CN103619712A - 包装物品的消毒 - Google Patents

Abstract

一种用于在包装物品内产生臭氧的设备包括电极组件，其中沿着接触表面支撑共面电极。电极是固态导电电极。这些电极可以沿着它们的长度的一部分相互交叉和/或被布置成在其间具有均匀的间距。在电极是直的情况中，它们可以是平行的，但其它形状也可以被均匀地隔开。在一些示例中，电极被部分地绝缘和部分地露出。在一些示例中，电极被嵌入/封装在绝缘体中以从电极附近排出空气空间。

Description

包装物品的消毒

技术领域

本发明涉及用于诸如包装食品和饮品之类的包装物品的杀菌和/或消毒的方法和设备。

背景技术

食物的保存期会由于食物中会引起食物腐败的微生物的存在而实际上缩短。不仅保存期影响食品生产者的经济生存能力，而且它对公共健康具有直接的影响，因为如果食物被吸收，食物中某些微生物的存在可能是危险的。因为食物中的微生物会快速繁殖，这些问题会在食物未被充分地保持冷冻时会加剧。

为了克服上述问题，已经提出对食物进行巴氏法进行灭菌。然而，巴氏灭菌法的缺点在于，工艺长且可能仅用在某些类型的食物上。而且，因为它采用相当大量的能量、这些能量中的许多被排放到工作环境中，巴氏灭菌工艺影响食物的味道，并且执行成本高。在一种已知的方法中，在抑制微生物的快速繁殖的气氛中包装食物。一种这样方法是在二氧化碳气氛中包装食品。这已经被证明是难以控制的、环境不友好的和运行昂贵的。GB2457057公开了一种替换方法，其中通过用UV光穿过食品的密封包装照射食品对食品进行消毒。这种方法要求包装材料以高的效率透过消毒波长(约260nm)，否则需要大的功率来获得足以进入所述包装中以对食物进行消毒的UV强度。目前的包装材料对这些UV波长来说是差的透射装置，因此需要使用特定的包装材料。这种包装材料昂贵，并且有必要修改现有包装工艺，这意味着整个食品工艺将必须改变它的包装设备或开发全新的一类包装材料。

为了在密封包装内实现充分的消毒，需要所有的产品表面都被UV光照射。这在例如肉片或干酪的情况中是极其难以实现的，在肉片或干酪中光不能到达切片之间，因此消毒效果将勉强够格，并且因此保存期将不能得到延长。该方法还面临易受灰尘和污物影响的问题，因为UV灯必须经常被清洁，并且将认识到，食物加工工业中的一般环境本身不适于提供这种环境。该方法还具有附加的缺点在于，UV光必须具有清洁的″窗口″以穿透所述包装，即在所述包装没有标签或印刷。这使得包装工艺不灵活且强制包装工艺重新设计。

公知的是，臭氧是高度氧化气体，其是微生物的非常有效的消毒剂。臭氧在它自然还原到氧气之前具有非常短的寿命(约20分钟)，并且因此理想地适合延长以密封包装售卖的食物的保存期，以及用于杀死可能存在于食物中的其它有害微生物，如埃布氏菌。GB2457057还公开了一种方法，其中通过采用具有臭氧产生波长的UV光在所述包装中形成臭氧，在食品的密封包装中进一步对食品进行消毒。是具有非常有效的消毒特性的气体的臭氧将渗透到密封包装内的各个位置处，并且因此将对食品进行消毒。不幸的是，这种方法面临与上述UV消毒方法相同的缺点在于，用于透过这种UV波长的包装材料甚至更加特殊，并且购买和加工昂贵。此外，臭氧产生波长在真空UV范围(约185nm)内，已知的包装材料不能充分地透过这些波长并且因此能效低。

在实践中，由UV方法产生的臭氧的量相对低，并且明显受到大气湿度的影响。因而，在其中每个包装的时间剂量比固定的固定流量工艺中，非常难以获得连续的臭氧剂量。该方法还从所述包装内的空气产生作为副产品的一氧化二氮，这是不希望的，因为与水结合的一氧化二氮产生将损坏食品的硝酸。这种方法的另一个缺点在于，存在大量在围绕UV灯的空气空间中产生的不想要的臭氧，其必须被中和，因为自由臭氧是被管制物质，因为大气中存在臭氧会带来健康危害。

该方法还具有的附加缺点在于，UV必须具有清洁的窗口以穿透所述包装，即在所述包装上没有标签或印刷。这使得包装工艺不灵活且强制包装工艺重新设计。对食物进行杀菌的另一种已知方法包括采用常规电晕放电方法在密封包装内形成臭氧。这导致金属电极放置在密封包装的两侧，并且高电压交流源连接至电极。高电压在电极之间形成电晕放电，这则将所述包装中的空气中的一部分氧气转换成臭氧。尽管这种方法避免了UV照射方法的一些问题，但它仍然存在一些严重的不足。该方法采用金属电极，其在操作期间加热至足够高的温度，并且因此需要被强制冷却。这些电极紧邻包装材料并且因此必须被冷却为小于70度摄氏度，否则包装材料被降解。这通常需要具有与其相关联的泵送和热交换器系统的水冷。该方法是放电系统，这意味着电子在高压状态下在电极之间放电：结果，电极存在腐蚀并且因此退化，导致电极寿命短，并且因而可靠性差。这种技术的放电是不受控制的雪崩类型，其不仅穿透包装材料而且穿透产品，并且对一些产品非常有害。因为由重复电晕放电引起的产品恶化是不可接受的，这种方法通常不能被重复多于一次。在产生达到高浓度的臭氧的介质的同时，电晕放电还会由于大气湿度而面临臭氧的不连续产生的问题，并且从所述包装内的空气中的氮更恶劣地产生高浓度的一氧化二氮。结果，该方法通常被限制到其中包装环境是纯氧并且因此不形成一氧化二氮的应用。在氧气中包装产品既是难以控制的又是昂贵的。我们较早的公开WO2010/116191提供了一种用于采用气体填充电极在包装内产生臭氧的有利方法和设备。我们现在已经发现，采用细长固体电极能够提供有用的臭氧杀菌，并且提供了多种其它改进以降低功率要求并增加有效性。

发明内容

在一个方面中，提供了一种包装消毒设备，包括至少两个固态导电细长电极，所述电极被构造以接收交流电压以能够在电极之间产生臭氧，使得在使用时，将电极应用于包装在所述包装内将氧气转换成臭氧。在一个实施例中，电极基本上被绝缘材料覆盖。在一个实施例中，一个电极被绝缘材料覆盖，其它电极包括露出导电区域。在一个实施例中，电极包括分布阻抗，并且电极可以包括沿着它们的长度分布的多个凸起区域。例如，电极可以包括线圈导体，并且凸起区域由多匝线圈提供。凸起区域可以包括凸纹。相邻的凸起区域可以由串联阻抗连接。典型地，电极的横向横截面是正方形的，然而，它们的横截面可以是圆形的或矩形的。

