一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸漬加工方法
【專利摘要】一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸漬加工方法，屬于運(yùn)用電磁學(xué)的食品加工【技術(shù)領(lǐng)域】。組成單元有（A）驅(qū)動(dòng)單元：任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、功率放大器；（B）感應(yīng)單元：環(huán)形硅鋼鐵芯、硅膠管繞組、銅線圈繞組；（C）浸漬單元：浸漬槽、真空泵。通過函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成特定的周期函數(shù)信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后，激勵(lì)一端的銅線圈繞組，并在環(huán)形硅鋼鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通，引發(fā)在另一端充滿強(qiáng)電解質(zhì)溶液的硅膠管繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，溶液回路體系中的正負(fù)離子定向移動(dòng)，完成對(duì)食品的浸漬處理，浸漬液需為強(qiáng)電解質(zhì)的離子化合物類。本發(fā)明避免了電化學(xué)反應(yīng)帶來的浸漬液電解和極板腐蝕結(jié)垢問題，原理區(qū)別于電解、電泳、電滲析和電鍍技術(shù)。
【專利說明】—種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸漬加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，本發(fā)明涉及一種新型食品浸潰加工方法，適用于強(qiáng)電解質(zhì)類的浸潰液，屬于運(yùn)用電磁學(xué)的食品加工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明與真空浸潰技術(shù)相比，可在更短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)食品原料的浸潰處理。可完成濕法鹽潰、著色處理和微量礦物質(zhì)元素的加強(qiáng)。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)傳統(tǒng)的浸潰食品加工方法包括五大類，即鹽潰、醋潰、糟潰、醬潰和糖潰。浸潰食品種類繁多，其中廣為人知的產(chǎn)品有各類泡菜、醬菜、酸泡姜片、調(diào)味香瓜子、鹽水蛋、泡椒鳳爪與豬皮、醉蟹等，它們都受到人們的青睞。浸潰處理的目的是將浸潰溶液中的各類溶質(zhì)離子和分子如氫、鈉、鉀、鈣、鐵、硒、氯離子和蔗糖、醇類小分子滲透到食品組織空隙以及細(xì)胞中，同時(shí)由于滲透壓差而除去食品中的部分水分，產(chǎn)生良好的風(fēng)味。此過程中，浸潰液中溶質(zhì)擴(kuò)散速率受到組織細(xì)胞內(nèi)外各種物質(zhì)的分壓力差、浸潰溫度、環(huán)境壓力和食品原料空隙率的影響。浸潰食品中特別是濕法腌制的水產(chǎn)品，因?yàn)槿苜|(zhì)擴(kuò)散速率慢而長(zhǎng)時(shí)浸潰會(huì)造成變質(zhì)，所以一般多在5°C的冷藏環(huán)境中腌潰，不可避免的因時(shí)間長(zhǎng)而造成可溶性蛋白、維生素、礦物質(zhì)和色素的流失。為加快食品的浸潰處理，通常只有通過提高浸潰溫度、提高溶質(zhì)濃度和改變環(huán)境大氣壓力來進(jìn)行。但因?yàn)楦邷貢?huì)引起浸潰食品的發(fā)酵和酸敗，故提高溫度來加快浸潰處理的方式，在工業(yè)上鮮有采用。提高浸潰液溶質(zhì)濃度則會(huì)形成“高鹽”產(chǎn)品，而必須增加后期脫鹽工藝操作。目前成熟應(yīng)用的且能加快食品浸潰處理的技術(shù)只有真空浸潰技術(shù)(Vacuum Impregnation簡(jiǎn)稱VI),核心原理是利用壓差引起的流體動(dòng)力學(xué)機(jī)理和變形松弛現(xiàn)象來提高腌潰效率。食品組織細(xì)胞內(nèi)存在孔隙，真空下在物料內(nèi)部形成低壓氣泡，同時(shí)也造成細(xì)胞間距增大而物料膨脹，在細(xì)胞內(nèi)外壓差和毛細(xì)管效應(yīng)下外部液體更容易滲入。通常在數(shù)十分鐘內(nèi)完成食品的浸潰處理，與常壓浸潰所需的幾天或幾十天時(shí)間相比已大大縮短了加工時(shí)間，故能廣泛應(yīng)用。
