一种使用高压脉冲电场处理农产品的灭菌方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法及系统，其中一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法包括步骤S1：将待处理农产品置于高压脉冲电场处理农产品的系统的高压脉冲处理室中；步骤S2：根据农产品的类型获取高压脉冲电场的脉冲输出电压；调节高压脉冲电场的脉冲宽度和脉冲频率，使农产品充分处理；步骤S3：将处理后的农产品进行冷却。使用高压脉冲电场处理农产品的系统包括高压脉冲发生模块、脉冲升压变压模块以及高压脉冲处理室；所述高压脉冲发生模块连接至脉冲升压变压模块，所述脉冲升压变压模块连接至高压脉冲处理室；本发明专利技术可以有效地对农产品进行灭菌，且处理时间短、能耗低，有效地保护了食品的营养成分和天然的色香味等特征。

Sterilization method and system for treating agricultural products using high voltage pulsed electric field

The invention relates to a method and system of pulse electric field processing of agricultural products with high pressure, which uses a high voltage pulse electric field processing of agricultural products of the method comprises the steps of: S1: agricultural products will be processed in high voltage pulsed electric field processing system of agricultural products of the pulse treatment chamber; step S2: according to the types of agricultural products to obtain output the voltage pulse high voltage pulsed electric field; pulse width modulated pulsed electric field and pulse frequency, make agricultural products fully processing; step S3: the processed agricultural products for cooling. The use of high voltage pulsed electric field processing system of agricultural products including high voltage pulse generator module, pulse step-up transformer module and high voltage pulse processing chamber; the high-voltage pulse generating module is connected to the pulse step-up transformer module, a pulse step-up transformer module connected to high voltage pulse processing chamber; the invention can effectively sterilize the agricultural products, and short treatment time, low energy consumption, effectively protect the nutrition of food ingredients and natural color flavor characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种使用高压脉冲电场处理农产品的灭菌方法及系统
本专利技术属于电子
，具体是涉及一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法及系统。
技术介绍
