高壓脈沖滅菌效應(yīng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前傳統(tǒng)的滅菌方法主要包括物理滅菌、化學(xué)滅菌和生物滅菌三大類。考慮到上述各種滅菌方法的缺陷和不足，近年來高壓脈沖滅菌技術(shù)逐漸被人們重視。高壓脈沖滅菌是一項(xiàng)新型的非熱處理技術(shù)，其機(jī)理是對微生物施加高壓脈沖電場，誘導(dǎo)微生物細(xì)胞膜出現(xiàn)不可逆的電穿孔，從而導(dǎo)致微生物死亡。本文對脈沖電場作用下細(xì)胞電穿孔機(jī)理進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了基于簡單Marx電路的指數(shù)衰減波形的高壓脈沖電源，在此基礎(chǔ)上制作了不同類型的處理腔，構(gòu)建了模擬脈沖電場滅菌的循環(huán)水系統(tǒng)并進(jìn)行

2、了靜態(tài)和動態(tài)的高壓脈沖電場滅菌實(shí)驗(yàn)，論證了該高壓脈沖滅菌系統(tǒng)的可行性。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 ①綜合國內(nèi)外研究成果，分析高壓脈沖滅菌機(jī)理，重點(diǎn)討論了細(xì)胞膜在電場作用下的建模、跨膜電壓的求解和電場參數(shù)對電穿孔效率的影響。建立了實(shí)際帶有上升沿的指數(shù)衰減脈沖和方波的數(shù)學(xué)模型，仿真分析了細(xì)胞膜對脈沖電場的頻率響應(yīng)、指數(shù)衰減脈沖上升沿對電穿孔效率的影響。
　　 ②研制了指數(shù)衰減波形的高壓脈沖發(fā)生裝置。指數(shù)脈

3、沖發(fā)生器是建立在簡單Marx發(fā)生器基礎(chǔ)上的，通過IGBT、開斷調(diào)整電路結(jié)構(gòu)，利用單片機(jī)系統(tǒng)對脈沖頻率的控制。對電路原理進(jìn)行了分析討論，通過計(jì)算確定了各個元器件參數(shù)。
　　 ③結(jié)合目前常用處理腔結(jié)構(gòu)對處理腔進(jìn)行了分析討論，制作了同軸式和極板式處理腔。在此基礎(chǔ)上研制出了結(jié)構(gòu)簡單、便于調(diào)節(jié)和拆卸的平行極板式處理腔，可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)板間距離，與脈沖電源結(jié)合有助于找到更加合適的處理參數(shù)。
　　 ④研制了一套模擬循環(huán)水系統(tǒng)