[0003]電流的導(dǎo)體分為兩大類，第一類是金屬導(dǎo)體，電流形式為電子電流，第二類是電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。電解質(zhì)可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中能完全電離，多為離子化合物和大部分鹽類，而弱電解質(zhì)電離不完全，多為共價(jià)化合物。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力與電離度、濃度、溫度都有相關(guān)性，電流形式為離子電流。電解質(zhì)溶液中由于含有大量的帶正負(fù)離子，在有電勢(shì)差的環(huán)境中會(huì)發(fā)生定向遷移，根據(jù)這一原理的技術(shù)應(yīng)用包括電解、電鍍、電泳和電滲析。它們都是通過在電極間產(chǎn)生電勢(shì)差而造成離子定向移動(dòng)，其中電解、電鍍、電滲析的處理對(duì)象多為電解質(zhì)中的正負(fù)離子，其分子量??；而電泳則針對(duì)溶液中一些表面帶有大量正負(fù)電子的蛋白質(zhì)大分子類進(jìn)行處理。
[0004]感應(yīng)離子電流即在充滿電解質(zhì)的螺線管路中弓I入變化的磁通量使其生產(chǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為“源動(dòng)力”來驅(qū)動(dòng)溶液回路體系中的離子移動(dòng)。溶液回路體系中根據(jù)其線圈的磁通量變化率不同而具有不同規(guī)律的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，進(jìn)而具有不同的驅(qū)動(dòng)效果。這是因?yàn)楦鶕?jù)電場(chǎng)中帶電尚子的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)帶電尚子運(yùn)動(dòng)的力(F)等于尚子所帶凈電荷量(Q)與電場(chǎng)強(qiáng)度(X)的乘積，即F = QX。由于磁通變化率不同，則產(chǎn)生的交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在正負(fù)方向的峰值不同，即離子在不同方向受到的電場(chǎng)力大小和持續(xù)時(shí)間不同。而離子的前移同樣要受到阻力(/)的影響，對(duì)于一個(gè)類似球形的離子，服從斯托克斯定律，即:/=6 π r η V(r為離子質(zhì)點(diǎn)半徑，Π為溶液介質(zhì)粘滯系數(shù)，V為離子移動(dòng)速度)，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，帶電離子勻速運(yùn)動(dòng)，即F= f。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，涉及一種新型食品浸潰加工方法，原理是通過函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成特定的周期信號(hào)波形，經(jīng)過功率放大器將信號(hào)電流放大并激勵(lì)互感硅鋼鐵芯一端的線圈繞組，變化的磁通在另一端充滿強(qiáng)電解質(zhì)溶液的螺旋硅膠管繞組管路中產(chǎn)生相應(yīng)變化規(guī)律的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為“源動(dòng)力”來驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通回路中的離子并形成定向遷移。由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化規(guī)律不同，離子受到“正向”和“負(fù)向”的電場(chǎng)力大小和持續(xù)時(shí)間有異，進(jìn)而使離子具有不同的步進(jìn)效果。根據(jù)溶液體系的離子特性，選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)波形來達(dá)到最佳的浸潰效果。技術(shù)原理如圖1所示，波形示例如圖2。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，本發(fā)明裝置的組成單元有(A)驅(qū)動(dòng)單元:包括任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(I)、功率放大器
(2);任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(I)和功率放大器(2)相連接；(B)感應(yīng)單元:包括環(huán)形硅鋼鐵芯
(3)、硅膠管繞組(4)、銅線圈繞組(5);環(huán)形硅鋼鐵芯(3)的一端繞銅線圈繞組(5)，環(huán)形硅鋼鐵芯(3)的另一端繞硅膠管繞組(4);銅線圈繞組(5)和功率放大器(2)相連接；硅膠管繞組(4)兩端分別與浸潰槽(6)兩端的導(dǎo)通口相連接，使強(qiáng)電解質(zhì)溶液形成閉合回路；(C)浸潰單元:包括浸潰槽(6)、真 空泵(7)，真空泵(7)與浸潰槽(6)相接通；
