大多数植物的细胞内存在着一些功能性成分,这些成分可以通过激活某些酶的活性或者其他的途径来调节人体的机能,比如增强免疫力、防病治病等。随着食品工业的发展,人们通过一些手段将这些物质提取出来,添加于食品产品中,用以增强其功能性。由于传统的有机溶剂提取法存在着能耗高、提取时间长、过程繁琐、收率低等诸多不足,因此现代的提取手段通常会借助于一些外界的机械辅助,以增强破壁及提高细胞内的传质过程,并缩短提取的时间,提高其提取率,比如微波辅助提取、超声波辅助提取、高压脉冲电场辅助提取等,其中高压脉冲电场提取技术由于其提取速率快、提取效果好,并且能在室温或接近于室温条件下进行,因此得到了许多业内人士的关注。但高压脉冲电场设备由于其高压脉冲电源成本较高、控制系统难以构建,并且处理装置需特别加工,所以发展较为缓慢,目前大多为实验室规模设备。本文基于国内高压脉冲电场工业化提取设备的空白,将实验室规模设备进行处理量和功率的放大,研制了一条处理量为1 t/h的高压脉冲电场中试提取设备,并将该设备运用于山葡萄花色苷的提取中,探究了设备的提取效果。主要研究内容及结果如下:1)设计了一套产生指数衰减波的高压脉冲电源,最大输出电压32 k V,频率在1 Hz～5Hz之间。另外设计了一种气动往复型的火花隙开关,开关采用电磁阀驱动两个小球电极相向运动的方式,使用COMSOL Multiphysics软件对两小球在不同间距下其间的电场分布进行了模拟仿真,最终确定两小球相向运动的最小距离为1 mm。2)设计了一种高压脉冲电场处理装置,该装置包括进料装置、传送装置、出料装置以及控制箱等,并对各装置的结构和运行过程进行了分析。另外对传统平板型静态处理室进行了优化,通过在高压电极板与处理框内壁间隙加入金属导体以改善处理室内的电场分布,使得处理室内的不均匀体积占比由4.3%降低至1.2%。3)使用该设备探究高压脉冲电场技术与热浸提法和超声波提取技术对山葡萄中多酚类物质的提取效果的影响,对比三种提取方法下的山葡萄中的总酚、黄酮以及花色苷的含量,结果表明,三种提取方法均有利于山葡萄中的多酚溶出。相较于未处理的山葡萄,脉冲电场提取物中总酚、黄酮、花色苷的含量分别提高了12.2%、11.1%、11.3%。4)探究了设备结构对山葡萄中花色苷含量的影响,制定了三组实验方案。第一组方案为控制输入能量,探究施加电压和脉冲个数对提取效果的影响,结果表明,随着施加电压的增加,山葡萄中花色苷含量呈上升的趋势,说明施加电压的影响程度高于脉冲个数的影响程度;第二组方案为探究不同频率下的提取效果,结果表明,花色苷含量在频率为1 Hz～5 Hz时有下降的趋势;第三组方案为控制输入场强,探究5 k V/5 cm、10k V/10 cm、15 k V/15 cm三种条件下的提取效果,结果表明,三种条件下山葡萄中的花色苷含量分别为344.25±1.61 mg/L、346.76±1.10 mg/L、353.11±1.32 mg/L,即15 k V/15 cm时处理效果最佳。5)将该设备应用于山葡萄的中试提取试验中,测定了在30 k V/10 cm条件下山葡萄中的花色苷含量,并与实验规模设备在15 k V/5 cm条件下的提取效果进行了对比,结果表明,在此实验方案下其处理量约为实验规模设备处理量的20倍,并且在相同场强的条件下其提取效果要优于实验规模设备的提取效果。说明该设备满足中试要求,成功实现了对实验规模设备的放大。