Dùng lò vi sóng tạo ra plasma để khử trùng

TÓM TẮT ĐỀ TÀI Một trong những vấn đề cần quan tâm trong việc bảo vệ sức khỏe con người trong xã hội hiện nay là việc chống nhiễm khuẩn các vật dụng trong gia đình cũng như các phòng thí nghiệm. Khử trùng (sterilization) là một thuật ngữ dùng để chỉ bất kỳ quá trình nào dùng để loại trừ hoặc tiêu diệt tất cả các hình thái sự sống bao gồm các tác nhân gây truyền nhiễm như nấm, vi khuẩn, virus, các dạng bào tử,... hiện diện trên bề mặt, hay tồn tại trong canh trường, dung dịch thuốc, hoặc các hợp chất dùng trong nuối cấy sinh học. Khử trùng có thể thực hiện được bằng các phương pháp như dùng nhiệt, hóa chất, chiếu xạ, áp suất cao, và lọc hay có thể kết hợp nhiều yếu tố trên. Khử trùng một số vật dụng dễ nhiễm khuẩn trong sinh hoạt hàng ngày bằng những phương pháp đơn giản và tận dụng những thiết bị sẵn có là ý tưởng mà chúng em hướng tới. Đề tài của chúng em là nghiên cứu phương pháp “Dùng lò vi sóng tạo ra plasma để khử trùng” với mục tiêu thiết kế hệ máy mới đơn giản, tiện dụng có khả năng tiêu diệt vi khuẩn nhanh, hiệu quả và gần gũi với cuộc sống của chúng ta. Sau quá trình nghiên cứu, nhóm đã tìm ra cách tạo ra một thiết bị vừa đơn giản và dễ sử dụng, vừa phù hợp để tạo ra dòng plasma diệt khuẩn. Thiết bị này tạo ra plasma từ những đồ vật dễ kiếm (lò vi sóng, máy bơm hút chân không) để diệt khuẩn các đồ gia dụng và dụng cụ thí nghiệm. Ưu điểm của thiết bị là tiện dụng, hiệu quả cao và có thể diệt sạch vi khuẩn trong thời gian ngắn. Nguyên lý vận hành của thiết bị là: Sau khi vật nhiễm khuẩn được cho vào buồng kín, buồng kín sẽ được hút chân không và sau đó được đưa vào lò vi sóng. Bật lò tạo ra plasma để diệt khuẩn. Đề tài đã đạt được mục tiêu đề ra, đó là tạo ra được nguồn plasma trong lò vi sóng, một thiết bị mà gia đình nào cũng có, và có thể tiệt trùng được một số loại vi khuẩn trên một số vật dụng với những bằng chứng khoa học rõ ràng. Chúng em sẽ tiếp tục triển khai để chế tạo mô hình cho cả hệ thống để có thể áp dụng tiệt khuẩn các dung cụ thí nghiệm như que cấy, đĩa petri, ống nghiệm. Hiện nay các dụng cụ này đang được sử dụng phương pháp hấp tiệt trùng ở nhiệt độ 121o C trong vòng 30 phút . Nếu thiết bị của nhóm nghiên cứu áp dụng thành công, việc ti

TÓM TẮT ĐỀ TÀI Một vấn đề cần quan tâm việc bảo vệ sức khỏe người xã hội việc chống nhiễm khuẩn vật dụng gia đình phịng thí nghiệm Khử trùng (sterilization) thuật ngữ dùng để trình dùng để loại trừ tiêu diệt tất hình thái sống bao gồm tác nhân gây truyền nhiễm nấm, vi khuẩn, virus, dạng bào tử, diện bề mặt, hay tồn canh trường, dung dịch thuốc, hợp chất dùng nuối cấy sinh học Khử trùng thực phương pháp dùng nhiệt, hóa chất, chiếu xạ, áp suất cao, lọc hay kết hợp nhiều yếu tố Khử trùng số vật dụng dễ nhiễm khuẩn sinh hoạt hàng ngày phương pháp đơn giản tận dụng thiết bị sẵn có ý tưởng mà chúng em hướng tới Đề tài chúng em nghiên cứu phương pháp “Dùng lị vi sóng tạo plasma để khử trùng” với mục tiêu thiết kế hệ máy đơn giản, tiện dụng có khả tiêu diệt vi khuẩn