优选地，电极被布置成使得在使用中，每个电极包括用于接收电流的馈电端和第二端，并且电极被大致彼此并排地且相对地布置，使得所述两个电极中的每一个的馈电端设置成与所述两个电极中的另一个的第二端相对。优选地，该设备包括电极支撑件，其用于支撑电极以使得它们能够与包装接触。优选地，该设备包括用于推动电极与将被消毒的包装接触的装置。用于推动的装置和/或支撑件可以包括用于将吸取源连接至所述电极支撑件的接触表面的吸取联接器。该设备还可以包括传感器，该传感器用于检测电极支撑件的接触表面处的压力以能够基于该压力控制电流。电极支撑件可以包括设置在所述接触表面上或周围的密封件或密封构件。优选地，电极被布置成大致共面配置，并且它们可以是大致平行的。一个或多个电极可以设置在绝缘护套中。典型地，电极被封装在绝缘材料中以从电极附近排出气隙。绝缘材料可以包括被以液体形式引入护套中的固化材料。

典型地，该设备被构造通过产生等离子体将氧气转换成臭氧。该设备可以被配置成使得电极之间的电容性耦合促进通过所述电极之间的电场在所述包装内将氧气转换成臭氧。包装消毒设备可以包括低压交流电源、连接至所述两个电极中的第一个的第一升压变压器和连接至所述电极中的另一个的第二升压变压器，使得所述变压器向所述电极提供比所述低压交流电源相对高的电压的电力供给。优选地，每个变压器被设置成紧邻它供给电力的电极。变压器可以通过屏蔽电缆连接至电极。

包装消毒设备可以包括用于检测在所述电极之间流动的电流以检测过电流状态的电流传感器和用于防止包装消毒设备在检测到过电流状态的情况中运行的控制装置。

优选地，该设备适于处理多个包装物品，并且包括用于基于物品类型调整施加至所述电极的电压和/或施加所述电压的时间长度的装置。电极优选地被布置成隔开小于5mm，优选地，小于3mm，优选地，基本上2mm，在一些情况中更小。

还提供了一种用于包装消毒设备的校准方法，包括下述步骤：以第一电压电平在第一时间间隔内辐照包装物品以在所述包装中产生臭氧，以及测试所述包装的浓度以确定所述包装中的臭氧的量；并且，在臭氧的量超过阈值水平的情况中，将物品的类型的标识符与时间间隔和电压电平中的至少一个之间的关联关系存储在存储器中。优选地，辐射包括采用根据本发明中描述的任一种的装消毒设备或电极组件。在一个方面中，提供了一种包装消毒设备，其用于在包括包装物品和空气空间的包装内产生等离子体，该电极组件包括：具有用于接触所述包装的接触表面的电介质头部；和围绕接触表面分布的至少两个导电电极，其中所述两个电极中的第一个被绝缘，并且所述两个电极中的第二个的导电区域在接触表面附近露出。已经发现露出和绝缘电极两者的这种使用使得能够采用实质上较低的功率对包装进行消毒。在一些可能中，露出的电极可以接地。

优选地，第一和第二电极的相邻边缘之间的间距沿着所述边缘的长度的至少一部分是均匀的。这具有能够在接触表面附近的轮廓分明的区域内重复产生和稳定地产生等离子体的优势。在一些可能中，相邻边缘之间的沿着所述部分的间距包括所述边缘的最接近点的距离，并且该部分/这些部分的范围可以是连续的，或者可以是断开或不连续的和/或在沿着电极的多个部分中展开。在一些可能中，第一和第二电极的相邻边缘之间的间距小于20mm，优选地，小于15mm，优选地，小于10mm。在一些可能中，该间距小于5mm，并且可以在1mm和4mm之间。在一些情况中，电极是细长的并具有长尺寸和短尺寸。优选地，电极沿着它们的长尺寸对齐并且沿着它们的短尺寸的宽度小于15mm。优选地，它们的宽度小于10mm，优选地，小于5mm。这具有能够在具有固定尺寸的包装提供比使用较宽电极更多的等离子体形成区域的优势。

在一些可能中，第一个电极由多个第一电极提供，第二个电极由多个第二电极提供。多个第一电极可以与多个第二电极交错，使得交替电极被绝缘，同时其它各个交替电极包括露出导电区域。这具有下述优点：减小电极组件的尺寸，并且仍然减小在包装物品内建立等离子体所需要的功率。

优选地，所述头部的接触表面从所述本体直立突出至少0.2mm，更优选地，至少0.4mm，或至少0.5mm。在一些可能中，接触表面从所述本体突出小于10mm，优选地，小于8mm，或小于5mm，或小于3mm。这具有下述优点：能够推动接触表面与柔性包装的壁紧密接触使所述包装变形，而不会过度拉伸所述包装，和/或同时还使得能够将所述包装紧紧地吸引到所述本体的台肩上，以从接触表面和所述包装之间排出空气。优选地，所述本体包括电介质，如，陶瓷，例如氮化铝。

优选地，所述本体包括台肩部，该台肩部围绕所述头部以与所述包装接合，使得当在使用中接触表面被推动与柔性包装接触时，台肩被构造成与所述包装的如能够从接触表面与台肩重叠的区域接触。

台肩部可以包括通道，该通道可以连接至吸取源，使用在使用中，该通道可以用来从所述包装和所述电极组件之间的空间排出空气。通道可以被设置成使得当在使用中在第一电极和第二电极之间施加电势差时，该通道不与最强电场区域重合。这可以通过确保该通道与接触表面的电极隔开至少2mm而实现。本体可以包括吸取联接器，以及用于在吸取联接器和通道之间提供流体连通的通风通道。类似地，可能重要的是，吸取联接器和/或通风通道被设置成使得当在使用中在第一电极和第二电极之间施加电势差时，它们不与最强电场区域重合。再一次，用于实现此目的的一种方式是确保通风通道和/或吸取联接器与接触表面的电极隔开至少2mm。可以采用更大或更小的间距。

电极组件可以用在包括机械偏压装置的设备中，该机械偏压装置适于以选定的作用力将接触表面压靠在所述包装上。在一些情况中，该设备包括被构造检测通过该将所述包装压靠在接触表面上产生的背压的传感器，和被配置以基于检测到的背压控制该机械偏压装置的控制器。这具有可以在不存在损坏所述包装的情况中推动所述包装与所述组件紧密接触的优点。优选地，所述选定的作用力通过控制器的设置确定，并且优选地，该设置是可编程的。

电极可以是细长，并且可以包括反应和/或电阻阻抗。在一些可能中，电极可以被设置成使得它们的阻抗在空间上分布在接触表面的区域上。例如，电极可以包括线圈。

在一些可能中，线圈嵌入所述头部中，并且第二电极的导电区域在接触表面处或附近露出。在一些可能中第二电极从接触表面凹进，在一些可能中第二电极与接触表面平齐。线圈可以包括圆形横截面，但可以包括至少一个直边，或者可以是正方形或矩形的。

电极可以沿着接触表面像相互交叉的细长手指一样被布置。优选地，第一电极位于接触表面下面并且通过所述头部的电介质与该接触表面绝缘。第一电极优选地通过具有至少0.1mm，优选地，至少0.2mm或0.3mm的厚度的电介质与接触表面绝缘。在一些可能中，第一电极通过具有小于2mm，优选地，小于1.5mm，优选地，小于1mm的厚度的电介质与接触表面绝缘。电介质优选地包括陶瓷，并且在一些情况中包括氮化铝。

