近年来,随着人们对方便、营养和保健食品提出越来越高的要求,许多传统的食品加工方法受到了新兴技术强有力的挑战。就灭菌领域而言,传统的灭菌方法为热灭菌。众所周知,热处理对食品的营养、风味和色泽等外观品质方面有较大损害,还会造成加工过程中的一些问题。因此,寻求低温高效实用的灭菌方法成为广大相关企业的共同心声。因而非热处理正得到人们越来越广泛的关注,非热处理包括添加防腐剂抑制微生物、离心分离去除微生物、辐射处理杀灭微生物等。高压脉冲电场杀菌是一种全新的非热处理杀菌方法,它是利用高强度脉冲电场对食品中的微生物进行杀灭的一种技术,有杀菌时间短、效率高、能耗少等特点。 基于高压脉冲电场的广泛应用前景,本课题研制了一套基于计算机控制的完整的高压脉冲发生器,用来产生脉冲宽度、脉冲个数、脉冲电压强度均可调节的高压脉冲电场,攻克了产生高压脉冲电场的关键技术难题。 本课题的主要研究内容和研究结果如下: 1、综述了国内外利用高压脉冲电场进行灭菌技术的研究进展,并指出了国内外研究所存在的问题。 2、本课题研制的高压脉冲发生器系统由主电路与控制电路二部分所组成。在主电路中,采用全桥式逆变电路能很好地满足基于计算机控制的高压脉冲发生器的设计。同时在逆变电路中采用绝缘门极双极晶体管(IGBT)作为功率器件,其开关速度高,开关和通态时功耗小,饱和压降低,安全工作区宽,无二次击穿现象,高压脉冲形成级采用定压大电流,快前沿、低抖动、长寿命快速IGBT,在设计上留有较大余量,确保运行可靠。 3、在高压脉冲发生器的控制电路中,采用单片机技术,结合液晶屏等友好人机界面设计了电路。同时,采用专用芯片SG3525来产生脉宽调制电路,由IR2110组成的驱动电路来驱动绝缘门极双极晶体管(IGBT)。 4、采用C51语言对下位机进行模块化结构编程,采用Visual C++语言对高压脉冲发器系统的上位机(PC机软件)编程,并实现了与下位机的即时通信功能。