專利名稱：利用等離子體技術進行液體表面處理裝置及處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于等離子體技術處理設備領域，特別涉及用于液體消毒或菌懸液誘 變育種的一種利用等離子體技術進行液體表面處理裝置及處理方法。
技術背景等離子體技術作為新的消毒和誘變育種方法，在醫(yī)藥衛(wèi)生和工業(yè)微生物領域 有很好的應用前景。目前，對于應用等離子體技術對固體表面進行處理設備較多， 但該技術對對液體的穿透能力有限，因而限制了該技術在對大量和流動的液體進 行處理技術中的廣泛應用。目前隨著等離子體技術的應用領域越來越廣泛，特別 是常壓低溫等離子體的出現(xiàn)和技術進步，大大克服了常規(guī)等離子體需要真空裝置 的缺點，將大力推動其在消毒、微生物育種、化學反應、材料處理等領域應用發(fā) 展。這些應用大多需要在液體環(huán)境中進行，因此，開發(fā)一種適于等離子體照射的 大量液體處理裝置變得越來越急迫。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種一種利用等離子體技術進行液體表面處理裝置及 處理方法。特別適于常壓低溫等離子體處理液體樣品。所述等離子體技術進行液體表面處理裝置包括恒流泵和溢流器，其特征在于，恒流泵1通過管道連接至溢流器2底部的進液口 8，恒流泵1的吸液管10 插入原液儲瓶3中，溢流器2的回收槽7底部的處理液出口 5通過回收管9和處 理液儲瓶4連通。所述溢流器2的主腔為倒錐體形，進液口 8位于椎體下底端，進液口 8內徑 應小于擴展區(qū)6上部最大半徑的1/4。所述擴展區(qū)6上沿高于回收槽7上沿。 所述回收槽環(huán)繞在倒錐體形主腔周圍。所述利用等離子體技術進行液體表面處理裝置進行液體表面處理的方法，原 液儲瓶3中的液體經吸液管10，通過恒流泵1送入溢流器2的底部的進液口 8,再經底部向上進入擴展區(qū)6，然后從擴展區(qū)6上沿溢流口四周均勻溢出至回收槽 7中，當溢流器2水平放置時，液體可以在擴展區(qū)6上部形成穩(wěn)定均勻的液流， 此時，放置在溢流器2上面的等離子體發(fā)生裝置所產生的等離子體對擴展區(qū)6上 部形成的穩(wěn)定均勻的液流進行輻照處理，等離子體中的活性粒子可以作用于液流 中的目標物體或分子，使其發(fā)生變化；未被處理目標物的濃度可以通過分光光度 計或其他檢測儀器進行檢測，回收槽7中經輻照的處理液通過底部的回收管9流 入處理液儲瓶4。所述液體經過溢流區(qū)的溢流速度通過調節(jié)恒流泵1的轉動速度進行控制，使 處理時液體流速為3mL/min。所述等離子體發(fā)生裝置功率為120W，產生氣體為Ar，輻照口與液面之間的 距離為3mm。 .本發(fā)明的有益效果是提供了一種新型等離子體技術進行液體表面處理裝置 及處理方法，避免現(xiàn)有裝置對靜止液體或液滴處理時造成的不均勻，或者不能對 大量液體進行連續(xù)處理等問題；同時實現(xiàn)對大量液體和流動液體進行均勻的表面 處理。本發(fā)明裝置產生的液體溢流流速均勻穩(wěn)定，很好的滿足了某些設備對大量 液體進行薄層處理的要求。其主要優(yōu)點有(1) 液體表面處理裝置可以在擴展區(qū)表面形成穩(wěn)定均勻的液流，液流死區(qū) 小，可以進行連續(xù)操作；(2) 可以使用普通的恒流泵，設備成本及運行能耗低；(3) 應用范圍廣，可以根據(jù)需要對裝置尺寸和形狀進行調整，裝置放大容易；(4) 結構簡單，對材料和加工工藝沒有特殊要求，只需要常規(guī)加工，大大 節(jié)省了裝置成本，提高了經濟性，操作費用低廉，維修管理方便。本發(fā)明可應用于等離子體技術對液體的消毒處理領域，也可用于對菌體或孢 子懸浮液的誘變育種領域。


