脈沖電場殺菌,姓名：劉 琰 學號：120111222,脈沖電場滅菌原理,第一種：利用振蕩電路的原理, 先用高壓電源對一組電容器進行充電, 將電容器與一個電感線圈及處理室的電極相連, 電容器放電時產生的高頻指數脈沖衰減波即加在兩個電極上形成高壓脈沖電場。 第二種：利用特定的高頻高壓變壓器來得到持續的高壓脈沖電場。因為變壓時高頻使變壓器內部的電磁場的能量難以轉化, 高壓又使磁芯發生渦流。 用這種原理制作大型設備將會有很多困難。,脈沖電場滅菌的特點,電場強度：15100kV/cm 脈沖頻率：1100kH 放電頻率：120Hz 殺菌時間短，能耗遠小于熱處理 在常溫常壓下，可以保持理化性質營養成分的，最小化的改變 溫度不超過5，穿透力強，滅菌無死角 易于控制,脈沖電場滅菌的機理,細胞膜穿孔效應 電磁機制模型 粘彈極性形成模型 電解產物效應 臭氧效應,細胞膜穿孔效應假說 細胞膜由鑲嵌蛋白質的磷脂雙分子層構成，它帶有一定的電荷，具有一定的通透性，也具有一定的強度。膜外與膜內具有一定的電勢差。當施加電場后，使得電勢差的增大。此時，細胞膜的通透性增大，膜上出現許多小孔，使膜的強度降低。極短時間內的電壓劇烈波動，在膜上產生了振蕩效應?？椎募哟蠛驼袷幮墓餐饔檬辜毎l生崩潰。,電磁機制模型 建立在電極釋放的電磁場的能量互相轉化的基礎上。電磁機理認為電場能量與磁場能量是相互轉換的，在兩個電極的反復充電和放電的過程中，磁場起了主要的殺菌作用，而電場向磁場的轉化保證了持續不斷的磁場作用。這樣的放電裝置在放電端使用電容器與電感線圈直接相連，細菌放置在電感線圈內部，受到強磁場的作用。,粘彈極性形成模型 一種是細菌的細胞膜在殺菌時受到強烈的電場作用而產生劇烈振蕩。另一種是殺菌是由于強烈電場作用，介質中產生等離子體，并且等離子體發生劇烈膨脹，產生強烈的沖擊波，超出細菌細胞的可塑性范圍而擊碎細菌。,電解產物理論 在電極上施加電場時，電極附近介質中的電解質電離產生陰、陽離子，這些陰陽離子在強電場作用下極為活躍，穿過本來就已經提高通透性的細胞膜，與細胞內生命物質如蛋白質、核糖核酸結合而使之變性。 但是難以解釋pH值變化劇烈的條件下殺菌效果沒有什么變化的情況。,臭氧效應 在電場作用下液體介質點解產生臭氧，在低濃度下，臭氧已能有效地殺菌。,影響脈沖電場滅菌的因素,對象菌的種類 菌的數量 電場強度 處理時間 處理溫度 介質電導率 脈沖頻率 介質的pH值,對象菌的種類 菌種對電場的承受能力有很大的不同。無芽孢菌較有芽孢的菌體更易殺滅；格蘭氏陰性菌較陽性菌更易殺滅。常見的菌體中，相同條件下用電場滅菌，存活率由高到低位：霉菌、乳酸菌、大腸桿菌、酵母菌。同時，對象菌所處的生長周期也對殺菌效果有一定的影響效果，對數期的菌體比穩定期的對電場更敏感。,菌的數量 對菌數高的樣品與菌數低的樣品加以同樣的強度、同樣的時間的脈沖，菌數高的菌數下降的對數值比菌數低的要多很多。 電場強度 電場強度在各因素中對殺菌效果最明顯，增加電場強度、對象菌存活率明顯下降。電場強度從5kV變為25kV，殺菌對數曲線斜率增加一倍。,處理時間 殺菌時間是各次放電釋放的脈沖時間的總和。隨著殺菌時間的延長，對象菌存活率開始急速下降，然后平緩，逐漸變平，最后增加殺菌時間亦無多大作用。 處理溫度 隨著溫度的升高（2460），殺菌效果有所提高，其提高的程度一般在10倍以內。,介質的電導率 由于介質的導電率提高，脈沖頻率上升，因而脈沖的寬度下降。這樣，電容放電時，脈沖數目不變，即殺菌的總時間下降，從而殺菌的效果相應的下降。介質的電導率影響放電時的脈沖強度和脈沖次數。 脈沖頻率 提高脈沖頻率，殺菌效果上升。因為頻率提高后，對應于每一次電容器放電來說，具有更多的放電數目，因而指數衰減曲線的下降得到減緩。保證了長時間的殺菌時間。,介質的pH值 在正常的pH值范圍內，對象菌存活率沒有明顯變化?？梢哉J為，pH于脈沖電場殺菌沒有明顯的增效作用。,脈沖電場殺菌的缺陷,脈沖電場殺菌的應用在實驗室水平上已經取得了可喜成果。但是由于處理系統電路設計的復雜性