手持式低温等离子体射流灭菌装置的设计与应用

为提高食品和食品包装消毒杀菌效率,探究新型灭菌技术,设计并制作一种在大气压下利用环境空气为工作气体,采用介质阻挡放电产生等离子体的手持射流装置,对装置的相关特性进行测量研究,并进行不同处理条件的验证性灭菌试验。试验结果表明,装置可有效杀灭酵母菌,灭菌效率与施加的电压强度和灭菌时间呈正相关,在电压幅值14 kV,频率13.3 kHz,灭菌时间90 s条件下产生菌落生长抑制区面积可达198.2 mm2,且等离子体射流可实现人体触摸,保证装置的电气安全性。研究为食品及食品包装的杀菌消毒提供新的技术思路与参考。

等离子体射流和等离子体活化水对变形链球菌灭菌效果的研究

为探讨等离子体射流(PJ)和等离子体活化水(PAW)对变形链球菌(S.mutans)灭菌效果的影响并对比两者优劣,以便于为龋齿的等离子体治疗提供基础,丰富龋齿治疗手段,本文搭建了一种大气压等离子体激发系统,研究了不同激励电压(U_(e))和不同激励时间(t_(e))下,PJ和PAW对S.mutans灭菌率的影响及处理过程中温度和pH的变化。结果表明,在PJ处理中,当U_(e)=7 kV且t_(e)=60 s时,处理组与对照组之间S.mutans存活率的差异具有统计学意义(P=0.007,d=2.66),且在U_(e)=8 kV,t_(e)=120 s时,PJ处理可实现完全灭菌;而在PAW处理中,当U_(e)=7 kV且t_(e)=30 s时,处理组与对照组之间S.mutans存活率的差异具有统计学意义(P=0.029,d=1.71),且当U_(e)=9 kV,t_(e)=60 s时,PAW处理可实现完全灭菌。而对温度和pH的监测表明,PJ和PAW处理过程中最大温升不超过4.3℃,而PAW处理后的pH值最低会降至3.02。综合而言,PJ最佳灭菌参数为U_(e)=8 kV且90 s<t_(e)≤120 s,而PAW最佳灭菌参数为U_(e)=9 kV且30 s<t_(e)≤60 s,二者均能实现对S.mutans的非热灭菌,其中PJ只需要更小的U_(e)就能实现完全灭菌,而在pH<4.7时,PAW只需更短的t_(e)就能实现完全灭菌,但其酸性环境会对牙齿造成一定的化学损伤。本研究可为等离子体治疗龋齿提供一定的参考价值。