專利名稱：針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到利用低溫等離子體對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品保鮮和殘留農(nóng)藥降解領(lǐng)域，更確切的說(shuō)是一種用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外采用的傳統(tǒng)保鮮技術(shù)均以亞硫酸鹽、次氯酸鈉等化學(xué)藥劑噴灑、熏蒸為主，該類方法存在較嚴(yán)重的二次藥物殘留和環(huán)境污染問(wèn)題；而普遍采用冷凍、冷藏手段，更是難以抑制霉菌生長(zhǎng)，同時(shí)造成蔬果的失水而達(dá)不到保鮮的目的，更談不上降解果蔬中的殘留農(nóng)藥。利用低溫等離子體技術(shù)進(jìn)行果蔬保鮮和降解有機(jī)農(nóng)藥的研究是近年來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。低溫等離子體技術(shù)是集高能電子輻射、自由基、臭氧等活性粒子的一種物理、化學(xué) 方法于一體的全新果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解技術(shù)。其保鮮機(jī)理是低溫等離子體中激發(fā)出的高能電子與氣體分子碰撞，產(chǎn)生多種活性粒子，能清除乙烯、乙醇等有害于果蔬貯藏保鮮的代謝物，誘導(dǎo)果蔬氣孔縮小，降低果蔬呼吸強(qiáng)度，增加儲(chǔ)存的時(shí)間；對(duì)于真菌、細(xì)菌類病害有較強(qiáng)的防除作用，對(duì)病毒也有一定的抑制和殺滅作用。其降解機(jī)理是低溫等離子體產(chǎn)生的高能電子轟擊氣體和殘留農(nóng)藥分子，通過(guò)電離、激發(fā)、解離產(chǎn)生次級(jí)電子、離子、自由基活性粒子等，這些活性粒子再與殘留農(nóng)藥分子作用，最終將其降解生成無(wú)毒或毒性較小的小分子。最為重要的是，在利用低溫等離子體進(jìn)行果蔬保鮮和降解農(nóng)藥殘留的過(guò)程中，不引入任何的污染物，處理后的果蔬和食品是完全綠色環(huán)保產(chǎn)品。低溫等離子體技術(shù)用于蔬果保鮮和降解農(nóng)藥殘留的先進(jìn)性引起了國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的高度重視，成為近期研究的熱點(diǎn)，但是目前由于處于研發(fā)階段，尚沒(méi)有成熟技術(shù)問(wèn)世。在國(guó)內(nèi)，采用低溫等離子體技術(shù)進(jìn)行果蔬保鮮和降解農(nóng)藥殘留的研究工作，更是沒(méi)有深入開展。而等離子體的發(fā)生方式受到傳統(tǒng)技術(shù)的局限，不能在常溫常壓條件下大面積大容量產(chǎn)生，也使得等離子體技術(shù)在果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解方面的應(yīng)用不能得到實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，該裝置可以有效的解決上述的問(wèn)題和不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用等離子體發(fā)生器對(duì)果蔬進(jìn)行保鮮并進(jìn)行殘留農(nóng)藥降解處理，本實(shí)用新型提供了一種用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置。本實(shí)用新型給出的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置構(gòu)成包括有等離子體發(fā)生電極、微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、高頻高壓電源、裝置控制器及殼體，其特征在于所述等離子體發(fā)生電極由成對(duì)的針式陣列極板構(gòu)成，所述針式陣列極板系若干金屬針按幾何陣列垂直安裝在金屬平板上，且金屬針和金屬平板均涂覆非極性絕緣材料，成對(duì)的針式陣列正極板與針式陣列負(fù)極板的金屬針相對(duì)且錯(cuò)位嵌入組裝，針式陣列正負(fù)極板通過(guò)高頻電纜分別與高頻高壓電源發(fā)生器連接；所述微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)帶有過(guò)濾散風(fēng)網(wǎng)；所述殼體設(shè)置有進(jìn)出風(fēng)口，上述針式陣列正負(fù)極板、微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、高頻高壓電源以及裝置控制器均組裝在該殼體內(nèi)部空間里。在上述技術(shù)方案中，所述針式陣列正負(fù)極板由一對(duì)針式陣列極板通過(guò)三至六根非極性絕緣材料連接件組裝而成，針式陣列正負(fù)極板的金屬針相對(duì)且錯(cuò)位嵌入組裝，針式陣列正負(fù)極板空間內(nèi)的任意三根相鄰金屬針之間 均構(gòu)成等邊三角形或等腰三角形。在上述技術(shù)方案中，所述針式陣列正負(fù)極板系由若干金屬針按幾何陣列垂直安裝在金屬平板上，其縱向針和針間距與橫向針列和針列間距的比例優(yōu)選參數(shù)為