圖1為等離子體技術進行液體表面處理裝置的示意圖。
具體實施方式
圖1為等離子體技術進行液體表面處理裝置的示意圖。圖中，恒流泵1通過管道連接至溢流器2底部的進液口 8，恒流泵1的吸液管10插入原液儲瓶3中， 溢流器2的回收槽7底部的處理液出口 5通過回收管9和處理液儲瓶4連通。溢 流器2的主體由一個倒圓錐形的腔體和溢流槽構成，腔體截面直徑沿液體流動方 向增大，為保證表面液體溢流均勻，腔體內死角最小，應使圓錐形腔體上沿四周 水平，進液口8位于腔體的正下方，且圓錐形腔體的深度要小。溢流回收槽7呈 環(huán)形，位于溢流區(qū)四周，并且擴展區(qū)6上沿高于回收槽7上沿。用于回收溢流出 的液體。為保證溢流槽中液體無殘留，溢流槽底部液體出口處應較底部其他部分 低。位于椎體下底端的進液口 8內徑應小于擴展區(qū)6上部最大半徑的1/4。所述利用等離子體技術進行液體表面處理裝置進行液體表面處理的方法，原 液儲瓶3中的液體經吸液管10，通過恒流泵1送入溢流器2的底部的進液口 8， 再經底部向上進入擴展區(qū)6，然后從擴展區(qū)6上沿溢流口四周均勻溢出至回收槽 7中，當溢流器2水平放置時，液體可以在擴展區(qū)6上部形成穩(wěn)定均勻的液流， 此時，放置在溢流器2上面的等離子體發(fā)生裝置對擴展區(qū)6上部形成穩(wěn)定均勻的 液流進行輻照處理，等離子體中的活性粒子可以作用于液流中的目標物體或分 子，使其發(fā)生變化；未變化的目標物體或分子濃度可以通過分光光度計或其他檢 測儀器進行檢測，回收槽7中經輻照的處理液通過底部的回收管9流入處理液儲 瓶4。所述溢流器正常工作時，在擴展區(qū)上部形成穩(wěn)定的液面，與液面的高度和弧 面、擴展區(qū)的頂端直徑、液體的粘度及表面張力等相關。穩(wěn)定均勻的液流的流速 可以通過調節(jié)恒流泵的轉動速度進行控制。液體由處理液進口進入溢流器底部，通過管路上行至圓錐形溢流區(qū)內，隨外 壁擴大而展開形成薄層液膜。隨著底部液體的不斷泵入，液膜上層液體溢流擴展 區(qū)四周外沿溢出。溢出后的液體進入溢流回收槽中，由于溢流回收槽有一定斜度， 帶有排出孔的一端較低，則液體在槽中會自動匯集到有排出孔的一側，并隨連接 到排出孔的管路排出至收集瓶中。實施范例1溶液采用活性黑溶液?；钚院谟商旖蚧瘜W染料二廠(天津北極星化工有限公司)生產。分子式C26H21N5Na4019S6，分子量991.82，初始濃度為0. 3125nmol/L。 恒流泵采用保定蘭格恒流泵有限公司生產的BT100-1J型。 液體表面采用常壓低溫等離子體進行處理。常壓低溫等離子體在消毒滅菌、微生物誘變育種等領域有很好的應用，因其對液體穿透能力有限，所以一直很難應用于液體處理領域。等離子體發(fā)生裝置由清華大學工程物理系等離子體健康科學實驗室提供。將染料初始溶液在本處理裝置中進行溶液循環(huán)，液體經過溢流區(qū)時，形成薄 膜層流，使用等離子體裝置對其進行輻照處理。等離子體中的活性粒子可以作 用于溶液中的染料分子，使其發(fā)生降解；未降解染料的濃度可以通過分光光度計 進行檢測，吸收波長597nm。處理時液體流速為3mL/min。等離子體發(fā)生裝置功率為120W，產生氣體為Ar， 輻照口與液面之間的距離為3mm。分三次對液體進行處理。結果如表1所示表1常壓低溫等離子體對染料活性黑進行處理處理次數(shù)0123濃度0.31250. 24120. 22200.1996(nmol)由此可見，液體表面處理裝置可以很好形成穩(wěn)定且流動的表層液膜，提高 處理效率，從表中可以看出經過一次處理后，溶液中的染料分子摩爾濃度降低23%,經過二次處理后，溶液中的染料分子摩爾濃度降低28%，經過三次處理后， 溶液中的染料分子摩爾濃度降低37%，降解染料分子的效果非常明顯。這一發(fā)明 可以很好的應用于等離子體的對液體的處理領域。
