等离子体活化的消杀功效和原理

 等离子体活化水（Plasma Activated Water, PAW）是一种通过大气压等离子体处理水或水溶液而产生的具有特殊化学活性的水溶液。这种技术利用低温等离子体与水相互作用，在水中产生丰富的活性氧和活性氮物种（Reactive Oxygen and Nitrogen Species, RONS）。从而赋予水独特的理化性质和生物活性。

等离子体活化水的制备过程基于低温等离子体技术。在专门设计的装置中。通过高压放电等方式在气体（如空气、氧气等）中产生等离子体。等离子体中富含大量的电子、离子、自由基等活性粒子。当等离子体与水相互作用时，这些活性粒子会与水分子发生一系列复杂的化学反应，同时含氮气体在等离子体作用下也会产生含氮的活性基团，并参与到与水的反应中。

等离子体活化水能够储存等离子体中的活性成分，具备与等离子体相近的生物效应，能高效杀菌；具有良好的均匀性和流动性，可通过智能的等离子设备空间喷雾、喷淋、冲洗等多种方式应用于多种消毒场景。包括环境和物体表面的消毒、保鲜储存等。与传统的等离子体直接处理技术相比，等离子体活化水克服了等离子体作用不均匀、处理深度受限等技术缺陷 

  技术的实际应用提供了新的解决方案

1. 技术制备原理与关键特性

等离子体活化水的制备涉及复杂的物理化学过程，主要包括等离子体产生、气液相互作用和活性物质生成三个阶段。在等离子体产生阶段，通过介质阻挡放电（DBD）、表面介质阻挡放电（SDBD）、大气压等离子体射流（APPJ）等技术在气体中产生低温等离子体。这些等离子体中包含大量高能电子、离子、激发态分子和自由基等活性粒子。

在气液相互作用阶段，等离子体中的活性粒子与水表面发生复杂的物理化学过程。研究表明，当等离子体与水接触时，会在气液界面产生各种活性氧和活性氮物种。这些初级活性物种随后与水分子相互反应，形成对应用至关重要的各种次级物种。产生的活性物种可以分为长寿命物种和短寿命物种两大类：长寿命物种如过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）、亚硝酸根（NO₂⁻）和硝酸根（NO₃⁻），其半衰期通常为数分钟到数天；短寿命物种如羟基自由基（・OH）、一氧化氮（NO）和过氧亚硝酸盐（ONOO⁻），其半衰期通常从一纳秒到几秒不等。

活性物质组成：等离子体活化水中含有丰富的活性物质，主要包括活性氧物种（ROS）和活性氮物种（RNS）。活性氧物种主要包括羟基自由基（・OH）、过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）、超氧阴离子（O₂⁻）等；活性氮物种主要包括一氧化氮（NO）、亚硝酸根（NO₂⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、过氧亚硝酸盐（ONOO⁻）等。这些活性物质赋予了 PAW 强大的氧化能力和生物活性。

2. 食品加工领域应用

等离子体活化水在食品加工领域的应用日益广泛，其独特的杀菌保鲜能力、无化学残留特性和对食品品质的保护作用使其成为食品工业中一种极具前景的技术。

食品保鲜应用：

等离子体活化水在食品保鲜方面展现出卓越的效果，特别是在果蔬保鲜领域。研究表明，PAW 浸泡处理能够有效杀灭葡萄、草莓、双孢蘑菇等表面的微生物并显著延长产品的储藏期，而对果蔬产品的色泽、硬度、pH 和抗氧化能力等理化指标无显著影响。

在肉制品保鲜方面，等离子体活化水也显示出良好的效果。浙江工业大学丁玉庭教授等研究了等离子体活化水耦合生物保鲜剂对牛肉的保鲜作用，发现冷等离子体（CP）作为一种非热杀菌新方法，具有杀菌效率高、无化学残留、设备要求简单等优点，特别适用于生鲜及热敏性食品的减菌保鲜。

表面消毒和去污应用：

等离子体活化水在食品表面消毒和去污方面展现出强大的能力。研究表明，PAW 具有良好的抑菌性能，能够有效清除果蔬表面的有害微生物，在食品冷杀菌领域有广泛应用(100)。

在实际应用中，等离子体活化水雾化技术在小番茄表面消毒中取得了显著效果。通过优化等离子体功率（60W）、放电时间（120 分钟）和超声雾化参数（20W, 30 分钟），实现了 2.1 log CFU/g 的细菌灭活效果，且不影响番茄感官品质，为农产品非热杀菌提供了可持续解决方案。雾化处理展现出显著优势：20W 超声 30 分钟可实现 2.1 log CFU/g 的灭活，比同等条件下浸泡法（0.7 log CFU/g）效率提升 3 倍(99)。

