1. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬
‫اردیبهشت‬92

2. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫مقدمه‬
)*(‫؟‬ ‫چیست‬ ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬
‫قبیل‬ ‫از‬ ‫مزایایی‬ ‫دارای‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫مایع‬ ‫نیمه‬ ‫یا‬ ‫مایع‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫نگهداری‬ ‫جهت‬ ‫حرارتی‬ ‫غیر‬ ‫فرایند‬ ‫یک‬:
‫عالی‬ ‫طعم‬
‫ای‬ ‫تغذیه‬ ‫ارزش‬
‫ماندگاری‬ ‫مدت‬
)*(‫؟‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫کار‬ ‫چگونه‬ ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬
‫بین‬ ‫ضربانی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫باال‬ ‫ولتاژ‬ ‫اعمال‬20–80KV‫شکل‬ ‫به‬ ‫پالس‬ ‫امواج‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫کوتاه‬ ‫بسیار‬ ‫فواصل‬ ‫در‬:
‫نزولی‬ ‫نمائی‬
‫گوش‬ ‫چهار‬
‫انتهایی‬ ‫دو‬

3. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫دمه‬َ‫ق‬‫م‬
)*(‫است؟‬ ‫چگونه‬ ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬ ‫سازی‬ ‫فعال‬ ‫غیر‬ ‫مکانیسم‬
‫به‬ ‫بسته‬ ‫خود‬ ‫که‬ ‫پذیر‬ ‫نا‬ ‫برگشت‬ ‫و‬ ‫پذیر‬ ‫برگشت‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫الکتروپوریشن‬ ‫غشا‬ ‫سطح‬ ‫روی‬ ‫ریز‬ ‫منافذ‬ ‫ایجاد‬:
‫جریان‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬–‫الکتریکی‬ ‫میدان‬ ‫شدت‬–‫دارد‬ ‫پالس‬ ‫تعداد‬
)*(‫است؟‬ ‫میزان‬ ‫چه‬ ‫فرایند‬ ‫این‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫تیمار‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫نگهداری‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬
‫ب‬ ‫حساس‬ ‫عوامل‬ ‫بروی‬ ‫سوئی‬ ‫اثر‬ ‫که‬ ‫تفاوت‬ ‫این‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫پاستوریزاسیون‬ ‫برای‬ ‫مناسبی‬ ‫جایگزین‬ ‫فرایند‬ ‫این‬‫حرارت‬ ‫ه‬
‫طعم‬–‫بافت‬–‫ندارد‬ ‫رنگ‬.‫مدت‬ ‫برای‬ ‫محیط‬ ‫دمای‬ ‫ودر‬ ‫هستند‬ ‫سردخانه‬ ‫نیازمند‬ ‫نگهداری‬ ‫جهت‬ ‫محصوالت‬ ‫این‬
‫نگهداریند‬ ‫قابل‬ ‫کمتری‬ ‫زمان‬.

4. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫دمه‬َ‫ق‬‫م‬

5. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫مقدمه‬
)*(‫؟‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫صنعتی‬ ‫حد‬ ‫در‬ ‫تجهیزات‬ ‫ایا‬
‫بله‬.‫حاضر‬ ‫حال‬ ‫در‬2‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫تجاری‬ ‫سیستم‬:
Parepals Technologies Inc
Thomson – CSF
‫بین‬ ‫ظرفیت‬ ‫دارای‬ ‫تجهیزات‬ ‫این‬1000‫تا‬5000‫هستند‬ ‫ساعت‬ ‫در‬ ‫لیتر‬
‫و‬0.03‫تا‬0.07$‫دارد‬ ‫هزینه‬ ‫لیتر‬ ‫هر‬ ‫ازای‬ ‫به‬

6. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫نزولی‬ ‫نمائی‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫موج‬
‫خود‬ ‫بیشینه‬ ‫به‬ ‫اندکی‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬ ‫در‬ ‫یکسویه‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫ولتاژ‬ ‫موج‬
‫از‬ ‫بعد‬ ‫فاصله‬ ‫بال‬ ‫و‬ ‫میرسد‬PEAK‫به‬ ‫نزولی‬ ‫صورت‬ ‫به‬0‫رسد‬ ‫می‬.
‫است‬ ‫اتصال‬ ‫در‬ ‫مقاومتی‬ ‫با‬ ‫سری‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫خازن‬ ‫یک‬ ‫سیستم‬ ‫این‬ ‫در‬
‫است‬ ‫گرقته‬ ‫قرار‬ ‫خازن‬ ‫با‬ ‫موازی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫فرایند‬ ‫اطاقک‬ ‫که‬.

7. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫چهارگوش‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫موج‬
‫های‬ ‫خازن‬ ‫توسط‬ ‫خود‬ ‫بیشینه‬ ‫مقدار‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫ولتاژ‬ ‫موج‬
‫بازه‬ ‫در‬ ‫دارد‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫نزولی‬ ‫نمائی‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫مدار‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫بیشتری‬
‫به‬ ‫ناگهانی‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫سپس‬ ‫یافته‬ ‫ادامه‬ ‫کوتاهی‬ ‫زمانی‬0‫رسد‬ ‫می‬.
‫تواند‬ ‫می‬ ‫موج‬ ‫نوع‬ ‫این‬:
1–‫همراه‬ ‫به‬ ‫ژنراتور‬ ‫یک‬ ‫از‬3‫ولتاژ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫یک‬ ‫و‬ ‫خازن‬
2–‫سیستم‬Puls Forming Network
‫گردد‬ ‫ایجاد‬

8. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫انتهایی‬ ‫دو‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫موج‬(‫قطبی‬ ‫دو‬)
‫موج‬ ‫این‬ ‫در‬,‫صورت‬ ‫به‬ ‫پالس‬PEAK‫پالس‬ ‫هر‬ ‫بین‬ ‫شده‬ ‫ارسال‬
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫استراحتی‬ ‫زمان‬.
‫بین‬ ‫استراحت‬ ‫زمان‬0.096‫تا‬4Sµ‫است‬.
‫از‬ ‫کمتر‬ ‫به‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫سختی‬ ‫به‬ ‫برگشتی‬ ‫پالس‬ ‫ای‬ ‫لحظه‬ ‫شارژ‬ ‫مقدار‬
1.3Jml‫برسد‬.

9. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫فرایند‬ ‫اطاقک‬ ‫انواع‬
Static:‫قسمت‬ ‫یک‬ ‫دارای‬U‫است‬ ‫شیشه‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫مارپیچی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫اطاقکی‬ ‫و‬ ‫استرن‬ ‫پلی‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫شکل‬.
Static:‫قسمت‬ ‫یک‬ ‫دارای‬U‫است‬ ‫برنج‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫اطاقکی‬ ‫و‬ ‫استرن‬ ‫پلی‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫شکل‬.
Continuous:‫کننده‬ ‫مخلوط‬ ‫همراه‬ ‫به‬ ‫رسانا‬ ‫اهن‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫اطاقک‬(‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫بیشتری‬ ‫اطاقک‬ ‫تعداد‬Static‫دارد‬
‫گیرند‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫هم‬ ‫با‬ ‫موازی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫و‬)

10. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬

11. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬

12. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫الکترودها‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫خواسته‬ ‫نا‬ ‫واکنشهای‬
Anode Cathode
•2 H20 ____> 2H+ + 2HO°+ 2e - 2H+ + 2e- ____> H2(g)
•2 HO° ____> H2O2 Reduction
•H2O2____> O2+ 2H+ + 2e-
•2Cl- (aq) ____> Cl2 (g)+2e-
•Fe(s) ____> Fe2+ (aq)+ 2e-
•Oxidation
Cathode
2H+ + 2e- ____> H2(g)
Reduction

13. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫سیب‬ ‫اب‬ ‫برای‬ ‫فرایند‬ ‫شرایط‬
Simpson and Other ( 1995 )
‫فاکتور‬ ‫مقدار‬
E 50 KVcm
Puls Number 10
Time 2 µS
Treatment Temperature Ċ45
Shelf Life 28 Days
Shelf Life in 25 – 22 Ċ 32 - 56 Days

14. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫پرتغال‬ ‫اب‬ ‫برای‬ ‫فرایند‬ ‫شرایط‬
Zhang and Other ( 1997 )
‫فاکتور‬ ‫مقدار‬
E < 32 KV/cm
Reduced Log 3 - 4
Shelf Life in 4 Ċ 5 Month
Shelf Life in 4 – 22 Ċ 90 Days
Shelf Life in 37 Ċ 15 Days

15. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫شیر‬ ‫برای‬ ‫فرایند‬ ‫شرایط‬
Fernandez – Molina and Other ( 1999 )
‫فاکتور‬ ‫مقدار‬
E 40 KV/cm
Puls Number 30
Time 2 µS
Treatment Temperature -
Shelf Life in 4Ċ 2 Week

16. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫مرغ‬ ‫تخم‬ ‫برای‬ ‫فرایند‬ ‫شرایط‬
Dunn and Pearlman ( 1987 )
‫فاکتور‬ ‫مقدار‬
E 36 KV/cm Static
Puls Number 25
Time 2 µS
Treatment Temperature -
Shelf Life in 4 – 10 Ċ 10 – 4 Days

17. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫عوامل‬

18. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫عوامل‬
)*(‫فرایند‬ ‫در‬ ‫بحرانی‬ ‫عوامل‬
1–‫فرایند‬ ‫عومل‬:‫الکتریکی‬ ‫میدان‬ ‫شدت‬–‫پالس‬ ‫دامنه‬–‫پالس‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬–‫دما‬–‫موج‬ ‫نوع‬
2–‫نوع‬MO:‫گونه‬ ‫نوع‬–‫تمرکز‬ ‫میزان‬–‫رشد‬ ‫نمودار‬
3–‫محیطی‬ ‫عوامل‬:PH–‫میکروبی‬ ‫ضد‬ ‫مواد‬–‫یونی‬ ‫ترکیبات‬

19. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫عوامل‬
)*(‫فرایند‬ ‫در‬ ‫بحرانی‬ ‫عوامل‬
‫نرمال‬ ‫میکروبی‬ ‫فعالیت‬ ‫دامنه‬ ‫با‬ ‫غذایی‬ ‫مواد‬ ‫اکثر‬ ‫جهت‬ ‫مطلوب‬ ‫الکتریکی‬ ‫میدان‬ ‫شدت‬
‫گزارش‬ ‫به‬ ‫بنا‬JeyamKondan and Other
50 µs , E = 4.9 KVcm - 2 µs , E = 40 KVcm
‫گزارش‬ ‫به‬ ‫بنا‬ ‫موج‬ ‫نوع‬Zhang and Other‫پرتغال‬ ‫اب‬ ‫بروی‬
‫گوش‬ ‫چها‬:35 KVcm - 37.22 µs - Puls Rise = 60 ns
‫نزولی‬ ‫نمائی‬:62.5 KVcm - 0.57 µs - Puls Rise = 4 ns
‫انتهایی‬ ‫دو‬:37 KVcm - 0.96 µs - Puls Rise = 400 ns

20. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫عمل‬ ‫مکانیسم‬
Electerical Breakdown
‫غشا‬ ‫سطح‬ ‫از‬ ‫عبور‬ ‫برای‬ ‫نرمال‬ ‫ولتاژ‬MO‫بین‬1‫تا‬10mV‫است‬.
‫الکترکی‬ ‫میدان‬ ‫شدت‬ ‫با‬ ‫ولتاژ‬ ‫این‬(E)‫زیستی‬ ‫سلول‬ ‫شعاع‬ ‫و‬(d)‫است‬ ‫متناسب‬.
‫گردد‬ ‫ایجاد‬ ‫بعدی‬ ‫ثانویه‬ ‫ولتاژ‬ ‫توسط‬ ‫بحرانی‬ ‫ولتاژ‬ ‫که‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫ایجاد‬ ‫زمانی‬ ‫سلول‬ ‫غشای‬ ‫در‬ ‫شکست‬.
‫بر‬ ‫بودن‬ ‫بزرگ‬ ‫صورت‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫پذیر‬ ‫برگشت‬ ‫باشد‬ ‫کم‬ ‫غشا‬ ‫سطح‬ ‫کل‬ ‫به‬ ‫منافذ‬ ‫نسبت‬ ‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬ ‫شکست‬ ‫این‬‫ناپذیر‬ ‫گشت‬
‫است‬.
‫از‬ ‫چنانچه‬V‫قاب‬ ‫غیر‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫بیشتری‬ ‫سطح‬ ‫دارای‬ ‫منافذ‬ ‫شود‬ ‫استفاده‬ ‫بیشتری‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬ ‫و‬ ‫باالتر‬ ‫شدت‬ ‫با‬‫برگشت‬ ‫ل‬
‫بود‬ ‫خواهد‬.

21. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫عمل‬ ‫مکانیسم‬
Electerical Breakdown
E = V / F
F‫کروی‬ ‫سلول‬ ‫برای‬=1.5
F‫ای‬ ‫استوانه‬ ‫سلول‬ ‫برای‬=L ( L – d ) / 3

22. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬

23. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫عمل‬ ‫مکانیسم‬
Electroporation
‫گیرد‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫باال‬ ‫ولتاژ‬ ‫با‬ ‫پالس‬ ‫معرض‬ ‫در‬ ‫ناگهانی‬ ‫بطور‬ ‫سلول‬ ‫ان‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫ای‬ ‫پدیده‬ ‫الکتروپوریشن‬
‫پروتینی‬ ‫و‬ ‫لیپیدی‬ ‫های‬ ‫قسمت‬ ‫در‬ ‫موقت‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫و‬(‫پالسمایی‬ ‫غشای‬)‫شود‬ ‫می‬ ‫ثباتی‬ ‫بی‬ ‫دچار‬.
‫شود‬ ‫می‬ ‫کوچک‬ ‫های‬ ‫مولکول‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫غشا‬ ‫نفوذپذیری‬ ‫سبب‬ ‫ثباتی‬ ‫بی‬ ‫این‬.‫اماس‬ ‫سلول‬ ‫نهایت‬ ‫در‬
‫گردد‬ ‫می‬ ‫واپاشی‬ ‫دچار‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫پیدا‬.

24. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬

25. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬

26. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫فرایند‬ ‫بحرانی‬ ‫عوامل‬ ‫مونیتورینگ‬:
1–‫پالس‬ ‫ولتاژ‬
2–‫پالس‬ ‫جریان‬
3–‫پالس‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬
4–‫پالس‬ ‫تکرار‬ ‫ضریب‬
5–‫فرایند‬ ‫دمای‬
6–‫شدن‬ ‫روان‬ ‫ضریب‬

27. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬
)*(‫سازی‬ ‫فعال‬ ‫غیر‬ ‫ضریب‬:

28. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫محاسبات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫روش‬

29. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫گیری‬ ‫نتیجه‬
)*(‫است‬ ‫صرفه‬ ‫به‬ ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬ ‫فرایند‬ ‫ایا‬:
20 kV at 100 Ohm resistance : I = E / R = 200 KV / 100 Ω = 200 A
Power = E * I = 200000 * 100 = 4 MW
The PEF processing would add only $0.03–$0.07/L to final food
costs
liquid foods where thermal pasteurization
is not an option (due to flavor, texture, or color changes),
PEF treatment would be advantageous.

30. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫گیری‬ ‫نتیجه‬
)*(‫است‬ ‫صرفه‬ ‫به‬ ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬ ‫فرایند‬ ‫ایا‬:
PEF can be used only for processing liquid and
semi-liquid food products
‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫الکتریسته‬ ‫تامین‬ ‫جهت‬ ‫قیمت‬ ‫گران‬ ‫تجهیزات‬ ‫به‬ ‫نیاز‬
‫الکترودها‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫ناخواسته‬ ‫الکتریکی‬ ‫های‬ ‫واکنش‬

31. ‫الکتریک‬ ‫پالس‬ ‫میادین‬>‫گیری‬ ‫نتیجه‬
- OSU PEF technology web page at: http://fst.osu.edu/pef
- US Food & Drug Administration , Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food
Processing Technologies – Pulsed Electric Fields at :
http://www.fda.gov/Food/ScienceResearchArea
- S.Toepfl , V.Heinz , D.Knorr , 2006 , Application of Pulsed Electric Fields in Liquid
Processing
-- S.Toepfl , Example of novel technologies High pressure and pulsed electric fields ,
German Institute of Food Technologies
- M.V.Karwe , Non-termal Food Processing , at : http://foodsci.Rutgers.edu
-

32. ‫شما‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫تشکر‬ ‫با‬
-‫ذوالفقاری‬ ‫مسعود‬
-‫پور‬ ‫فرج‬ ‫مهدی‬
-‫حسینی‬ ‫جهانگیر‬