CN103423970B - 用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室。底托支撑金属外壳，在金属外壳内的绝缘腔体的上、下部分别通过支架固定有第一、第二滤布，接地电极固定嵌入绝缘腔体上，位于第一滤布的下方，在接地电极下方的绝缘腔体两侧上下，分别有对称布置的多条轨道，高压电极安装在绝缘腔体两侧的任一轨道上，在金属外壳和绝缘腔体的顶部和底部分别安装出风管、进风管，两管口分别安装热电偶，高压电极、接地电极分别与高压脉冲发生器连接。本发明能在空气域中形成脉冲电场，直接对果蔬进行处理，节省了工序和成本，在处理过程中，通入热空气，提高绝缘腔体内的温度，有效促进脉冲电场对细胞膜的破坏作用，提高处理效率，改善处理效果。

Description

用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室

技术领域

本发明涉及高压脉冲电场处理装置，尤其是涉及一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室。

背景技术

传统的果蔬干燥技术会影响其物理和化学性质（如体积收缩，颜色褐变、质地变软、口味流失等），导致其感官品质下降，营养成分也大大降低。因此，最小程度地改变其物理和化学性质，缩短干燥时间，节约能量，提高干燥品质，是现代干燥技术研究的趋势。水分传输速率和干燥介质温度的升高都可加快食品干燥速度，但也会引起高能量消耗和食品的热破坏。电加热、微波干燥和传统的热风干燥作为果蔬脱水的预处理方式，缩短了干燥时间，但在加工过程中由于温度的升高有可能导致营养成分的流失。采用高压脉冲电场（Pulsed Electric Field）技术对果蔬进行前处理，可以再很短的时间内使细胞膜通透性增大，提高果蔬水分的传输速度，同时不影响果蔬的品质，受到国内外学者、企业界和工业界的广泛关注。

但是，目前所常用的适用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理装置都要求被处理对象浸泡在渗透液中，样品与渗透液的比例关系复杂，需要依靠大量的实验结果得出，处理完成后还需要将被处理对象表面的水分拭去，才能进行热风干燥。如此复杂的工序，不仅降低了处理效率，还增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室，解决目前普遍采用的高压脉冲电场处理装置的不足之处，有利于高压脉冲电场技术在果蔬渗透脱水前处理领域的推广和应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案的步骤如下：

本发明包括底托、金属外壳、绝缘腔体、两块滤布、高压电极、接地电极、进风管和出风管；底托支撑金属外壳，在金属外壳内的绝缘腔体的上部和下部分别通过支架固定有第一滤布和第二滤布，接地电极通过支架固定嵌入绝缘腔体上，位于第一滤布的下方，在接地电极下方的绝缘腔体两侧上下，分别有对称布置的多条轨道，高压电极安装在绝缘腔体两侧的任一轨道上，高压电极位于第二滤布的上方，在金属外壳和绝缘腔体的顶部安装出风管，在金属外壳和绝缘腔体的底部安装进风管，进风管和出风管的管口分别安装进行温度实时监测的热电偶PT100，高压电极通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。

所述的高压电极和接地电极结构相同，均在一个平面上垂直布满针式电极的矩形平板，高压电极和接地电极的针式电极面对面布置。

所述的两块滤布均为天然纤维或合成纤维织成的过滤布。

所述的高压电极和接地电极的材料均为不锈钢316L；绝缘腔体的材料为聚四氟乙烯或过氟烷基化物。

本发明具有的有益效果是：

本发明能在空气域中形成脉冲电场，直接对果蔬进行处理，避免了渗透液的使用，节省了工序和成本，并且在处理过程中，通入热空气，提高了绝缘腔体内的温度，可以有效促进脉冲电场对细胞膜的破坏作用，提高处理效率，改善处理效果。本发明有利于在果蔬渗透脱水前处理领域的推广和应用。