虽然电极可以是直的，但在一些情况中，它们也可以是以其它形状布置，如沿着接触表面的蜿蜒配置或螺旋。在一些示例中，电极沿着接触表面布置以限定同心薄层的边界。薄层可以从包括下述项中的一个的列表中选出；正方形；多边形；矩形；和不规则形状，并且电极可以限定闭合边界或者它们可以限定不连续的断开边界。

在一个方面中，提供了一种对包装物品进行消毒的方法，包括下述步骤：提供包装物品，其中所述包装包括空气空间；邻近电极组件布置所述包装；推动电极组件与所述包装接触，以及在选定的持续时间内向电极施加电功率，其中该电功率是至少30瓦且小于250瓦，并且所述持续时间被选择以在所述包装的空气空间中产生至少2ppm的臭氧，优选地，其中持续时间是至少0.1秒，并且可选地小于10秒。

优选地，持续时间至少0.2秒。在一些可能中，持续时间小于6秒。在一些可能中，持续时间至少0.4秒且小于2秒。虽然在一些情况中，它小于250瓦，但在其它情况中，所述功率可以高达350瓦。在一些可能中，所述功率可以小于200瓦。在一些可能中，所述功率至少50瓦。通常，可以基于所述包装中包含的空气的量来选择所述功率和/或持续时间，以产生至少2ppm的臭氧。可以基于所述包装中包含的空气的量选择所述功率和持续时间，以产生不多于100ppm的臭氧。可以基于所述包装中包含的空气的量来选择所述功率和/或持续时间，以产生小于80ppm的臭氧。

在多个示例中，电极组件包括隔开至少0.2mm的距离的至少两个电极。在一些情况中，沿着电极的长度的一部分，电极间间距是至少0.5mm且不大于20mm，或者不大于5mm。在一些情况中，施加电功率的步骤包括在电极组件的至少两个电极之间施加具有至少5kV均方根幅度的交流电压。在所述间距小于1mm，例如0.5mm或更小的情况中，所施加的电压可以在1kV和5kV之间，例如，在2kV和4kV之间。有利地，采用更紧密地隔开的电极使得较低的电压能够用来产生等离子体。

优选地，电磁场形成能量足以以将空气中的氧气转换成臭氧和其它反应氧气基物质的冷等离子体。在使用中，包含产品的密封包装放置成紧邻气体填充电极，使得由气体填充电极产生的电磁场穿过密封包装的壁，从密封包装内被捕获的空气形成冷等离子体。该冷等离子体包括臭氧和其它反应氧气基物质，其具有高的氧化电位并杀死与臭氧和反应物质接触的所有微生物，导致产品以及密封包装内部的消毒。本发明在密封包装内有效地形成臭氧和其它氧气反应物质，而不存在现有设备的上述任何问题。我们已经发现，带有绝缘电极的分布阻抗减少了电极腐蚀，并且因此促进长寿命和高可靠性。该设备对湿度和灰尘也是不敏感的。我已经发现，采用这种形式的臭氧产生方法，实质上也消除了一氧化二氮的产生。

而且，等离子体的使用形成具有比臭氧高的氧化电位的氧化物质，并且因此在杀死微生物时更有效。

由于本发明形成等离子体，因此它不涉及所述包装内的放电，因此，不存在穿过产品的有害放电。该设备对诸如标签或印刷之类的包装装饰不敏感，并且不破坏装饰。此外，与电晕放电不同，该工艺可以被重复，而不存在包装或产品的分解。

优选地，设置用于将所产生的电磁场引向将被消毒的产品的装置。

优选地，每个电极沿着其长度是细长的，并且优选地，曲线的、线圈式的、弯曲的或其它非线性的。可替换地，每个电极可以包括多个互连线性部分。优选地，每个电极是大致平面的，所述场引导装置被设置成将垂直于所述平面的电磁场引向将被消毒的产品。优选地，电极通常沿着它们的长度并排地延伸，并且优选地，隔开大致均匀的间隙。优选地，电极由玻璃或某种其它合适的非导电材料涂敷。

优选地，所述场引导装置在电极的一侧延伸并包括铁磁材料。优选地，所述材料是促进电磁场沿一个方向突出的铁氧体或铁氧体复合材料。这大致沿气体填充电极的一个方向产生集中的电磁场。在使用中，气体填充电极的相反侧被放置成与密封包装的一个面接触；电磁场随后穿过密封包装的壁，从而最大化电磁场，并且因此最大化密封包装内的冷等离子体。

优选地，所述场引导装置至少部分地在电极之间延伸，并且优选地，包括成成形以接收所述电极的表面。场引导装置具有两个附加益处：首先，它将电磁场限制在一个方向上，并防止它在所有方向上而是在一个方向上从围绕气体填充电极的空气产生不希望的臭氧。其次，它防止由于电感效应引起的紧邻定位的金属中的任何加热效应。优选地，电极被包含在正面开口式腔中，该正面开口式腔优选地由所述场引导装置限定。优选地，电极在平行于该腔的正面的平面中延伸。优选地，该腔包括侧壁或多个侧壁，其围绕电极延伸并且被布置成密封在将被消毒的产品的包装上。

优选地，设置用于在所述腔被密封在将被消毒的产品的包装上时从所述腔中排出空气或其它气体的装置，吸力帮助在所述腔的壁和包装材料之间形成紧密密封。包装材料因此被吸引紧紧地靠在所述腔的开口正面上，允许附近空气自由连通，从而最小化在气体填充电极和密封包装之间的界面中产生不想要的臭氧。

优选地，所述高电压产生装置产生在1kV至50kV的范围内的电压脉冲和/或交流电流。优选地，所述高电压产生装置在5ms至100ms范围的持续时间内产生高压脉冲。优选地，所述高电压产生装置被设置成产生具有可变幅度、可变宽度和/或可变重复频率的脉冲，使得基本上可以控制冷等离子体形成，并且可以适应宽范围的密封包装生产率。优选地，该设备包括用于检测电磁场的传感器，该传感器连接至被设置以改变所述高电压产生装置的输出参数的装置。以这种方式，高电压产生装置可以接收来自电磁场传感器的反馈信号，并且可以自动调整高压脉冲的幅度和其它脉冲参数，以调整电磁场并将它维持在恒定的水平。这确保在包装之间产生恒定的臭氧。优选地，所述高电压产生装置被设置成产生具有相反极性的电压脉冲，并将所述脉冲施加至相应的电极。优选地，该设备包括用于搅动或以其它方式移动将被消毒的产品的装置：可以在所述搅动之前、之后和/或期间用所述电磁场辐照产品。优选地，搅动装置被设置成至少部分地转动所述包装。这种方法促进消毒气体快速地渗透所述包装并到达所有表面。优选地，该设备被设置成辐照连续的产品。优选地，该设备被设置成连续地辐照相同的产品。

