高壓脈沖**電源應用領域

*早使用射頻電場，由于電場<2kV/cm，不能致死**。1967年，英國發(fā)現(xiàn)25kV/cm直流脈沖能有效致死營養(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強度決定。各種**對電場具有不同的敏感度，其中酶母菌比營養(yǎng)**更敏感，**的芽孢忍耐電場高達30kV/cm。實驗觀察到了血紅細胞和原生質的溶解，細胞間物質的泄漏，大腸桿菌的失活以及β－半乳糖苷酸的松馳。推斷是電場使細胞膜的半滲透性壁壘功能產(chǎn)生了不可逆的破壞并導致細胞的死亡。

80年年代后期以來，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試，線-圓筒電極能在線電極附近形成非常強的電場強度，而棒-棒會形成放電電弧，產(chǎn)生強烈的沖擊波，通過機械力毀壞細胞。**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，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。計算與測試表明，電容儲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小孔洞試驗，發(fā)現(xiàn)用Um＝30kV/cm的脈沖電場作用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認為使用針板或棒-棒這類不規(guī)則電極會發(fā)生電弧或火花放電并產(chǎn)生一些化學活性基。此時除物理效應(電場或沖擊波擊穿細胞膜)外，還要考慮化學效應殺死微生物。過氧

化物等作用于生物分子，會破壞DNA，導致細胞死亡。電弧放電發(fā)射的光譜分析可探測到*H基和*OH基的產(chǎn)生，通過分光光度計的吸收光譜探明了過氧化氫的存在。水的電導率對化學活性物種的形成也有影響，在一定電導率下可獲得.OH基和過氧化氫的*大質量濃度。水中脈沖放電產(chǎn)生的*OH基對酵母菌的生存幾乎沒有危害。而過氧化氫能殺死酵母菌細胞，而且隨其質量濃度的增加，細胞存活率按對數(shù)值線性下降。因此推斷過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胞，發(fā)現(xiàn)存活率隨著電場強度、處理時間和液體溫度的增加而下降，主要原因為電場使細胞壁破裂，而非歐姆熱效應；新的**方法

使用了相對低的溫度和較短的處理時間，可降低液體食品營養(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(或放電)可以有效殺滅液體中的**。其實際應用須解決3個問題：①是否引起新的污染；②是否比傳統(tǒng)方法有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢；③實現(xiàn)規(guī)模化。強脈沖電場，特別是高壓脈沖放電產(chǎn)生的強烈沖擊波以及紫外光、強電流、臭氧等綜合效應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、電解的化學產(chǎn)物以及沖擊波、紫外線等對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)。一般認為持續(xù)時間很短(1～100μs)的高壓脈沖電場(PEF)能使電解、分解等不利因素降至*低。電子核磁共振法(EPR)檢測表明處理后試樣內未發(fā)現(xiàn)自由基的增加、產(chǎn)生和引入新自由基。

脈沖電場**比起加熱處理、輻射處理等有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。輸入能量相同時，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。每個脈沖能量252.2J時，方波脈沖能量效率可達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**的電場一般≥20kV/cm，而高壓裝置輸出電壓瞬時值有限，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處理室，讓液體導入處理室，經(jīng)過一定時間處理后再流出。一項**使用12～25kV/cm的脈沖電場，脈寬1～100μs，流動處理室為20cm3，由兩個平行不銹鋼電極組成。還有20和80cm3的流動處理室，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，電場強度35～70kV/cm，液體流速為1200和600cm3／min，同時用循環(huán)冷卻水冷卻處理室。圓柱形處理室可改善電場分布，提高處理效率。迄今的研究均處于實驗階段，規(guī)模應用裝置的脈沖電場對食品產(chǎn)生的物理、化學、微生物、酶活性以及營養(yǎng)特性等方面的影響都待深入研究。
 

強脈沖放電所產(chǎn)生的等離子體具有高密度儲存能和高膨脹效應，能形成強烈的熱能、膨脹壓力熱能、光能、聲能及輻射能力，進而在水中產(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，在高能電子輻射、臭氧氧化和光化學催化氧化等游離基處理方法取得進展后便轉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和活性艷紅染料水數(shù)十秒后可脫除顏色并引起試樣COD的變化。色質聯(lián)用法檢測發(fā)現(xiàn)有有機酸生成，說明該法可有效破壞染料分子中的苯環(huán)或萘環(huán)結構。這是高能電子轟擊、臭氧和紫外線的協(xié)同作用結果。溶液初始pH值、脈沖電壓峰值、試樣處理時間和添加鹽份等因素對脫色效果的影響也得到研究。
 

高壓脈沖電場技術是近年來發(fā)展起來的一項很有前景的技術,因其具有傳遞均勻、處理時間短、產(chǎn)熱少,對食品營養(yǎng)成分和色澤影響小[16],能克服食品加熱處理或化學單元操作帶來的**影響等特點,已經(jīng)成為國際食品科技界*為活躍的研究領域之一。高壓脈沖電場處理葡萄酒,通過調整脈沖頻率、脈沖數(shù)、電場強度等條件,來實現(xiàn)對葡萄酒的催陳。高壓脈沖電場處理過程能耗小,整個過程在常溫下進行,處理后既能達到催陳的目的,又能保證葡萄酒的營養(yǎng)成分不被破壞,且處理時間短,設備簡單,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有限公司推出的高壓脈沖**電源應用領域還在進一步的拓寬，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、武漢大學、中國農(nóng)業(yè)大學、廣西農(nóng)業(yè)大學、蘭州獸醫(yī)研究院等多家實驗室使用，效果非常明顯，完全能夠滿足**需要。