CN106140046B - 阵列式感应电场流体反应系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列式感应电场流体反应系统及其应用。所述系统包括：包含呈网络式交互连接的若干反应单元的反应单元阵列，其中每一反应单元包括一闭合铁芯以及分别绕制于所述闭合铁芯两侧的初级线圈和次级线圈，所述次级线圈包括可供料液流通的绝缘管路，所述绝缘管路具有进料口和出料口；电源，用以向各初级线圈提供激励电压；以及，料液容器，与各反应单元中的绝缘管路连通。本发明的系统在工作时，无电极或极板直接与料液接触，可避免料液被污染，而且各反应单元可形成阵列式网络连接以及其他形式的串并联连接，其中系统中各反应单元中的感应电场各自作用于料液时，能达成特异性反应效果，同时该系统可根据规模和产量进行任意的扩展，可满足不同规模的生产需求，方便扩大产能。

Description

阵列式感应电场流体反应系统及其应用
技术领域
本发明特别涉及一种基于阵列式感应电场流体反应系统及其应用，例如在食品加工、杀菌灭酶、蛋白质改性、化学催化和改性或天然产物提取等领域的应用。
背景技术
使用连续流的管式反应器进行各类化学反应，是一项新兴的反应技术，在过去的短短几年中发展迅速，在食品、药物、精细化工及能源领域中得到了越来越多的应用。管式反应系统，包括的基本单元有混和器、换热器、反应器、控制器等等。它的管道尺寸可从数十毫米到数百微米，流动时反应的物料能够得到快速和均匀的混和，因此具有出色的传质和传热性能，工艺条件可得到快速而便捷的优化且易于产能扩大，缩短了产品从研发到生产的周期且可实现连续化的生产。近年来也有报道将电场、磁场和电磁场等物理场引入并结合到管式反应器中，对流动反应原料中的具有特异性电介质或磁导率的溶质进行作用，达到改变传质效率和提升反应动力学参数的目的。
进一步，电场加工技术已经广泛的应用于食品、化工、生化和医疗等领域。近年来，大量报道的电场加工技术包括欧姆加热杀菌(Ohmic heating sterilization)、脉冲电场(Pulsed electric field)和中强度电场(Moderate electric field)技术。同时，它们也都是国际上新兴的研究领域，其加工的共同特点都是将液态原料置于装置内，并流经狭长通道中的两个放电电极区域，反应料液作为电介质受到一定场强的交变电场影响，进而可引起细胞组织的电穿孔、改变传质效率以及反应动力学参数。但是，这些技术都采用了充电电极或极板来处理样品，易造成极板间的离子极化、电化学反应、重金属渗透对料液的污染。故采用现成的电场技术来辅助各类化学反应就会被限制，特别是应用到有各类强酸和强碱的反应中。
再者，物理场如磁场、电场、电磁场也可作为反应器的控制参数，即这些物理参数应用于各类反应中会起到对化学反应的促进或抑制作用，但是根据它们的“发生源”的特点，具体在工程应用时又会有极大的限制。主要是因为磁场、电场和电磁场的发生器结构较为复杂、体积偏大、发生装置价格高昂、且不易灵活的排布和安装，从而也限制了它们作为加工控制参数在化学反应中的应用，故无法更好的实现多维度的反应控制。
例如，磁场的发生源采用永磁铁或赫姆霍兹线圈，电磁场的发生源用磁控管和振荡发生器，由于磁场和电磁场对普通无机物质和有机物具有穿透性，作用于料液时发生源和反应料液是处于隔离的状态，发生器本身无法且也不会和反应料液直接物理接触。若将磁场和电磁场的发生器按阵列的形式进行排布，装置体积必然巨大且昂贵，更不易于扩大。而且磁场和电磁场作用于反应料液时，影响仅限于磁场和电磁场穿过的区域，对流动在管路中其他区域的料液无影响，故阵列式的排布磁场和电磁场发生器并启动，不会对化学反应有“综合性”的作用。又例如，电场的发生器为电极和电源，任何电化学反应都需要电极和反应料液直接接触，而在其他电场辅助的化学反应中，如脉冲电场和中强度电场，因其技术和装置结构的特定，反应料液需要和电极直接接触，这样就不利于长时间的对反应料液进行处理，因为通电的电极和任何含有带电离子、带电分子或颗粒的反应物质长时间接触都会发生电极的表面腐蚀和电极物质在料液中的渗漏，从而污染反应系统。故更无法以阵列的形式使大量的充电电极并直接插入到反应料液中，所以传统的电场技术也无法实现阵列式的电场辅助反应。
综上所述，现有的反应器均无法有效而便捷的将电场作为阵列式的控制参数而应用到各类化学和生物反应中。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种阵列式感应电场流体反应系统及其应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种阵列式感应电场流体反应系统，其包括：
反应单元阵列，包含呈网络式交互连接的(m×n)个反应单元，m、n均选自大于1的正整数，其中每一反应单元包括：
一闭合铁芯，
一初级线圈，绕制于所述闭合铁芯一侧，
一次级线圈，绕制于所述闭合铁芯另一侧，所述次级线圈包括可供料液流通的绝缘管路，所述绝缘管路具有进料口和出料口；
电源，与各反应单元中的初级线圈电连接并向各初级线圈提供激励电压；
以及，料液容器，与各反应单元阵列中的绝缘管路连通；
并且，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与上游的至少一反应单元的绝缘管路的出料口及下游的至少一反应单元的绝缘管路的进料口连接，和/或，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与至少另一反应单元的绝缘管路的进料口和出料口连接；同时，所述反应单元阵列中各初级线圈的绕线两端分别与相应电源的两极(亦即，火线端和零线端)电连接。
进一步的，所述阵列式感应电场流体反应系统在工作时的激励电压Um,n、频率fm,n与温度Tm,n可用矩阵的形式进行表示：
本发明实施例还提供了所述阵列式感应电场流体反应系统在农产品加工和/或化学反应中的应用。
与现有技术相比，本发明提供的阵列式感应电场流体反应系统在工作时，料液中的交变电场来源于感应的方法，无通电的电极或极板直接与料液接触，可避免极板间的离子极化、电化学反应和重金属渗漏对料液的污染，而且该阵列式感应电场流体反应系统中反应单元形成阵列式的网络连接，各反应单元中的感应电场作用于流动的料液，改变反应活化能，能达成特异性反应效果，同时该阵列式感应电场流体反应系统可根据规模和产量进行任意的扩展，可满足实验室规模、中试规模和大规模生产的需求，方便产能的扩大。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案中一种阵列式感应电场流体反应系统的结构示意图；
图2是本发明一典型实施方案中另一种阵列式感应电场流体反应系统的结构示意图；
图3是本发明一典型实施方案中一种反应单元的结构示意图；
图4是本发明一典型实施方案中一种反应单元的串联基本结构示意图；
图5是本发明一典型实施方案中一种反应单元的并联基本结构示意图；
图6是本发明实施例1中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图7是本发明实施例2中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图8是本发明实施例3中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图9是本发明实施例4中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图10是本发明实施例5中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图11是本发明实施例6中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图12是本发明实施例7中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和阵列示意图；