通過函數(shù)發(fā)生器生成特定規(guī)律的周期信號(hào)，經(jīng)過功率放大器將信號(hào)電壓放大并激勵(lì)環(huán)形硅鋼鐵芯一端的銅線圈繞組，其中放大電壓信號(hào)失真率=0.1%，周期規(guī)律變化的磁通使環(huán)形硅鋼鐵芯另一端充滿強(qiáng)電解質(zhì)溶液的螺旋硅膠管繞組中產(chǎn)生相應(yīng)規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為“源動(dòng)力”來驅(qū)動(dòng)浸潰液體系中的離子發(fā)生定向遷移；根據(jù)溶液體系的離子特性，選擇適合的周期函數(shù)波形來達(dá)到最佳的浸潰效果；當(dāng)周期函數(shù)波形發(fā)出時(shí)，此時(shí)強(qiáng)電解質(zhì)浸潰液電導(dǎo)率需在2(T60mS/cm范圍，則變化的磁通可在浸潰槽兩端生成500mV~1.8V的交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)食材厚度在3cm以內(nèi)時(shí)均可在5min內(nèi)完成浸潰，即食材內(nèi)外環(huán)境中浸潰液溶質(zhì)的體積濃度基本一致。
[0007]驅(qū)動(dòng)單元中的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成頻率IHflOOHz的任意自定義波形信號(hào)，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，幅寬范圍IOVpp(±5V)之內(nèi)，輸出阻抗50 Ω，使用的功率放大器兼容任意函數(shù)波形的放大，全功率頻率范圍IHz~100Hz，輸出電壓幅寬300Vpp ( 土 150V)，輸出電流(T40mA，輸入阻抗50 Ω，激勵(lì)在矩形硅鋼鐵芯一側(cè)的線圈繞組。
[0008]感應(yīng)單元中的環(huán)形硅鋼鐵芯為硅鋼矩形鐵芯，銅線圈繞組為單層繞線，銅線直徑范圍0.6^0.8mm,匝數(shù)為12(Tl50匝，與功率放大器連接。
[0009]充滿強(qiáng)電解質(zhì)浸潰液的硅膠管繞組其材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑范圍I飛mm，管壁厚度3mm，繞組為單層繞線其匝數(shù)范圍為10~20圈，硅膠管兩端與分別與浸潰槽兩側(cè)的導(dǎo)通口相接并連通，使浸潰液呈循環(huán)的回路體系，當(dāng)特定規(guī)律變化的磁通產(chǎn)生時(shí)，浸潰液電導(dǎo)率在2(T60mS/cm時(shí)，可在浸潰槽兩端生成500mV~1.8V特定規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可對(duì)浸潰液中的不同離子產(chǎn)生定向驅(qū)動(dòng)效果，從而完成對(duì)食品的浸潰處理。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可通過在浸潰槽兩端插入鉬片電極并由交流伏特表檢得，鉬片電極尺寸5mmX 5mmX 0.15mm。
[0010]浸潰單元中玻璃浸潰槽為圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)徑80mm，長(zhǎng)度300mm，壁厚3mm，上方留有可抽真空的閥門和可以進(jìn)樣或取樣的密封蓋，浸潰槽兩側(cè)的中間部位有導(dǎo)通口，可與硅膠管連接，使其整個(gè)浸潰液體系成循環(huán)回路，由真空泵控制浸潰液體系的循環(huán)。
[0011]然后由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成頻率在IHflOOHz的特定波形周期函數(shù)信號(hào)，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，其幅寬范圍在IOVpp (±5￥)，輸出阻抗50 0，信號(hào)通過全功率頻率范圍在IHz~100Hz，輸出電壓幅寬在300Vpp (±150V)，輸出電流在(T40mA，輸入阻抗50Ω的功率放大器并將電壓信號(hào)放大，激勵(lì)在矩形硅鋼鐵芯一側(cè)的線圈繞組，線圈繞組為單層繞線，銅線直徑范圍為0.6^0.8mm,匝數(shù)在120-150圈。于是在充滿強(qiáng)電解質(zhì)浸潰溶液的硅膠管繞組中會(huì)有規(guī)律變化的磁通產(chǎn)生，其中硅膠管材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑范圍f 5mm，管壁厚度3mm，繞組為單層繞線其匝數(shù)范圍為10-20圈。當(dāng)特定規(guī)律變化的磁通產(chǎn)生時(shí)，浸潰液電導(dǎo)率在2(T60mS/cm時(shí)，可在浸潰槽兩端生成500mV~1.8V特定規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可對(duì)浸潰液中的不同離子產(chǎn)生定向驅(qū)動(dòng)效果，從而完成對(duì)食品的浸潰處理。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可通過在浸潰槽2端插入鉬片電極并由交流伏特表檢得，鉬片電極尺寸5mmX 5mmX 0.15mm。