一种用于在包装物品内产生臭氧的设备通常包括电极组件，其中沿着接触表面支撑共面电极。电极是固态导电电极。这些电极可以沿着它们的长度的一部分相互交叉和/或被布置成在其间具有均匀的间距。在电极是直的情况中，它们可以是平行的，但其它形状也可以被均匀地隔开。在一些示例中，电极被部分地绝缘和部分地露出。在一些示例中，电极被嵌入/封装在绝缘体中以从电极附近排出空气空间。还提供了一种消毒包装产品的方法，该方法包括下述步骤：将包含所述产品的包装放置成邻近一对细长固态电极，在电极之间产生足以在其间形成大的电磁场的高电压，以及允许电磁场辐照和穿透所述包装从而在其中形成臭氧。

优选地，产生在所述包装内延伸并产生臭氧冷的等离子体场。优选地，所产生的电磁场指向将被消毒的产品。优选地，电极被包含在正面开口式腔内，该腔被密封靠在将被消毒的产品的包装上。优选地，在所述腔被密封在将被消毒的产品的包装上时从所述腔中排出空气或其它气体。优选地，在所述辐照之前、之后和/或期间移动或搅动将被消毒的产品。

在一种示例中，相反的线圈缠绕电极对包括沿着该电极对大致均匀地分布的电容性和电感性阻抗，并且可操作以形成均匀的、稳定的等离子体。电场并且因此等离子体在线圈电极的离散的突出部分上形成丝极的这种事实意味着线圈对的阻抗沿着电极对的长度是大致恒定的。这利恒定的阻抗不仅允许多个电极对用在阵列(头部)中，而且允许多个电极对(头部)被平行地使用，被从单个电源供电。

附图说明

现在将参照附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1是消毒设备的分解透视图；

图2是沿着图1的I1-I1线的截面图；

图3A是适合用在图1和2中示出的实施例中的线圈缠绕电极的视图；

图3B示出如在图3a中示出的一对电极；

图4a和图4b示出线圈电极的剖视图；

图5A示出操作中的一对电极的剖视图；

图5B示出电极组件的俯视图，两个截面是沿着所指示的线截取的；

图5C示出图5B的具有周边密封件的电极组件；

图6示出与嵌入插入托架中的通电圆形电极对相关联的电场；

图7是图1的设备的电源电路的示意图；

图8是消毒设备的截面图；以及

图9是消毒设备的示意图。

具体实施方式

参照附图中的图1和2，示出了包括两个固态导电电极1、2的消毒设备。电极1，2沿着它们的长度并排延伸并且隔开大致均匀的间隙。电极1，2安装在反射器7上，反射器7具有前表面，该前表面被成型为接收电极1，2。反射器7的一部分在每个电极之间延伸。反射器7由诸如铁氧体或铁氧体粉末之类的铁磁材料和树脂混合物制成，以促进由电极1，2产生的电磁场大致向前突出或集中。反射器7包括设置有密封件10的悬垂周边侧壁，其一起限定腔9，电极1，2凹入该腔中。密封件10由既有弹性又耐臭氧的材料，如硅橡胶或氟橡胶制成。反射器是可选的，并且不需要是铁氧体或含铁的。

在实践中，典型的生产线可以具有几个包装产品流并且每个产品流产用一个电极头部，即，横跨产品流定位的一行几个头部。所述包装将被排列使得它们在该行头部下将一起排列成行，并且所述头部将接触所述包装并在吸引作用下与所述头部形成紧密接触。所述头部随后将被通电以在所述包装内形成冷等离子体。只要每个头部都与所述包装紧密接触(良好吸引)并且所述头部的绝缘完整性是惰性的，即所述头部和电极未损坏，该方法是优良的。在所述头部未与所述包装紧密接触的情况中，则在通电时，存在将所述头部和包装之间的空气中的氧气或所述头部周围的空气中的氧气转换为臭氧的风险。这将潜在地危及工艺操作者。设置真空泵或其它装置(未示出)经由孔将通过反射器7的空气吸取到安装在反射器7的背面的腔14中。腔14经由导管15连接至真空泵或其它装置。腔14的壁优选地由非导电材料，如塑料形成。

包含将被杀菌的物品的密封包装16定位成紧邻腔9的正(下)面，使得所述包装的边缘与密封件10对齐。在密封包装16如此定位的情况下，向导管15施加吸力以在密封包装16的密封膜17和腔9的正(下)面之间形成紧密密封。空气基本上被从所述包装16和电极组件之间的界面去除，这最小化所述包装外的不想要的臭氧。所述头部装配有真空开关，该真空开关被连接以检测密封件10内的真空，从而检测所述头部和所述包装之间的紧密接触的完整性，因而防止所述头部被通电，并且可以顺着工艺进一步去除非臭氧化包装。如果该问题频繁地出现，则针对该头部的流可以被自动转向和再分配到其它流。这尽管以稍微降低的速率保持生产运行。电源18包括输出端，在该输出端上施加电压，该输出端经由高压电线28连接至各个电极1、2上的金属触点5。优选地，高压直流电源18被配置成产生具有可变幅度、可变脉冲宽度和可变脉冲重复频率的脉冲，从而使得能够控制电磁场强度。该电磁场具有足够的能量以分解密封包装16内的空气中的氧气，从而产生包含臭氧和其它高度反应氧气物质的冷等离子体。密封包装16内的任何微生物通过冷等离子体中的臭氧和其它消毒物质被接触杀死。通过紧邻电极1，2设置场强度传感器19设置用于自动控制电磁场强度并且因此改进包装的包装连续性的装置。传感器19将场强度测量值转换成输送到高压电源18的信号。高压电源18自动调整它的三个变量中的一个或多个，即，脉冲幅度、脉冲宽度和脉冲重复频率，以维持来自电极1，2的恒定的电磁场强度。这种技术还允许从一个电极组件对宽范围的包装进行消毒。

图3A示出覆盖有外绝缘护套302的电极301的部分截面图。护套302的内部提供灌注有绝缘材料的腔，该绝缘材料用来将线圈电极保持在护套内的合适位置中。在图3A中，电极301是开口螺旋的形式，更像压缩弹簧，其被紧密缠绕但在各匝之间存在空间。该螺旋的一端是开口，另一端形成中心定位的直线，其形成用于向电极施加电势的电连接305。电连接205通过绝缘构件被绝缘。该螺旋形成有25s.w.g(约0.508mm)镀锡铜线，并且各匝线圈优选地被均匀地隔开。线圈的长度可以变化，然而，发明人在本案中已经发现，可以用长的电极和短的电极产生等离子体，但是当电极的表面积增加时，用于产生和维持一对电极之间的等离子体的功率增加。线圈可以具有任何横截面，但线圈的优选形状是正方形或矩形。外绝缘护套302覆盖线圈301并与它重叠约6mm。护套的材料必须是绝缘体并且高度抵抗由冷等离子体引起的腐蚀。合适的材料是氮化铝、玻璃陶瓷、Aremcolox(阿利姆克劳斯)、氮化铝、氮化硼和硼硅酸玻璃以及其它材料。

外护套可以具有穹顶端或平直端，并且线圈在绝缘护套的内部滑动。外绝缘护套的优选形状是正方形或矩形，使得当它被放置成阵列时，它形成合适的表面，通过吸引可以将包装材料吸引到该表面上。绝缘护套302的内腔灌注有绝缘材料303。优选地，该材料被以液体形式引入至护套，该液体形式随后固化以提供基本上固态的材料。这具有的优点在于，在材料处于其液态时，护套内的空气可以浮出。当灌注绝缘体303固化时，线圈301、绝缘护套302和电极绝缘体4被刚性地保持在合适的位置中，这使得电极组件相当耐用。