图13是本发明实施例8中一种阵列式感应电场流体反应系统的反应单元数和串并联结构示意图；
附图标记说明：加工装置链100a、加工装置链100b、电源101、恒温循环浴102、闭合铁芯103、初级线圈104、耐酸碱耐高温硅胶管105、泵106、反应料液容器107、恒温水浴108、反应器200、玻璃弹簧201、恒温夹套层202、螺旋管进料口203、螺旋管出料口204、恒温循环浴进口205、恒温循环浴出口206、反应单元300，反应器个数与阵列400，反应单元串联基本结构500a，反应单元并联基本结构500b。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是通过阵列式交变感应电场实现对各类生化反应的特异性影响，体现在对传质效率、反应动力学参数、反应活化能和产量上的改变。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种阵列式感应电场流体反应系统包括：
反应单元阵列，包含呈网络式交互连接的(m×n)个反应单元，m、n均选自大于1的正整数，其中每一反应单元包括：
一闭合铁芯，
一初级线圈，绕制于所述闭合铁芯一侧，
一次级线圈，绕制于所述闭合铁芯另一侧，所述次级线圈包括可供料液流通的绝缘管路，所述绝缘管路具有进料口和出料口；
电源，与各反应单元中的初级线圈电连接并向各初级线圈提供激励电压；
以及，料液容器，与各反应单元阵列中的绝缘管路连通；
并且，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与上游的至少一反应单元的绝缘管路的出料口及下游的至少一反应单元的绝缘管路的进料口连接(亦即，串联方式)，和/或，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与至少另一反应单元的绝缘管路的进料口和出料口连接(亦即，并联方式)；同时，所述反应单元阵列中各初级线圈的绕线两端分别与相应电源的两极(亦即，火线端和零线端)电连接。
在一些实施方案中，所述反应单元阵列中各初级线圈的绕线两端分别与电源的两极即火线端和零线端电连接，不同的接法可导致初级线圈上出现不同方向的激励电压，进而影响反应单元中的感应电场方向，如规定当初级线圈的“左”端电连接电源的火线端，而初级线圈的“右”端电连接电源的零线端时，激励电压为“正向”；反之，则当初级线圈的“右”端电连接电源的火线端，而初级线圈的“左”端电连接电源的零线端时，激励电压则为“负向”。
其中，在所述反应单元阵列中，各反应单元之间可依据实际应用的需求而通过多种方式连接。
其中，所述反应单元实际上可以视为一种变压器的结构，属于电能-磁能-电能转换设备。其中，对初级线圈(匝数为NP)，施加交变激励电压UP，则会在闭合铁芯中生产相应变化规律的磁通，其数值正比于线圈匝数，原理来源于安培环路定律，即在磁场区域中，对选定磁场的任意闭合线积分等于穿过闭合路径所界定面的传导电流的代数和。同时，闭合铁芯中的变化磁通会在次级线圈(匝数为NS)和初级线圈中分别生产同样变化规律的感应电压Es和EP，它们的关系如下：
EP/ES＝UP/US＝NP/NS (1)
由式(1)可知，EP和ES，分别为初级线圈和次级线圈中的感应电压；UP和US，分别为初级线圈和次级线圈中的终端电压；NP和NS，分别为初级线圈和次级线圈的线圈匝数。在激励电压及初、次级线圈匝数比固定的情况下，感应电压即感应电场场强为定值。
例如，在一些实施方案中，至少部分反应单元彼此并联，即该部分反应单元中任一反应单元的绝缘管路的进料口和出料口分别与其它反应单元的绝缘管路的进料口及出料口连接。
例如，在一些实施方案中，至少部分反应单元彼此串联，即该部分反应单元中各反应单元的绝缘管路的进料口和出料口分别与位于其上游的反应单元的绝缘管路的出料口及位于其下游的反应单元的绝缘管路的进料口连接。
例如，在一些实施方案中，可以同时有一部分反应单元彼此并联以及一部分反应单元彼此串联。
其中，通过采用不同的反应单元连接形式，可以使料液在反应单元阵列中连续通过(例如一次性通过并完成反应)，或者可以使料液在反应单元阵列中循环流动，直到反应完成。
较为优选的，各反应单元之间可使用耐腐蚀，耐压和耐高温的管路相连接而形成阵列式结构。
在一些较为优选的实施方案中，所述阵列式感应电场流体反应系统在运行时其特征性的加工参数如激励电压Um,n、频率fm,n、温度Tm,n可采用矩阵的形式进行标示，例如：
因此，在基于所述阵列式感应电场流体反应系统的农产品加工和/或化学反应过程中，通过实时的变换和调整前述的这些激励电压、频率和温度矩阵参数，可实现对反应的多维度控制。
其中，前述矩阵(Matrix)的含义是业界知悉的，即，是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合，其由m×n个数aij组成的m行n列的数，称为m行n列矩阵，简称m×n矩阵。m×n矩阵A也记作Am,n：
同时，矩阵可以进行相应的解析和变换，可转换为其他矩阵如转置矩阵AT、逆矩阵A-1、伴随矩阵A*。其中若要变换为逆矩阵和伴随矩阵还要求原矩阵的行列数都一致，即m＝n。
在一些实施方案中，所述反应单元阵列中各初级线圈均沿第一方向绕制，所述次级线圈沿第一方向或第二方向绕制，所述第一方向与第二方向相反。或者，在一些实施方案中，所述反应单元阵列中至少一初级线圈沿第一方向绕制，至少另一初级线圈沿第二方向绕制，所述次级线圈沿第一方向或第二方向绕制，所述第一方向与第二方向相反。前述第一方向为顺时针或逆时针方向。
较为具体的，也可以认为，在所述阵列式感应电场流体反应系统中反应单元可出现“正向”或“负向”的感应电场，其可以通过三种方式实现：
第一种是所有初级线圈与电源为并联设置且激励电压方向都一致，并且系统中所有初级线圈的缠绕方向也都一致时，指定反应器中的绝缘管路(其可以为螺旋状，因此可称为螺旋管)缠绕方向为顺时针或逆时针中的一种为“正向”时，则另一种螺旋管缠绕方向即为“负向”，此时在“正向”螺旋管的反应单元中得到“正向”的感应电场，而在“负向”螺旋管的反应单元中得到“负向”的感应电场。
第二种是所有初级线圈与电源为并联设置且激励电压方向都一致，并且系统中反应器的螺旋管缠绕方向也都一致时，指定初级线圈的缠绕方向为顺时针或逆时针中的一种为“正向”时，则另一种初级线圈缠绕方向即为“负向”，此时在“正向”初级线圈的反应单元中得到“正向”的感应电场，而在“负向”初级线圈的反应单元中得到“负向”的感应电场。
第三种是系统中所有反应器的螺旋管缠绕方向都一致，并且系统中所有初级线圈的缠绕方向也都一致时，指定当初级线圈的“左”端电连接电源的火线端，而初级线圈的“右”端电连接电源的零线端时，激励电压为“正向”；反之，则当初级线圈的“右”端电连接电源的火线端，而初级线圈的“左”端电连接电源的零线端时，激励电压则为“负向”。此时在施加“正向”的激励电压的反应单元中得到“正向”的感应电场，而在施加“负向”的激励电压的反应单元中得到“负向”的感应电场。
简言之，本发明的所述系统中的反应单元以阵列形式排布，加工参数则可以矩阵的形式进行表征，根据右手螺旋定则，通过设置激励电压方向，反应器螺线管或者初级线圈的缠绕方向，可使系统的反应单元中可出现“正向”和“负向”的感应电场，进一步的丰富了该系统的加工形式。
在一些较为优选的实施方案中，所述电源至少能够发出频率范围为50～1300Hz或者10-220kHz的正弦波、锯齿波、三角波、单极脉冲和双极脉冲，信号电压为0～200kV。籍由所述电源可以激励铁芯上的初级线圈以便在料液中出现交变的感应电场。
进一步的，所述闭合铁芯采用由硅钢、镍钢或铁氧体材料中的至少一种组成的闭合铁芯。
进一步的，所述初级线圈可以为金属制的。
