静电场干燥

高压静电场对食品的加工

高压静电场对食品的加工可分为静电分离、静电熏制、静电干燥、静电保鲜、静电解冻等，它们的原理都是使离子化的气体在电场内移动，传递物质的散体微粒(尘埃、熏烟等)。这样的带电粒子再受电场作用，从一极向另一极进行定向移动，从而达到加工所需目的。

高压静电场在杀菌方面的应用

在强电场的作用下，空气中存在的少量带电粒子与中性分子或原子不断发生碰撞。电子与氧分子碰撞可产生臭氧，静电灭菌的主要原因就是臭氧的杀菌作用和活性氧的杀菌作用。

张佰清等利用自制直流高压静电场装置对啤酒酵母进行杀菌实验研究。研究表明，在极板间距3cm，电压3kV，处理时间为3min的条件下，啤酒酵母的致死率达到991%。并使用显微照相技术和电镜技术，初步分析了高压静电场下啤酒酵母的杀菌机理。

蒋耀庭等用高压静电场对生酱油进行人工处理，可以有效地杀灭酱油中的细菌。在场强为270kV/m，处理时间48min或场强420kV/m，处理时间24min的处理条件下，既可以达到酱油灭菌的卫生指标、保持酱油的营养成分，又可以增加酱油的香气，该方法优于加热处理法。

MizunoA等研究了一种在几分钟内对物体表层进行杀毒的方法和设备。将待杀菌物体表面置于绝缘电极与接地电极之间，当高压应用于绝缘电极时，在绝缘电极和接地电极间产生介质阻挡放电。杀菌表面同样可以用水或H2O2湿润，以促进-OH的产生，并促进杀菌效果。

ZhanBa-iQing等将高压静电处理应用到抑制水果中(如柑橘类水果)青霉病菌的生长中，发现当高压静电强度>62000V/m、作用60min时可以明显的抑制孢子的生长^[1]。

高压静电场杀菌对食品的色、香、味、形不会产生不良影响，然而该技术要应用于食品工业，还存在一定的距离，还有许多设备以及处理方式的研究工作需要进行，对食品品质的影响研究也还有待进一步的深入。

高压静电场在干燥脱水方面的应用

传统的热风方法干燥会导致蔬菜的热伤害，严重影响食品质地、颜色、香气成分及营养价值，而冷冻干燥虽然保证了食品的质构特性，但成本高的问题使其不适合普通食品的干燥生产。高压电场干燥技术作为一种新型的干燥技术，以它独特的常温干燥特性，对物料的色泽、营养成分分、状态等具有良好的保持作用;而其设备造价低廉，运行费用低的优点使其更容易进入工农业生产中，能发挥重大的作用。

（1）高压电场对液体类物料的浓缩实验研究

李里特等研究了高压静电场(针-盘式)对蒸馏水蒸发过程的影响。实验结果表明:蒸馏水在施加电场后，蒸发速度是不施加电场的14倍，当针状电极至蒸馏水液面的距离不变时，蒸发速度随施加电压的增高而增高，但不是线性关系;当施加电压保持不变时，蒸发速度随针状电极至液面距离的增加而呈现M形变化，即此时存在最佳距离，在此距离下，蒸发速度最大。施加电场后的蒸发效果是不施加电场时蒸发效果与电场单独作用时蒸发效果的线性叠加。

丁昌江等利用高压电场在常温下进行浓缩液体物料的实验;高压电场干燥同热风干燥相比，干燥速度加快，并可最大限度保留有效成分;若把高压电场干燥与真空冷冻干燥组合使用，可以大大提高物料的浓缩速度，从而节约浓缩成本。

（2）高压电场对农作物种子的干燥实验研究

丁昌江等根据高压电场干燥实验的机理研究发现，高压电场自身不会使种子升温，种子的干燥温度仅仅取决于所复合的热温度。静电干燥不仅速度快，还有助于保持种子的活性。因此，高压电场对种子干燥将是一种新型的干燥技术。

WCao等利用多针-盘式高压静电场研究了加速糙米干燥及对糙米破裂、发芽率的影响。该项高压静电处理(HVEF)是直流电压，包含了16个针点状阴极和一个不锈钢接地钢板阳极。电场处理过的糙米平均干燥速率在25、40、50下分别是未处理糙米的283、159、163倍。在低温下，电场处理对糙米的破裂没有显著作用。电场处理不会显著影响破裂谷粒的含量及其发芽率(P>005)。

WeiCao等研究了高压静电场(HVEF)对小麦干燥工艺的影响。实验发现高压静电场干燥小麦的速率明显高于非电场处理。实验采用多针-盘式高压静电场干燥小麦，在分别采用10、75、5kV/cm的电场强度下，电场处理的干燥速率分别是热风干燥处理的21、20、17倍。低温HVEF干燥处理比高温处理更有效。当电压增大，放电间隙减小时，干燥速率随之增大。研究还描述了高压静电场处理小麦干燥特性的衰退模式图。

（3）高压电场对蔬菜类的干燥实验研究

Bajga，TR等利用多针式高压电场对萝卜进行干燥处理，并与热风干燥效果作了比较。高压电场采用25，65%RH，热风处理条件为60。电场处理7h后，鲜萝卜中水分含量蒸发了875%，而热风干燥为869%。高压电场干燥的速率在2~6h间平均为0025g/min，比热风干燥高00012g/min。与热风干燥相比较，高压电场干燥的萝卜显示出更少的收缩、更高的吸水率及再水合能力，并且固形物损失低，保留更好的颜色等优点。

高压静电场干燥是一种全新的干燥技术，具有耗能低、杀菌等多种优点。特别是在浓缩热敏性液体类物料时，具有明显优点。因此，在液体类物料的干燥领域它将会有更广阔的应用前景^[2]。

高压静电场在保鲜方面的应用

高压静电场保鲜是一种无污染的物理保鲜方法，其保鲜机理是利用高电压静电电离空气，使之产生离子雾和一定量的臭氧，其中的负离子具有抑制果蔬新陈代谢、降低其呼吸强度、减慢酶的活性等作用;而臭氧是一种强氧化剂，除具有杀菌能力外，还能与乙烯、乙醇和乙醛等发生反应，间接对果蔬起到保鲜作用。

Atungulu，G等研究了电场处理对水果的影响(物理变化，腐败物及真菌的破坏)。实验对一系列工艺参数进行了测定，包括电极构造，持续与间断处理，处理时间(成熟前或成熟后)，结果显示，电场处理可以引起采后水果的生理变化，降低其损害率。

Dan Yang等研究了高压静电处理对采后黄瓜的生理学影响。他们运用了100kV/m高压静电处理0、05、1、15、2h。实验表明，在13，90%RH冷藏条件下，短时间HVEF处理可以明显的控制原料质量的损失，黄瓜皮传导率提高的现象也得到控制。HVEF处理对黄瓜的呼吸作用没有显著的影响。实验指出，短时间HVEF处理不适合于蔬菜水果的贮藏。

Bajgai，TR等研究了强度为430kV/m的交流电和直流电对Emblic(富含维生素C的水果)处理2h后的影响，并测定了它在敞口袋中质量损失及水分损失等生理变化情况。在4、20、35的敞口与封口的聚乙烯袋贮藏过程中，电场处理对emblic的腐败情况、颜色及维生素C含量的影响均被测定。结果显示，交流电场可以延长该水果的货架期，并且电场处理后的水果要比未处理水果新鲜，并最大程度保留了营养价值。