[发明专利]超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置及方法

权利要求书

1. 一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置，其特征在于：包括支架（1）、外壳（2）、果蔬处理室（3）、高压脉冲电场发生源（4）、超声波辐射源（5）、霍尔传感器（6）、温度传感器（7）、仪表盘（8）、果蔬槽（9）、调节杆（10）、悬臂梁（11）；外壳（2）底部安装有进行支撑的支架（1），在外壳（2）内的果蔬处理室（3）内部装有高压脉冲发生源（4）和超声波辐射源（5）；

高压脉冲电场发生源（4）：包括连接高压电两端的高压电极板（4a）和接地电极板（4b），接地电极板（4b）平行固定安装在果蔬处理室（3）下部，高压电极板（4a）通过调节杆（10）安装在果蔬处理室（3）上部；

超声波辐射源（5）：包括超声波发生器（5a）、换能器（5b）和振动板（5c），换能器（5b）通过悬臂梁（11）固定在高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间，振动板（5c）固定在换能器（5b）上；

果蔬槽（9）置于振动板（5c）上，果蔬槽（9）的底面与振动板（5c）的顶面紧贴接触，果蔬槽（9）内置有渗透液和果蔬；高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间的果蔬处理室（3）内壁上安装有霍尔传感器（6）和温度传感器（7），外壳（2）上设有实时监测温度和电场的仪表盘（8），霍尔传感器（6）和温度传感器（7）连接到仪表盘（8）上实时显示采集到的电场强度和温度。

2. 根据权利要求1所述的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置，其特征在于：所述的调节杆（10）包括下端连接在高压电极板（4a）上的螺杆（10b）和轴向固定在外壳（2）上的螺筒（10a），螺杆（10b）上端穿过外壳（2）连接螺筒（10a），通过旋转调节杆（10）的螺筒（10a）使得螺杆（10b）上下移动，调节高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间的距离。

3. 根据权利要求1所述的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置，其特征在于：所述的外壳（2）侧面开有用于将果蔬槽（9）水平装入的矩形槽。

4. 根据权利要求1所述的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置，其特征在于：所述的高压电极板（4a）和接地电极板（4b）均为不锈钢平板电极。

5. 根据权利要求1所述的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水装置，其特征在于：所述的果蔬处理室（3）的周围内壁和果蔬槽（9）均采用食品级的聚四氟乙烯材料。

6. 应用于权利要求1～5任一所述装置的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水方法，其特征在于包括以下步骤：

1）果蔬放入：将渗透液和果蔬置入果蔬槽（9）内，果蔬槽（9）底部与振动板（5c）上表面接触；

2）灭菌：根据果蔬的属性和数量设定灭菌的高压脉冲电场强度和超声波强度，高压脉冲电场施加在高压脉冲电场发生源（4）的高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间，超声波通过超声波发生器（5a）和换能器（5b）施加，通过第一次高压电和超声波处理杀灭果蔬和渗透液中的微生物：

3）脱水：根据果蔬样品的目标含水率设定脱水的高压脉冲电场强度和超声波强度，高压脉冲电场施加在高压脉冲电场发生源（4）的高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间，超声波通过超声波发生器（5a）和换能器（5b）施加，通过第二次高压电和超声波处理进行果蔬的脱水；利用高压脉冲电场对细胞壁的击穿作用，加速果蔬表面水分向渗透液扩散，并利用超声波的空化作用，强化果蔬内部水分扩散速率；

4）监控：安装在果蔬处理室（3）内的霍尔传感器（6）和温度传感器（7）实时采集电场强度和温度，并连接到外壳（2）外的仪表盘（8）实时监控，当电场强度和温度出现偏差时通过调节杆（10）和超声波发生器（5a）进行调节；

5）取出样品：将果蔬槽（3）取出；

6）清洗：将果蔬样品和渗透液从果蔬槽（3）中取出，果蔬槽（3）用自来水清洗。

7. 根据权利要求6所述的一种超声波强化高压脉冲电场的果蔬渗透脱水方法，其特征在于：所述的高压脉冲电场强度通过旋转螺筒（10a）上下调节螺杆（10b）位置，从而调节高压电极板（4a）和接地电极板（4b）之间的距离而实现调节。