nhanh, hiệu gần gũi với sống Sau q trình nghiên cứu, nhóm tìm cách tạo thiết bị vừa đơn giản dễ sử dụng, vừa phù hợp để tạo dòng plasma diệt khuẩn Thiết bị tạo plasma từ đồ vật dễ kiếm (lị vi sóng, máy bơm hút chân không) để diệt khuẩn đồ gia dụng dụng cụ thí nghiệm Ưu điểm thiết bị tiện dụng, hiệu cao diệt vi khuẩn thời gian ngắn Nguyên lý vận hành thiết bị là: Sau vật nhiễm khuẩn cho vào buồng kín, buồng kín hút chân khơng sau đưa vào lị vi sóng Bật lị tạo plasma để diệt khuẩn Đề tài đạt mục tiêu đề ra, tạo nguồn plasma lị vi sóng, thiết bị mà gia đình có, tiệt trùng số loại vi khuẩn số vật dụng với chứng khoa học rõ ràng Chúng em tiếp tục triển khai để chế tạo mơ hình cho hệ thống để áp dụng tiệt khuẩn dung cụ thí nghiệm que cấy, đĩa petri, ống nghiệm Hiện dụng cụ sử dụng phương pháp hấp tiệt trùng nhiệt độ 121 o C vịng 30 phút Nếu thiết bị nhóm nghiên cứu áp dụng thành công, việc tiệt trùng dụng cụ thí nghiệm rút ngắn thời gian, lượng DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Plasma tự nhiên Hình 2: Quá trình tạo plasma Hình 3: Ảnh SEM bào tử (a) trước (b) sau xử lý plama Hình 4: Giản đồ minh họa đường cong sống sót vi khuẩn Hình 5: Cấu tạo lị vi sóng Hình 6: Các phận lị vi sóng Hình 7: Nguồn phát sóng cao tần Hình 8: Cấu tạo buồng kín Hình 9: Đệm cao su Hình 10: Nắp thủy tinh Hình 11-12: Bản vẽ mặt cắt buồng kín Hình 13: Sơ đồ ngun lí hệ thống Hình 14: Buồng kín Hình 15: Đồng hồ đo áp Hình 16: Máy bơm hút chân khơng Hình 17: Van hút chân khơng Hình 18: Q trình hút bớt khí khỏi buồng kín Hình 19: Xử lí plasma vật nhiễm khuẩn Hình 20: Mơi trường thạch chứa vi khuẩn Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tình hình nay: Trong xã hội ngày này, môi trường bị ô nhiễm nặng nề Hơn nữa, nước ta vùng có khí hậu nóng ẩm, điều kiện thuận lợi cho nhiều dịch bệnh, vi khuẩn, vi trùng phát triển Đặc biệt, vài bệnh lây qua đường tiếp xúc tiêu chảy virus, tay chân miệng, nhiễm trùng da, viêm kết mạc… đại dịch Ebola Trong phịng thí nghiệm bệnh viện thiếu trang thiết bị phù hợp làm vật dụng, dễ khiến cho bệnh nhân, y bác sĩ nhân viên tham gia công tác nghiên cứu bị phơi nhiễm với bệnh tật vi trùng Trong hộ gia đình, vấn đề khử trùng gặp nhiều khó khăn thiết bị khơng diệt vi khuẩn gây bệnh Vì đồ vật gia đình vật trung gian lây bệnh Điều đặc biệt nguy hiểm đối tượng có hệ miễn dịch yếu trẻ sơ sinh Hiện có nhiều phương pháp khử trùng vật lý hóa học: dùng nồi hấp, tia cực tím, phóng xạ, siêu âm dùng loại hóa chất, loại cồn, formol… Tuy nhiên, hầu hết phương pháp có nhược điểm giá thành khơng rẻ Kinh phí nhà nước đáp ứng cho bệnh viện, phịng nghiên cứu kinh tế hộ gia đình khó lịng thực phương pháp khử trùng phức tạp Hơn nữa, cách khử trùng thực khơng cách cịn gây hại đến sức khỏe người sử dụng đặc biệt phương pháp sử dụng hóa chất khử trùng Trong đó, phương pháp khử trùng plasma khắc phục hầu hết nhược điểm kể Khử trùng plasma khơng dùng hóa chất không độc hại không gây hiệu ứng phụ Khả khử trùng plasma cao; điều chứng minh từ thực nghiệm Bên cạnh khử trùng plasma