，本文应用计算流体力学当中的Fluent软件对液相流离心场的流动物理参数进行了模拟计算，通过计算模拟不仅能够直观地深入了解油水在流场中的运动规律，对于高频脉冲电场-离心场联合破乳的理论研究具有一定的指导意义。

高压脉冲电场近几年的成就

高压脉冲电场是近年来研究较多的食品非热处理技术之一，目前还未有衡量杀菌效果的统一指标，国内外也未见关于高压脉冲电场与冷冻浓缩相结合的工艺报道。本文以大肠杆菌为研究对象探讨了温度、电导率以及脉宽对高压脉冲电场杀菌效果的影响；在热力杀菌F值理论的基础上，引入高压脉冲电场F值理论，以大肠杆菌O157：H7为目标菌，进行杀菌效果统一指标的探索，并将此理论应用于冷冻浓缩西瓜汁的杀菌处理；比较-18℃贮藏温度下冷冻浓缩PEF处理西瓜汁、热处理西瓜汁与西瓜原汁各理化指标的变化及感官评价；结果如下： 1.随着温度的升高，杀菌效果也有一定的增强，但不具有显著性。电导率对杀菌效果影响不显著，高电导率反而会使处理后样液温度升高，增加无效能耗。在研究电导率对杀菌效果影响的同时，本文还研究了温度对电导率的影响，结果表明其影响是显著的。随着温度的降低，牛奶电导率可降到0.48 ms/cm，且不同浓度对低温状态下的牛奶电导率影响不显著。温度对浓缩果汁的电导率影响很大，在低温情况下，电导率<1 ms/cm。能够通过控制温度来控制浓缩果汁电导率的大小，以达到高压脉冲电场杀菌条件。研究还表明流速为30 mL/min时，脉宽对大肠杆菌杀菌效果影响不显著。 2.首次引入场强致死率LR=10(E-ER)/Z，建立高压脉冲电场F值理论，用致死率曲线下的面积来描述致死性。以26.7 kV/cm为参考场强，其D26.7=136μs，Z(耐场强常数)=22.4 kV/cm，计算某一特定场强下理论致死时间。将其与实际致死时间比较，结论是二者相差不大，且实际时间要比理论时间稍长，符合实际情况。 3.将高压脉冲电场F值理论计算出的理论操作参数应用于冷冻浓缩西瓜汁杀菌处理，结合冷冻浓缩技术实现了低温下对西瓜汁的杀菌处理，其微生物指标达到国家标准。冷冻浓缩果汁处理获得的电压要明显高于西瓜原汁，且电流远远小于西瓜原汁。从温升角度来看，冷冻浓缩果汁也要优于西瓜原汁，温升小，减少了能量耗散，得到更高的经济效益。从贮藏期间各理化指标的比较发现，pH值，固形物含量变化不大，总糖含量也保持不变，而Vc含量都有降低。对不同处理方法得到的果汁进行感官评定，结果显示冷冻浓缩 PEF处理的果汁更接近于原汁，而热处理果汁评价结果会差一些。

种子是农业生产上最基本的生产资料,种子的活力影响到植物的整个生命过程.通过不同途径保持和提高种子的生命力,不仅是一个值得探讨的生物学问题,而且在农业生产中具有现实意义.随着分子生物学和细（略）展,生物细胞的电磁特性及电磁效应（略）理因素特别是外界电磁场对生物体影响的研究越来越受到重视. 利用高压脉冲电场(PEF)处理种子试验条件可控性强,费用低,是一种简便有效的提高种子活力的方法.本研究首次将PEF技术应用到蔬菜陈种子的萌发和植株生长上,研究了电场强度、处理时间（略）量对种子萌发的影响,以及PEF对于辣椒抗冷性和抗旱性的影响,并探讨了PEF对其作用的机理.经过大量试验研究可以得出,（略）理蔬菜陈种子可以提高陈种子中抗氧化酶的活性,降低种子膜的透性和膜脂的过氧化作用,促进陈种子的萌发.通过试验建立了数学模型,得出最佳的参数组合,为PEF技术应用于蔬菜生产提供了理论和实践的基础.