在一些实施方案中，所述初级线圈缠绕于闭合铁芯，且所述初级线圈和电源为并联连接，亦即，各初级线圈的两端分别与相应电源上的两极(亦即，火线端和零线端)对应的连接在一起。
在一些实施方案中，所述反应单元包括反应器，所述绝缘管路设于所述反应器内，且所述绝缘管路两端从所述反应器中引出并分别作为进料口和出料口。
在一些更为具体的实施方案中，所述绝缘管路系作为料液的支撑物(亦可称为次级线圈的绝缘支撑物)，其绕制于闭合铁芯上，一般呈螺旋状，因此可以认为是螺旋管，所述螺旋管两端可以分别从所述反应器的两端引出作为料液的进料口和出料口，螺旋管之外是恒温夹套层，并在反应器腔体两端有恒温循环浴进口和恒温循环浴出口，用于接入不同温度的介质以保持料液的反应温度。
在一些更为具体的实施方案中，每个反应器的螺旋管出料口和其他反应器的螺旋管进料口相连接，同时也和另一些反应器的螺旋管出料口相连接，反之亦然，即每个反应器的螺旋管进料口和其他反应器的螺旋管出料口相连接，同时也和另一些反应器的螺旋管进料口相连接，即所有次级线圈相互首尾连通，形成网络。
进一步的，在连通各反应单元和/或连通反应单元与料液容器的料液管路上可安置输送泵，用以达到驱动料液流动的目的。
在一些实施方案中，所述反应单元还包括用以调整所述料液温度的温控单元。
较为优选的，所述温控单元包括可供调温介质流通的恒温夹套层，所述恒温夹套层设于所述反应器内并包裹所述绝缘管路，并且所述恒温夹套层还与分布于所述反应器上的调温介质进口和调温介质出口连通，所述反应器上的调温介质进口和调温介质出口还与恒温循环浴连接。
其中，所述调温介质可以为具有不同温度的流体，特别是不同温度的液体，例如可以为水和丙三醇等，且不限于此。
在一些实施方案中，至少一反应器上的调温介质进口和调温介质出口可以分别与上游的至少一反应器上的调温介质出口及下游的至少一反应器上的调温介质进口连接。
在一些实施方案中，至少一反应器上的调温介质进口和调温介质出口也可分别与至少另一反应器上的调温介质进口和调温介质出口连接。
在一些较为具体的实施方案中，所述温控单元为各类恒温循环浴和恒温浴，其中恒温循环浴的出口和进口分别与各反应器上的恒温循环浴进口和恒温循环浴出口接通，可保持加工时料液的温度，各反应器上的恒温循环浴出口可与下一级反应器上的恒温循环浴进口相连接；料液容器根据需要可置于恒温浴中。
进一步的，所述电源的额定功率应保证由它驱动的每个反应单元均可正常工作。因此，所述电源的额定功率P0≥(P1+P2+···+Px)，其中P1是第一个反应单元的输入功率，P2是第二个反应单元的输入功率，Pn是第x个反应单元的输入功率，Px＝UP×IP＝(UP/ZP)×UP，其中UP是所述电源的输出电压，ZP是单个初级线圈在工作频率下的阻抗，IP是单个初级线圈电流，x为每个电源可驱动的反应单元数量的最大值。
其中，所述电源可以为一个或多个。进一步的，所述的阵列式感应电场流体反应系统中可根据实际的反应量添置若干数量的电源。
本发明的阵列式感应电场流体反应系统在工作时，参与反应的料液作为多个反应单元(可以视为变压器)的次级线圈的导体且以绝缘的螺旋管作为支撑物。电源发出的信号激励初级线圈，则会在闭合铁芯中生产相应变化规律的交变磁通，最终，在作为次级线圈的料液中产生交变感应电场，料液可在管路体系中一次性连续的流动并通过，或者以循环的方式不停的在体系中流动直到反应完成。在此过程中可以根据反应物质特性和产物的要求设置流速、激励电压、频率、反应单元阵列规模和反应单元串并联结构，并最终达到控制反应的目的。
本发明的阵列式感应电场流体反应系统的反应单元呈现网络式的交互连接，其中各个反应单元中的感应电场来源于感应的方法，发生器是闭合铁芯、线圈和电源。所以不使用通电电极或极板，进而也不会出现与反应料液接触的情况。反应单元结构紧凑故容易实现加工规模的扩大。感应电场也即感应电压出现在各个反应器的螺线管中，根据戴维宁定律，该系统流路中总的等效感应电压随激励电压参数矩阵的变化而变化。流动的反应料液阻抗也随激励电压参数矩阵、频率参数矩阵和反应温度参数矩阵的影响而随时不断的变化。因此，根据欧姆定律，该反应体系的总等效电压作用于具有时变阻抗的流动的反应料液时，会呈现特异性的离子传导、传质和传热效果，改变反应活化能，进而达到特异性的反应效果。
本发明实施例还提供了所述阵列式感应电场流体反应系统在农产品加工和/或化学反应中的应用。
其中，所述生化反应包括催化、合成、提取、水解、杀菌、灭酶、蛋白质改性中的至少一种反应，且不限于此。
例如，所述阵列式感应电场流体反应系统可应用于辅助有机溶剂法快速提取精油、植物油等。
较为优选的，在所述应用中可以连续的快速提取植物油。
较为优选的，在所述应用中采用的电源为变频电源，其可以发出频率范围在50～1000Hz的正弦波、锯齿波、三角波、单极脉冲和双极脉冲，信号电压0～1000V
例如，所述阵列式感应电场流体反应系统可应用于杀菌、灭酶、蛋白质改性等。
较为优选的，在所述应用中采用的电源为高压电源，其可以发出频率范围在20kHz～100kHz的正弦波、锯齿波、三角波、单极脉冲和双极脉冲，信号电压0～120kV。
如下将结合若干实施例对本发明的技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
实施例1：环氧乳化剂合成
下面以环氧乳化剂的合成为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在化学合成中的应用。
如图1～图6所示，在本发明的一些实施例中提供了阵列式感应电场流体反应系统，其包括了加工装置链100a(循环流动)或加工装置链100b(单次流动)，反应器200，反应单元300，反应器个数与阵列400等，反应单元串联基本结构500a，反应单元并联基本结构500b。
其中，参考图1和图2，加工装置链可以包括电源101，恒温循环浴102，闭合铁芯103，初级线圈104，反应器200，耐酸碱耐高温硅胶管105，泵106，反应料液容器107，恒温浴108。其中电源101的输出端与初级线圈104接通，所使用的电源101可发出频率为50Hz～1300Hz或者10-220kHz的正弦波、锯齿波、三角波、单极脉冲和双极脉冲，信号电压为0～200kV；初级线圈104为金属制线圈，缠绕在闭合铁芯103一侧，闭合铁芯103可采用硅钢、镍钢或铁氧体材料；闭合铁芯103的另一侧包合入反应器200，这样保证反应器200中的螺旋管即玻璃弹簧201缠绕在闭合铁芯103上。
参考图3，反应器200包含玻璃弹簧201作为次级线圈的绝缘支撑物，恒温夹套层202，玻璃弹簧进料口203，玻璃弹簧出料口204，恒温循环浴进口205，恒温循环浴出口206。即玻璃弹簧201两端分别从反应器200的两端引出作为反应料液的进口203和出口204，玻璃弹簧201之外是恒温夹套层202，并在反应器200两端有恒温循环浴进口205和恒温循环浴出口206，用于通入不同温度的流体介质(例如水等)以保持玻璃弹簧201中反应料液的温度。
再请参考图3，反应单元300可以包括1个反应器200，1个闭合铁芯103，1个初级线圈104，且每个反应单元300的初级线圈104和电源101为并联连接，每个反应单元300使用耐腐蚀和耐高温硅胶管105连接，形成系统中最基本的串联结构，并联结构，串/并联结构或者其它阵列式的结构。串联结构即每个反应器200的玻璃弹簧201上的出料口204和下一个反应器的进料口203相连接，见图4；并联结构即每个反应器200的玻璃弹簧201上的进料口203都连接在一起，同时每个反应器200的玻璃弹簧201上的出料口204也都连接在一起，见图5。串/并联结构即系统中同时有一部分反应单元彼此并联以及一部分反应单元彼此串联；其它阵列式的结构例如，每个反应器200的螺旋管出料口204和其他反应器200的螺旋管进料口203相连接，同时也和另一些反应器200的螺旋管出料口204相连接，反之亦然，即每个反应器200的螺旋管进料口203和其他反应器200的螺旋管出料口204相连接，同时也和另一些反应器200的螺旋管进料口203相连接，所有次级线圈即螺旋管相互首尾连通，形成网络。此时每个次级线圈即玻璃弹簧201和反应料液作为一个单独的“电压源”。同时，在管路上安置着输送泵106，并与反应料液容器107相连接可达到驱动反应料液流动的目的，料液容器根据不同反应需求可置于恒温浴108中。根据反应要求分为循环式流动反应(系统如图1所示)和单次流动反应(系统如图2所示)。
