CN103977439A - 等离子体增强纸币消毒灭菌器与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体增强纸币消毒灭菌器和方法，一种等离子体增强纸币消毒灭菌器，包括有灭菌腔体，灭菌腔体内并列放置有多个可盛放纸币的抽屉，抽屉的正上方悬挂有紫外灯，抽屉两侧布置有等离子体发生器，等离子体发生器由交叉布置的高压电极和地电极构成，高压电极和地电极分别通过导线连接至放置于灭菌腔体之外的等离子体电源的正、负极上；灭菌腔体侧壁安装有风机，灭菌腔体设置有进气孔和抽气孔，进气孔通过管路依次连接进气阀、除湿器、过滤器；抽气孔通过管路连接至真空泵。本发明通过产生低气压和大气压等离子体，以及协同紫外杀菌的作用，达到微生物高效杀灭效果，实现对成捆纸币的消毒灭菌。

Description

等离子体增强纸币消毒灭菌器与方法

技术领域

本发明涉及一种利用等离子体技术对纸币进行消毒灭菌的装置和方法，属于低温等离子体应用及消毒灭菌技术领域。   

背景技术

纸币在流通过程中，经过无数双手的抚摸，很容易污染。在纸币的表面除了我们很容易看到的明显污垢外，还携带有大量的微生物。据卫生检测表明，每张钞票上有病源微生物26000~69000多个，最多者可达30余万个，成为疾病传染的一条重要途径，严重危险了人们的健康。

传统的物理化学灭菌方法，如臭氧消毒、紫外杀菌等，存在各种各样的问题，紫外的穿透有限、长时间高浓度的臭氧对钱币的损伤比较严重，并且对于成捆的纸币均难以在较短的时间内实现高效消毒和灭菌。低温等离子体灭菌具有很多优点，特别是对高温敏感材料的灭菌。多种因素（如紫外光、温度、强电场、带电粒子和化学活性粒子等）的协同作用是等离子体具有优良灭菌效能的重要原因。然而由于等离子体的穿透性较差，已有的等离子体纸币灭菌技术通常只能实现对单张纸币的有效杀菌，对于叠放在一起的纸币的灭菌效果较差。

发明内容

为了克服已有纸币灭菌技术上的不足，以及纸币上细菌种类繁多及其特性差异较大的特点，本发明提供一种等离子体发生装置，该装置工作气压广，兼具大气压等离子体和低气压等离子体的优势，使用空气作为等离子体工作介质，而且放电面积大、均匀稳定，有效提高了等离子体中灭菌因子的成分和产率，同时，在装置中协同使用紫外等常规灭菌方式，增强了灭菌的效果。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：包括有灭菌腔体，所述的灭菌腔体内并列放置有多个可盛放纸币的抽屉，抽屉的正上方悬挂有紫外灯，抽屉两侧布置有等离子体发生器，所述的等离子体发生器由交叉布置的高压电极和地电极构成，所述的高压电极和地电极分别通过导线连接至放置于灭菌腔体之外的等离子体电源的正、负极上；所述的灭菌腔体侧壁安装有风机，所述的灭菌腔体设置有进气孔和抽气孔，所述的进气孔通过管路依次连接进气阀、除湿器、过滤器；所述的抽气孔通过管路连接至真空泵。

所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的抽屉可以容纳不同规格纸币的竖直摆放，抽屉的两侧采用网状、镂空的板材，或者支架。

所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的高压电极包括有多根并排排列并通过一根高压电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根高压电极金属导线的表面设有绝缘介质；地电极包括有多根并排排列并通过一根地电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根地电极金属导线的表面设有绝缘介质。

所述的被包覆绝缘介质的高压电极和地电极交叉布置在同一平面，电极间保持有一定的缝隙。

所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的等离子体电源采用高压交流电源或双极性高压脉冲电源。

所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的灭菌腔体内布置有温度测量探头。

所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的灭菌腔体至少包含有一个舱门。

利用等离子体增强纸币消毒灭菌器进行消毒灭菌的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）在灭菌工艺开始时，将待灭菌纸币竖直摆放在抽屉中，然后放置于灭菌腔体内，关闭舱门；

（2）开启等离子体电源、紫外灯和风机；

（3）在大气压等离子体作用下产生长寿命灭菌粒子，协同紫外作用于纸币上的微生物，处理一定的时间；

（4）启动真空泵清除灭菌腔体中蒸气和残余物，同时关闭风机，在灭菌腔体中产生真空压力至大约100 Pa；

（5）保持灭菌腔体内气压100~1000Pa，在低气压等离子体作用下杀灭纸币中上的微生物，处理一定的时间；

（6）开启进气阀，空气通过过滤器和除湿器进入灭菌腔体，使灭菌腔体内压力升至大气压力或略低于1个大气压，开启风机； 

（7）重复步骤（3）至（6）经过一段时间，一次或更多次，直至达到灭菌的效果；

（8）装置运行过程中，灭菌腔体内温度始终保持在70~80℃以下。

本发明的原理是：

高压电极和地电极分别连接到高压交流电源的正负极，采用不同工作气压下放电，协同利用了大气压和低气压放电等离子体的优势；采用高气压甚至是大气压放电，有助于产生长寿命的活性粒子及其数量，提高灭菌效能；采用低气压放电有助于提高等离子体放电粒子能量和平均自由程；采用双介质的介质阻挡放电，避免了电极的腐蚀和提高等离子体的均匀性，并获得高浓度的活性粒子；同时协同利用紫外的灭菌作用，提高灭菌消毒的效果；此外，通过风机产生的气流加快活性粒子的扩散，同时补充新的等离子体工作气体有利于产生更多的活性粒子，提高灭菌的效率。