[0012]本發(fā)明的有益效果:可快速的完成對(duì)食材的浸潰加工，浸潰液需屬于強(qiáng)電解質(zhì)的離子化合物類。對(duì)于需要通過濕法鹽潰、著色和礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素強(qiáng)化處理的食材，當(dāng)厚度在3cm以內(nèi)時(shí)均可在5min內(nèi)完成浸潰,即穩(wěn)定后食材內(nèi)外環(huán)境溶質(zhì)的體積濃度基本一致。浸潰處理時(shí)，溶液濃度在0.01%~6%以及電導(dǎo)率在2(T60mS/cm范圍適宜。離子濃度大，則感應(yīng)離子電流密度過高，使溶液回路體系生產(chǎn)對(duì)流或湍流，則不利于離子浸潰。由于電解質(zhì)離子的定向遷移驅(qū)動(dòng)力來源于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)`而非直接插入的通電極板，因此本發(fā)明避免了由于電化學(xué)反應(yīng)帶來的浸潰液電解和極板腐蝕結(jié)垢問題，原理完全區(qū)別于目前的電解、電泳、電滲析和電鍍技術(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1 一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰技術(shù)原理示意圖。1、任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，2、功率放大器，3、環(huán)形硅鋼鐵芯，4、硅膠管繞組，5、銅線圈繞組，6、浸潰槽，7、真空泵。
[0014]圖2磁通變化與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)示例圖。
[0015]圖3鹽潰青梅的函數(shù)信號(hào)波形圖。
[0016]圖4感應(yīng)離子電流處理5min后青梅內(nèi)部組織微觀鹽分觀察。
[0017]圖5鈣鹽浸潰蘋果的函數(shù)信號(hào)波形圖。
[0018]圖6感應(yīng)離子電流處理5min后蘋果內(nèi)部組織微觀鈣鹽布觀察。[0019]圖7瓜子著色浸潰的函數(shù)信號(hào)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1鹽潰青梅
稱取青梅300克，洗凈后置于浸潰槽中，槽的腔體尺寸為內(nèi)徑80mm，長(zhǎng)度300mm，壁厚3mm。注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%濃度的氯化鈉腌潰液直到浸沒樣品，此時(shí)采用梅特勒-托利多FE30電導(dǎo)率儀測(cè)得腌潰溶液電導(dǎo)率為55mS/cm。浸潰槽密封后開啟真空泵抽真空直到溶液充滿硅膠管路，體系中的浸潰溶液成回路狀態(tài)。其中硅膠管材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑2_，管壁厚度3_，硅膠管纏繞在矩形硅鋼鐵芯一端上，硅膠管繞組為單層繞線，匝數(shù)范圍為20圈。此后由普源DG1022型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成特定波形的周期函數(shù)信號(hào)，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，波形圖如圖 3 所不，周期 750ms, t0=Os, t^lOOms, t2=250ms, t3=400ms, t4=500ms,t5=650ms, t6=750ms, Y,=2.5V，V2=5V，其波形幅寬VPP=5V，電壓信號(hào)再通過美國(guó)TEGAM牌型號(hào)為2350的功率放大器放大10倍，以此激勵(lì)在矩形硅鋼鐵芯另一端的線圈繞組，線圈繞組為單層繞線，銅線直徑0.8mm，匝數(shù)140圈，此時(shí)體系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.2V。啟動(dòng)5min后取出青梅，即達(dá)到浸潰要求，此時(shí)青梅含鹽量為4.6%，而未處理前的青梅含鹽量為0.2%。