每个电源101的额定功率可保证由它驱动的每个反应单元300都正常工作，即P0≥P1+P2+···+Pn其中，P0是单个电源额定功率，Pn是第n个反应单元的输入功率，Pn＝UP×IP＝(UP/ZP)×UP，其中，UP是每个电源输出电压，ZP是单个初级线圈在工作频率下的阻抗，IP是单个初级线圈电流，n即为每个电源可驱动的最大反应单元数，装备可根据实际加工特点添置任意数量的电源101并整体装入机柜；恒温循环浴102分别与反应器202上的恒温循环浴进口205和恒温循环浴出口206接通，可保持玻璃弹簧201中反应料液的温度，且每个反应器200上的恒温循环浴出口206和下一个反应器200的恒温循环浴进口205相连接。
反应单元300可出现“正向”或“负向”的感应电压，通过以下三种方式实现，
第一种是所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都一致，并且系统中所有初级线圈104的缠绕方向也都一致时，指定反应器200中的玻璃弹簧201缠绕方向为顺时针或逆时针中的一种为“正向”时，则另一种玻璃弹簧201的缠绕方向即为“负向”，此时在“正向”玻璃弹簧201的反应单元300中得到“正向”的感应电场，而在“负向”玻璃弹簧201的反应单元300中得到“负向”的感应电场。
第二种是所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都一致，并且系统中所有反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向也都一致时，指定初级线圈104的缠绕方向为顺时针或逆时针中的一种为“正向”时，则另一种初级线圈104缠绕方向即为“负向”，此时在“正向”初级线圈104的反应单元300中得到“正向”的感应电场，而在“负向”初级线圈104的反应单元300中得到“负向”的感应电场。
第三种是系统中所有反应器200的玻璃弹簧201缠绕方向都一致，并且系统中所有初级线圈104的缠绕方向也都一致时，指定初级线圈104的“左”端电连接电源101的火线端，而初级线圈104的“右”端电连接电源101的零线端时，激励电压为“正向”；反之，则当初级线圈104的“右”端电连接电源101的火线端，而初级线圈104的“左”端电连接电源101的零线端时，激励电压则为“负向”。此时在施加“正向”激励电压的反应单元300中得到“正向”的感应电场，而在施加“负向”激励电压的反应单元300中得到“负向”的感应电场。
环氧乳化剂的合成其包括如下步骤：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第三种形式进行，此时系统中所有反应器200的玻璃弹簧201缠绕方向都为顺时针，并且系统中所有初级线圈104的缠绕方向也都为顺时针，指定反应单元300中的激励电压为“正向”时，得到的感应电场为“正向”；而反应单元300中的激励电压为“负向”时，得到的感应电场为“负向”；
步骤二：在烧杯107中加入100g环氧树脂和120g聚二乙醇，搅拌使之混合均匀，缓慢滴加3g过硫酸钾；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温浴108并设定温度为120℃，此时恒温循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用9个反应单元300，有3个反应单元300中的激励电压为“正向”，另外6个反应单元300中的激励电压为“负向”，反应时间总共120min，其中反应前30min系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图6中的a所示；而反应后90min系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图6中的b所示，采用循环式的流动反应，即采用加工装置链100a；
步骤四：开启电源101选择正弦波，频率为700Hz，电压幅值750V，则控制参数的矩阵为：前30min的激励电压U3,3和后90min的激励电压电压频率f3,3，温度T3,3，如图6所示，每个电源的额定功率P0＝10kW，同时激励各个反应单元300中的闭合镍钢铁芯103上的初级线圈104，闭合镍钢铁芯103的中心周长1050mm，厚度20mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为130匝，700Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝750Ω，则每个初级线圈104的电流IP＝1A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝0.75kW，玻璃弹簧201的匝数为25匝，即次级线圈为25匝，玻璃弹簧201内径4mm，此时有9个反应单元300，即系统的总输入功率为6.75kW，P0＝10kW＞P1+P2+…+P8+P9＝6.75kW，即该系统需配置1台电源即可保证能驱动所有的9个反应单元300正常运行。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证反应料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为150mL/min，即样品料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应单元300，循环反应总时间为120min，其中前30min的激励电压为U3,3，后90min的激励电压为全程的电压频率均为f3,3，反应全程温度均为T3,3，关闭电源101、蠕动泵106，恒温浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出的样品，利用盐酸-丙酮法测定反应体系的环氧值，测量得到环氧值为0.643。
与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，则样品的环氧值为0.353。
实施例2：玉米秸秆水解
下面以玉米秸秆水解为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在催化水解中的应用。
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第一种形式进行，所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中所有初级线圈104的缠绕方向都为顺时针，指定反应单元300中的玻璃弹簧201为顺时针时，得到的感应电场为“正向”；则反应单元300中的玻璃弹簧201为逆时针时，得到的感应电场为“负向”；
步骤二：取60目的玉米秸秆粉2000g于50L塑料桶107中，加入蒸馏水30L，用1mol/L的HCl调节反应料液pH值为1.2，混合摇匀；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温水浴108并设定温度为80℃，此时恒温循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用16个反应单元300，其中有8个反应单元300中的玻璃弹簧201为顺时针，另外8个反应单元300中的玻璃弹簧201为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图7所示，采用循环式流动反应，即采用加工装置链100a；