图3B示出类似于图3A中示出的相对的一对电极1，2。在图3A和3B中，相同的附图标记用来指示相同的元件。图3B的电极1，2被示出处于共面布置，并且每个电极301，302经由连接件305，306连接至高压交流电源。在达到点火电压时，等离子体307在所述两个电极之间建立。

发明人在本案中已经认识到，如果等离子体接触食品，则所产生的源自等离子体的产品表面变化是不可预测的，并且制药工业中的某些产品将被直接等离子体接触破坏。图3B中示出的共面布置的优点在于，在电极之间产生的等离子体307不需要穿过或接触包装中的产品，并且产品不需要如在其中电极布置在电极的两侧的配置的情况中那样变为一个电极的延伸部分。此外，采用共面电极，容易将它们形成在单个面上产生等离子体的阵列，并且因此容易适合仅必须用等离子体产生面接触包装的一侧以在所述包装内获得臭氧的多种应用。而且，采用单面阵列，非常方便翻新现有包装机器，并且能够制造用于大型袋和不规则形状包装的手持式装置。

电极外绝缘护套的外径的尺寸是5mm，并且可以在不存在许多限制的情况下选择长度用于特定应用。采用成单对且成阵列的55mm长度电极进行测试，该阵列由8对构成，电极之间具有2mm间隙，所有电极连接至单个电源。发明人在本案中已经发现，在不需要在电极之间提供过高的电压的情况下，电极之间约2mm(如，在1mm和3mm之间)的间隙提供等离子体穿过包装材料的壁的的令人惊奇的大的穿透深度。

如图5所示，等离子体在每对电极之间建立，并且还在相邻的电极对之间建立。在上述示例中，冷等离子体点火电压是11.1Kv，并且所需要的功率是350瓦。在4秒爆炸内以42ppm产生臭氧。采用上述电极配置，等离子体容易被形成并且非常稳定。如果电极适度地偏离平行对齐，则这看起来不是问题，所形成的等离子体是稳定的。令人惊奇地，采用连接至一个电源的八对电极，所有的电极对被同时点火，并且等离子体是均匀的和稳定的。在不需要受理论限制的情况下，据信在40kHz工作频率、8-10kV峰值电压以及线圈电极之间的约2mm的间距的情况下，建立可以有助于冷等离子体的稳定的均匀特性的天线传输效果。固体电极被测试，并且用这种类型的电极建立冷等离子体，但冷等离子体比较不稳定并且更敏感于电极间距的均匀性。电极的平直度的小的变化在冷等离子体中产生间隙。

图4示出定位在电极保持装置310的狭槽中的一对共面方形电极1，2。电极1，2固定，使得在每个电极保持装置310的基侧壁附近存在空气空间，并且使得方形电极的高度稍微短于电极保持装置中的狭槽的深度，以便电极的顶部稍微凹入狭槽中。一系列小孔317定位成穿过狭槽的中心并位于电极之间的分隔壁之间。所述孔的底部通向吸取腔308，使得当吸力或真空施加至吸取腔时，吸力将包装316吸取到共面电极头部的面上。优选地，所述孔的轮廓是圆锥形的，使得在吸引装置正运行时它们变为自洁的(任何小的污物或灰尘容易被沿着所述孔吸引，因此一直维持吸引)。如果包装6的壁紧邻电极阵列的正面，则它被吸引到该面上并贴合该面的轮廓，形成在电极之间没有气隙的紧密密封。这具有的优点在于，在电极之间以及包装材料下面存在非常小的连续的空气空间或不存在连续的空气空间。发明人在本案中已经发现，通过从这些空间中排出空气，等离子体泄漏减少，从而促进等离子体穿过包装材料在包装内的穿透。在这种布置中，所述包装的壁有效地变为围绕电极的电介质的小的延伸部分。

如果高压源连接至具有足够大小的电线接触件305以激起冷等离子体307，则等离子体有效地穿过包装材料316形成，在包装材料316的另一侧，如在包装内，有效地建立等离子体。如果在包装材料316的另一侧存在氧气，则冷等离子体将倾向于将氧气转换成臭氧。

发明人在本案中已经发现，如果包装材料至电极阵列存在差的连接，这将导致在包装材料下和在电极之间存在空气痕迹。这种气隙的存在会在电源被连接时引起冷等离子体形成在电极之间的气隙中且不会穿过包装材料。发明人在本案中还已经发现，通过包装和电极之间更紧密的接触，防止了产品的惊人的加热。在不希望受理论束缚的情况中，据信，在电极之间存在气隙时，在该间隙中的冷等离子体可能穿过包装材料316进入包装的内部之前，需要施加增加的功率以饱和该间隙中的冷等离子体。然而，倍率的增加还意味着热量的增加，热量如果足够高会导致塑料包装材料的永久变形和能量的浪费。

发明人在本案中已经确认，本发明的示例在不激起等离子体的情况中在包装316内产生臭氧。如果如所述的电极阵列被交流电源供电但被供给低于等离子体点火电压的最大电压，则仍然产生大量臭氧；这是主要的突破。据信，电极之间的电容性耦合中的强电场的存在引起形成极少的冷等离子体。

采用被限制到塑料袋内的小空间的电极阵列和被设置为150瓦的功率，在不激起等离子体的情况下，4秒内爆炸的臭氧读数是100ppm。这被重复用于被设置在100瓦的功率，臭氧读数是41.7ppm。这些测试显示分别58％和72％的功率降低，同时仍然产生够多的臭氧；预期的是，在一般生产中，在包装内将需要不大于5-8ppm的臭氧。

由于不存在激起的等离子体，因此用于电极腐蚀的电势明显降低，并且存在少的热量或不存在热量，因此过热塑料包装材料的风险降低。

图5B示出用在对包装物品进行消毒的包裹消毒电极组件。图B包括该组件的俯视图和两个截面，一个截面沿着由YY指示的线穿过该组件，另一个截面穿过俯视图中的由ZZ指示的线。

组件500包括电介质本体502和电介质头部504。头部504支承设置在所述头部的接触表面506处的多个电极512，514，并被设置成使得接触表面506从该本体直立超出至少3mm的偏移距离。

电介质头部504包括已知为氮化铝的陶瓷。本体502包括比氮化铝便宜并且更容易加工的另一种陶瓷。

连接至本体502的是两个导电母线508，510。第一母线508沿着本体502的一侧布置，第二母线510沿着该本体的另一侧布置。第一母线508经由导电联接器516在接触表面处连接至多个第一电极512，使得该母线可以用于将电压供给至所述多个第一电极512的全部。第二母线510经由导电联接器518在接触表面506处连接至多个第二电极514。

头部504具有接触表面506和后表面507，后表面507定位成邻近所述本体并且在使用中从视线隐藏。一系列凹部509被加工在头部504的陶瓷中。凹部504几乎一直切穿头部504的陶瓷至接触表面506。将这些凹部的内部与接触表面506隔开的陶瓷0.5mm厚。

