高压静电场解冻原理详细分析

1  破坏水的稳态结构

水本身并非单纯的液体，而是具有一定构造的物质，于是从水的构造角度开拓了对生物膜研究的新领域。经理论分析认为，水是由氢键结合而成的，具有一定极性的水分子团结构的液体，而这种水分子团结构实际上是一种准稳态结构，一般仅能保持10s左右，这是一个处于在氢键作用下分子聚合和解聚的动态平衡，它的排列和运动状态时时发生变化。

因此，当处于高压静电场中，一种微能量的作用使得分子之间的平衡可能被打破，使解聚大于聚合使得分子团结构以及由此构成的冰层结构随着起关键作用的氢键的崩溃而发生较大的变化，从而达到加速解冻的效果。

高压静电场可以加速冰的解冻机理是因为高压静电场产生的微能源可以加速冰层结构中氢键的断裂，使冰以小冰晶的形式存在，再逐步过渡到小分子水的液体状态。

2    形成离子风

在高压静电场中会存在带电粒子，这些带电粒子因为所带电荷的不同，会产生不同方向的运动，带负电的粒子会向正极板方向运动，带正电的粒子会向负极板方向运动，这样的粒子之间的运动就会形成离子风。由于离子风是由高速运动的带电粒子组成，当这些高速运动的带电粒子打到冰表面时，其携带的能量便会被冰表面的水分子所吸收，进而提高了这些水分子的动能，使它们融化速度加快。同时，这些带电粒子沉积在冰的表面也会提高冰的导热速率，使其能更快的从周围环境中吸收热量，提高其融化速度。白亚乡等对高压静电场解冻的实验结果表明: 解冻速度与电极的形状密切相关，其中板电极解冻效果不明显，线电极和针电极能获得较大的解冻速度，主要是因为针电极和线电极有电场强度相对较强的尖端，空气中散存的带电粒子就会在强电场作用下加速运动，与空气分子碰撞又形成新的带电粒子，这样就会产生大量的带电粒子，在电场中形成更多的离子风，从而加速解冻。

3    产生负离子效应和臭氧作用

有研究发现，高压静电场可以 电离空气生成负离子和臭氧，负离子具有抑制生物组织的新陈代谢、降低其呼吸强度、减慢酶的活性等作用［13］; 臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于蛋 白质和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。丹阳和李里特研究了高压静电场臭氧产生能力，研究表明随着电场强度的增加，臭氧的含量也不 断增加，并且高压静电场证明所产生的臭氧对细菌有一定的抑制和杀灭作用。

鲜道科技已经高压静电技术转化为高压静电发生设备投入肉制品加工企业实际操作中，为企业节能减排、转型升级做出了巨大贡献。