目前，随着生活水平与卫生意识的不断提高，人们的抗菌消毒观念越来越强，尤其是对谷物、蔬菜、水果等农产品的质量要求越来越高。由于病害和虫害抗药性的增强，农产品中常带有病原微生物或寄生虫虫卵，直接食用后必将严重影响健康。因此，对蔬菜、水果进行清洗、消毒非常重要。目前，农产品工业中采用的传统加工技术如蒸煮、巴氏杀菌、腌制、微波等处理农产品的方法及系统对农产品的组织结构、感官性状和营养成分有很大的破坏性，食品中的天然色、香、味和营养成份，使被处理后的食品不能保持原来的风味，农产品原有的品质和营养价值损失很大。随着人们消费观的变化，利用这些加工技术生产出的食品已越来越不能满足消费者的要求。所以急需一种能够保存食物原有品质的高效处理农产品的灭菌方法，来取代现有的传统的灭菌方法。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术旨在提供根据权利要求1所述的一种使用高压脉冲电场处理农产品的灭菌方法，可以对农产品中进行灭菌，且处理时间短、能耗低，有效地保护了食品的营养成分和天然的色香味等特征。本专利技术的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，包括以下步骤：步骤S1：将待处理农产品置于高压脉冲电场处理农产品的系统的高压脉冲处理室中；步骤S2：根据农产品的类型获取高压脉冲电场的脉冲输出电压；调节高压脉冲电场的脉冲宽度和脉冲频率，使农产品充分处理；步骤S3：将处理后的农产品进行冷却。进一步地，所述步骤S2包括：步骤S21：将220V/50HZ的工频交流电通过脉冲升压变压模块将电压提升至处理农产品所需的高电压；步骤S22：对输入的工频交流电进行桥式整流，获得直流高电压；步骤S23：将获得的直流高电压，对第一脉冲电容C1充电；步骤S24：通过IGBT驱动单元控制第一IGBT电子开关以及第二IGBT电子开关交替通断获得脉冲高电压；并利用第二脉冲电容C2以及第三脉冲电容C3将所述脉冲高电压释放到待处理农产品上。进一步地，所述步骤S24包括：调试IGBT驱动单元的驱动信号频率和脉冲宽度；控制IGBT驱动单元提供正向和反向输出电压，使第一IGBT电子开关以及第二IGBT电子开关交替的导通和关断分别获取两路输出波型相位相差180°的脉冲高电压；使第一IGBT电子开关与第二脉冲电容C2相连，通过IGBT驱动单元控制第一IGBT电子开关导通和关断，利用第二脉冲电容C2的充电和放电将一路脉冲高电压释放到待处理农产品上；使第二IGBT电子开关与第三脉冲电容C3相连，通过IGBT驱动单元控制第二IGBT电子开关导通和关断，利用第三脉冲电容C3的充电和放电将一路脉冲高电压释放到待处理农产品上。本专利技术提供的一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，可以有效地对农产品进行灭菌处理，且处理时间短、能耗低，有效地保护了食品的营养成分和天然的色香味等特征。灭菌效果好，经过脉冲电场处理后，食品中的酶类和微生物存活率几乎为零。能耗低，高压脉冲电场灭菌技术消耗的能量为用热力灭菌的40％左右。食品的营养成分不被破坏，而且风味效果好，经过高压脉冲电场灭菌处理后更能有效地保存食品中的营养成分(如蛋白质和维生素)。灭菌速度快，高压脉冲电场灭菌可以在微秒级的时间里完成整个处理过程，而巴士杀菌的灭菌时间至少为10秒以上。灭菌后易处理，脉冲电场处理后，食品温升变化不大，较利于食品的保鲜。无环境二次污染及三废问题。第二方面，本专利技术提供了一种使用高压脉冲电场处理农产品的系统，包括脉冲发生模块、脉冲升压变压模块以及高压脉冲处理室；所述脉冲发生模块连接至脉冲升压变压模块，所述脉冲升压变压模块连接至高压脉冲处理室；所述脉冲发生模块用于产生交变的脉冲电压，其包括整流单元以及滤波单元以及逆变单元；所述逆变单元包括IGBT驱动单元以及IGBT电子开关；所述整流单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3组成的全桥整流电路，其用于完成对220V/50HZ的交流电的全桥整流；所述滤波单元包括脉冲电容，其用于对经全桥整流后得到的直流电进行滤波；所述脉冲升压变压模块用于将交变的脉冲电压转换成处理农产品所需的高压脉冲，其包括工频变压器以及桥式整流网络；所述高压脉冲处理室用于将接收来自于脉冲电容的高压脉冲电场，并将其作用于放置在所述高压脉冲处理室内的待处理农产品。进一步地，所述脉冲升压变压模块还包括限流电阻，所述限流电阻与脉冲电容相连，其用于稳定所述脉冲升压变压模块的电流。进一步地，所述的IGBT电子开关包括第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关；所述第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关并联连接，并分别连接至高压脉冲处理室；所述第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关用于通过其闭合的瞬间将所述脉冲电容的储存的电能释放在所述高压脉冲处理室中，并在所述高压脉冲处理室中形成高压脉冲电场作用于所述待处理农产品。进一步地，所述脉冲电容包括第一脉冲电容C1、第二脉冲电容C2、第三脉冲电容C3，所述第一脉冲电容C1用于接收并储存经全桥整流后的工频高电压，并通过IGBT电子开关分别对第二脉冲电容C2以及第三脉冲电容C3进行充电；所述第二脉冲电容C2通过第一IGBT电子开关连接至高压脉冲处理室，所述第三脉冲电容C3通过第二IGBT电子开关连接至高压脉冲处理室，所述第二脉冲电容C2与第三脉冲电容C3通过第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关的交替导通分别向高压脉冲处理室进行充电和放电操作。