[0021]鹽潰效果的微觀檢測(cè)，采用掃描電子顯微鏡觀察青梅內(nèi)部靠近果核部位的組織中的鹽分分布情況，如圖4所示，可以看出5min處理后青梅內(nèi)部組織已含有明顯鹽分。檢測(cè)方法:取靠近果核部位的青梅肉，切成4_ X 1.5mm X 5mm的矩形塊狀,直接置于液氮中冷凍(-210°C) 5min，取出后將其脆斷，在凍干機(jī)的_45°C冷阱、真空度12Pa環(huán)境下迅速脫水30min。干燥的樣品表面噴金,于荷蘭Quanta 200掃描電子顯微鏡下觀察,如圖4所不。
[0022]實(shí)施例2蘋果的鈣元素營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化 蘋果洗凈削皮，切成3 X 3 X 3cm塊狀，稱取400g，置于浸潰槽中，浸潰槽腔體尺寸為內(nèi)徑80mm,長(zhǎng)度300mm,壁厚3mm,注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1000mg/kg的食品級(jí)乳酸鈣溶液浸沒樣品,此時(shí)采用梅特勒-托利多FE30電導(dǎo)率儀測(cè)得腌潰溶液電導(dǎo)率為22mS/cm，密封后開啟真空泵抽真空直到溶液充滿硅膠管路，體系中的溶液成回路狀態(tài)，其中硅膠管材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑范圍4_，管壁厚度3_，硅膠管纏繞在矩形硅鋼互感鐵芯一端，硅膠管繞組為單層繞線，匝數(shù)為15圈。由普源DG1022型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成特定波形的周期函數(shù)信號(hào)，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，波形圖如圖5所示，周期540ms, t0=0s, t^SOms, t2=100ms, t3=220ms,t4=300ms, t5=420ms, t6=540ms, V1=4V，V2=8V，其波形幅寬 Vpp=8V，電壓信號(hào)經(jīng)美國(guó) TEGAM 牌的型號(hào)為2350的功率放大器放大10倍后，激勵(lì)在矩型鐵芯另一端的線圈繞組，線圈繞組為單層繞線，銅線直徑0.8mm，匝數(shù)在150圈，此時(shí)溶液體系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為800mV。保持5min后取出，蘋果塊即達(dá)到浸潰要求，此時(shí)蘋果肉中的含鈣量0.lmg/g,而未處理前的含鈣量 0.003mg/g。
[0023]鈣元素浸潰效果的微觀檢測(cè)，采用掃描電子顯微鏡觀察蘋果肉內(nèi)部組織中的鈣鹽分布情況，如圖6所示，可以看出5min處理后蘋果內(nèi)部組織已含有明顯鈣鹽。檢測(cè)方法:取蘋果內(nèi)部果肉組織，切成4mm X 1.5mm X 5mm的矩形塊狀,直接置于液氮中冷凍(_210°C )5min，取出后將其脆斷，在凍干機(jī)的_45°C冷阱、真空度12Pa環(huán)境下迅速脫水30min。干燥的樣品表面噴金，于荷蘭Quanta 200掃描電子顯微鏡下觀察,如圖6所不。
[0024]實(shí)施例3:瓜子著色
米用合成色素覓菜紅，分子式C2tlH11OltlN2S3Na3,水溶性色素。本例為植物纖維表面穩(wěn)定上色?？ㄗ逊Q取500克，置于浸潰槽中，浸潰槽腔體尺寸為內(nèi)徑80mm，長(zhǎng)度300mm，壁厚3mm，注入濃度40mg/kg的莧菜紅浸潰液直到浸沒樣品，此時(shí)采用梅特勒-托利多FE30電導(dǎo)率儀測(cè)得腌潰溶液電導(dǎo)率為20mS/cm。密封后開啟真空泵抽真空直到溶液充滿硅膠管路，體系中的溶液成回路狀態(tài)，其中硅膠管材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑范圍5_，管壁厚度3_，硅膠管纏繞在矩形硅鋼鐵芯一端，硅膠管繞組為單層繞線，匝數(shù)為20圈。由普源DG1022型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成特定波形的周期函數(shù)信號(hào)，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，波形圖如圖7所不，周期 440ms, t0=Os, t^SOms, t2=120ms, t3=240ms, t4=280ms, t5=400ms, t6=440ms, V1=SV,V2=IOV,其波形幅寬Vpp=IOV,電壓信號(hào)經(jīng)美國(guó)TEGAM牌的型號(hào)為2350的功率放大器放大10倍后，激勵(lì)在矩型硅鋼鐵芯另一端的線圈繞組，銅制繞組為單層繞線，銅線直徑0.8_，匝數(shù)在140圈，此時(shí)溶液體系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為900mV。保持5min后取出，通過感觀評(píng)價(jià)并與常壓浸泡同樣時(shí)間的瓜子相比，該法處理的瓜子色澤穩(wěn)定，沖洗后色澤不褪。按照《食品添加劑手冊(cè)(第三版)》凌關(guān)庭主編的關(guān)于色素物質(zhì)總含量測(cè)定方法0T-15分析，處理后的瓜子殼中覓菜紅含量18mg/kg,而常壓浸泡處理5min的瓜子殼中覓菜紅含量為5mg/k g。