等离子体活化水还能够有效去除食品表面的农药残留。研究显示，PAW 清洗水果（苹果、草莓），去除表面农药残留（如毒死蜱降解率 > 60%）。这种能力为食品安全提供了额外的保障。

食品解冻应用：

等离子体活化水在食品解冻方面展现出独特的优势，不仅能够加速解冻过程，还能够改善解冻后食品的品质。研究表明，将等离子体活化水作为解冻介质对牛肉微生物安全及生鲜品质具有积极影响。随着等离子体活化水制备时间的延长，其减菌效果显著增强 (P<0.05)，解冻后牛肉中的菌落总数可降低 0.91 lg (CFU/g)。将等离子体活化水作为解冻介质可显著增强牛肉的持水力 (P<0.05)，汁液损失率最多可降低 1.83%，脂质氧化程度可降低 0.0944 mg/kg，蛋白流失可减少 0.085 mg/mL(105)。

在水产品解冻方面，等离子体活化水同样表现出良好的效果。研究表明，等离子体活化水作为解冻介质可显著提高秘鲁鱿鱼的持水性 (P<0.01)，其蒸煮损失率为 28.67%，显著低于其它 3 个处理组(108)。在海鲈鱼的解冻试验中，低温等离子体活化水结合低压电场（PAW-LVEF）辅助解冻（PAW-LVEFT）改善了解冻速率，相比其他三种解冻方法具有更好的效果。肌肉组织结构得到更好的保持，从而增强了保水能力。PAW-LVEFT 处理样品中肌原纤维蛋白的浊度、粒径和表面疏水性显著降低 (P<0.05)，而溶解度增加到 89.96%(112)。

1）.肉制品护色应用：

等离子体活化水在肉制品护色方面展现出独特的优势，可作为亚硝酸盐的替代品。硝酸盐和亚硝酸盐是肉制品加工中常用的护色剂，但因其能够反应生成形成致癌物质 N - 亚硝基化合物，寻找更加安全的硝酸盐和亚硝酸盐替代方式具有重要的意义。因其含有一定浓度的亚硝酸根 (NO₂⁻)，PAW 在肉制品保鲜和护色方面具有较大的应用前景。研究证实，在乳化型香肠、肉糜等中添加 PAW 能够发挥良好的保鲜和护色作用。

2).运行成本对比：

在运行成本方面，电解水技术需要消耗大量的电能和化学药剂，运行成本较高。研究表明，水电解的成本为 4.15-10.30 美元 / 千克，能源效率为 55-80%。同时，电解设备的维护成本较高，需要定期更换电极和电解质。

等离子体活化水技术的运行成本相对较低。该技术只需要消耗空气和电能，不需要购买化学药剂。研究表明，等离子体活化水设备的运行成本可低至传统电解水技术的二十分之一(155)。同时，该技术的能源效率较高，处理效果更好。

3).应用范围对比：

电解水技术主要应用于消毒杀菌、清洁去污等领域，其应用范围相对有限。酸性电解水主要用于表面消毒和食品加工，碱性电解水主要用于清洁和乳化。

等离子体活化水技术的应用范围更加广泛，不仅可以用于消毒杀菌和清洁去污，还可以用于农业灌溉、医疗消毒、食品加工、工业清洗等多个领域。该技术的多功能化特点使其在不同应用场景中都能够发挥重要作用。

该设备通过等离子电极放电产生等离子体！通过气泵传输到等离子气体与纯净水发生反应从而产生等离子水，再把等离子水通过空压机喷嘴打出来实现空间弥漫雾状消杀。设备自研低温动力系统，通过精密蠕动泵进行主动供给。结合软件算法和进口特制喷嘴，形成微米颗粒的干雾灭菌因子，灭菌因子做布朗无规则运动，自由扩散到整个空间进行灭菌。国内首创“高压气旋冷切割" 造雾技术，通过智能控制，对机器防腐防堵工艺进行升统降雾粒控制在 10 微米以下，形成干雾。目前机器可以适应湿度 0-99%，温度-10-70 度，强酸强碱均可搭配。

保证客户在极端条件下的设备正常运行。 空间消杀的优势之处

1、干雾滴不会沉降并且进行无规则运动(布朗运动原理);

2.干雾滴在物体表面接触后会反弹，而不会破裂从而湿润表面;

3.基于这些性质，冷干雾气体即便在难以达到的地方也有很好的表面解除效果

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公司地址：北京市丰台区科技园区万达广场C座8层813