中强脉冲电场叉指式平板处理室的多物理场仿真与试验

作     者：王思敏 甘芝霖 孙爱东 孙铭爽 WANG Simin;GAN Zhilin;SUN Aidong;SUN Mingshuang

作者机构：北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 林业食品加工与安全北京市重点实验室北京100083 东北农业大学食品学院哈尔滨150030 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31871817 32172222) 

出 版 物：《中国农业大学学报》 (Journal of China Agricultural University)

年 卷 期：2022年第27卷第10期

页      码：186-195页

摘      要：处理室是脉冲电场系统的关键部件,为改善处理室的结构和性能,设计并优化一种在中强脉冲电场下的处理室。运用COMSOL Multiphysics软件对优化前后处理室的电场、流场和温度场进行分析,测定物料出口温度和杀菌效果对优化效果进行实际评价,基于优化后的处理室对比中强脉冲电场处理和巴氏杀菌处理对蓝莓果汁的品质影响。结果表明:1)研究得到的直角型叉指式平板处理室,除电极拐角处存在电场尖峰外,其他区域的电场强度分布均匀,均为2kV/cm,与理论值相同,优化后的圆角型叉指式平板处理室在拐角处消除了电场尖峰,电场强度峰值由22.7kV/cm降低至2.64kV/cm,电场强度分布更加均匀,物料出口温度降低了4.3℃,温度和流速分布均得到改善;2)基于叉指式平板处理室搭建的中强脉冲电场处理系统具有显著的杀菌效果,电场强度大于2kV/cm时,直角型和圆角型叉指式平板处理室均使大肠杆菌菌落数下降了3lg(CFU/mL)以上,但圆角型叉指式平板处理室的物料温度升高幅度显著降低,效果更好,与仿真结果一致;3)与热处理相比,中强脉冲电场处理更好地保持了蓝莓果汁的pH、颜色、花色苷和抗氧化能力。本研究研发的叉指式平板处理室具有良好的杀菌效果,优化后物料温升更小,能够较好地保持蓝莓果汁的品质。

主 题 词：平板式处理室 杀菌 叉指结构 中强脉冲电场 COMSOL Multiphysics 

学科分类：0832[0832] 08[工学] 083201[083201] 

核心收录：

D　O　I：10.11841/j.issn.1007-4333.2022.10.17

馆 藏 号：203114269...