进一步地，所述第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关分别连接至所述IGBT驱动单元；所述IGBT驱动单元用于提供正向和反向的驱动电压，控制所述第一IGBT电子开关与第二IGBT电子开关分时开通和闭合，输出两路频率、脉冲宽度可调的双极性高压脉冲。进一步地，所述限流电阻包括第一限流电阻R1与第二限流电阻R2，所述第一限流电阻R1与第一限流电阻R2分别连接至第一脉冲电容C1，其用于稳定脉冲升压变压模块中的电压和电流。进一步地，所述高压脉冲处理室与第二脉冲电容C2、第一IGBT电子开关组成第一回路，且与第三脉冲电容C3、第二IGBT电子开关组成第二回路；当第一IGBT电子开关导通时，第二IGBT电子开关断开，所述第二脉冲电容C2经第一回路向高压脉冲处理室放电；当第二IGBT电子开关导通时，第一IGBT电子开关断开，所述第三脉冲电容C3经第二回路向高压脉冲处理室放电。本专利技术提供的一种使用高压脉冲电场处理农产品的系统，利用IGBT电子开关以及脉冲电容产生的双极性高压脉冲释放在高压脉冲处理室内，作用于待处理农产品。所述系统驱动功率小、开关速度快。本系统的IGBT控制单元可提供正向和反向两种输出电压，使IGBT电子开关可靠地导通和关断，正向输出电压有较陡的上升沿，反向输出电压由较陡的下降沿，使IGBT电子开关的使用寿命延长，输入输出延迟时间小。其产生的相差180°输出相位的双极性高压脉冲可以有效地对农产品进行杀菌，其效果远高于普通的单极性脉冲波，且处理时间短、杀菌效果好、能耗低，有效地保护了农产品的的营养成分和天然的色香味等特征。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将待处理农产品置于高压脉冲处理室中；步骤S2：根据农产品的类型获取高压脉冲电场的脉冲输出电压；调节高压脉冲电场的脉冲宽度和脉冲频率，使农产品充分处理；步骤S3：将处理后的农产品进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将待处理农产品置于高压脉冲处理室中；步骤S2：根据农产品的类型获取高压脉冲电场的脉冲输出电压；调节高压脉冲电场的脉冲宽度和脉冲频率，使农产品充分处理；步骤S3：将处理后的农产品进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S21：将220V/50HZ的工频交流电通过脉冲升压变压模块将电压提升至处理农产品所需的高电压；步骤S22：对输入的工频交流电进行桥式整流，获得直流高电压；步骤S23：将获得的直流高电压，对第一脉冲电容C1充电；步骤S24：通过IGBT驱动单元控制第一IGBT电子开关以及第二IGBT电子开关交替通断获得脉冲高电压；并利用第二脉冲电容C2以及第三脉冲电容C3将所述脉冲高电压释放到待处理农产品上。3.根据权利要求2所述的一种使用高压脉冲电场处理农产品的方法，其特征在于：所述步骤S24包括：调试IGBT驱动单元的驱动信号频率和脉冲宽度；控制IGBT驱动单元提供正向和反向输出电压，使第一IGBT电子开关以及第二IGBT电子开关交替的导通和关断分别获取两路输出波型相位相差180°的脉冲高电压；使第一IGBT电子开关与第二脉冲电容C2相连，通过IGBT驱动单元控制第一IGBT电子开关导通和关断，利用第二脉冲电容C2的充电和放电将一路脉冲高电压释放到待处理农产品上；使第二IGBT电子开关与第三脉冲电容C3相连，通过IGBT驱动单元控制第二IGBT电子开关导通和关断，利用第三脉冲电容C3的充电和放电将一路脉冲高电压释放到待处理农产品上。4.一种使用高压脉冲电场处理农产品的系统，其特征在于，包括脉冲发生模块、脉冲升压变压模块以及高压脉冲处理室；所述脉冲发生模块连接至脉冲升压变压模块，所述脉冲升压变压模块连接至高压脉冲处理室；所述脉冲发生模块用于产生交变的脉冲电压，其包括整流单元以及滤波单元以及逆变单元；所述逆变单元包括IGBT驱动单元以及IGBT电子开关；所述整流单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3组成的全桥整流电路，其用于完成对220V/50HZ的交流电的全桥整流；所述滤波单元包括脉冲电容，其用于对经全桥整流后得到的直流电进行滤波；所述脉冲升压变压模块用于将交变的脉冲电压转换成处理农产品所需的高压脉冲，其包括工频变压器以及桥式整流网络；所述高压脉冲处理室用于将接收来自于脉冲电容的高压脉冲电场，并将其作用于放置在所述高压脉冲处理室内的待处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏启才，
申请(专利权)人：夏启才，
类型：发明
国别省市：贵州,52