đa thể hiệu loại vi khuẩn [2] khử trùng vật liệu với hình dạng dù có góc khe kẽ, không làm giảm tuổi thọ dụng cụ, không ảnh hưởng đến sức khỏe người Do đó, xử lý plasma nhanh hiệu nhiều phương pháp khác Mục tiêu đề tài tạo thiết bị rẻ hiệu quả: thiết bị tạo plasma từ đồ vật sẵn có dễ kiếm để khử trùng 1.2 Mục đích đề tài Trong phạm vi đề tài này, chúng em mong muốn giải vấn đề sau: - Chế tạo phận hệ thống từ lị vi sóng, máy bơm hút chân khơng buồng kín - Nghiên cứu hoạt động, ngun lý hệ thống - Tiến hành thử nghiệm hoạt động mơ hình thí nghiệm tạo plasma diệt số loại khuẩn Phần II: TỔNG QUAN Các cách khử trùng thông dụng Các phương Nguyên lí Cách tiến hành Thời gian Ưu điểm Khuyết điểm Khử trùng nóng (nhiệt ẩm) Nhiệt độ ẩm Hấp 1520 phút Nhanh, rẻ dễ làm thời gian ngắn Phải xử lí dụng cụ trước hấp Khử trùng nhiệt nóng (sấy khơ) Nhiệt độ cao Sấy 1545 phút Nhanh,Vô khuẩn tuyệt đối Dụng cụ mau hỏng,không làm đc với nhựa cao su Khử trùng phương pháp đun sôi Nhiệt độ cao Đun sôi 30 phút Dễ thực hiện, giá thành rẻ Khơng vơ tuyệt đối Khử trùng tia cực tím Bước sóng tia cực tím Chiếu tia cực tím 5-10 phút Nhanh,Diệt hầu hết loại vi khuẩn Áp dụng phạm vi nhỏ không dung với vật cản quang Khử trùng siêu âm Sóng siêu âm Chiếu sóng siêu âm 1015 phút Nhanh, dùng với vật có góc cạnh Thiết bị phức tạp,Khơng diệt nhiều loại vi khuẩn cứng đầu Khử trùng phóng xạ Tia phóng xạ Chiếu tia X 1015 phút Nhanh,diệt số chủng vi khuẩn cứng đầu Mỗi loại vi khuẩn lại phải dùng bước sóng khác Khử trùng plasma Làm hỏng màng tế bào, gây hư hại khiến TB chết Chiếu plasma 2045 giây Nhanh, tiện lợi, dễ sử dụng, diệt hầu hết vi khuẩn Áp dụng bệnh viện lớn Khử trùng Khí ethylene oxyde (EO) Ức chế Tiếp xúc 3-6 Thay phương pháp vật lý Lâu,khơng an tồn Khử trùng chất hoạt chất glutaraldéhyde Ức chế Ngâm >= Khơng thích,khử mạnh Độc,cần pha trộn với hóa chất khác Khử trùng loại cồn Ức chế Ngâm 30 phút An tồn, trùng mạnh Phương pháp hóa học Phương pháp vật lí pháp khử trùng kích trùng khử khuẩn Kích thích mạnh Cơ sở lý thuyết 2.1 Plasma 2.1.1 Khái niệm Plasma, trạng thái thứ tư vật chất với thể rắn, thể lỏng thể khí, hỗn hợp khí ion hóa, bao gồm hạt mang điện như  electron, ion, kể hạt trung hòa Trong hỗn hợp đó, giá trị tuyệt đối điện tích dương giá trị tuyệt đối điện tích âm Như vậy, plasma hệ trung hịa điện tích, vật dẫn điện tốt Tuy nhiên lúc plasma điện tích dương điện tích âm, có cân điện tích plasma sẽ sinh điện trường mạnh để ngăn cản cân làm cho plasma này trở nên trung hòa điện Nói cách khác, mật độ hạt mang điện tích âm gần mật độ hạt mang điện tích dương đơn vị thể tích [4] Plasma tự nhiên tồn ngân hà, mặt trời, chổi, tinh vân, ánh bình minh, chớp, … Hình 1: Plasma tự nhiên 2.1.3 Cách tạo plasma Ở thể rắn, nguyên tử phân tử vị trí cục di động Mặc dù nguyên tử có dao động với biên độ nhỏ, nên thể rắn tích hình dạng rõ rệt Khi cung cấp thêm lượng, nguyên tử dao động mạnh hơn, cấu trúc tinh thể bị phá hủy chuyển sang thể lỏng Ở thể lỏng, nguyên tử bắt đầu di động nhiều tầm liên kết với nguyên tử