所述多个第一电极512中的每个电极设置在头部504的陶瓷的后表面507的凹部509中，使得每个电极512与接触表面隔开0.5mm厚度的陶瓷。电极512封装在硅树脂中，并且凹部509由硅树脂填充。头部504的接触表面506也支承一系列凹部515，其被构造成接收所述多个第二电极512。多个第二电极514中的每个电极设置在一个凹部515中并被封装在硅树脂中。硅树脂被从接触表面506上去除以露出电极在凹部中的导电表面。多个第一电极514中的每个电极的露出表面被设置成与接触表面506平齐。

电极512，514沿着接触表面延伸并且是互成角度配置的，如交错的，更确切地说是以两个手的手指可以交叉，一个在另一个之间的方式。在这种配置中，第一和第二电极512，514被设置成使得交替电极在接触表面处露出，并且交替电极被绝缘。电极512，514沿着接触表面彼此平行延伸，使得互成角度配置的电极的边缘之间的间距是3mm，并且该间距沿着电极的长度是均匀的。

虽然电极之间的间距沿着他们的长度是均匀的，但电极512，514可以包括线圈式导体，并且因此电极的边缘不是直线而是具有波状轮廓，其中每个波纹对应于一匝线圈。因而，虽然间距沿着长度是均匀的，但电极的在所述两个电极之间提供最短间距(最接近点的距离)的部分可以不是连续的或直的，而是可以包括短的断续区域，如由与线圈式电极的纵向横截面相关联的波纹提供的区域。

电极组件500的本体502比头部504宽，并且因此提供围绕所述头部的台肩部526。这些台肩部526是围绕头部504的平直区域。台肩部504包括围绕台肩部526上的头部504的通道524。组件500的本体502包括两个吸取联接器520，其是沿着其长度延伸到所述本体中的腔。吸取联接器520和通道524之间的流体连通由多个通风通道522提供，所述多个通风通道522从吸取联接器520延伸到通道524中。通风通道围绕通道524的长度分布，从而使得能够沿着通道均匀地提供吸力。

在操作中，电极组件500设置在其中接收包装物品的接收区域的上方。包括空气空间的将被消毒的包装被设置成使得所述包装中的空气空间邻近电极的接触表面506。所述包装和/或电极组件500被推动接触，使得所述包装变形以在接触表面506拉伸所述包装的壁靠在组件500的接触表面506上。在该状态中，包装能够与电极组件500的台肩部526形成密封。

吸取联接器520中的空气压力随后降低以吸引所述包装靠在台肩和电极头部上，从而从接触表面和所述包装之间移除任何空气空间。

具有rms(均方根)幅度10kV并具有40kHz的频率的交流电压施加在母线508，510上，因此在电极512，514处，在电极之间建立约5MV/米的电场。这可以在包装的空气空间中形成等离子体，从而从该空气空间中的氧气中产生臭氧。发明人已经发现，在2mA和20mA之间的电流下，约10kV的电压和数mm的电极之间间距(如，10kV)足够在包装中产生浓度高达100ppm的臭氧。这可以采用电力脉冲在0.1秒和10秒之间的持续时间内实现。已经发现既绝缘又露出的电极使得能够采用比之前可能的电力更少的电力建立等离子体。在之前的实施例中，需要约350瓦的功率。然而，在一些示例中，本文中描述的配置使得能够使用低至80瓦的功率。这具有减少损坏包装的可能性的优点。

可以通过调制交流电压被控制由该交流电压传递的功率。可以采用一系列脉冲，并且调制可以包括调制脉冲的宽度(持续时间)。占空比也可以被控制以在几个百分比，典型地3％，高至约90％之间改变。在调整期间，典型地，使用至少0.1秒或长至0.5秒的持续时间。30kHz至50kHz的频率是有利的，但5kHz和100kHz之间的频率也是有用的，并且也可以采用其他频率。发明人同样还已经发现，寄生电容会在系统中引起问题，用于解决该问题的一种方式是采用浮动电源，如，未以接地为基准的电源电压。电介质本体502可以包括与头部504相同的材料，或者可以由不同的材料制成。头部504可以包括任何电绝缘体，并且不需要是电介质。在一些情况中，它包括陶瓷，但这仅仅是优选的。氮化铝是特别有利于用于这种用途的陶瓷的示例。头部504被示出为支承布置在所述头部的接触表面506处的多个电极512，514，但仅需要两个电极，一个电极具有一个极性。然而，已经发现多个电极的使用具有某些优点，特别地，在存在降低功耗的需求时，或者存在改善包装中的臭氧产生效率时。

电极512，514被描述为沿着接触表面506布置。优选地，这意味着它们在该表面的数毫米范围内邻近该表面延伸。虽然这已经被发现特别有利的，因为它促进电极、接触表面和将被杀菌的包装之间的紧密接触，没有必要的是它们精确地位于接触表面上或接触表面处。发明人已经发现，在任何气隙或抽空空间存在于电极之间但在包装之外时，包装内产生臭氧的效率降低。

头部504被设置成使得接触表面506从所述本体直立超出一偏移距离。该偏移距离可以是至少0.2mm，或至少0.5mm，或至多20mm。在一些情况中，头部504可以不从本体502直立超出，使得接触表面可以与所述本体平齐。

母线508，510是可选的，并且在一些实施例中，每个电极可以单独地连接至远离头部的电源。母线的使用的具有的优点在于：单个电连接可以用来将电力提供至所有的电极。因此，如果需要维护，则通过简单地松开母线(并且如果需要，松开吸取系统)，可以将电极组件作为单个单元进行移除。在生产环境中，这会是明显的优点，因为它减少了所需要的维护时间，因为电极组件可以被简单地和快速地移除和更换。

第一母线508和第二母线510被示出为设置在本体502的相反侧。虽然这种配置是可选的，但它提供了多个优点，特别地，它减少了电气系统的其它区域可能比电极更加彼此靠近的可能性，从而提供更可靠的操作。