權利要求
1.一種等離子體技術進行液體表面處理裝置，包括恒流泵和溢流器，其特征在于，恒流泵(1)通過管道連接至溢流器(2)底部的進液口(8)，恒流泵(1)的吸液管(10)插入原液儲瓶(3)中，溢流器(2)的回收槽(7)底部的處理液出口(5)通過回收管(9)和處理液儲瓶(4)連通。
2. 根據(jù)權利要求1所述等離子體技術進行液體表面處理裝置，其特征在于， 所述溢流器(2)的主腔為倒錐體形，進液口 (8)位于椎體下底端，進液口 (8) 內徑應小于擴展區(qū)(6)上部最大半徑的1/4。
3. 根據(jù)權利要求1所述等離子體技術進行液體表面處理裝置，其特征在于， 所述擴展區(qū)(6)上沿高于回收槽(7)上沿。
4. 根據(jù)權利要求1所述等離子體技術進行液體表面處理裝置，其特征在于， 所述回收槽環(huán)繞在倒錐體形主腔周圍。
5. —種利用等離子體技術進行液體表面處理裝置進行液體表面處理的方法， 其特征在于，原液儲瓶(3)中的液體經吸液管(10)，通過恒流泵(1)送入溢 流器(2)的底部的進液口 (8)，再經底部向上進入擴展區(qū)(6)，然后從擴展區(qū)(6)上沿溢流口四周均勻溢出至回收槽(7)中，當溢流器(2)水平放置時， 液體可以在擴展區(qū)(6)上部形成穩(wěn)定均勻的液流，此時，放置在溢流器(2)上 面的等離子體發(fā)生裝置對擴展區(qū)(6)上部形成穩(wěn)定均勻的液流進行輻照處理， 等離子體中的活性粒子可以作用于液流中的污物分子，使其發(fā)生降解；未降解污 物分子的濃度可以通過分光光度計進行檢測，吸收波長597nm回收槽(7)中經 輻照處理的處理液的通過底部的回收管(9)流入處理液儲瓶(4)。
6. 根據(jù)權利要求5所述利用等離子體技術進行液體表面處理裝置進行液體表 面處理的方法，其特征在于，所述液體經過溢流區(qū)的溢流速度通過調節(jié)恒流泵的 轉動速度進行控制，使處理時液體流速為3mL/min。
7. 根據(jù)權利要求5所述利用等離子體技術進行液體表面處理裝置進行液體表 面處理的方法，其特征在于，所述等離子體發(fā)生裝置功率為120W，產生氣體為 Ar，輻照口與液面之間的距離為3rara。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于等離子體技術處理設備領域的一種等離子體技術進行液體表面處理裝置及處理方法。該處理裝置恒流泵通過管道連接至溢流器底部的進液口，恒流泵的吸液管插入原液儲瓶中，溢流器的回收槽底部的處理液出口通過回收管和處理液儲瓶連通。原液儲瓶中的液體經管路通過恒流泵送入溢流器底部進液口，再向上進入擴展區(qū)，在恒流泵的動力下，通過溢流口向四周均勻溢出至回收槽中，放置在溢流器上面的等離子體發(fā)生裝置所產生的等離子體對擴展區(qū)上部形成穩(wěn)定均勻的液流進行輻照處理；然后處理液通過回收管流入處理液儲瓶。本發(fā)明結構簡單、低能耗，方法操作簡易，可以利用等離子體對大量液體進行消毒滅菌以及液態(tài)微生物懸浮液的誘變育種，有良好的應用前景。
文檔編號C12N13/00GK101401945SQ20081017587
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權日2008年11月7日
發(fā)明者權 馮, 果 李, 李和平, 畢鮮榮, 王立言, 邢新會 申請人:北京思清源生物科技有限公司