本发明的有益效果在于：

本发明能快速、高效的灭活成捆纸币上的各种微生物等致病菌，装置能耗低、放电面积大且均匀，直接使用空气作为等离子体工作介质，形成一个大面积富含高浓度活性粒子的等离子体区，采用双介质的介质阻挡放电可有效避免电极被污染而影响放电的稳定；等离子体灭菌的同时，协同利用的紫外灭菌的作用，提高了消毒灭菌的效率。利用本发明的装置进行了纸币的灭菌实验，将污染有各种细菌的旧币捆扎叠放入灭菌腔体中，经过实验发现旧币上的细菌短时间即被大量杀灭，杀灭水平达到了10^-3，甚至是10^-6。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明等离子体增强纸币消毒灭菌器主体结示意图。

图2为本发明等离子体发生器结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种等离子体纸币消毒灭菌器，包括有灭菌腔体1及其舱门2，灭菌腔体1内布置有多个可插入盛放纸币的抽屉3的轨道支架4，由图1所组成的等离子体发生器5放置于抽屉的两侧，等离子体发生器5由交叉布置的高压电极13和地电极15构成，高压电极13包括有多根并排排列并通过一根高压电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根高压电极13金属导线的表面设有绝缘介质14；地电极15包括有多根并排排列并通过一根地电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根地电极金属导线的表面设有绝缘介质14，包覆绝缘介质14的高压电极13和地电极15交叉布置在同一平面，电极间保持有一定的缝隙，高压电极13和地电极15分别通过导线连接至放置于灭菌腔体之外的等离子体电源16的正、负极上，抽屉3的上方悬挂有紫外灯6，灭菌腔体1侧壁上布置有风机7，测温探头8，灭菌腔体通过管路外部连接进气阀9、过滤器10和除湿器11构成进气装置，通过管路连接真空泵12构成抽气装置。

利用等离子体增强纸币消毒灭菌器进行消毒灭菌的方法，包括以下步骤： 

（1）在灭菌工艺开始时，将待灭菌纸币竖直摆放在抽屉3中，然后放置于灭菌腔体1内，关闭舱门2；

（2）开启等离子体电源16、紫外灯6和风机7；

（3）在大气压等离子体作用下产生长寿命灭菌粒子，协同紫外作用于纸币上的微生物，处理一定的时间；

（4）启动真空泵12清除灭菌腔体中蒸气和残余物，同时关闭风机7，在灭菌腔体1中产生真空压力至大约100 Pa；

（5）保持灭菌腔体1内气压100~1000Pa，在低气压等离子体作用下杀灭纸币中上的微生物，处理一定的时间；

（6）开启进气阀9，空气通过过滤器10和除湿器11进入灭菌腔体1，使灭菌腔体1内压力升至大气压力或略低于1个大气压，开启风机7； 

（7）重复步骤（3）至（6）经过一段时间，一次或更多次，直至达到灭菌的效果；

（8）装置运行过程中，灭菌腔体1内温度始终保持在70~80℃以下。

Claims (8)

1.一种等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：包括有灭菌腔体，所述的灭菌腔体内并列放置有多个可盛放纸币的抽屉，抽屉的正上方悬挂有紫外灯，抽屉两侧布置有等离子体发生器，所述的等离子体发生器由交叉布置的高压电极和地电极构成，所述的高压电极和地电极分别通过导线连接至放置于灭菌腔体之外的等离子体电源的正、负极上；所述的灭菌腔体侧壁安装有风机，所述的灭菌腔体设置有进气孔和抽气孔，所述的进气孔通过管路依次连接进气阀、除湿器、过滤器；所述的抽气孔通过管路连接至真空泵。

2.根据权利要求1所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的抽屉可以容纳不同规格纸币的竖直摆放，抽屉的两侧采用网状、镂空的板材，或者支架。

3.根据权利要求1所述的高压电极和地电极，其特征在于：所述的高压电极包括有多根并排排列并通过一根高压电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根高压电极金属导线的表面设有绝缘介质；地电极包括有多根并排排列并通过一根地电极连接导体连接使其并联的金属导线，每根地电极金属导线的表面设有绝缘介质。

4.根据权利要求3所述的高压电极和地电极，其特征在于：所述的被包覆绝缘介质的高压电极和地电极交叉布置在同一平面，电极间保持有一定的缝隙。

5.根据权利要求1所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的等离子体电源采用高压交流电源或双极性高压脉冲电源。

6.根据权利要求1所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的灭菌腔体内布置有温度测量探头。

7.根据权利要求1所述的等离子体增强纸币消毒灭菌器，其特征在于：所述的灭菌腔体至少包含有一个舱门。

8.利用权利要求1所述的装置消毒灭菌的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）在灭菌工艺开始时，将待灭菌纸币竖直摆放在抽屉中，然后放置于灭菌腔体内，关闭舱门；

（2）开启等离子体电源、紫外灯和风机；

（3）在大气压等离子体作用下产生长寿命灭菌粒子，协同紫外线作用于纸币上的微生物，处理一定的时间；

（4）启动真空泵清除灭菌腔体中蒸气和残余物，同时关闭风机，在灭菌腔体中产生真空压力至大约100 Pa；

（5）保持灭菌腔体内气压100~1000Pa，在低气压等离子体作用下杀灭纸币中上的微生物，处理一定的时间；

（6）开启进气阀，空气通过过滤器和除湿器进入灭菌腔体，使灭菌腔体内压力升至大气压力或略低于1个大气压，开启风机； 

（7）重复步骤（3）至（6）经过一段时间，一次或更多次，直至达到灭菌的效果；

（8）装置运行过程中，灭菌腔体内温度始终保持在70~80℃以下。