bên cạnh Đây trạng thái dính, tích định thay đổi tùy theo hình thể vật chứa Nếu thêm nhiều lượng nữa, độ dính giảm; thành phần cá nhân trạng thái lỏng “tự do” bắt đầu di chuyển độc lập với thể lỏng chuyển trạng thái sang thể khí Thể khí khơng tích hình dạng định Tiếp tục cung cấp thêm lượng, đến ngưỡng đó, thành phần trung hịa bị ion hóa tạo thành môi trường bao gồm hạt electron, ion hạt trung hịa – trạng thái plasma Hình 2: Q trình tạo Plasma Hiện có ba phương pháp tạo nên plasma là: - Dùng hạt có dịng lượng cao - Dùng điện trường kích thích - Dùng sóng điện từ kích thích 2.1.4 Phân loại: Người ta phân loại plasma dựa vào nhiều tiêu chí khác nhiệt độ plasma, mức độ ion hóa, mối quan hệ vận tốc pha sóng plasma và, vận tốc nhiệt electron …  Dựa vào tiêu chí đầu tiên, plasma chia thành plasma nhiệt độ thấp plasma nhiệt độ cao:  Plasma nhiệt độ thấp (< 70.000 0C) lại chia thành hai nhánh: - Plasma không cân nhiệt (plasma lạnh): plasma, nhiệt độ electron lớn nhiều nhiệt độ ion Ví dụ: bóng đèn huỳnh quang, phóng điện phát quang, tivi plasma, … - Plasma cân nhiệt: plasma, nhiệt độ electron nhiệt độ ion Ví dụ: Hồ quang điện, mỏ hàn plasma, v.v…  Plasma nhiệt độ cao (> 70.000 – vài tỉ độ): chiếm 99% vũ trụ, ví dụ: mặt trời, sao, thiên hà, bom hidro, phản ứng nhiệt hạch  Để phân loại plasma dựa vào độ ion hóa, người ta đưa khái niệm bậc ion hóa:  n e ,i n0 (Với β bậc ion hóa, ne,i nồng độ hạt mang điện n nồng độ hạt khí mơi trường) Nhờ vào bậc ion hóa người ta chia plasma làm hai loại là:  Plasma ion hóa hoàn toàn: thường xảy nhiệt độ cao, lúc này, tính chất plasma xác định tính chất điện tử ion chứa  Plasma ion hóa phần : 2.2 Cơ chế khử trùng plasma: Theo nghiên cứu khoa học cho thấy: cho dù thiết kế dạng nào, plasma tồn thành phần n hư sau: - Gốc tự OH: Sự xuất phân tử nước hồ quang điện plasma dẫn tới hình thành gốc tự OH H phân tử H 2O bị phân tách, bị ion hóa … theo phương trình đây: Gốc tự hidroxy đóng vai trò then chốt phản ứng phân hủy chất hữu nước cách tách nguyên tử H liên kết C-H no tác nhân electrophin công liên kết không no đóng vai trị chất oxi hóa cực mạnh phản ứng oxi hóa khử - Trung tâm hoạt động chứa Oxi: bao gồm nguyên tử O, phân tử O3, H2O2, gốc tự OH., ion HO2- Ngồi việc tham gia phản ứng oxi hóa trực tiếp (E oO3/O2 = 2,07V), ozon kết hợp với HO2- cung cấp thêm gốc tự OH - Hidroxy peroxit: Trong gốc tự ion có hoạt tính hóa học cực mạnh thời gian tồn ngắn (10 -8, 10-9 s) hình thành H2O2 “gìn giữ” tác dụng oxi hóa hợp chất hữu hồ quang điện plasma H 2O2 có khả khử trùng tốt khơng phản ứng trực tiếp với nhiều chất hữu khó phân hủy Dưới tác động hồ quang điện plasma H2O2 bị phân hủy thành gốc tự OH - Tác nhân khử: có mặt electron tự đóng vai trò tác nhân khử mạnh (EoH2O/e- = -2,77V) cơng nhóm chức liên kết khó phân hủy C-F, C-Cl trình phân hủy hợp chất hữu phá hủy màng tế bào vi khuẩn - Tia cực tím: đặc trưng dạng plasma nào, tia cực tím khiến phân tử hữu chuyển lên trạng thái kích thích thời gian ngắn phát xạ lượng hình thành sản phẩm Quá trình lặp lặp