乾燥是從含水物料中去除水分或其他揮發成分的操作，是古老而通用的耗能操作之一。從農產品、食品、化工、陶瓷、醫藥、礦產加工到紙漿、木材加工、生物材料、保健品等，幾乎所有的產業都有乾燥操作。目前，隨著乾燥技術套用日益廣泛，乾燥面臨的問題也越來越多，越來越複雜，主要有：對乾燥原理的研究不足；乾燥產品的質量低：能耗較高、熱效率低．高壓電場乾燥技術便應運而生。
基本介紹
- 中文名：高壓電場乾燥
- 性質：乾燥方法
- 原理：電流體動力學
簡述,水物料的非均勻電場受力分析,電流體動力學分析,結論,
簡述
高壓電場乾燥技術是一項新型的乾燥技術。日本的淺川1976年發現了“淺川效應”，即在施加電壓後水的蒸發速度會加快，並認為電場消耗的能量很小。但一贏未受到學術界重視，直到1994年才見到Chen和Barthakur報導：在單個針-板電暈場中，2～4 mm厚土豆片的平均乾燥速度是相應對照組乾燥速度的2.5倍。T R Bajgai利F Hashinaga報導：高壓電場乾燥具有使物料不升溫，速度快，能很好地保存葉綠素a和b的優點。F C Lai等人在2003年對針狀電極和線狀電極的電流體動力學乾燥進行了試驗，表明這兩種形狀的電極都能提高幹燥的速度。
水物料的非均勻電場受力分析
高壓電場乾燥技術利用離子束和物料中水分子內部的相互作用和外部的吹動作用，電場力使液體內水分子作定向移動，電場作用力和正直接將表面層的水分子拉出來。在此過程中，水分子的無規則運動在電場力作用下變成做順著電場強度增大的方向做定向移動，物料溫度不升高，可以有效地保留液體物料中的有效成分不受損失。
電流體動力學分析
電流體動力學是靜電學與流體力學的結合，是靜電工程學的一個重要分支，正在逐步得到學術界認可。
電流體動力學是以電場與流體中的自由電荷及束縛電荷間相互作用為主要研究對象的一個邊緣學科，涉及電場中電流體或質點的行為，它考慮了電場對流體介質的作用，它也可以被看作是在運動電介質中的電動力學．在流體中，介質運動對電場的影響，及電場對運動流體的作用，兩者相互作用會出現很多有趣的電流體現象。
經過數十年的研究，人們對電流體動力學已經有了比較深刻的認識。
目前，對於電流體動力學研究，除了集中於其理論之外，人們將研究拓展到了與當前科技發展前沿有關的多個領域。
在高壓電場乾燥試驗中，生物物料和上電極是不接觸的，中間夾有空氣，即電場中將有兩種介質．如果把這兩種介質假設為歐姆流體，並且兩者的鬆弛時間不同，將滿足電流體行波泵。
當介質內部沒有電荷源時，在兩種介質的交界面上，電荷守恆性決定了電荷積蓄，其極性為：在電場作用下，兩種層迭的歐姆流體界面上有電荷產生，如果在激發電極附近介質的電荷鬆弛時間大於遠離電極處介質的電荷鬆弛時間，界面上的電荷與激發電極的極性相反，界面上的剪下力與行波方向相同，則向前驅動；如果激發電極附近的電荷鬆弛時間小於較遠介質的電荷鬆弛時間，那么界面上的電荷與激發電極的極性相同，剪下力的方向與行波方向相反，形成向後驅動．通常情況下，物料可以假設為均勻電介質，介電常數受外界影響較小，電荷鬆弛時間主要由電導率決定，對於低電壓或高頻率情況，電極發射的電荷主要聚集在電極附近，從數量級上看，當電介質帶電時，其電導率要比不帶電時大，電導率梯度導致了鬆弛時間自電極向外遞增，向後驅動．當在高電壓或低頻率時，在電極極性反向之前，電極發射的電荷跨越過中線，形成了與前面相反的情況，從而正向驅動．不管正向驅動還是反向驅動都會使物料中的水分子脫出或使氫鍵斷開，達到脫水目的。
電場對生物物料中水分子受力的作用包含了電流體動力學中力的特點，電中性的中性粒子在非均勻電場中將受到梯度力的作用，這就是介電泳力。高壓電場乾燥以介電泳力為顯著：①水分子產生感應極化，運動至強電場區域：②力的性質與電場的極性無關；③要想介電泳力大，必須有很強的非均勻電場，為此必須對電極板形狀作特殊考慮，我們在此用了針-板電場；④當介質的粘性率低即阻力小時，該力的效果明顯，對比試驗自來水蒸發速率是較快的。
單極性離子群在介電液體內傳導時，因離子與液體分子或原子碰撞而拖拽分子、在液體內部產生運動的現象稱為離子牽引現象．為了傳導單極子離子，可以將電荷的發射極浸於液體中，在發射極和與其相對應的電極之間加上電壓即可產生這種效應。利用靜電力的作用在液體內部形成壓力和流動，所以水分子才可以從物料中脫出。
結論
電流體動力學原理套用於電場對生物物料中水分子的輸運特性的機理分析尚屬首次，可以看作是初步的機理分析。如果進行全面的分析，還需進一步的研究。電流體動力學作為一項在多種領域獲得，廣泛套用的學科，正迅猛發展，它對傳統技術領域的革新具有重大意義。電場對生物物料中水分子的輸運特性的研究將是研究熱點．這個領域所面臨的問題可以分為理論和套用兩部分。由丁電流體動力學的機理研究涉及力學、電學、化學、物理等多個學科，物理現象非常複雜，所以機理研究仍有大量工作，需要多學科的學者協同作戰。