【權(quán)利要求】
1.一種基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，其特征在于裝置的組成單元有(A)驅(qū)動(dòng)單元:包括任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(I)、功率放大器(2);任意函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(I)和功率放大器(2)相連接；(B)感應(yīng)單元:包括環(huán)形硅鋼鐵芯(3)、硅膠管繞組(4)、銅線圈繞組(5);環(huán)形硅鋼鐵芯(3)的一端繞銅線圈繞組(5)，環(huán)形硅鋼鐵芯(3 )的另一端繞硅膠管繞組(4);銅線圈繞組(5)和功率放大器(2)相連接；硅膠管繞組(4)兩端分別與浸潰槽(6)兩端的導(dǎo)通口相連接，使強(qiáng)電解質(zhì)溶液形成閉合回路；(C)浸潰單元:包括浸潰槽(6)、真空泵(7)，真空泵(7)與浸潰槽(6)相接通； 通過函數(shù)發(fā)生器生成特定規(guī)律的周期信號(hào)，經(jīng)過功率放大器將信號(hào)電壓放大并激勵(lì)環(huán)形硅鋼鐵芯一端的銅線圈繞組，其中放大電壓信號(hào)失真率=0.1%，周期規(guī)律變化的磁通使環(huán)形硅鋼鐵芯另一端充滿強(qiáng)電解質(zhì)溶液的螺旋硅膠管繞組中產(chǎn)生相應(yīng)規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為“源動(dòng)力”來驅(qū)動(dòng)浸潰液體系中的離子發(fā)生定向遷移；根據(jù)溶液體系的離子特性，選擇適合的周期函數(shù)波形來達(dá)到最佳的浸潰效果；當(dāng)周期函數(shù)波形發(fā)出時(shí)，此時(shí)強(qiáng)電解質(zhì)浸潰液電導(dǎo)率需在2(T60mS/cm范圍，則變化的磁通可在浸潰槽兩端生成500mV~1.8V的交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)食材厚度在3cm以內(nèi)時(shí)均可在5min內(nèi)完成浸潰，即食材內(nèi)外環(huán)境中浸潰液溶質(zhì)的體積濃度基本一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)單元中的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可生成頻率IHflOOHz的任意自定義波形，I個(gè)周期內(nèi)信號(hào)具有I個(gè)上升沿，2個(gè)下降沿，上升沿的斜率大于下降沿的斜率，幅寬范圍IOVpp之內(nèi)，+ 5V~一 5 V，輸出阻抗50 Ω，使用的功率放大器兼容任意函數(shù)波形的放大，全功率頻率范圍IHz~100Hz，輸出電壓幅寬300Vpp，+ 150V~一 150V，輸出電流(T40mA，輸入阻抗50 Ω。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，其特征在于，感應(yīng)單元中的環(huán)形硅鋼鐵芯為硅鋼矩形鐵芯，銅線圈繞組為單層繞線，銅線直徑范圍0.6^0.8mm,匝數(shù)為12(Tl50匝，與功率放大器連接。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，其特征在于，充滿強(qiáng)電解質(zhì)浸潰液的硅膠管繞組其材料為絕緣性好、柔韌性佳、無毒無味的食品級(jí)鉬金硅膠管，內(nèi)徑范圍廣5mm，管壁厚度3mm，繞組為單層繞線其匝數(shù)范圍為10-20圈，硅膠管兩端與分別與浸潰槽兩側(cè)的導(dǎo)通口相接并連通，使浸潰液呈循環(huán)的回路體系O
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于函數(shù)信號(hào)控制的強(qiáng)電解質(zhì)離子電流的食品浸潰加工方法，其特征在于，浸潰單元中玻璃浸潰槽為圓柱形結(jié)構(gòu)內(nèi)徑80mm，長(zhǎng)度300mm，壁厚3mm，上方留有可抽真空的閥門和可以進(jìn)樣或取樣的密封蓋，浸潰槽兩側(cè)的中間部位有導(dǎo)通口，可與硅膠管連接，使其整個(gè)浸潰液體系成循環(huán)回路，由真空泵控制浸潰液體系的循環(huán)。
【文檔編號(hào)】A23P1/00GK103504454SQ201310411500
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】楊哪, 徐學(xué)明, 金亞美, 吳鳳鳳, 周星, 金征宇, 段翔, 陳海英 申請(qǐng)人:江南大學(xué)