lại bẻ gãy phân tử lớn thành phân tử dễ bị oxi hóa tác nhân khác - Nhiệt: plasma nhiệt độ thường hình thành vùng nhiệt độ cao cục Như với tổ hợp yếu tố kể trên, plasma rõ ràng “ứng cử viên” cho việc phân hủy hoàn toàn chất hữu độc hại vi khuẩn Plasma nhiệt độ thấp chứng minh hiệu chống lại loại vi khuẩn, bào tử, vi rút nấm [5] Plasma nhiệt độ thấp làm hỏng màng tế bào hay gây hư hại phục hồi số thành phần tế bào, dẫn đến chết tế bào Hình cho ta thấy ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) bào tử trước sau bị xử lý plasma Hình 3: Hình ảnh SEM bào tử (a) trước (b) sau xử lý plasma Mũi tên (b) bào tử vỡ [6] Các chế tiêu diệt hay bất hoạt bào tử plasma đối tượng nhiều nghiên cứu [7] – [11] Có hai chế trình bất hoạt hay tiêu diệt bào tử plasma là: - Cơ chế liên quan đến bất hoạt bào tử tương tác photon tia cực tím phát từ plasma với DNA [12] – [14] Các nghiên cứu photon cực tím phạm vi bước sóng 200-300 nm cho hiệu cao [14], [15] tồn liều tối thiểu để ngăn ngừa trình sửa chữa DNA bào tử qua tiêu diệt bào tử - Cơ chế thứ hai khắc ăn mòn bào tử gốc tự hoạt chất plasma sinh (ví dụ oxy nguyên tử, nitơ nguyên tử gốc OH flo nguyên tử) Các bào tử tạo nên từ nguyên tử đơn giản C, O, N, 10 H loại tương tự Các gốc tự plasma tạo phản ứng với nguyên tử để tạo thành hợp chất đơn giản CO 2, H2O sau giải phóng Khắc trực tiếp giết chết bào tử màng tế bào chúng bị phá hủy gián tiếp thông qua việc loại bỏ vật liệu làm chắn ngăn tia cực tím tác động vào cấu trúc nội bào Cả hai hiệu ứng kết hợp lại làm cho tốc độ khử trùng tăng lên nhiều Hình 4: Giản đồ minh họa đường cong sống sót với ba pha đặc trưng q trình khử trùng plasma Trong giai đoạn có hiển thị chế chủ yếu hoạt động giai đoạn [16] Thơng thường hai chế tác động đồng thời trình xử lý góp phần giết chết/bất hoạt bào tử Nhưng, tốc độ hai chế lại khác rõ rệt, động học q trình xử lý thường gồm hai hay ba giai đoạn báo cáo tài liệu Hơn nữa, ý nghĩa hai trình phụ thuộc nhiều vào điều kiện cục plasma, hay nói cách khác vào vị trí đối tượng xử lý plasma Nếu đối tượng xử lý nằm mơi trường plasma q trình khắc bào tử thúc đẩy có bắn phá ion, đặt mẫu ngồi mơi trường plasma vai trị tương đối xạ tia cực tím lại tăng lên ion thường không tồn điều kiện 2.2 Cách tạo plasma lạnh từ lò vi sóng  Plasma lạnh dạng plasma trạng thái không cân nhiệt, nhiệt độ ion thấp nhiều Plasma lạnh bao gồm phân tử khí, hạt tích điện hình thức 11 ion dương ion âm, gốc tự do, electron tự lượng tử xạ điện từ (photon) gần nhiệt độ phòng  Năng lượng plasma chủ yếu electron tự do, tạo nên electron lượng cao, ion nguyên tử trung hòa nhiệt độ phòng  Các đặc tính plasma lạnh: Khơng cân nhiệt, tích điện, dẫn điện, tác dụng hóa học, ngồi cịn phát sóng điện từ UV có tác dụng khử trùng,…  Kết nối máy bơm với van Máy bơm sử dụng lượng điện để hút khí buồng kín nhằm giảm áp suất : p= Trong : △ pQ η △p thay đổi áp suất trước sau hút (Pa) Q lưu lượng khí (m3)  Máy bơm hút khơng khí buồng kín buồng kín chân khơng thấp Ở mức áp suất này, quãng đường tự trung bình đủ lớn