脈沖強(qiáng)光殺菌裝置的設(shè)計(jì)及殺菌試驗(yàn)研究.pdf

1、本論文以機(jī)電設(shè)計(jì)和強(qiáng)光產(chǎn)生的生物效應(yīng)理論為基礎(chǔ)，根據(jù)影響脈沖強(qiáng)光殺菌的各因素如：閃照次數(shù)、輸入電壓、閃光間隔，光源到處理物的距離、觸發(fā)脈沖寬度等所要求的指標(biāo)范圍，自行設(shè)計(jì)制造了脈沖強(qiáng)光殺菌裝置。該裝置在普通電容脈沖發(fā)生電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新研究，利用電容的自然放電時(shí)間作為脈沖寬度，設(shè)計(jì)了雙電源脈沖發(fā)生電路。對(duì)殺菌處理室做了專門設(shè)計(jì)，將強(qiáng)光燈發(fā)出的光線進(jìn)行最大限度的聚光，以增大處理物光照的強(qiáng)度。利用脈沖強(qiáng)光殺菌裝置對(duì)選定菌種進(jìn)行了初步殺菌試

2、驗(yàn)，通過(guò)理論研究和初步試驗(yàn)的實(shí)際情況，確定了閃照次數(shù)、輸入電壓、菌液厚度、菌液透光率等是影響脈沖強(qiáng)光殺菌效果的主要因素，脈沖強(qiáng)光的殺菌效果十分明顯。在初步了解脈沖強(qiáng)光殺菌機(jī)理和裝置設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)裝置參數(shù)進(jìn)一步做了優(yōu)化改進(jìn)，明確了各殺菌影響因素的參數(shù)范圍。 本論文的主要結(jié)論如下： 1.通過(guò)對(duì)脈沖強(qiáng)光殺菌多種因素的綜合分析，確定了脈沖強(qiáng)光殺菌裝置的主要部件和基本參數(shù)，完成了脈沖強(qiáng)光殺菌裝置的總體設(shè)計(jì)。脈沖強(qiáng)光殺菌裝置采

3、用脈沖氙燈為光源，雙電源電容脈沖發(fā)生電路，設(shè)計(jì)專門的處理室以實(shí)現(xiàn)聚光、密封光線，最終實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)等來(lái)自動(dòng)化控制。脈沖強(qiáng)光殺菌裝置輸入電壓為800～3000V可調(diào)，閃照次數(shù)可調(diào)，處理物到燈光源距離為0～120mm可調(diào)，聚光率可調(diào)。 2.脈沖發(fā)生電路部分使用雙電源脈沖發(fā)生電路，對(duì)常用的電容脈沖發(fā)生電路進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新。觸發(fā)和主回路分別控制，使操作簡(jiǎn)單化，控制更加容易精確。 3.為提高光照效果，采用了圓弧形反光面，可以根據(jù)處理物

4、的大小，靈活調(diào)節(jié)反光面和支持臺(tái)，使聚光率達(dá)最大，光線到達(dá)處理物的光強(qiáng)達(dá)最大。 4.明確了脈沖強(qiáng)光殺菌的影響因素：閃照次數(shù)、輸入電壓、菌液厚度、菌液透光率。隨著電壓的提高和閃照次數(shù)的增加，對(duì)微生物的致死率不斷提高。低電壓多閃照，高電壓少閃照，都可達(dá)到殺菌的目的。 5.通過(guò)二次回歸正交試驗(yàn)，以對(duì)選定菌種的殺菌效果為指標(biāo)，得出各因素的主次順序?yàn)椋洪W照次數(shù)＞輸入電壓＞菌液透光率＞菌液厚度 6.閃照間隔時(shí)間在30min以內(nèi)

5、時(shí)，閃照間隔和菌液濃度對(duì)殺菌效果影響不大?？紤]到電容充電、放電所需要的時(shí)間，本試驗(yàn)設(shè)定閃照間隔時(shí)間為7s。 7.殺菌時(shí)間少。一個(gè)閃照次數(shù)為16次的殺菌試驗(yàn)，用時(shí)不到2min。 8.利用脈沖強(qiáng)光殺菌裝置所進(jìn)行的殺菌試驗(yàn)表明，脈沖強(qiáng)光殺菌裝置的設(shè)計(jì)是成功的，基本參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，取得了非常理想的殺菌效果。采用2000V電壓時(shí)，酵母菌閃照32次致死率達(dá)99.93％，而大腸桿菌只需閃照16次就可完全殺死。 本論文研究結(jié)果