步骤四：开启电源101选择正弦波，频率为500Hz，电压幅值500V，则控制参数的矩阵为：激励电压U2,8，电压频率f2,8，温度T2,8，如图7所示，每个电源的额定功率P0＝20kW，同时激励各个反应单元300中的闭合镍钢铁芯103上的初级线圈104，闭合镍钢铁芯103的中心周长1050mm，厚度20mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为200匝，500Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝250Ω，则每个初级线圈104的电流IP＝2A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝1kW，玻璃弹簧201的匝数为25匝，即次级线圈为25匝，玻璃弹簧201内径3mm，此时有16个反应单元300，即系统的总输入功率为16kW，P0＝20kW＞P1+P2+…+P15+P16＝16kW，即该系统需配置1台电源即可保证能驱动所有的16个反应单元300正常运行。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证反应料液开始流动并通过系统中所有的反应单元300且体积流量为500mL/min，即样品料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应单元300，循环反应时间为8h，其中反应全程的激励电压均为U2,8，反应全程的电压频率均为f2,8，反应全程的温度均为T2,8，关闭电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出料液，待到室温立即加入质量分数为1％的NaHCO3溶液，使其料液pH＝7，终止反应，再将反应料液于5000rpm下离心30min去掉沉淀物，得到含有还原糖的玉米秸秆粗水解液。
经检测，通过此阵列式感应电场流体反应系统处理并得到的玉米秸秆粗水解液还原糖含量为45.4g/L，与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的玉米秸秆粗水解液还原糖含量只为5.3g/L。
实施例3：苹果渣果胶提取
下面以苹果渣果胶提取为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在提取反应中的应用。
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第一种形式进行，所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中所有初级线圈104的缠绕方向都为顺时针，指定反应单元300中的玻璃弹簧201为顺时针时，得到的感应电场为“正向”；而反应单元300中的玻璃弹簧201为逆时针时，得到的感应电场为“负向”；
步骤二：取苹果2000g，打浆后置于50L塑料杯107中，加入蒸馏水35L，混合摇匀，用1mol/L的HCl调节反应料液pH值为1.5，混合摇匀；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温水浴108并设定温度为60℃，此时恒温循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用25个反应单元300，其中有15个反应单元300中的玻璃弹簧201为顺时针，另外10个反应单元300中的玻璃弹簧201为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图8所示，采用一次性流动反应，即采用加工装置链100b；
步骤四：开启电源101选择正弦波，频率为45kHz，电压幅值10kV，则控制参数的矩阵为：激励电压U5,5，电压频率f5,5，温度T5,5，如图8所示，每个电源的额定功率P0＝40kW，同时激励各个反应单元300中的闭合铁氧体铁芯103上的初级线圈104，闭合铁氧体铁芯103的中心周长850mm，厚度28mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为110匝，45kHz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝25kΩ，则每个初级线圈104的电流IP＝0.4A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝4kW，玻璃弹簧201的匝数为23匝，即次级线圈为23匝，玻璃弹簧201内径4mm，此时有25个反应单元300，即系统的总输入功率为100kW，P0+P0+P0＝120kW＞P1+P2+…+P24+P25＝100kW，即该系统需配置3台电源即可保证能驱动所有的25个反应单元300正常运行。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证反应料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为500mL/min，即样品料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应单元300，直至全部流出装备，其时间为85min，其中反应全程的激励电压均为U5,5，反应全程的电压频率均为f5,5，反应全程的温度均为T5,5，关闭电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出的料液，待到室温立即加入质量分数为1％的NaHCO3溶液，使其料液pH＝7，终止反应，再将料液于3000rpm下离心15min去掉沉淀物，剩余滤液于48℃的鼓风干燥箱中干燥15h后得到淡黄色的粗果胶粉末。
经测量，通过此阵列式感应电场流体反应系统装置处理并得到的苹果渣粗果胶质量为306.5g，与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的粗果胶质量仅为76.5g。
实施例4：葡萄籽油提取
下面以葡萄籽油提取为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在植物油提取反应中的应用。
葡萄籽油提取如下步骤：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第二种形式进行，此时所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向都为顺时针，指定含有顺时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“正向”，则含有逆时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“负向”；
步骤二：取60目的葡萄籽粉10kg于200L的密封塑料桶107中，正己烷作为萃取剂并加入130L到密封塑料桶107中，混合摇匀；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温水浴108并设定温度为48℃，此时恒温的循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用25个反应单元300，其中有12个反应单元300中的初级线圈104为顺时针，另外13个反应单元300中的初级线圈104为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图9所示，采用一次性流动反应，即采用加工装置链100b；