electron tự có khả gia tốc lấy đủ lượng để ion hóa hạt λ = Kb Trong : T π d p √2 Kb số Boltzmann (J/K) T nhiệt độ (K) p áp suất (Pa) d đường kính hạt phân tử khí (m)  Gia tốc electron tính cơng thức : a⃗ = Trong : ⃗ F m F lực mà electron chịu (N) m khối lượng electron  Trong điện trường ⃗E electron phải chịu lực : ⃗ F = e⃗ E Trong e điện tích electron 12  Tần số va chạm: Tần số va chạm số va chạm đơn vị thời gian Nếu hạt chuyển động với vận tốc v, tần số va chạm bằng:  vN  Trong đó : v  v vận tốc hạt λ quãng đường tự trung bình σ tiết diện hiệu dụng  Sự va chạm electron với phân tử khí chia làm loại : - Va chạm đàn hồi : chạm đàn hồi va chạm khơng làm thay đổi tính chất hạt - Va chạm không đàn hồi : va chạm làm thay đổi tính chất hay nhiều hạt Nhờ vào va chạm không đàn hồi mà q trình như: ion hóa, kích thích, phân li, hóa hợp… xảy  Trong trình di chuyển , electron va chạm với phân tử khí electron phân tử từ ion hóa phân tử khí Q trình ion hóa tách electron khỏi ngun tử phân tử khí, đóng vai trị đặc biệt, thiếu q trình ion hóa khơng thể có plasma Sự ion hóa nguyên tử va chạm với electron : e  A  A  e  e Lị vi sóng Hình 5: Cấu tạo lị vi sóng 3.1 Cấu tạo: 13 3.1.1 Buồng nấu (usable space): Buồng nấu lồng Faraday (Điện trường bên ngồi tạo dịng điện lồng Faraday, làm cho bên lồng khơng có điện trường) gồm kim loại hay lưới kim loại bao quanh, đảm bảo cho sóng khơng lọt ngồi Lưới kim loại thường quan sát cửa lị vi sóng Các lỗ lưới có kích thước nhỏ nhiều bước sóng (bước sóng cỡ 12,24 cm) nên sóng vi sóng khơng lọt ra, ánh sáng (ở bước sóng ngắn nhiều) lọt qua được, giúp quan sát thức ăn bên Hình 6: Các phận lị vi sóng[1] 3.1.2 Máy phát sóng cao tần (magnetron) – nguồn phát sóng Hình 7: Nguồn phát sóng cao tần Magnetron máy phát sóng cao tần (sóng vi sóng) có cơng suất lớn, sóng vi sóng tạo từ dao động điện tử khuếch đại nhờ magnetron hoạt động đèn điện tử cực Nó gồm hình trụ rỗng kim loại gồm cực dương anode người ta đặt lỗ hổng cộng hưởng để làm tăng tần số từ 50 MHz lên 2450 MHz (Sóng vi sóng lị dao động của trường 14 điện từ với tần số thường 2450 MHz) Đối với mạch cộng hưởng trị số cuộn co bin tụ điện xác định tần số Ở trụ rỗng âm cực (cathode) có dây để đốt nóng (filament) Bên magnetron chân không, điện cực âm dương người ta dùng hiệu điện khoảng 2300 V để tạo từ trường 3.1.3 Ống dẫn sóng (Waveguide) Các ống dẫn sóng cấu tạo từ ống kim loại rỗng, từ ống chất điện môi rỗng đặc Các đường cáp điện như cáp đồng trục cũng coi dạng ống dẫn sóng Sóng lan truyền ống dẫn sóng, coi bị phản xạ qua lại thành ống (phản xạ trên bề mặt kim loại hay phản xạ toàn phần trên bề mặt điện mơi), khiến cho lượng sóng điện từ dẫn truyền lịng ống 3.2 Ngun lí hoạt động lị vi sóng: Lị vi sóng tạo điện trường cực mạnh để xạ sóng điện từ Sóng vi sóng sinh từ nguồn magnetron, được dẫn theo ống dẫn sóng, vào ngăn nấu phản xạ qua lại tường ngăn nấu, nên vật có cấu tạo lưỡng cực điện nhận sóng Những lưỡng cực điện có xu hướng quay cho nằm song song với chiều điện trường Khi điện trường dao động, phân