高压脉冲电场是近年来液态食品非热处理领域研究的热点之一,但国内外对其的研究仅局限在杀菌方面,而其对食品组分的影响尤其是对食品中脂质的影响还（略）论文研究了PEF对食品中各种脂肪酸的影响,尤其对油酸（略）拟体系氧化的影响. 首先,研究了PEF处理对油酸理化性质的影响及PEF处理过的油酸在贮藏过程中理化性质的变化.PEF处理过的油酸在贮藏过程中其折光系数、色泽等变化不大;PEF处理对油酸的酸价无显著影响;油酸的过（略）EF处理强度和贮藏时间的增加显著增大;表征二次氧化产物多少的羰基价在PEF处理后的一周内变化不大,但随后迅速升高;PEF处理过的油酸碘价在贮藏2 d（略）. 其次,研究了PEF处理对NaCl水溶液的电解程度及活性氧的影响.PEF作用下水会轻微电解,诱使NaCl水溶液中产生活性氯,且随场强增大活性氯浓度增大;PEF处理NaCl水溶液还会发生电化学反应,生成氧化性强的H2O2、闳森木门、超氧阴离子自由基等活性氧. 第三,研究了PEF处理对油酸和含油酸的乳状液（略）性氧化产物的影响以及产生的自由基种类的鉴定,并就PEF处理诱使油酸发生氧化的机...

高压脉冲电场对食物的研究

非热食品处理技术因为能最大限度地保持食品的天然风味，正受到越来越多的关注，其中最具有发展前景的脉冲电场处理技术更是近年来的研究热点之一。本文首先根据国内外在PEF发生系统及处理室的一些设计理论和成果，提出了实验室中OSU-4L处理装置中处理室存在电场不均的问题，此问题限制了杀菌系统工业化进程。针对这一存在的问题，根据处理室的设计要求及发生系统的参数研制了静态平板式和动态同轴式两种不同的处理室:接着利用ANSYS辅助分析软件对设计的处理室模型进行了流体及电场等相关模拟；最后利用研制出的处理室与OSU-4L处理装置的发生系统相结合，对接种大肠杆菌的液蛋(Liquid Whole Egg， LWE)进行杀菌实验(原样品中的菌体浓度为107～108cfu/ml)。结果表明: @@ 1、随着电场强度的增加，PEF杀菌系统对大肠杆菌的杀灭效果越来越明显。从而论证了杀菌率与电场强度成正比。 @@ 2、利用静态平板式处理室对液蛋进行杀菌实验:脉冲电场频率为10Hz、处理时间为400μs，当电场强度从20kV/cm到40kV/cm时，大肠杆菌最大下降了约5.21个对数级。由此可知:PEF装置对大肠杆菌的杀菌效果明显，说明设计的静态处理室是可行的，可以进行杀菌钝酶等相关机理研究。 @@ 3、利用动态同轴式处理室对液蛋进行杀菌实验:脉冲电场频率为10Hz、处理时间为400μs，当电场强度从20kV/cm到40kV/cm时，大肠杆菌最大下降了约4.8个对数级。由此可知，PEF装置对大肠杆菌的杀菌效果明显，说明设计的动态同轴式处理室是可行的，可以进行杀菌钝酶等相关机理研究。 @@ 4、在同一系统参数条件下(电场强度为40kV/cm，处理时间为400μs)对液蛋进行杀菌实验。平板式、同轴式和同场式中总菌数分别降低了约5.21，4.8和2.1个对数值。结果表明:静态平板式处理室杀菌效果最好，同轴式处理室次之，同场式处理室杀菌效果较差。 @@ 本文主要贡献在于提出了OSU-4L处理装置中处理室存在电场不均的问题，设计了静态平板式和动态同轴式两种不同的处理室，通过实验验证了设计的处理室用于液蛋杀菌的可行性，并对设计的处理室与OSU-4L处理装置中处理室进行杀菌效果比较，结果证明静态平板式处理室杀菌效果最好，同场式处理室杀菌效果最差。 @@ 本课题来源于无锡江南大学食品科学与技术国家重点实验室“十一五”国家科技支撑计划重大项目“食品冷加工与高效分离技术项目”(2006BAD05A02)基金项目

