本文關(guān)鍵詞：含水微空心陰極空氣等離子體射流特性及其滅菌應(yīng)用研究

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【摘要】：·OH具有強氧化性,是自然界除氟外氧化電勢最高的物質(zhì),且綠色環(huán)保,為提高其產(chǎn)量,本文設(shè)計并制作了一種含水微空心陰極空氣等離子體射流裝置。該裝置可以使用空氣作為工作氣體,不僅成本低,還可以產(chǎn)生較強氧化性的O。此外,它還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低,射流溫度低以及電離率高等優(yōu)點,特別適合滅菌等生物應(yīng)用。本文研究了外加電壓、含水量以及模式轉(zhuǎn)變等因素對射流特性的影響,包括射流的長度、溫度以及產(chǎn)物等,并應(yīng)用該裝置進行了青霉菌懸浮液滅活實驗。首先,為了研究工作氣體中混入水蒸氣后對射流特性的影響,本文系統(tǒng)地研究了射流長度、溫度以及放電模式隨外加電壓、含水量以及氣流量的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)了含水微空心陰極空氣射流有兩種放電模式,隨著外加電壓的升高,放電逐漸由自脈沖模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髂Ｊ?并且模式轉(zhuǎn)變的臨界電壓值隨著氣流量的增大而增大,與工作氣體中含水量的多少無直接關(guān)系。同時,工作氣體中含水量增加,射流的長度縮短,射流的溫度提高。當氣流量定為150L/h時,射流的長度范圍為4.5~11mm,距噴孔4mm處射流溫度的變化范圍為24.7~39.4℃。其次,為了研究含水空氣MHCD射流中產(chǎn)物含量的影響因素,本文搭建了發(fā)射光譜診斷系統(tǒng),測試了·OH(389.98nm)以及O(777.2nm)的相對含量。實驗發(fā)現(xiàn),含水量、外加電壓以及放電模式對這些產(chǎn)物的相對含量均有影響�！H只能在直流放電模式檢測到,而活性O(shè)原子在自脈沖放電模式和直流放電模式均能檢測到。同時,工作氣體中混入水蒸氣,有利于·OH的生成,不利于活性O(shè)原子的生成。最后,為了研究在非接觸滅菌方式下,含水射流是否有意義,進行了青霉菌懸浮液的滅菌實驗。實驗證明,即使沒有與懸浮液直接接觸,含水空氣MHCD射流依舊有利于提高滅活效率;并且工作氣體中含水量越多,射流對青霉菌懸浮液的滅活效率越高。非直接接觸的情況下,·OH等自由基很難在溶液中傳播,因此在本文中測試了長壽命H_2O_2的濃度。實驗證明,含水射流有利于溶液中H_2O_2的生成,這可能是其能提高滅活效率的原因之一。此外,實驗還發(fā)現(xiàn)被含水空氣射流處理過的青霉菌懸浮液PH值明顯下降,這可能也是一種引起青霉菌失活的原因之一。綜上所示,本文對含水微空心陰極空氣等離子體射流的特性及非接觸式滅菌效果進行了研究,發(fā)現(xiàn)含水射流有助于提高·OH含量和滅菌效率,可為相關(guān)應(yīng)用提供參考依據(jù)。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH77

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本文編號：1162171