食品高压脉冲电场杀菌技术

高压脉冲电场(high-voltage pulsed electric field,HPEF)杀菌技术是目前国际上最热门的食品加工技术之一,本文介绍了高压脉冲电场杀菌技术的基本机理,杀菌装置,以及对该技术在食品加工中应用的介绍。     

高压脉冲电场的抑菌特性

:高压脉冲电场技术是近年来发展起来的一项很有前景的技术 ,它具有传递均匀、处理时间短、产热少、对食品风味和营养特性影响小等特点 ,能克服食品加热处理或化学单元操作带来的不良影响。综述了高压脉冲电场 (HPEF)产生机理及对微生物的作用特性     

肉制品病原微生物的高压脉冲电场杀菌效果研究

高压脉冲电场广泛应用于牛奶、饮料等流质食品杀菌实验,本实验选用携菌鲜猪肉和鲜鱼肉为杀菌对象,磁场强度分别为0、2．4、5．16、10．36T,脉冲频率为50Hz,脉冲时长为5ms,脉冲数分别为0、10、20个,在上述条件作用下,并没有观察到杀菌效果,初步分析可能是肉制品状态不均一和电导率低所至。     

高压电脉冲灭菌理论的研究进展

通过精确地控制脉冲电场强度和改变脉冲电场对微生物细胞膜处理时间，使得微生物的细胞膜被不可逆地破坏，从而达到微生物致死目的。高压脉冲电场灭菌与传统的巴氏灭菌相比具有：传递快速、均匀、处理时间短、产热少等优点，可以最大程度地减少对食品中营养素的破坏，是一种颇具发展前景的非热力学灭菌方法。文中就国内外对脉冲电场的灭菌机理和目前所形成的3种具有代表性的观点及此灭菌方法的前景等方面的研究进展，做一综述。     

两种冻结食品在电场作用下的解冻试验探讨

利用冰解冻的高压脉冲电场的试验基础,进一步以试验方式研究了在一定电场和脉冲频率下对冻豆腐和肉丁两种食品的解冻过程.结果发现,与冰的加速作用相似,高压脉冲电场对两种冻结食品的解冻具有加速作用.试验因素中以电场强度的影响比较明显,E=0～28kV/m的电场强度越大,解冻加速作用越明显,食品失水量、表面和截面形态也有明显变化,但是3种电场脉冲频率(7,10,20kHz)的影响却不明显.     

20kV/cm高压脉冲电场下外界因素对大肠杆菌杀灭效果的影响

在20kV/cm高压脉冲电场作用下,以大肠杆菌为研究对象,随着脉冲数的增加,探讨外部因素如介质温度、介质性质、微生物生长期对高压脉冲电场杀菌效果的影响,结果表明介质温度对大肠杆菌致死的影响并不明显,低pH值会对大肠杆菌的致死起到协同增效的作用,在大肠杆菌延滞生长期时的杀菌效果最好。     

用于高压纳秒脉冲杀菌系统的气体火花开关研制

高强度脉冲电场杀菌是脉冲功率技术的一个重要应用方向。文章结合现有的理论和技术,研制出适用于高压纳秒脉冲杀菌系统的气体火花开关。开关产生的脉冲上升时间可以短至2.2ns、脉冲峰值电压可以达到40kV。     

不同杀菌方式对鲜橙汁品质的影响及其感官评价

以鲜榨橙汁为原料,研究了高压脉冲电场(PEF)杀菌技术和热杀菌技术对鲜橙汁中微生物和理化指标的影响,以及鲜橙汁在储藏期间品质变化情况,并对不同杀菌方式所制得的鲜橙汁进行了感官评定.结果 表明:高压脉冲电场可以有效地杀灭鲜橙汁中的微生物,贮藏40 d后,细菌菌落总数和酵母、霉菌菌落总数均符合国家标准;PEF处理的鲜橙汁无论是在色泽、香气还是口感方面都好于热处理的鲜橙汁.     

