高壓脈沖電場系統(tǒng)研制及其對牛乳殺菌效果的試驗分析.pdf

1、本文在查閱大量國內外相關文獻的基礎上，對高壓脈沖電場殺菌機理及微生物失活模型進行了綜述，自行研制了一套高壓脈沖電場試驗系統(tǒng)，以熒光假單胞菌為試驗對象，利用該系統(tǒng)完成了殺菌機理的驗證性試驗；以牛乳為試驗材料，以菌落總數(shù)為研究目標，完成了高壓脈沖電場對牛乳殺菌效果及理化性質影響的試驗分析。 論文主要研究內容如下：(1)自行研制了高電壓脈沖發(fā)生器，脈沖波型為指數(shù)衰減波，峰值電壓30kV連續(xù)可調，脈沖頻率為0.5-50Hz連續(xù)可調，脈沖

2、前沿陡(ns級)，符合試驗設計要求。在高電壓脈沖發(fā)生器的研制過程中，經(jīng)過充分比較選用通流能力大、工作可靠、調節(jié)及檢修方便、較少的受環(huán)境溫度影響的火花開關作為脈沖放電高壓控制開關，同時為實現(xiàn)高壓脈沖放電可控、調頻的需要，在火花開關的基礎上引入點火控制電極，構成三電極點火開關，采用簡單適用的電觸發(fā)方式控制點火脈沖，使高壓脈沖電源工作可靠、成本降低。 (2)完成了平行板電極靜態(tài)處理室及連續(xù)循環(huán)用長方體平板電極動態(tài)處理室的設計，電極材料

3、為不銹鋼板，電極厚度為1mm。 (3)利用自行研制的高壓脈沖電場殺菌系統(tǒng)，完成了對熒光假單胞菌的試驗，通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察經(jīng)PEF處理前后的熒光假單胞菌的形態(tài)，可以看出經(jīng)脈沖電場處理后，菌體的細胞壁發(fā)生破壞，細胞膜上形成不可修復的電穿孔，說明脈沖電場對微生物有機體有致命性的破壞作用，與電介質擊穿理論及細胞膜穿孔效應相吻合。 (4)利用自行研制的高壓脈沖電場系統(tǒng)，完成了靜止和動態(tài)循環(huán)兩種方式的牛乳殺菌效果的試驗

4、研究，通過二次旋轉正交組合試驗建立了菌落總數(shù)殺菌率同電場強度和脈沖個數(shù)的二次回歸方程，并進一步對方程進行顯著性檢驗，分析了影響殺菌效果的關鍵控制參數(shù)及其最優(yōu)化。場強為100.00kV/cm，脈沖數(shù)為786.31時，殺菌率有極大值為63.43％。 (5)在靜止式殺菌與循環(huán)式殺菌兩種處理條件下，設計雙向分組隨機區(qū)組試驗，測量牛乳中pH值、電導率、乳糖含量、蛋白質含量四個理化指標，通過方差分析及對比試驗表明，牛乳上述理化指標在高壓脈沖