高壓脈沖滅菌效應的理論與實驗研究.pdf

1、目前傳統(tǒng)的滅菌方法主要包括物理滅菌、化學滅菌和生物滅菌三大類?？紤]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逐漸被人們重視。高壓脈沖滅菌是一項新型的非熱處理技術，其機理是對微生物施加高壓脈沖電場，誘導微生物細胞膜出現(xiàn)不可逆的電穿孔，從而導致微生物死亡。本文對脈沖電場作用下細胞電穿孔機理進行了分析，設計了基于簡單Marx電路的指數(shù)衰減波形的高壓脈沖電源，在此基礎上制作了不同類型的處理腔，構建了模擬脈沖電場滅菌的循環(huán)水系統(tǒng)并進行

2、了靜態(tài)和動態(tài)的高壓脈沖電場滅菌實驗，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綜合國內外研究成果，分析高壓脈沖滅菌機理，重點討論了細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。建立了實際帶有上升沿的指數(shù)衰減脈沖和方波的數(shù)學模型，仿真分析了細胞膜對脈沖電場的頻率響應、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)生器基礎上的，通過IGBT、開斷調整電路結構，利用單片機系統(tǒng)對脈沖頻率的控制。對電路原理進行了分析討論，通過計算確定了各個元器件參數(shù)。
　　 ③結合目前常用處理腔結構對處理腔進行了分析討論，制作了同軸式和極板式處理腔。在此基礎上研制出了結構簡單、便于調節(jié)和拆卸的平行極板式處理腔，可以根據(jù)不同的實驗要求調節(jié)板間距離，與脈沖電源結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)