高压脉冲电场杀菌设备、PEF杀菌、液体、固体粉末非热

  原标题：高压脉冲电场杀菌设备、PEF杀菌、液体杀菌、固体杀菌、粉末杀菌、非热杀菌

  低温等离子（介质阻挡放电）的技术和杀菌设备，高压脉冲电场技术和杀菌设备。因此整理了此篇科普，帮大家提高认识。

  2、电场也不是电离辐射，比如X光或者质子束，它们能攻击细胞组织，来扰乱DNA

  电场是一种由带电体或带电体周围空间激发的特殊物质，它对放入其中的电荷具有力的作用，且能传递能量。

  电场的力的性质表现为：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。电场的能的性质表现为：当电荷在电场中移动时，电场力对电荷做功，说明电场具有能量。

  非热杀菌技术又称冷杀菌技术，就是不以热致死为主要机理的灭菌方法，高压脉冲电场杀菌，属于其中一种非热杀菌技术。其杀菌机理在于采用高电场强度的瞬间脉冲做处理，高场强导致了细菌等微生物的致死，很短的脉冲维持的时间保证了物料升温很小和基本上没有电化学反应的发生。但由于脉冲是直接作用在待处理的液态食品物料上，一般液态食品的电阻比较小，这相当于要在很小的负载上产生和施加很大的脉冲功率，这对脉冲源的功率放大系统要求很高。处理量越大，电极接触面积越大，对脉冲电源要求越极高高。这就是国内无法研制出小实验室设备，在工业化面前望而却步的原因。除了脉冲电源部分，处理室的设计，电极沉积，物料中含有气泡，物料冷却以及处理过程中由于物料升温而导致的电导率变化，进而影响高压输出等等问题均是必须需要直面解决的问题。

  1、高压脉冲电场杀菌只能用在液态食品物料上。在许多细胞系统中，当诱导膜电位超过 1 V的临界值时，就会发生膜破裂，这对应于大肠杆菌情况下约 10 kV/cm 的外部电场。很多细菌尺寸比大肠杆菌都要小，在杀死大肠杆菌和减少液体微生物负荷的情况下，需要远大于10 kV/cm 的阈值。致死电穿孔在一定阈值以上才是不可逆的。而空气的击穿电场强度一般认为是10 kV/cm，这就从另一方面代表着不是液态食品物料或者物料中含有气泡，空气都已经击穿，相对于正负极直接短接，能量都已经跑了，达不到致死细菌的电场强度！

  2、为何需要用脉冲电源，因为只有很短的脉冲维持的时间保证了物料升温很小和基本上没有电化学反应的发生！否则处理腔的电极板会因为发生电化学反应而腐蚀溶解在水中！

  3、脉冲电源为什么方波的效果最好?因为指数衰减波和钟形波由于有较长的拖尾现象，不如方波能提供有效的电场强度，因而处理效果次之！

  4、为什么脉冲电源要是兆瓦级重载电源？一是因为，杀菌需要非常高的电场强度，即需要非常高的电压；二是因为、脉冲是直接作用在待处理的液态食品物料上，一般液态食品的电阻比较小，这相当于要在很小的负载上产生和施加很大的脉冲功率，因此要求脉冲电源需要承受住非常大的上万安培的峰值电流。

  5、电穿孔在 1 微秒 (µs) 内发生。该过程非常快速，因此液态食品物料在脉冲电场杀菌设备处理腔中停留的时间就十几秒钟，甚至会更加短！灵活、节能，并且由于热量被最小化，产品具有更长的保质期，同时保持比传统食品加工技术更好的营养价值。

  6、脉冲电源为何需要用双极性？因为电场线从正极出发，到负极结束！正极附近电场线是最密集的，附近附近电场线相对来说会比较稀疏！因此为了能够更好的保证杀菌不留死角，需要双极性电源，交换正负极。

  用于PEF连续处理的处理腔形式；(a)平行板，(b)同轴式和(c)共线式