基本介紹
- 中文名：靜電場乾燥
- 外文名：Electrostatic field drying
- 學科：食品加工工藝
高壓靜電場對食品的加工
高壓靜電場對食品的加工可分為靜電分離、靜電熏制、靜電乾燥、靜電保鮮、靜電解凍等，它們的原理都是使離子化的氣體在電場內移動，傳遞物質的散體微粒(塵埃、熏煙等)。這樣的帶電粒子再受電場作用，從一極向另一極進行定向移動，從而達到加工所需目的。
高壓靜電場在殺菌方面的套用
在強電場的作用下，空氣中存在的少量帶電粒子與中性分子或原子不斷發生碰撞。電子與氧分子碰撞可產生臭氧，靜電滅菌的主要原因就是臭氧的殺菌作用和活性氧的殺菌作用。
張佰清等利用自製直流高壓靜電場裝置對啤酒酵母進行殺菌實驗研究。研究表明，在極板間距3cm，電壓3kV，處理時間為3min的條件下，啤酒酵母的致死率達到991%。並使用顯微照相技術和電鏡技術，初步分析了高壓靜電場下啤酒酵母的殺菌機理。
蔣耀庭等用高壓靜電場對生醬油進行人工處理，可以有效地殺滅醬油中的細菌。在場強為270kV/m，處理時間48min或場強420kV/m，處理時間24min的處理條件下，既可以達到醬油滅菌的衛生指標、保持醬油的營養成分，又可以增加醬油的香氣，該方法優於加熱處理法。
MizunoA等研究了一種在幾分鐘內對物體表層進行防毒的方法和設備。將待殺菌物體表面置於絕緣電極與接地電極之間，當高壓套用於絕緣電極時，在絕緣電極和接地電極間產生介質阻擋放電。殺菌表面同樣可以用水或H2O2濕潤，以促進-OH的產生，並促進殺菌效果。
ZhanBa-iQing等將高壓靜電處理套用到抑制水果中(如柑橘類水果)青黴病菌的生長中，發現當高壓靜電強度>62000V/m、作用60min時可以明顯的抑制孢子的生長。
高壓靜電場殺菌對食品的色、香、味、形不會產生不良影響，然而該技術要套用於食品工業，還存在一定的距離，還有許多設備以及處理方式的研究工作需要進行，對食品品質的影響研究也還有待進一步的深入。
高壓靜電場在乾燥脫水方面的套用
傳統的熱風方法乾燥會導致蔬菜的熱傷害，嚴重影響食品質地、顏色、香氣成分及營養價值，而冷凍乾燥雖然保證了食品的質構特性，但成本高的問題使其不適合普通食品的乾燥生產。高壓電場乾燥技術作為一種新型的乾燥技術，以它獨特的常溫乾燥特性，對物料的色澤、營養成分分、狀態等具有良好的保持作用;而其設備造價低廉，運行費用低的優點使其更容易進入工農業生產中，能發揮重大的作用。
（1）高壓電場對液體類物料的濃縮實驗研究
李里特等研究了高壓靜電場(針-盤式)對蒸餾水蒸發過程的影響。實驗結果表明:蒸餾水在施加電場後，蒸發速度是不施加電場的14倍，當針狀電極至蒸餾水液面的距離不變時，蒸發速度隨施加電壓的增高而增高，但不是線性關係;當施加電壓保持不變時，蒸發速度隨針狀電極至液面距離的增加而呈現M形變化，即此時存在最佳距離，在此距離下，蒸發速度最大。施加電場後的蒸發效果是不施加電場時蒸發效果與電場單獨作用時蒸發效果的線性疊加。
丁昌江等利用高壓電場在常溫下進行濃縮液體物料的實驗;高壓電場乾燥同熱風乾燥相比，乾燥速度加快，並可最大限度保留有效成分;若把高壓電場乾燥與真空冷凍乾燥組合使用，可以大大提高物料的濃縮速度，從而節約濃縮成本。
（2）高壓電場對農作物種子的乾燥實驗研究