I 2sin60°，次優(yōu)選參數(shù)為I : I。在上述技術(shù)方案中，金屬針垂直焊接在金屬平板上或垂直鉚接在金屬極板上，金屬平板和金屬針整體表面均涂覆非極性絕緣材料。在上述技術(shù)方案中，針式陣列正負(fù)極板整體表面所涂覆非極性絕緣材料，為耐高電壓非極性絕緣材料。上述耐高電壓非極性絕緣材料為金屬氧化物陶瓷燒結(jié)物，或是石英玻璃，或是類似聚氟類乙烯。在上述技術(shù)方案中，其微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)系由低噪聲軸流風(fēng)扇加裝帶有散風(fēng)勻風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣過(guò)濾網(wǎng)構(gòu)成。在上述技術(shù)方案中，所述高頻高壓電源施加于發(fā)生等離子體針式陣列正負(fù)極板上的交變電源電壓為3-6KV，電源頻率為20-40KHZ，電源功率密度大于15mW/cm3。在上述技術(shù)方案中，所述裝置控制器的普通時(shí)控參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間大于2小時(shí)，之后每次工作30-45分鐘，停機(jī)6-8小時(shí)；快速時(shí)控參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間大于15分鐘，之后每次工作5-10分鐘，停機(jī)30-40分鐘。在上述技術(shù)方案中，該裝置可以組裝在任意合適密閉空間內(nèi)構(gòu)成實(shí)用電器產(chǎn)品，也可以放置在諸如冰箱等具有密閉空間的現(xiàn)有產(chǎn)品中。本實(shí)用新型給出的技術(shù)方案能對(duì)果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解原理如下當(dāng)在針式列陣正負(fù)電極之間施加一個(gè)高頻高壓交變電場(chǎng)后，其間的流過(guò)的介質(zhì)空氣會(huì)迅速產(chǎn)生等離子體，該等離子體通過(guò)微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)逐步充滿整個(gè)密閉容器空間；被解離的高能帶電粒子與空氣介質(zhì)分子碰撞，形成多種活性粒子、氧自由基、紫外線等，全方位構(gòu)筑成滅菌、保鮮、凈化、解毒的物理化學(xué)環(huán)境；活性粒子可以清除乙烯、乙醇等有害于蔬果貯藏保鮮的代謝物，同時(shí)具有誘導(dǎo)果蔬氣孔縮小，降低果蔬呼吸強(qiáng)度，從而達(dá)到果蔬保鮮目的；與此同時(shí)，低溫等離子體產(chǎn)生的高能電子轟擊氣體和殘留農(nóng)藥分子，通過(guò)電離、激發(fā)、解離產(chǎn)生次級(jí)電子、離子、自由基活性粒子等，這些活性粒子再與殘留農(nóng)藥分子作用，最終將其降解生成無(wú)毒或毒性較小的小分子，從而達(dá)到消解農(nóng)藥殘毒以及空氣中有害化學(xué)成分的目的。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，在利用低溫等離子體進(jìn)行果蔬保鮮和降解殘留農(nóng)藥的過(guò)程中，不需引進(jìn)其他有害化學(xué)物品，故處理過(guò)的果蔬完全符合綠色環(huán)保要求。

[0022]圖I是本實(shí)用新型用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生空間正負(fù)電極結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生空間正負(fù)電極金屬針和金屬板結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置用于實(shí)際產(chǎn)品或日常使用結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖中，I是等離子體發(fā)生空間單元，2是帶有過(guò)濾散風(fēng)網(wǎng)的微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，3是高頻高壓電源發(fā)生器，4是裝置控制器，5是兩端帶有防護(hù)罩進(jìn)出風(fēng)口的殼體，6是金屬極板，7是金屬針，8是絕緣連接件，9是絕緣涂覆層，10是實(shí)用產(chǎn)品外殼，11是漏空隔板，12是·本實(shí)用新型用于果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)如附圖I所示。針式陣列正負(fù)極板構(gòu)成等離子體發(fā)生空間單元1，帶有過(guò)濾散風(fēng)網(wǎng)的微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)2，高頻高壓電源發(fā)生器3，裝置控制器4和兩端帶有防護(hù)罩進(jìn)出風(fēng)口的殼體5。