导电联接器516，518使得电极能够横跨本体502的台肩部连接至母线。然而，虽然存在优点，但这同样是可选的，并且在一些情况中，一部分或全部电极可以延伸至母线。

虽然头部504的陶瓷被示出为在接触表面506和后表面507上都具有凹部，但这不是必要的。在一些情况中，凹部可以作为一些来凹槽仅设置在接触表面上。多个第一电极512随后可以通过用绝缘体，例如氮化铝或另一种陶瓷覆盖它们而被绝缘。电极被描述为被封装在硅树脂中，并且虽然这也是可选的，但已经发现提供的优点在于，它从围绕电极的区域中排出空气，这又帮助确保在所述包装的空气空间中而不是在将被消毒的包装的外部的电极头部中或附近的任何空间中建立等离子体。虽然硅树脂为此目的是有用的，但任何合适的电介质或非导电介质将足够，所需要的全部是填充电极附近和电极内的空间的非导电填料。凹部被描述为被加工/切割到陶瓷中，但这并不必然意味着它们必须被从陶瓷的本体中刻蚀或切掉。在一些情况中，陶瓷可以被形成或成形为在合适的位置具有凹部。电极被示出为是直的和细长的，然而，虽然这具有多个优点，但不是最简单的制造，可以采用其他配置。例如，电极可以被设置为同心环或沿着电极的长度在电极之间具有均匀间距的其它形状。例如，被设置为同心圆的电极具有下述优点：提供良好控制电场的相对大的区域(均匀间距)而不存在由有角或不连续结构引起的不可预测性/边缘效应。电极组件500的本体502被描述为比头部504更宽，以提供围绕所述头部的台肩部526，然而，这是可选的，并且不需要设置台肩。这些台肩部526可以包括或可以不包括通道524，或者它们可以包括多个通道。通道或多个通道可以以连续环或边界围绕所述头部，但在一些情况中，通道可以是不连续的或仅沿着台肩的一部分设置-例如，它可以围绕所述头部而不是完全围绕所述头部。在一些情况中，通道完全围绕所述头部。在一些情况中，仅设置一个吸取联接器520，例如，如为本体500中的单个腔。在其它情况中，可以存在多于两个的吸取联接器520。吸取联接器520和通道524之间的流体连通可以由单个通风通道522提供，通风通道或多个通道可以延伸穿过陶瓷本体或者可以由本体502之外的导体提供。在使用多于一个的通风通道时，通风通道可以围绕通道524的长度规则地或不规则地分布，使得能够沿着该通道的长度更可靠地提供吸力。

图5C示出图5B中示出的电极组件500的俯视图，弹性密封构件600围绕该组件连接。密封构件600围绕该组件的台肩526并从该组件向外延伸约5mm。密封构件具有矩形横截面并从台肩直立突出近似1.5mm。

在使用中，将被消毒的包装被压靠在组件500，600上，使得密封构件与所述包装的壁形成密封。随后通过经由通道524和吸取联接器520吸出空气，将空间从该组件的面和头部504的接触表面506之间的空间中排出。这将所述包装吸引到工作表面上。密封构件被示出为横截面是矩形的，这提供了某些优势，但也可以采用其它形状。优选地，密封构件600包括氟橡胶，但也可以采用其它弹性材料。密封构件典型地约5mm宽，但在一些情况中，可以采用更宽或更窄的密封件。密封件的从台肩的表面测量的高度通常至少0.5mm，但密封件可以进一步突出例如多达10mm或更多。图6示出嵌入绝缘托架中的已通电圆形电极对和所产生的电场。冷等离子体在被激起时与等势线一致；附加的电压幅度导致冷等离子体的密度的增加，这在进一步增加时导致冷等离子体带的延长。左侧的场曲线实现来自右手电极的附加场强度。参照附图中的图7，示出了图1的高压电源18的一个示例的示意图。该电源包括低压直流电源20，其具有根据信号输入自动调整其直流输出的能力。低压直流电源20经由去除任何高频干扰的EMC滤波器23产生用于脉冲发生器21和电源驱动器电路22的低压供给。脉冲发生器21具有可变脉冲宽度控制装置24和可变脉冲重复频率控制装置25二者，并供给驱动脉冲以开关电源驱动器电路22中的功率驱动器件。优选地，功率驱动器件是被选择以所需要的驱动频率处理功率的功率MOSFET器件。其初级线圈由功率驱动器电路开关的变压器27将输出端28处的初级电压升压至高电压。优选地，该变压器被设计用于高频操作并且可以包括高频自动变压器。为了能够选择由变压器产生的高电压，其初级线圈被分接，以便初级-次级匝比并且因此输出电压可以被改变并由选择器29选择。电极1，2经由金属接触件5，30连接至变压器的输出端，紧邻电极1，2的传感器19将信号反馈至低压电源20。当电磁场变化时，低压电源20采用该信号以自动调整被供给至变压器27的初级绕组的低电压的幅度、脉冲宽度和脉冲重复频率，因此，将电磁场强度基本上保持为恒定。

该方法可以用于定位在所述包装的相反面上或所述包装的一部分上的两个单电极组件，使得电磁场形成在电极之间并从两侧穿过所述包装，这是用于形成、填充和密封包装工艺的理想方案。电源线将具有高达20kV的电压电势，并且这在处于该高电压时是可能是危险的铺设电缆，特别是在一些应用需要浮动源(未连接至大地)。这些电源线还将辐射高频干扰，其必须被处理以满足国家标准。发明人在本案中已经认识到，通过设计每个头部使得它具有它自己的集成变压器且随后从单个低压电源并行驱动这些变压器，可以解决这些问题。高压电源线现在变为相同的长度并且非常短，这解决了变化的感应阻抗问题。较短的电源线现在容易屏蔽以防止RF干扰，并且不会引起来自高压电缆的任何危险；仅在电缆中在任何距离内载送低电压。

参照附图中的图8，在该实施例中，该设备包括如上参照图1至7中的一个或多个描述的、安装在圆盘传送带200上的多个电极组件100，500。圆盘传送带200的形状是具有8个外周面的八边形，每个周面包含安装在圆盘传送带200的每个面中的一个电极组件1000。为清楚起见，在附图中仅示出一个组件100。虽然为该实施例示出八边形形状，但圆盘传送带可以是具有任何数量的面的多种形状。每个电极组件100定位成使得它的腔300向外突出远离圆盘传送带200的中心，并形成圆盘传送带200的相应面的周面。设置用于使圆盘传送带200围绕中心轴170旋转的装置(未示出)。设置用于使空气通过每个电极组件100的导管400形式的装置(以在腔300的正面处形成吸力)，导管400在一端处固定至电极组件100上的吸取腔300并在另一端处经由阀60固定至吸取歧管50。阀60控制吸力，使得在阀60打开时施加吸力，反之亦然。吸取歧管50经由旋转密封件固定至吸取源(未示出)。

每个电极组件100可以具有其自己的连接至圆盘传送带200的高压电源70，为紧凑起见，高压电源70可替换地放置在圆盘传送带的两侧上并通过高压电线80连接至对应的电极组件100。通过旋转接触组件(未示出)提供用于给电源70供电的装置。需要消毒的密封包装90由移位传送带101输送至与第一电极组件100的面相对的装载位置。设置用于通过活动平台110将包装90升高到第一电极组件100的出口面上的位置的装置，传感器(未示出)检测包装90位于合适的位置。该传感器激励阀60至它的打开状态，并且所产生的吸力在包装90的顶部和腔300的正面之间形成紧密密封；这还支撑包装90的重量。活动平台110缩回，并且圆盘传送带200通过沿顺时针方向的旋转移位至第二电极组件位置。包装90在它围绕圆盘传送带200移位时被吸力保持在紧密靠在第一电极组件100的腔300的正面上的位置，第一电极140随后被接通以对包装90进行消毒，并且重复该顺序。传感器130检测包装90已经到达排出位置并且通过打开阀60关断电极140和吸力。不具有任何支撑装置的包装90向前落下并且通过引导构件150引导到退出传送带160上。当包装90围绕圆盘传送带200前进时，每个包装内的产品180连续地改变暴露表面区域和遇到臭氧的位置，以通过空气空间快速地消毒。以这种方式，针对密封包装90存在连续的消毒工艺，并且圆盘传送带200提供足够的时间延迟以确保在包装90内产生充足的臭氧。