应用于食品杀菌的高循环线性脉冲调制器研究

高压脉冲电源是高压脉冲杀菌的关键部件之一,其中高压脉冲的脉冲宽度、脉冲间隔的调节问题是急待解决的问题.介绍一种应用于食品杀菌设备中的高循环脉冲调制器,其具有最大重复脉冲700pps、脉宽14μs,且能驱动5.5MW超高频调制管.闸流管要保持足够的恢复时间,就需采用充电控制系统,充电晶闸管组能控制峰值达50A充电电流,该装置最大输出功率为205kW.     

高压脉冲电场对普洱茶中微生物的选择性灭活

 选用了云南主要产茶区具有一定代表的8种普洱熟茶作为样品,检测其中的霉菌、细菌总数及细菌代谢产生的蛋白酶.检测表明,8种茶样中存在大量的霉菌,包括优势菌群黑曲霉,茶样中的细菌总数均超标并且茶叶中存在非致病性但影响茶叶品质的枯草芽孢杆菌.选用3组高压脉冲电场对上述8种茶样进行处理,结果表明高压脉冲电场对细菌及蛋白酶有高效的杀菌钝酶作用,但对霉菌及黑曲霉没有影响.试验结果与高压脉冲电场的电穿孔理论一致,验证了高压脉冲电场促进生物体生命活性的正效应和抑制其生命活性的副效应两方面的相关理论.     

高压脉冲电絮凝处理含六价铬废水

为解决电镀废水的处理问题,采用高压脉冲电絮凝技术对含六价铬废水进行处理,研究了电流、通电时间、脉冲频率和六价铬的质量浓度对处理效果和能耗的影响.实验结果表明,高压脉冲电絮凝法对废水中的六价铬离子具有很高的去除率,最高可达100%.六价铬的去除率随着电流、通电时间、脉冲频率的增加而增加.该方法具有能耗低的优点,适当地提高脉冲频率、降低电流可以降低能耗,提高能量效率.     

基于梁理论的导电聚合物驱动器等效模型及实验验证

导电聚合物因具有能耗小、质轻、柔韧性好等优异特性,在生物机器人和生物医学设备中具有广泛的应用前景。本文针对多层弯曲型聚吡咯导电聚合物驱动器搭建的实验系统,依据等效悬臂梁理论建立驱动器力学模型。测量驱动器施加（0~1v）低电压时的基体弯曲变形量,通过研究驱动器的弯曲位移与电压、力与电压的关系,建立电压与等效均布载荷的函数关系式。实验结果表明,电压与垂直方向位移成线性关系,当电压为1V时偏转位移可达到驱动器长度的一半,并且得出电压与应变的比例因子。最后,通过驱动器举起其自身重量约为5倍的重物移动2.71 mm,验证了驱动器顶端可以承受力。     

实时系统中基于DVS与Cache划分技术的节能研究

DVS(动态电压调度)和cache划分是用来节约嵌入式系统能耗的技术.两种技术的结合会具有更好的节能效果,而且有cache划分的其他优点,关键问题是如何为每个任务确定执行时的电压和cache大小来使系统能耗最小.在实时嵌入式系统中针对这一问题,提出了一个多项式时间复杂度算法.实验对比了多组测试集在不同算法下的能耗,结果表明,本算法在满足实时性约束条件下有效地降低系统能耗.     

Evaluation of energy transfer and utilization efficiency of azo dye removal by different pulsed electrical discharge modes