步骤四：开启变频电源101选择锯齿波，频率为800Hz，电压幅值900V，则控制参数的矩阵为：激励电压U5,5，电压频率f5,5，温度T5,5，如图9所示，每个电源的额定功率P0＝50kW，同时激励各个反应单元300中的闭合镍钢铁芯103上的初级线圈104，闭合镍钢铁芯103的中心周长1050mm，厚度20mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为120匝，800Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝300Ω，则每个初级线圈104的电流IP＝3A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝2.7kW，玻璃弹簧201的匝数为23匝，即次级线圈为23匝，玻璃弹簧201内径4mm，此时有25个反应单元300，即装备的总输入功率为67.5kW，P0+P0＝100kW＞P1+P2+…+P24+P25＝67.5kW，即该装备系统配置2台变频电源即可保证驱动所有25个反应单元300正常运行。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为5L/min，即葡萄籽粉-正己烷料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应器200，直至全部流出装备，其时间为33min，其中反应全程的激励电压均为U5,5，反应全程的电压频率均为f5,5，反应全程的温度均为T5,5，关闭变频电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出的料液过滤，可将葡萄籽渣和萃取剂分离，萃取液于55℃进行减压旋转蒸发，回收正己烷，得到经葡萄籽油，质量为1458g。与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的葡萄籽油质量只有563g。
实施例5：苹果汁的杀菌和灭酶
下面以苹果汁中大肠杆菌杀灭和多酚氧化酶失活为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在液态食品杀菌和灭酶中的应用。
步骤如下：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第二种形式进行，此时所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向也都为顺时针，指定含有顺时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“正向”，则含有逆时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“负向”；
步骤二：将苹果清洗、去皮后，切成2cm×2cm×2cm的小块，放入捣碎机打浆成汁,打浆时为防止褐变加入0.1％的维生素C进行护色，将破碎好的苹果浆在8000rpm下离心20min，然后用两层滤布过滤上清液，以除去分散在苹果汁中的粗大颗粒或悬浮粒，得到较澄清的苹果汁，即为原苹果汁样品，再于121℃杀菌20min冷却后接种微生物，以制备含菌的苹果汁样品；
步骤三：大肠杆菌(CGMCC 1.90)为目标微生物，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。实验用大肠杆菌：先进行试管菌种的活化培养，即做成营养琼脂斜面培养，再将菌种接种到营养肉汤中，35℃恒温培养13h，使菌体浓度达到108-109cfu/mL。将上述6mL培养液接到600mL灭菌苹果汁中，使样品中菌体浓度达到106-107cfu/mL，得到含菌的苹果汁样品。
步骤四：多酚氧化酶粗提液的制备是将100mL未经过121℃灭菌处理的苹果汁样品(感应电场处理前或处理后)和400mL预先冷冻至-26℃的丙酮一起混合，然后迅速抽滤，得到沉淀，并将沉淀中的残留丙酮用冷风吹去(至沉淀无丙酮味)。将得到的沉淀再溶于150mL0.05mol/L磷酸盐缓冲液(pH＝6.5)，搅拌30min，然后离心，所得上清液即为多酚氧化酶粗提取液。
步骤五：先后分别取原苹果汁样品和含菌的苹果汁样品5L于密封塑料桶107中；
步骤六：开启恒温循环浴102和恒温水浴108并设定温度为12℃，此时恒温循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用16个反应单元300，其中有10个反应单元300中的初级线圈104为顺时针，另外6个反应单元300中的初级线圈104为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图10所示，采用一次性流动处理，即采用加工装置链100b；
步骤七：开启高频电源101选择正弦波，频率为20kHz，电压幅值10kV，则控制参数的矩阵为：激励电压U4,4，电压频率f4,4，温度T4,4，如图10所示，每个电源的额定功率P0＝40kW，同时激励各个反应单元300中的闭合铁氧体铁芯103上的初级线圈104，闭合铁氧体铁芯103的中心周长850mm，厚度28mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为100匝，20kHz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝20kΩ，则每个初级线圈104的电流IP＝0.5A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝5kW，玻璃弹簧201的匝数为25匝，即次级线圈为25匝，玻璃弹簧201内径2mm，此时有16个反应单元300，即装备的总输入功率为80kW，P0+P0+P0＝120kW＞P1+P2+…+P15+P16＝80kW，即该装备至少配置3台高频电源即可保证驱动所有16个反应单元300正常运行。
步骤八：再开启蠕动泵106，保证料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为2L/min，即样品料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应器200，直至全部流出装备，其时间为3min，其中反应全程的激励电压均为U4,4，反应全程的电压频率均为f4,4，反应全程的温度均为T4,4，关闭变频电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤九：先后排出的原苹果汁样品和含菌的苹果汁样品，分别进行多酚氧化酶活测定和大肠杆菌测定，大肠杆菌的测定，根据AOAC 991.14描述的方法进行，对样品进行菌落计数。杀菌效果用致死数量级表示，计算公式如下：
致死数量级＝log(N0/N)
式中：N为该装置处理后的微生物数，cfu/mL；N0为该装置处理前的微生物数，cfu/mL。多酚氧化酶活力的测定是在比色杯中加入2mL具有pH＝4.3的缓冲液和0.7mL儿茶酚溶液，搅拌后再加入0.3mL多酚氧化酶粗提取液，再搅拌均匀，同时用分光光度计测定在400nm波长下反应混合物的消光值随时间而改变的情况。酶活单位定义为：反应混合物在400nm下的消光值每分钟增加“1”定义为一个酶活力单位。多酚氧化酶相对酶活(％)＝该装备处理后的酶活/该装备处理前酶活×100％
经测量，通过阵列式感应电场流体反应系统处理后，表明含菌的苹果汁样品中的大肠杆菌菌落数下降了4.3个数量级，同时，原苹果汁样品的多酚氧化酶相对酶活为26.5％。
与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的原苹果汁样品的多酚氧化酶相对酶活，和含菌的苹果汁样品中的大肠杆菌菌落数相对于处理前无显著性差异(P＜0.05)。