参照附图中的图9，示出了包括彼此紧邻地定位的两个电极102，201的设备。电极102，201中的每一个形成为扁平的蜿蜒结构。连接至金属接触件501，601的高压电线801，141通过合适的高压绝缘体191，142将电极102，201连接至电源222。电极102，201定位成使得两个蜿蜒结构在平面中形成交错结构。电极102，201中的每一个具有它们自己的电源182，202和192，212。从相对于共用极的正脉冲式高电压给电极102供电，从相对于共用极的负脉冲式高电压给电极201供电。正负高电压脉冲可以同步，并且这可以产生从空气产生包含臭氧和氧气物质的冷等离子体的高效且非常有效的方式。在用于增强臭氧产生的一些情况中，希望的是用正脉冲和负脉冲交替地激励电极。高压电源包括低压直流电源162，其具有根据信号输入自动调整它的两个直流输出的能力。低压直流电源162产生两个低压源，一个相对于共用极是正的，一个相对于共用极是负的。正的直流源给脉冲发生器172和电源驱动器电路182供电，负的直流源给电源驱动器电路192供电。为了使得脉冲发生器172能够驱动两个电源驱动器电路，它具有互补输出以及可变脉冲宽度控制装置和可变脉冲重复频率控制装置。这些互补驱动脉冲开关电源驱动器电路182，192中的两个功率驱动器件。优选地，功率驱动器件是被选择以所需要的驱动频率处理功率的功率MOSFET器件。

其初级绕组由电源驱动器电路182，192开关的两个变压器202，212将初级正电压和负电压放大成用于驱动电极102的大的正电压和用于驱动电极201的大的负电压。优选地，两个变压器都被设计用于高频操作。为了能够选择由变压器202，212产生的高电压，其初级线圈被分接，以便初级至次级匝比并且因此输出电压范围可以被改变和选择。紧邻电极102，201的场强度传感器153将信号反馈至低压电源162。当电磁场变化时，低压电源162采用该信号自动调整被供给至变压器202，212的初级绕组的低电压的幅度，因此，稳定电磁场强度。本发明适用于在宽的应用范围内对密封包装中的易腐烂和不易腐烂的产品进行消毒。以下列表决不是穷举的，并包括食品、瓶装饮料、瓶装调味料、诸如色拉之类的产品、医用工具和仪器、奶瓶等。在本公开内容的背景中，其它示例和变型对本领域技术人员来说将是明显的。

Claims (30)

1.一种包装消毒设备，包括至少两个固态导电细长电极，所述电极被构造以接收交流电压以能够在电极之间产生臭氧，使得在使用时，将电极应用于包装，在所述包装内将氧气转换成臭氧。

2.根据权利要求1所述的包装消毒设备，其中至少一个电极被覆盖有绝缘材料。

3.根据权利要求2所述的包装消毒设备，其中一个电极包括露出导电区域。

4.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，其中至少一个电极被封装在绝缘材料中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，包括用于在包括包装物品和空气空间的包装内产生等离子体的包装消毒电极组件，该电极组件包括：

具有用于接触所述包装的接触表面的电介质头部；

并且其中至少两个导电固态电极围绕接触表面分布，所述电极中的第一个被绝缘，并且所述电极中的第二个的导电区域在接触表面附近露出。

6.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，其中所述至少两个电极的相邻边缘之间的间距沿着所述边缘的长度的至少一部分是均匀的。

7.根据权利要求6所述的包装消毒设备，其中相邻边缘之间的沿着所述部分的间距包括所述边缘的最接近点的距离。

8.根据权利要求7所述的包装消毒设备，其中所述部分沿着电极是不连续的和展开的。

9.根据权利要求8所述的包装消毒设备，其中所述至少两个电极中的第一个电极由多个第一电极提供，所述至少两个电极中的第二个电极由多个第二电极提供，其中所述多个第一电极与所述多个第二电极交错，使得交替电极被绝缘，同时其它各个交替电极包括露出的导电区域。

10.根据权利要求5或从属于权利要求5的权利要求6-9中任一项所述的包装消毒设备，包括本体，其中所述头部连接至所述本体，并且所述头部的接触表面从所述本体直立突出。

11.根据权利要求10所述的包装消毒设备，其中所述本体包括台肩部，该台肩部围绕所述头部以与所述包装接合，使得当在使用中接触表面被推动与柔性包装接触时，台肩被构造成与所述包装的如能够从接触表面与台肩重叠的区域接合。

12.根据权利要求11所述的包装消毒设备，其中台肩部包括通道，其中通道能够连接至吸取源，并且在使用中能够操作以从所述包装和所述电极组件之间的空间排出空气。

13.根据权利要求5或从属于权利要求5的权利要求6-12中任一项所述的包装消毒设备，其中电极包括嵌入所述头部中的线圈，并且第二电极的导电区域在接触表面处或附近露出。

14.根据权利要求13所述的包装消毒设备，其中第二电极从接触表面凹进或与接触表面平齐。

15.根据权利要求9或从属于权利要求9的权利要求10-14中任一项所述的包装消毒设备，其中电极沿着接触表面像相互交叉的细长手指一样被布置。

16.根据权利要求5或从属于权利要求5的权利要求6-15中任一项所述的包装消毒设备，其中第一电极位于接触表面下面并且通过所述头部的电介质与该接触表面绝缘。

17.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，其中电极包括分布阻抗。

18.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，包括传感器，该传感器用于检测该设备的接触表面处的压力以能够基于该压力控制至电极的电力供给。

19.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，包括用于检测在所述电极之间流动的电流以检测过电流状态的电流传感器和用于防止包装消毒设备在检测到过电流状态的情况中运行的控制装置。

20.根据前述权利要求中任一项所述的包装消毒设备，其中包装消毒设备是电极组件。

21.一种对包装物品进行消毒的方法，包括下述步骤：

提供包装物品，其中所述包装包括空气空间，

邻近电极组件布置所述包装，

推动电极组件与所述包装接触，以及

在选定的持续时间内向电极施加电功率，其中该电功率是至少30瓦且小于200瓦，并且所述持续时间被选择以在所述包装的空气空间中产生至少2ppm的臭氧。

22.根据权利要求21所述的方法，其中施加电功率的步骤包括在电极组件的至少两个电极之间施加具有至少5kV均方根幅度的交流电压。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中所述持续时间是至少0.2秒。

24.根据权利要求21、22或23所述的方法，其中所述持续时间小于10秒。

25.根据权利要求21-24中任一项所述的方法，其中电极组件包括至少两个电极，所述至少两个电极沿着它们的长度的一部分隔开至少0.5mm且不大于10mm的距离。

26.根据权利要求21-25中任一项所述的方法，其中施加电功率的步骤包括在电极组件的至少两个电极之间施加具有至少5kV均方根幅度的交流电压。

27.根据权利要求21-26中任一项所述的方法，其中施加电功率的步骤包括在电极组件的至少两个电极之间施加具有不大于25kV均方根幅度的交流电压。

28.根据权利要求21-27中任一项所述的方法，其中至少2ppm的臭氧包括至少5ppm的臭氧。

29.根据权利要求21-28中任一项所述的方法，其中至少2ppm的臭氧包括小于50ppm的臭氧。

30.根据权利要求21-29中任一项所述的方法，其中电极组件包括根据权利要求1-20中任一项所述的包装消毒设备。

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