The degradation of an azo dye, acid orange 7 （AO7）, caused by different high voltage pulsed electrical discharge modes （spark, streamer and corona discharge） induced by the various initial conductivities was investigated. A new type of pulsed high voltage source with thyratron switch and Blumlein pulse forming net （BPFN） was used. The typical discharge waveforms of voltage, current, power, pulse energy and the pictures of spark, streamer and corona discharge modes were presented. The results indicated that pulsed electrical discharges led to complete decolorization and substantial decrease of the chemical oxygen demand （COD） of the dye solution. The main intermediate products were monitored by GC-MS. The discharge modes changed from spark to streamer and to corona discharge, and the streamer length decreased with the liquid conductivity increasing. At a constant input power, the peak voltage, peak current, peak power and energy per pulse of the three discharge modes ranked in the following order： spark 〉 streamer 〉 corona. The effective energy transfer efficiency of AO7 removal was higher for spark discharge （57.2%） than for streamer discharge （40.4%） and corona discharge （27.6%）. Moreover, the energy utilization efficiency of AO7 removal for spark discharge was 1.035×10^9 mol/J, and for streamer and corona discharge they were 0.646×10^-8 and 0.589×10^-8 mol/J. Both the energy transfer efficiency and the energy utilization efficiency of spark discharge were the highest.     

脉冲流光放电反应器电极配置对脱硫效率的影响

采用处理烟气量为200 Nm3/h的线-板式脉冲流光放电反应器进行了模拟烟气脱硫实验研究.在一定实验条件下,研究了电压、脉冲成形电容及不同线-线间距与线-板间距的配置对反应器的脱硫效率及能量消耗的影响.结果表明:随着电压、脉冲成形电容的增大,反应器脱硫效率升高,但反应器的能量消耗增大;在线-板间距10 cm条件下,最佳线-线间距为6～10 cm时,反应器能量密度最大,脱硫效率最高,且能量消耗最低.在最小能耗16.7 eV/mol下,脱硫效率达85%.     

脉冲磁场杀菌技术研究进展

脉冲磁场杀菌处理技术是一项很有发展前景的新技术。介绍了脉冲磁场杀菌技术的特点,综述了脉冲磁场杀菌技术在水处理和食品工业方面的应用和理论研究进展,并展望了脉冲磁场杀菌技术的应用前景。     

高含水率淤泥的流动电渗透脱水实验

为拓宽电渗透脱水实际应用范围,创新淤泥流动脱水技术,设计开发了流动淤泥电渗透脱水装置系统。研究了脱水时间、电压梯度以及离心泵功率对高含水率淤泥脱水速率及脱水能耗的影响并对装置的运行参数进行了优化。单因素实验结果表明:在3 h内,脱水速率、能耗系数基本保持稳定。在电压0~10.34 V·cm~(-1)的范围内,随着电压梯度的增大,淤泥电渗透脱水速率和能耗系数均相应增大。在水泵功率7~22 W的范围内,淤泥脱水速率与离心泵的功率呈正比关系,不同的是能耗系数随着水泵功率的增大而减小。响应面实验结果表明了在电压梯度0~10.34 V·cm-1,以及离心泵功率7~22 W的区间范围内,离心泵功率与电压梯度的交互作用并不明显,其中离心泵功率对脱水速率的影响更为显著。通过响应面实验得出在实验范围内装置的最优电压梯度和离心泵功率分别为10.34 V·cm-1和22 W,最优脱水速率为3 m L·min-1。     

高压脉冲电絮凝法处理电镀废水

在电解槽中将铁板作为电极,探讨了高压脉冲电絮凝技术处理含Cr3+,Cr6+和Zn2+的电镀废水,并与直流电絮凝方法作了对比.实验结果表明,高压脉冲电絮凝法处理的工业电镀废水出水水质较好,在最优条件下,处理后的废水中总铬和Cr6+含量均为~0.1 mg/L,Zn2+含量为~0.6 mg/L,pH=8.3,均达到国家规定的排放标准水平.该法运行方便,处理时间短、与直流电絮凝法相比能量效率高,是较理想的电镀废水治理工艺,具有很好的推广应用价值.     

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.     

高压加速辉光放电离子阵鞘层离子轰击靶阴极的蒙特卡罗模拟

用蒙特卡罗方法模拟计算了辉光放电中脉冲加速离子阵鞘层Ｎ＋１，Ｎ＋２离子到达靶阴极表面的能量分布和入射角分布。研究了靶室不同气压和不同温度下能量分布和入射角分布的变化