tử bị quay nhanh qua lại Dao động quay chuyển hóa thành chuyển động nhiệt hỗn loạn qua va chạm phân tử 15 Phần III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG Nguyên lý hoạt động: Hệ máy gồm phận máy bơm để hút khơng khí , buồng kín lị vi sóng 1.1 Buồng kín Hình 8: Cấu tạo buồng kín Buồng kín nơi để vật dụng cần khử trùng Buồng kín gồm phận : Van chân không, nắp thủy tinh, đệm cao su buồng xử lý - Van chân không dùng để kết nối với máy bơm, van chân khơng đóng, mở để giữ mơi trường chân khơng bên buồng kín cho khí vào - Nắp thủy tinh gioăng (đệm cao su) để đậy kín buồng kín trình hút chân khơng bên buồng kín khơng cho khí lọt vào 16 Hình 9: Đệm cao su Hình 10: Nắp thủy tinh - Buồng xử lý nơi để thiết bị cần khử trùng Đây nơi mà plasma tạo Hình 11 Hình 12: Mặt cắt dọc buồng kín 1.2 Máy bơm chân khơng Máy bơm dùng để hút khơng khí buồng kín nhằm làm giảm áp suất buồng kín từ làm tang qng đường tự trung bình Do áp suất thường (760 Torr) , quãng đường tự trung bình buồng kín nhỏ → khơng thể tạo plasma 1.3 Lị vi sóng Sử dụng điện trường xoay chiều lị vi sóng để tạo plasma 17 Tiến trình hoạt động Hình 13: Sơ đồ nguyên lí 1) 2) 3) 4) 5) Buồng xử lý Van Đồng hồ đo áp Máy bơm chân khơng Lị vi sóng Các bước tiến hành cụ thể sau: Bước : Cho vật cần khử trùng vào buồng xử lý Bước : Đóng nắp thủy tinh, dùng máy bơm kết nối với van, bật máy bơm chờ đạt áp suất cần thiết Bước : Đóng van, đưa hệ vào lị vi sóng, chỉnh cơng suất thời gian Bước : Đưa hệ khỏi lò, mở nắp van cho khí lọt vào, mở nắp thủy tinh quan sát kết 18 Phần IV: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN Mục đích thí nghiệm: - Xác minh khả khử trùng plasma - Xác định lượng vi khuẩn bị tiêu diệt theo mức công suất thời gian khác Mô hình phận hệ thống: Với mục đích khử trùng Plasma tạo từ lò vi sóng, phận hệ thống chế tạo cụ thể sau: Hình 14: Buồng kín Hình 16: Máy bơm hút chân khơng Hình 17: Van hút chân khơng 3: Các bước tiến hành thí nghiệm 19 Bước 1:Đưa đồ vật bị nhiễm khuẩn vào buồng kín hút chân khơng Hình 18: Tiến hành hút bớt khí buồng kín sau đưa vật vào Bước 2: Chuyển buồng kín hút chân khơng vào lị vi sóng Hình 19: Đưa buồng kín vào lị vi sóng Bước 3: Sau xử lí đồ vật, đưa vi khuẩn đồ vật vào dung dịch muối 0.9% (đã hấp tiệt trùng 121 độ/30ph) Bước 4: Cấy vào đĩa petri 1ml nước muối chứa vi khuẩn, nuôi môi trường thạch dinh dưỡng Ủ đĩa thạch mơi trường thích hợp, theo dõi phát triển vi sinh vật 20 ... vi sóng: Lị vi sóng tạo điện trường cực mạnh để xạ sóng điện từ Sóng vi sóng sinh từ nguồn magnetron, được dẫn theo ống dẫn sóng, vào ngăn nấu phản xạ qua lại tường ngăn nấu, nên vật có cấu tạo. .. sóng cao tần (magnetron) – nguồn phát sóng Hình 7: Nguồn phát sóng cao tần Magnetron máy phát sóng cao tần (sóng vi sóng) có cơng suất lớn, sóng vi sóng tạo từ dao động điện tử khuếch đại nhờ... bước sóng (bước sóng? ?cỡ 12,24 cm) nên sóng vi sóng khơng lọt ra, ánh sáng (ở bước sóng ngắn nhiều) lọt qua được, giúp quan sát thức ăn bên Hình 6: Các phận lị vi sóng[ 1] 3.1.2 Máy phát sóng cao