本實(shí)施例中的等離子體發(fā)生空間單元I系由兩組針式陣列極板通過(guò)四根聚四氟乙烯圓棒料制作的連接件8相對(duì)錯(cuò)位組裝而成；該兩組極板裝配時(shí)用夾具定位精確調(diào)整，以保證兩組極板空間內(nèi)的任意三根金屬針間距均構(gòu)成等邊三角形；該兩組針式陣列極板構(gòu)成高頻高壓放電的正負(fù)兩極，其分別與高頻高壓電源發(fā)生器用高頻高壓電纜進(jìn)行電氣聯(lián)接。(參見圖2)本實(shí)施例因所需等離子體容量較大，故將等離子體發(fā)生空間單元用四組并聯(lián)使用。本實(shí)施例中的針式陣列正極板由八組一百二十八根長(zhǎng)度為25mm，直徑為Φ 2mm金屬針7組成，針式陣列負(fù)極板由七組一百零五根長(zhǎng)度為25mm，直徑為Φ2πιπι金屬針7組成；金屬針7垂直鉚裝在120mmX80mm的金屬極板6上；其縱向針和針的中心距為6mm，橫向針列和針列中心距為10. 4mm ;鉚裝后的針式陣列極板整體表面涂覆97%氧化鋁陶瓷燒結(jié)物9，其覆層厚度為O. 5mm。(參見圖2、圖3)本實(shí)施例中的微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)2系由低噪聲軸流風(fēng)扇加裝帶有散風(fēng)勻風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣過(guò)濾網(wǎng)構(gòu)成；該微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)2有空氣過(guò)濾網(wǎng)的端面與等離子體發(fā)生空間單元I可流通空氣的任一平整端面通過(guò)聚丙烯嵌件絕緣聯(lián)接；該微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)2中的風(fēng)機(jī)與裝置控制器4電氣聯(lián)接，由裝置控制器4提供驅(qū)動(dòng)能源并調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以控制通過(guò)等離子體發(fā)生空間單元I的風(fēng)量。(參見圖I)本實(shí)施例中的高頻高壓電源發(fā)生器3施加于等離子發(fā)生空間單元I的正負(fù)極板上的交變電源電壓為5KV，電源頻率為20KHz，電源功率為20W。本實(shí)施例中的裝置控制器4采用單片機(jī)集成控制，其中普通時(shí)控優(yōu)選參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間2小時(shí)，之后每次工作30分鐘，停機(jī)6小時(shí)；快速時(shí)控優(yōu)選參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間15分鐘，之后每次工作10分鐘，停機(jī)35分鐘。[0035]本實(shí)施例中的果蔬保鮮和殘留農(nóng)藥降解的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置
12可以組裝在任意合適密閉空間內(nèi)構(gòu)成實(shí)用電器產(chǎn)品10，該密閉空間內(nèi)可以加裝多層漏空隔板11 ;也可以放置在諸如冰箱等具有密閉空間的現(xiàn)有產(chǎn)品中。(參見圖4)用本實(shí)施例裝置對(duì)數(shù)種蔬果及食品進(jìn)行30分鐘處理，然后與對(duì)照組分別真空包裝放置于25°C環(huán)境中不間斷觀察，其保鮮時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)10-15倍。用本實(shí)施例裝置對(duì)水體中和玻璃表面有機(jī)磷農(nóng)藥分別進(jìn)行15-20分鐘處理，結(jié)果表明農(nóng)藥殘留降解率分別為氧化樂(lè)果99-100%，甲基對(duì)硫磷98-99%，敵敵畏95-98 %。且降解產(chǎn)物均為無(wú)毒或毒性較小的分子。用本實(shí)施例裝置對(duì)植入經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的大腸桿菌、黃曲霉菌、嗜熱脂肪桿菌芽孢載體進(jìn)行12分鐘處理，經(jīng)檢測(cè)處理載體上的細(xì)菌全部被殺滅，而對(duì)照組的細(xì)菌為10的5-6次方
數(shù)量級(jí)。
權(quán)利要求1.一種針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，該裝置構(gòu)成包括有等離子體發(fā)生電極、微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、高頻高壓電源、裝置控制器及殼體，其特征在于所述等離子體發(fā)生電極由成對(duì)的針式陣列極板構(gòu)成，所述針式陣列極板系若干金屬針按幾何陣列垂直安裝在金屬平板上，且金屬針和金屬平板均涂覆非極性絕緣材料，成對(duì)的針式陣列正極板與針式陣列負(fù)極板的金屬針相對(duì)且錯(cuò)位嵌入組裝，針式陣列正負(fù)極板通過(guò)高頻電纜分別與高頻高壓電源發(fā)生器連接；所述微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)帶有過(guò)濾散風(fēng)網(wǎng)；所述殼體設(shè)置有進(jìn)出風(fēng)口，上述針式陣列正負(fù)極板、微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、高頻高壓電源以及裝置控制器均組裝在該殼體內(nèi)部空間里。