附图说明

图1是本发明装置的外观示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是电极的放大示意图。

图中：1、底托，2、金属外壳，3、绝缘腔体，4、滤布，5、高压电极，6、接地电极，7、进风管，8、出风管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明包括底托1、金属外壳2、绝缘腔体3、两块滤布4、高压电极5、接地电极6、进风管7和出风管8；底托1支撑金属外壳2，在金属外壳2内的绝缘腔体3的上部和下部分别通过支架固定有第一滤布和第二滤布，接地电极6通过支架固定嵌入绝缘腔体3上，位于第一滤布的下方，在接地电极6下方的绝缘腔体3两侧上下，分别有对称布置的多条轨道，高压电极5安装在绝缘腔体3两侧的任一轨道上，高压电极5可上下移动（或者移动接地电极6，均可实现两个极板之间间距的变化，高压电极5位于第二滤布的上方，在金属外壳2和绝缘腔体3的顶部安装出风管8，在金属外壳2和绝缘腔体3的底部安装进风管7，进风管7和出风管8的管口分别安装进行温度实时监测的热电偶PT100，高压电极5通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极6通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。

如图3所示，高压电极5和接地电极6结构相同，均在一个平面上垂直布满针式电极5b的矩形平板5a，高压电极5和接地电极6的针式电极5b面对面布置。一方面，针式电极5b可以有效地增加电极和被处理对象的接触面积，提高处理效率；另一方面，针式电极5b可以插入果蔬之间的间隙，使处理过程更为充分。

两块滤布均为天然纤维或合成纤维织成的过滤布。滤布4的作用是使热风进入绝缘腔体时更为均匀，并能有效防止其他物质（如尘埃）对果蔬的污染。

高压电极5和接地电极6的材料均为不锈钢316L；绝缘腔体3的材料为聚四氟乙烯或过氟烷基化物。

本发明的工作原理：

高压脉冲发生器的高压端子和接地端子分别与高压脉冲电场处理室内的高压电极和接地电极相连，将待处理的果蔬放入两电极之间的区域，调整高压电极的极板高度，封闭绝缘腔体。然后通过鼓风机将40～70 oC的热风通过进风管吹进绝缘腔体，热风的温度通过热电偶进行实时监测。开启高压脉冲发生器，调节脉冲的电压、频率和脉宽等参数，使有效处理区域的电场强度达到2–10 kV/cm，在该电场强度下对果蔬进行处理，破坏细胞膜的结构，提高细胞膜的通透性，以达到提升脱水效率的目的。

以白萝卜为例，使用该装置对其进行渗透脱水前处理，调节两电极之间的距离为10 cm，对其施加电压为50 kV、频率为2 Hz、脉宽为100 μs的准方波脉冲，脉冲个数达到50个以上，经过高压脉冲电场技术预处理的白萝卜在渗透脱水2 h后，其干燥速率可提高40%。该结果说明，高压脉冲电场技术对果蔬的预处理可以大幅提高渗透脱水的效率。

Claims (4)

1.一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室，其特征在于：包括底托（1）、金属外壳（2）、绝缘腔体（3）、两块滤布、高压电极（5）、接地电极（6）、进风管（7）和出风管（8）；底托（1）支撑金属外壳（2），在金属外壳（2）内的绝缘腔体（3）的上部和下部分别通过支架固定有第一滤布和第二滤布，接地电极（6）通过支架固定嵌入绝缘腔体（3）上，位于第一滤布的下方，在接地电极（6）下方的绝缘腔体（3）两侧上下，分别有对称布置的多条轨道，高压电极（5）安装在绝缘腔体（3）两侧的任一轨道上，高压电极（5）位于第二滤布的上方，在金属外壳（2）和绝缘腔体（3）的顶部安装出风管（8），在金属外壳（2）和绝缘腔体（3）的底部安装进风管（7），进风管（7）和出风管（8）的管口分别安装进行温度实时监测的热电偶PT100，高压电极（5）通过高压电缆与高压脉冲发生器的高压端子连接，接地电极（6）通过高压电缆与同一高压脉冲发生器的接地端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室，其特征在于：所述的高压电极（5）和接地电极（6）结构相同，均在一个平面上垂直布满针式电极（5b）的矩形平板（5a），高压电极（5）和接地电极（6）的针式电极（5b）面对面布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室，其特征在于：所述的两块滤布均为天然纤维或合成纤维织成的过滤布。

4.根据权利要求1所述的一种用于果蔬渗透脱水前处理的高压脉冲电场处理室，其特征在于：所述的高压电极（5）和接地电极（6）的材料均为不锈钢316L；绝缘腔体（3）的材料为聚四氟乙烯或过氟烷基化物。