高压脉冲电场分析程度

乳状液是一种或几种液体以液滴形式分散在另一种与之互不相溶的液体中构成具有相当稳定度的多相（略）状液分为油包水(W/O)型和水包油(O/W)型. 随着石油和化工工业的发展,日益增多的乳状液需要进（略）破乳的方法有:加热破乳、研磨破乳、润湿聚结破乳、微波破乳、破乳剂破乳、膜法破乳、电场破乳等.针对这些破乳方法尤其是电破乳方法的不足,本课题提出了新型电极高压脉冲电场破乳法. 本研究采用的新型电极由环氧树脂/钛酸钡(EP/BT)复合材料覆盖铜棒（略）状液是煤油和水按1:1体积比混合,以Span80为乳化剂配制而成的W/O乳状液.破乳电场由高压脉冲电源提供,其电压范围为8~22kV,频率为50Hz以下.试验测定了复合材料的介电常数,并分析了电场特征.（略）对破乳率的影响.研究结果表明:复合材料的介电常数随其配比升高而升高,在67%附近达峰值.电极绝缘材料、外加电压、破乳时间、气温对破乳率都有不同程度的影响,随着电极复合材料配比的升高,破乳率上升,40%（略）0%反而有所下降;电压是对破乳率影响最大的因素,随着电压升高,破乳率不断上升,22kV时破乳效果最好;随着破乳时间的增...

采用高压脉冲电场(PEF)技术提取桦褐孔菌中

利用高压脉冲提取抗癌物质

的抗癌活性物质. 首先对PEF强化提取传质的机理进行理论分析;研究PEF提取桦褐孔菌多糖的工艺,得到最佳工艺条（略）度30kV/cm,脉冲数6,液料比25mL/g,pH值1（略）条件下,桦褐孔菌多糖的纯度为25.6%,多糖的提取率为49.8%;研究PEF提取桦褐孔菌中三萜化合物的工艺,得到最佳工艺条件为:电场强度50kV/cm、脉冲数10、液料比30mL/g、乙醇体积分数75%,在此工艺条件下,桦褐孔菌三萜化合物的提取率为11.8g/kg（略）溶于水的三萜化合物桦褐孔菌醇和白桦脂醇进行水溶性衍生化;最后,采用MTT法对桦褐孔菌提取成分的抗癌活性进行体外筛选.通过上述研究,为中药的开发和利用奠定了基础.

高压脉冲加速器是采用高频电场来加速粒子的。高压脉冲加速器既能加速质子和重离子，也能加速电子，加速质子的称为质子高压脉冲加速器，加速电子的称为电子高压脉冲加速器。质子高压脉冲加速器的能量从几十到几百兆电子伏。电子高压脉冲加速器的能量可从几兆到几十兆电子伏。高压脉冲加速器可作为高能加速器（或对撞机）的注入器，此外在医疗和工业探伤方面也有广阔的应用前景。

质子高压脉冲加速器一般采用高频电场来加速。加速器的外壳是1-2米的大圆筒，内壁是铜制成的，光洁如镜。沿加速腔的轴线方向，装有好多个金属圆管，称为漂移管。漂移管之间的间隙称为加速间隙。漂移管一个比一个长，而间隙也是一段比一段大。当施加高频电源后，在加速间隙中产生较高的高频电场。我们知道，高频电场的方向和大小是随时间迅速变化的，漂移管设计得很巧妙，它好像一个个“防空洞”，洞中设有高频电场，当粒子的飞行方向与电场方向相同时则使粒子加速，当粒子飞行方向与电场方向相反时，粒子正好躲在“防空洞”中，而不会受到电场反向造成的减速；当电场方向又变得和粒子飞行方向一致时，粒子刚好从前一个“防空洞”出来，在第二个加速间隙中得到加速，电场改变时，又正好躲在下一个“防空洞”。就这样粒子每经过一个加速间隙就受到一次加速，经过若干个这样的间隙，就能使粒子具有较高的能量。