[发明专利]一种使用高压脉冲电场处理农产品的灭菌方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明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。

本发明的技术方案如下：第一方面，本发明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。

本发明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，本发明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；