实施例6：橘皮油提取
下面以橘皮油提取为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在提取反应中的应用。
橘皮油提取如下步骤：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第二种形式进行，此时所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向都为顺时针，指定含有顺时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“正向”，则含有逆时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“负向”；
步骤二：取80目的橘皮粉2kg于50L的密封塑料桶107中，石油醚作为萃取剂并加入20L到密封塑料桶107中，混合摇匀；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温水浴108并设定温度为42℃，此时恒温的循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用8个反应单元300，其中有4个反应单元300中的初级线圈104为顺时针，另外4个反应单元300中的初级线圈104为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图11所示，采循环式流动处理，即采用加工装置链100a；
步骤四：开启变频电源101选择正弦波，频率为700Hz，电压幅值500V，则控制参数的矩阵为：激励电压U8,1，电压频率f8,1，温度T8,1，如图11所示，每个电源的额定功率P0＝10kW，同时激励各个反应单元300中的闭合镍钢铁芯103上的初级线圈104，闭合镍钢铁芯103的中心周长1050mm，厚度20mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为100匝，700Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝250Ω，则每个初级线圈104的电流IP＝2A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝1kW，玻璃弹簧201的匝数为20匝，即次级线圈为20匝，玻璃弹簧201内径3mm，此时有8个反应单元300，即装备的总输入功率为8kW，P0＝10kW＞P1+P2+…+P7+P8＝8kW，即该装备系统配置1台变频电源即可保证驱动所有8个反应单元300正常运行。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为1L/min，即橘皮粉-石油醚料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应器200，循环流动处理时间为15min，其中反应全程的激励电压均为U8,1，反应全程的电压频率均为f8,1，反应全程的温度均为T8,1，关闭变频电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出的料液过滤，可将橘皮渣和萃取剂分离，萃取液于52℃进行减压旋转蒸发，回收石油醚，得到经橘皮油，质量为213g。与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的橘皮油质量只有63g。
实施例7：蛋清处理
下面以蛋清处理前后的起泡性和泡沫稳定性对比为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在蛋白质改性中的应用。
如下步骤：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第二种形式进行，此时所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中所有反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向都为顺时针，指定含有顺时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“正向”，则含有逆时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“负向”；
步骤二：将蛋壳完整无损的鸡蛋浸在30℃温水中洗净，室温下晾干后打蛋，除去系带，小心分离蛋黄，用电动搅拌器在较小转速(100r/min)下搅拌均匀，得到蛋清液。
步骤三：取配制的蛋清样品6L于密封塑料桶107中；
步骤四：开启恒温循环浴102和恒温浴108并设定温度为10℃，此时恒温的循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200的恒温夹套层202，此实施例用10个反应单元300，其中有5个反应单元300中的初级线圈104为顺时针，另外5个反应单元300中的初级线圈104为逆时针，则系统中出现“正向”的感应电场的反应单元300，出现“负向”的感应电场的反应单元301，参考图12所示，采一次性流动处理，即采用加工装置链100b；
步骤五：开启高压电源101选择正弦波，频率为80kHz，电压幅值10kV，则控制参数的矩阵为：激励电压U1,10，电压频率f1,10，温度T1,10，如图12所示，每个电源的额定功率P0＝20kW，同时激励各个反应单元300中的闭合铁氧体铁芯103上的初级线圈104，闭合铁氧体铁芯103的中心周长950mm，厚度25mm，此时所有反应单元300上的初级线圈104匝数为100匝，80kHz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝40kΩ，则每个初级线圈104的电流IP＝0.25A，单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝2.5kW，玻璃弹簧201的匝数为24匝，即次级线圈为24匝，玻璃弹簧201内径3mm，此时有10个反应单元300，即装备的总输入功率为25kW，P0+P0＝40kW＞P1+P2+…+P9+P10＝25kW，即该装备系统配置2台变频电源即可保证驱动所有10个反应单元300正常运行。
步骤六：再开启蠕动泵106，保证料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为500mL/min，即蛋清料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应器200，直至全部流出装备，其时间为15min，其中反应全程的激励电压均为U1,10，反应全程的电压频率均为f1,10，反应全程的温度均为T1,10，关闭高压电源101、蠕动泵106，恒温水浴108和恒温循环水浴102；
步骤七：排出的蛋清进行起泡性与泡沫稳定性测定，参照SATHE的方法，用去离子水将蛋清稀释到质量含量为2％，取100mL稀释蛋清液，用高速分散器以10000r/min的转速分散2min。记录均质停止时和停止后30min的泡沫体积数V1及V2，并按下面公式计算：
起泡性/％＝(V1/100)×100
泡沫稳定性/％＝(V2/V1)×100
起泡性和泡沫稳定性的测定参考文献：
SATHE S K.Functional properties of the great northern bean proteins:emulsion,foaming,viscosity and gelation properties[J].Journal of FoodScience,1981,46(1):71-74.