丁昌江等根據高壓電場乾燥實驗的機理研究發現，高壓電場自身不會使種子升溫，種子的乾燥溫度僅僅取決於所複合的熱溫度。靜電乾燥不僅速度快，還有助於保持種子的活性。因此，高壓電場對種子乾燥將是一種新型的乾燥技術。
WCao等利用多針-盤式高壓靜電場研究了加速糙米乾燥及對糙米破裂、發芽率的影響。該項高壓靜電處理(HVEF)是直流電壓，包含了16個針點狀陰極和一個不鏽鋼接地鋼板陽極。電場處理過的糙米平均乾燥速率在25、40、50下分別是未處理糙米的283、159、163倍。在低溫下，電場處理對糙米的破裂沒有顯著作用。電場處理不會顯著影響破裂穀粒的含量及其發芽率(P>005)。
WeiCao等研究了高壓靜電場(HVEF)對小麥乾燥工藝的影響。實驗發現高壓靜電場乾燥小麥的速率明顯高於非電場處理。實驗採用多針-盤式高壓靜電場乾燥小麥，在分別採用10、75、5kV/cm的電場強度下，電場處理的乾燥速率分別是熱風乾燥處理的21、20、17倍。低溫HVEF乾燥處理比高溫處理更有效。當電壓增大，放電間隙減小時，乾燥速率隨之增大。研究還描述了高壓靜電場處理小麥乾燥特性的衰退模式圖。
（3）高壓電場對蔬菜類的乾燥實驗研究
Bajga，TR等利用多針式高壓電場對蘿蔔進行乾燥處理，並與熱風乾燥效果作了比較。高壓電場採用25，65%RH，熱風處理條件為60。電場處理7h後，鮮蘿蔔中水分含量蒸發了875%，而熱風乾燥為869%。高壓電場乾燥的速率在2~6h間平均為0025g/min，比熱風乾燥高00012g/min。與熱風乾燥相比較，高壓電場乾燥的蘿蔔顯示出更少的收縮、更高的吸水率及再水合能力，並且固形物損失低，保留更好的顏色等優點。
高壓靜電場乾燥是一種全新的乾燥技術，具有耗能低、殺菌等多種優點。特別是在濃縮熱敏性液體類物料時，具有明顯優點。因此，在液體類物料的乾燥領域它將會有更廣闊的套用前景。
高壓靜電場在保鮮方面的套用
高壓靜電場保鮮是一種無污染的物理保鮮方法，其保鮮機理是利用高電壓靜電電離空氣，使之產生離子霧和一定量的臭氧，其中的負離子具有抑制果蔬新陳代謝、降低其呼吸強度、減慢酶的活性等作用;而臭氧是一種強氧化劑，除具有殺菌能力外，還能與乙烯、乙醇和乙醛等發生反應，間接對果蔬起到保鮮作用。
Atungulu，G等研究了電場處理對水果的影響(物理變化，腐敗物及真菌的破壞)。實驗對一系列工藝參數進行了測定，包括電極構造，持續與間斷處理，處理時間(成熟前或成熟後)，結果顯示，電場處理可以引起采後水果的生理變化，降低其損害率。
Dan Yang等研究了高壓靜電處理對采後黃瓜的生理學影響。他們運用了100kV/m高壓靜電處理0、05、1、15、2h。實驗表明，在13，90%RH冷藏條件下，短時間HVEF處理可以明顯的控制原料質量的損失，黃瓜皮傳導率提高的現象也得到控制。HVEF處理對黃瓜的呼吸作用沒有顯著的影響。實驗指出，短時間HVEF處理不適合於蔬菜水果的貯藏。
Bajgai，TR等研究了強度為430kV/m的交流電和直流電對Emblic(富含維生素C的水果)處理2h後的影響，並測定了它在敞口袋中質量損失及水分損失等生理變化情況。在4、20、35的敞口與封口的聚乙烯袋貯藏過程中，電場處理對emblic的腐敗情況、顏色及維生素C含量的影響均被測定。結果顯示，交流電場可以延長該水果的貨架期，並且電場處理後的水果要比未處理水果新鮮，並最大程度保留了營養價值。
