脉冲电场(Pulsed Electric Field, PEF)杀菌技术以其效果好、时间短、温度低、耗能少、无污染等优点,已受到越来越多研究者的关注。PEF杀菌过程就是将脉冲电压施加到处理室的两极,产生电场对食品物料进行杀菌,在整个过程中,脉冲发生器产生的脉冲波形、处理室中的电场强度和温度分布是影响系统杀菌效果的三大重要因素,因此,本课题主要针对这三大因素,对脉冲发生器和处理室进行仿真,研究增强杀菌效果的方法,为自主搭建PEF系统提供重要的理论依据。对于脉冲波形,本文根据方波脉冲的成形机理,利用Simulink对OSU-4L系统主电路进行建模和仿真研究,分别分析布线电感、变压器漏感以及处理室负载对波形的影响,仿真和分析结果表明主电路的低电感和处理室的低电容可以产生更好的方波波形。在PEF系统工作过程中,处理室中存在着三个物理场,电场、流场和温度场,本文在建立同场处理室三维模型的基础上,根据三场理论,建立了脉冲电场杀菌系统三场耦合的数学模型,模拟在脉冲电压V、脉宽τ、频率f、流速μ和温度T等条件下,0.2%Nacl溶液的流体特性、温度分布以及处理室中的电场分布,并通过仿真结果分析,提出了参数化建模、以电场和温度场均匀度为指标优化处理室结构的方法,以及通过增加流速,使流体达到湍流状态来增加温度分布均匀度的设想。为了优化处理室结构,利用“COMSOL With MATLAB”二次开发设计了2D同场处理室仿真分析软件,对不同结构和不同系统参数下的同场处理室进行仿真研究,并且运用该软件,通过不同结构对比分析,得出了最优的处理室结构,提出了温度的均匀程度是优化处理室结构的第一标准,分析了同一结构下,层流和湍流的温度分布情况,论证了湍流在一定程度上比层流温度分布更加均匀的观点。本文最后针对中试规模PEF系统设计要求(场强、处理量、电导率范围等),通过仿真分析,确定了最优的同场处理室参数,为中试规模处理室设计提供了理论依据。