高压脉冲**电源应用领域

*早使用射频电场，由于电场<2kV/cm，不能致死**。1967年，英国发现25kV/cm直流脉冲能有效致死营养**和酵母菌。电解产物和水温升高都不是致死原因，灭活率由电脉冲宽度和数目的乘积及水中电场强度决定。各种**对电场具有不同的敏感度，其中酶母菌比营养**更敏感，**的芽孢忍耐电场高达30kV/cm。实验观察到了血红细胞和原生质的溶解，细胞间物质的泄漏，大肠杆菌的失活以及β－半乳糖苷酸的松驰。推断是电场使细胞膜的半渗透性壁垒功能产生了不可逆的破坏并导致细胞的死亡。

80年年代后期以来，日本的研究比较活跃。Mizuno将酵母菌或杆菌散布在w(NaCl)=(1～3)%的溶液和去离子水中用不同的电极测试，线-圆筒电极能在线电极附近形成非常强的电场强度，而棒-棒会形成放电电弧，产生强烈的冲击波，通过机械力毁坏细胞。**存活率大致遵循Weibull分布，即R=exp(-X.N.W)，R为存活率，N为脉冲次数，W为输入能量，X为常数。不同类型电极所需能量明显不同。R<10－6时，线-圆筒电极需41.8～125.6J/cm3，板-板需>293J/cm3，棒-棒只需20.9～41.8J/cm3。计算与测试表明，电容储存的能量与消耗在液体中的能量偏差<10%，即几乎所有的贮存能量都被液体消耗，火花间隙和脉冲供能电路的能量损耗可被忽略。用平行板电极挖两个小孔洞试验，发现用Um＝30kV/cm的脉冲电场作用60～120次后，SVDV病毒灭活，能量输入为181.5～365.1J/cm3。灭活后，SVDV蛋白质外壳形状不变，但是SVDV核中的RNA消失并可以观察到颗粒状空洞。EHV-1 病毒也在同样电压下作用45次后灭活，可观察到被破坏的DNA。

M.Sato认为使用针板或棒-棒这类不规则电极会发生电弧或火花放电并产生一些化学活性基。此时除物理效应(电场或冲击波击穿细胞膜)外，还要考虑化学效应杀死微生物。过氧

化物等作用于生物分子，会破坏DNA，导致细胞死亡。电弧放电发射的光谱分析可探测到*H基和*OH基的产生，通过分光光度计的吸收光谱探明了过氧化氢的存在。水的电导率对化学活性物种的形成也有影响，在一定电导率下可获得.OH基和过氧化氢的*大质量浓度。水中脉冲放电产生的*OH基对酵母菌的生存几乎没有危害。而过氧化氢能杀死酵母菌细胞，而且随其质量浓度的增加，细胞存活率按对数值线性下降。因此推断过氧化氢是放电生成的**重要的**氧化物。

使用高压脉冲杀灭磷肥缓冲溶液中乳酸杆菌细胞，发现存活率随着电场强度、处理时间和液体温度的增加而下降，主要原因为电场使细胞壁破裂，而非欧姆热效应；新的**方法

使用了相对低的温度和较短的处理时间，可降低液体食品营养成份的损失，是一种极好的液体食品**法。
 

食品工业一直采用热处理****，但极大地影响食品色、香、味及营养成份。而新的非热处理如添加防腐剂、辐照**、物理处理、冷藏等方法等存在各自的局限性。脉冲电场(或放电)可以有效杀灭液体中的**。其实际应用须解决3个问题：①是否引起新的污染；②是否比传统方法有明显的经济优势；③实现规模化。强脉冲电场，特别是高压脉冲放电产生的强烈冲击波以及紫外光、强电流、臭氧等综合效应较直流电流和低频交流电压更能有效杀灭微生物，能量利用率更高。电解损耗、电解的化学产物以及冲击波、紫外线等对食品成分的分解都可能给食品引入新的污染，因此连续放电电弧**并不适用于食品加工业。一般认为持续时间很短(1～100μs)的高压脉冲电场(PEF)能使电解、分解等不利因素降至*低。电子核磁共振法(EPR)检测表明处理后试样内未发现自由基的增加、产生和引入新自由基。

脉冲电场**比起加热处理、辐射处理等有明显的经济优势。输入能量相同时，比较方波脉冲、指数衰减脉冲、振荡衰减脉冲、钟形脉冲的处理效率，方波脉冲*佳，振荡衰减脉

冲*差。每个脉冲能量252.2J时，方波脉冲能量效率可达91%，而指数衰减脉冲仅64%。双极性方波脉冲效果又比单极性好，是较为理想的电源。

有效**的电场一般≥20kV/cm，而高压装置输出电压瞬时值有限，故电极间隙一般为数mm，脉冲能量也限制了电极面积，所以放电处理室容积<50cm3。工业化流程必须使用流动处理室，让液体导入处理室，经过一定时间处理后再流出。一项**使用12～25kV/cm的脉冲电场，脉宽1～100μs，流动处理室为20cm3，由两个平行不锈钢电极组成。还有20和80cm3的流动处理室，液体流经电极之间的曲折型通道，电极间隙分别为9.5和5.1mm，电场强度35～70kV/cm，液体流速为1200和600cm3／min，同时用循环冷却水冷却处理室。圆柱形处理室可改善电场分布，提高处理效率。迄今的研究均处于实验阶段，规模应用装置的脉冲电场对食品产生的物理、化学、微生物、酶活性以及营养特性等方面的影响都待深入研究。
 

强脉冲放电所产生的等离子体具有高密度储存能和高膨胀效应，能形成强烈的热能、膨胀压力热能、光能、声能及辐射能力，进而在水中产生各种游离基，这些活性游离基可以破

坏工业废水中的有害成份。因此近年来，在高能电子���射、臭氧氧化和光化学催化氧化等游离基处理方法取得进展后便转向高压脉冲放电处理废水。

高压ns脉冲非平衡等离子处理直接蓝和活性艳红染料水数十秒后可脱除颜色并引起试样COD的变化。色质联用法检测发现有有机酸生成，说明该法可有效破坏染料分子中的苯环或萘环结构。这是高能电子轰击、臭氧和紫外线的协同作用结果。溶液初始pH值、脉冲电压峰值、试样处理时间和添加盐份等因素对脱色效果的影响也得到研究。
 

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,因其具有传递均匀、处理时间短、产热少,对食品营养成分和色泽影响小[16],能克服食品加热处理或化学单元操作带来的**影响等特点,已经成为国际食品科技界*为活跃的研究领域之一。高压脉冲电场处理葡萄酒,通过调整脉冲频率、脉冲数、电场强度等条件,来实现对葡萄酒的催陈。高压脉冲电场处理过程能耗小,整个过程在常温下进行,处理后既能达到催陈的目的,又能保证葡萄酒的营养成分不被破坏,且处理时间短,设备简单,非常适合企业大规模生产使用。

深圳市华睿高电子技术有限公司推出的高压脉冲**电源应用领域还在进一步的拓宽，该高压脉冲**电源由我公司专业研发人员根据国际*新理论研究成果开发，电压波形满足理论要求，经浙江农业大学、武汉大学、中国农业大学、广西农业大学、兰州兽医研究院等多家实验室使用，效果非常明显，完全能够满足**需要。