2.如權(quán)利要求I所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述針式 陣列正負(fù)極板由一對(duì)針式陣列極板通過(guò)三至六根非極性絕緣材料連接件組裝而成，針式陣列正負(fù)極板的金屬針相對(duì)且錯(cuò)位嵌入組裝，針式陣列正負(fù)極板空間內(nèi)的任意三根相鄰金屬針之間均構(gòu)成等邊三角形或等腰三角形。
3.如權(quán)利要求I或2所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述針式陣列正負(fù)極板系由若干金屬針按幾何陣列垂直安裝在金屬平板上，其縱向針和針間距與橫向針列和針列間距的比例優(yōu)選參數(shù)為I : 2sin60°，次優(yōu)選參數(shù)為I : I。
4.如權(quán)利要求I或2所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于金屬針垂直焊接在金屬平板上或垂直鉚接在金屬極板上，金屬平板和金屬針整體表面均涂覆非極性絕緣材料。
5.如權(quán)利要求4所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于針式陣列正負(fù)極板整體表面所涂覆非極性絕緣材料，為耐高電壓非極性絕緣材料。
6.如權(quán)利要求5所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述耐高電壓非極性絕緣材料為金屬氧化物陶瓷燒結(jié)物，或是石英玻璃，或是聚氟類乙烯。
7.如權(quán)利要求I所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于其微風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)系由低噪聲軸流風(fēng)扇加裝帶有散風(fēng)勻風(fēng)結(jié)構(gòu)的空氣過(guò)濾網(wǎng)構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求I所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述高頻高壓電源施加于等離子體針式陣列正負(fù)極板上的交變電源電壓為3-6KV，電源頻率為20-40KHZ,電源功率密度大于15mW/cm3。
9.如權(quán)利要求I所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述裝置控制器的普通時(shí)控參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間大于2小時(shí)，之后每次工作30-45分鐘，停機(jī)6-8小時(shí)；快速時(shí)控參數(shù)為首次開機(jī)工作時(shí)間大于15分鐘，之后每次工作5-10分鐘，停機(jī)30-40分鐘。
10.如權(quán)利要求I所述的針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，其特征在于該裝置可以組裝在任意合適密閉空間內(nèi)構(gòu)成實(shí)用電器產(chǎn)品，也可以放置在諸如冰箱等具有密閉空間的現(xiàn)有產(chǎn)品中。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種針式陣列常溫常壓等離子體發(fā)生裝置，該裝置等離子體發(fā)生電極由成對(duì)的針式陣列極板構(gòu)成，所述針式陣列極板系若干金屬針按幾何陣列垂直安裝在金屬平板上，且金屬針和金屬平板均涂覆非極性絕緣材料，成對(duì)的針式陣列正極板與針式陣列負(fù)極板的金屬針相對(duì)且錯(cuò)位嵌入組裝，該正負(fù)極板分別與高頻高壓電源通過(guò)高頻電纜分別與針式陣列正負(fù)極板相連接。本實(shí)用新型裝置可整體組裝在任何一個(gè)密閉空間內(nèi)以構(gòu)成實(shí)用電器產(chǎn)品。本裝置使用時(shí)，選擇開機(jī)工作和停機(jī)時(shí)間，能提高裝置所產(chǎn)生的具有化學(xué)活性粒子的等離子體濃度，可以迅速降解果蔬表面的農(nóng)藥化肥殘留以及果蔬保存過(guò)程中自身呼吸的不良有害氣體。
文檔編號(hào)H05H1/46GK202514154SQ201220030959
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者程宇宸, 程方 申請(qǐng)人:南京翰納科技有限公司, 程方