经测量，表明经过感应电场处理后，蛋清的起泡性与泡沫稳定性分别为127.4％和88.3％，与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，则蛋清的起泡性与泡沫稳定性分别为87.4％和68.3％。
实施例8：文冠果油提取
下面以文冠果油提取为例，进一步说明阵列式感应电场流体反应系统在果油提取反应中的应用。
文冠果油提取如下步骤：
步骤一：设定反应单元300的“正向”或“负向”的感应电场，按第二种形式进行，此时所有初级线圈104与电源101为并联设置且激励电压方向都为“正向”，并且系统中反应器200的玻璃弹簧201的缠绕方向都为顺时针，指定含有顺时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“正向”，则含有逆时针初级线圈104的反应单元300中出现的感应电场为“负向”；
步骤二：取60目的文冠果粉10kg于200L的密封塑料桶107中，正己烷作为萃取剂并加入160L到密封塑料桶107中，混合摇匀；
步骤三：开启恒温循环浴102和恒温浴108并设定温度为48℃，此时恒温的循环溶液从每个反应器200的恒温循环浴进口205流入，再从其恒温循环浴出口206流出，并进入下一个反应器200，此实施例用60个反应单元300，其中所有60个反应单元300中的初级线圈104都为顺时针，则系统中所有反应单元300都为“正向”的感应电场，同时，系统中40个反应单元300为串联结构600a，20个反应单元300为并联结构600b，如图13所示，采用一次性流动反应，即采用加工装置链100b；
步骤四：开启变频电源101选择正弦波，频率分别为800Hz和700Hz，电压幅值900V和500V，由于本例所采用系统的60个反应单元300属于串/并联结构，故不用矩阵形式来表示控制参数，控制参数为激励电压U1＝900V，U2＝500V，电压频率f1＝800Hz，f2＝700Hz，温度T＝48℃，其中U1，f1，T作用于600a的40个反应单元300，U2，f2，T作用于600b的20个反应单元300，如图13所示，每个电源的额定功率P0＝50kW，同时激励各个反应单元300中的闭合镍钢铁芯103上的初级线圈104，60个闭合镍钢铁芯103的中心周长都为1000mm，厚度22mm，此时600a的40个反应单元300上的初级线圈104匝数为120匝，800Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝300Ω，则600a的每个反应单元300上的初级线圈104的电流IP＝3A，则单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝2.7kW，600a的40个反应单元300中的玻璃弹簧201的匝数为23匝，即次级线圈为23匝，玻璃弹簧201内径4mm，此时“Series”区的总输入功率为108kW，P0+P0+P0＝150kW＞P1+P2+…+P39+P40＝108kW，即该装备系统中需配置3台变频电源即可保证驱动600a的40个反应单元300正常运行，同时，此时600b的20个反应单元300上的初级线圈104匝数为100匝，700Hz时初级线圈104的阻抗通过阻抗分析仪检测为ZP＝250Ω，则600b的每个反应单元300上的初级线圈104的电流IP＝2A，则单个反应单元300的输入功率为Pn＝UP×IP＝1kW，600a的20个反应单元300中的玻璃弹簧201的匝数为25匝，即次级线圈为25匝，玻璃弹簧201内径4mm，此时600a的总输入功率为20kW，P0＝50kW＞P1+P2+…+P19+P20＝20kW，即该装备系统中还需配置1台变频电源即可保证驱动600a的20个反应单元300正常运行，故本系统中配置了4台变频电源并装入整机机柜。
步骤五：再开启蠕动泵106，保证料液开始流动并通过装备中所有的反应单元300且体积流量为5L/min，即文冠果粉-正己烷料液从每个反应器200的玻璃弹簧进料口203流入，再从其玻璃弹簧出料口204流出，并进入下一个反应器200，直至全部流出装备，其时间为38min，其中反应全程的激励电压U1和U2，反应全程的电压频率f1和f2，反应全程的温度T不发生变改变，关闭变频电源101、蠕动泵106，恒温浴108和恒温循环水浴102；
步骤六：排出的料液过滤，可将葡萄籽渣和萃取剂分离，萃取液于55℃进行减压旋转蒸发，回收正己烷，得到经文冠果油，质量为4526g。与此相比，若其他反应条件均相同，但不施加激励电压于各个初级线圈104时，最终得到的文冠果油质量只有1093g。
需要说明的是，本实施例的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明的实施例。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，如反应单元的任意串并联连接形式和不同的激励电压水平，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种阵列式感应电场流体反应系统，其特征在于包括：
反应单元阵列，包含呈网络式交互连接的m×n个反应单元，m、n均选自大于1的正整数，其中每一反应单元包括：
一闭合铁芯，所述闭合铁芯采用由硅钢、镍钢或铁氧体材料中的至少一种组成的闭合铁芯；
一初级线圈，绕制于所述闭合铁芯一侧，
一次级线圈，绕制于所述闭合铁芯另一侧，所述次级线圈包括可供料液流通的绝缘管路，所述绝缘管路具有进料口和出料口；
电源，与各反应单元中的初级线圈电连接并向各初级线圈提供激励电压，所述电源的额定功率P0≥(P1+P2+···+Px)，其中P1是第一个反应单元的输入功率，P2是第二个反应单元的输入功率，Px是第x个反应单元的输入功率，Px＝UP×IP＝(UP/ZP)×UP，其中UP是所述电源的输出电压，ZP是单个初级线圈在工作频率下的阻抗，IP是单个初级线圈电流，x为每个电源可驱动的反应单元数量的最大值；所述电源至少能够发出频率范围为50～1300Hz或者10-220kHz的正弦波、锯齿波、三角波、单极脉冲和双极脉冲，信号电压为0～200kV；
以及，料液容器，与各反应单元中的绝缘管路连通；
并且，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与上游的至少一反应单元的绝缘管路的出料口及下游的至少一反应单元的绝缘管路的进料口连接，和/或，所述反应单元阵列中至少一反应单元中绝缘管路的进料口和出料口分别与至少另一反应单元的绝缘管路的进料口和出料口连接；同时，所述反应单元阵列中各初级线圈的绕线两端分别与相应电源的两极电连接；
所述阵列式感应电场流体反应系统在工作时的激励电压U、频率f与温度T的关系以矩阵的形式表示为：
所述反应单元阵列中各初级线圈均沿第一方向绕制，所述次级线圈沿第一方向或第二方向绕制，所述第一方向与第二方向相反，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；或者，所述反应单元阵列中至少一初级线圈沿第一方向绕制，至少另一初级线圈沿第二方向绕制，所述次级线圈沿第一方向或第二方向绕制，所述第一方向与第二方向相反，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；
所述反应单元还包括用以调整所述料液温度的温控单元，所述温控单元包括可供调温介质流通的恒温夹套层，所述恒温夹套层设于所述反应器内并包裹所述绝缘管路，并且所述恒温夹套层还与分布于所述反应器上的调温介质进口和调温介质出口连通，所述反应器上的调温介质进口和调温介质出口还与恒温循环浴连接；
至少一反应器上的调温介质进口和调温介质出口分别与上游的至少一反应器上的调温介质出口及下游的至少一反应器上的调温介质进口连接，和/或，至少一反应器上的调温介质进口和调温介质出口分别与至少另一反应器上的调温介质进口和调温介质出口连接。
2.根据权利要求1所述的阵列式感应电场流体反应系统，其特征在于：所述反应单元包括反应器，所述绝缘管路设于所述反应器内，且所述绝缘管路两端从所述反应器中引出并分别作为进料口和出料口。
3.如权利要求1-2中任一项所述阵列式感应电场流体反应系统在生物和/或化学反应中的应用，所述反应包括催化、合成、提取、水解、杀菌、灭酶、蛋白质改性中的一种反应。
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