本發(fā)明涉及一種低溫等離子體殺菌處理系統(tǒng)的殺菌處理腔，具體是一種電極邊緣鑲嵌絕緣體的低溫等離子體殺菌處理腔。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)食品質(zhì)量需求愈趨升高。為保持食品感官和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的最小損耗，非熱殺菌技術(shù)開(kāi)始被廣泛的應(yīng)用于食品加工中，低溫等離子體(ntp)殺菌技術(shù)是比較具有潛力的非熱力殺菌技術(shù)之一。ntp殺菌處理技術(shù)具有高效、低溫、對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞小、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，而且相比于其他非熱力殺菌技術(shù)，最為明顯的優(yōu)勢(shì)是可以直接對(duì)密封包裝的食品進(jìn)行殺菌處理，吸引了越來(lái)越多的關(guān)注和研究，成為一種具有廣闊前景的新型食品加工方法。

一個(gè)完整的ntp殺菌處理系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：高壓脈沖發(fā)生器、處理腔、物料輸送系統(tǒng)、輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。處理腔是ntp殺菌系統(tǒng)的重要組成部分，用來(lái)裝載待處理物料和存放電極，并且在常溫常壓下給處理腔直接施加高壓脈沖電場(chǎng)產(chǎn)生等離子體。ntp殺菌處理腔一般由2個(gè)電極構(gòu)成。

針對(duì)低溫等離子體殺菌處理腔的研究表明，處理腔內(nèi)的等離子體能量密度與極板之間的電勢(shì)差成正比，但是由于極板結(jié)構(gòu)形狀的原因，例如電極輪廓為矩形、多邊形等非圓滑過(guò)渡的曲線，當(dāng)所施加的電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，在電極尖端部分電場(chǎng)強(qiáng)度非常集中，極易使空氣擊穿，發(fā)生電火花放電，威脅到人身安全；另一方面，電極邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度分布過(guò)于集中，該處離子的能量密度遠(yuǎn)高于等離子體主要的產(chǎn)生區(qū)域，等離子體能量密度分布不均勻，既造成電場(chǎng)能量的浪費(fèi)，又影響殺菌效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種電極邊緣鑲嵌絕緣體的低溫等離子體殺菌處理腔。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案步驟如下：

一種電極邊緣鑲嵌絕緣體的低溫等離子體殺菌處理腔，它由金屬高壓電極板、上極板絕緣體卡套、金屬接地電極板以及下極板絕緣體卡套組成，其特征在于：金屬高壓電極板與金屬接地電極板平行安裝形成處理腔。

金屬高壓電極板和金屬接地電極板的邊緣分別鑲嵌有絕緣體材料，即上極板絕緣體卡套和下極板絕緣體卡套，這樣可以有效地削弱電極邊緣的尖峰電場(chǎng)，使處理腔內(nèi)部獲得較為均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于：對(duì)于不同輪廓形狀的電極而言，邊緣嵌入絕緣體的電極結(jié)構(gòu)都能有效地削弱尖峰電場(chǎng)，提高處理腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布的均勻性，不僅能減小由于局部電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高引起電火花放電的可能性，而且有利于提高能量利用率，這對(duì)于提高ntp殺菌處理腔的安全操作性、能量利用率和殺菌效果具有積極作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明以矩形輪廓電極為例的處理腔示意圖；

圖2是本發(fā)明以矩形輪廓電極為例的處理腔縱向剖面圖；

圖3為電極邊緣未鑲嵌絕緣體的處理腔的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖；

圖4為本發(fā)明的處理腔內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖；

圖5為電極邊緣未鑲嵌絕緣體的處理腔沿電極對(duì)角線的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖；

圖6為本發(fā)明的處理腔沿電極對(duì)角線的電場(chǎng)強(qiáng)度分布圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1—金屬高壓電極板、2—上極板絕緣體卡套、3—金屬接地電極板、4—下極板絕緣體卡套。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

這里的所有附圖及說(shuō)明都以矩形輪廓電極的處理腔為例，但是本發(fā)明所述處理腔的電極輪廓形狀不僅限于矩形，其他輪廓形狀的電極同樣適用。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種電極邊緣鑲嵌絕緣體的低溫等離子體殺菌處理腔由金屬高壓電極板(1)、上極板絕緣體卡套(2)、金屬接地電極板(3)以及下極板絕緣體卡套(4)組成，金屬高壓電極板(1)與金屬接地電極板(3)平行安裝形成處理腔。金屬高壓電極板(1)和金屬接地電極板(3)的邊緣分別鑲嵌有上極板絕緣體卡套(2)、下極板絕緣體卡套(4)。

圖2是本發(fā)明的低溫等離子體殺菌處理腔的縱向剖面圖，金屬電極與絕緣體之間貼合緊密。金屬電極板材料采用不銹鋼316l，絕緣體材料采用聚四氟乙烯或者乙丙橡膠。金屬高壓電極板(1)接入高壓脈沖電源的正極，金屬接地電極板(3)接入高壓脈沖電源的負(fù)極，使處理腔在常溫常壓的條件下產(chǎn)生等離子體，然后對(duì)處理腔內(nèi)部的物料進(jìn)行殺菌處理。

對(duì)于電極邊緣未嵌入絕緣體的處理腔，如圖3和圖5所示，是在電極間距為70mm、工作電壓為10kv的情況下獲得的處理腔的電場(chǎng)分布情況，其電極邊緣出現(xiàn)的尖峰電場(chǎng)非常明顯，這種高強(qiáng)度電場(chǎng)集中分布在處理腔局部區(qū)域的情況不利于實(shí)際應(yīng)用。而如圖4和圖6所示，對(duì)于本發(fā)明的殺菌處理腔，金屬電極形狀尺寸與圖3、圖5所述處理腔相同，并且電極間距同樣為70mm、工作電壓一致為10kv的條件下，處理腔內(nèi)的高強(qiáng)度電場(chǎng)集中分布在處理腔中心區(qū)域，獲得的電場(chǎng)強(qiáng)度分布則較為均勻，有效地削弱了電極邊緣的尖峰電場(chǎng)。通過(guò)對(duì)比，這種電極邊緣鑲嵌絕緣體的殺菌處理腔能很好地改善電場(chǎng)的分布情況，為提高ntp殺菌處理腔的安全操作性、能量利用率和殺菌效果提供了可能。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用于限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電極邊緣鑲嵌絕緣體的低溫等離子體殺菌處理腔，該低溫等離子體殺菌處理腔的兩個(gè)金屬電極板邊緣鑲嵌有絕緣體材料，可以有效地削弱電極邊緣的尖峰電場(chǎng)，使處理腔內(nèi)部獲得較為均勻的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，不僅能降低發(fā)生電火花放電的可能性，保證操作安全性，而且有利于提高能量利用率，改善殺菌效果。

技術(shù)研發(fā)人員：平雪良;高慶學(xué);王娟娟;蔣毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.31
技術(shù)公布日：2017.11.17