一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法技术

本发明专利技术公开了一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，是利用等离子体发生设备产生等离子体射流，原位连续处理再造烟叶薄片表面，直接获得具有高亲水性且表面抑菌的再造烟叶薄片。本发明专利技术的阵列等离子体射流处理工艺，能原位连续处理烟草纸基薄片，处理时间短，可有效提升薄片的抑菌和亲水性等性能，无外加化学品添加，环保无污染。环保无污染。环保无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法


[0001]本专利技术属于再造烟叶薄片领域，具体涉及一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法。

技术介绍

[0002]近年来，等离子体灭菌技术在空气、食品工业、航天器等领域的消毒灭菌以及生物战剂污染的清除方面的研究中所显示的良好效果，受到人们的广泛关注。大气压等离子体射流是近年来发展起来的一种具有广泛应用前景的非平衡等离子体产生方式，其独特的应用优势主要包括：发生装置结构简易，产生的等离子体可以在开放的大气环境中传播，具有气体温度低、活性粒子种类丰富、密度高等优点，这使得它在环境工程、纳米科技、材料表面改性、生物学灭活等多个领域都表现出巨大的应用前景。由于大气压等离子体射流在众多领域展现出的良好应用前景，国内外学者已经对其进行了广泛的研究。惰性气体(主要是Ar气)容易在大气压下产生和维持辉光放电，是产生等离子体射流最常用的工作气体。研究表明，相比于氦气射流，虽然氩气等离子体射流的长度相对偏短，放电没有氦气稳定，但由于氩气的电离能比氦气低，在同样的条件下，氩气射流产生的活性粒子浓度相对较高，而且氩气的价格比氦气低。因此，立足于实际应用的角度，对氩气等离子体射流产生和控制的研究更具实际意义。大气压等离子体射流通常在环境空气中传播，由此可以产生种类繁多的活性粒子，如活性氧种类和活性氮种类等，这些活性粒子是等离子体射流应用的载体，射流主要是通过所产生的各种活性粒子来实现其各种应用目标。
[0003]氩气等离子体射流含有的大量高活性粒子，能够短时间内打断材料表面的化学键，然后进一步反应生成一些新的化学官能团。在开放环境中产生以及接近室温的条件下改性材料表面，这使其在再造烟叶薄片领域的应用成为可能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，旨在通过非化学方法提高薄片的浸润效率及抑菌性能。本专利技术采用大气压氩气等离子体射流原位处理再造烟叶薄片表面，经氩气等离子体处理后的再造烟叶薄片的亲水性明显提升，且经氩气等离子体的处理可有效抑制多类细菌、霉菌在烟草纸基薄片表面的生长，达到良好的保护作用。氩气等离子体射流原位处理再造烟叶是一种新型提升再造烟叶品质的工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，其特点在于：利用等离子体发生设备产生等离子体射流，原位连续处理再造烟叶薄片表面，直接获得具有高亲水性且表面抑菌的再造烟叶薄片。
[0007]进一步地，所述的等离子体发生设备包括高频高压等离子体电源、阵列等离子体射流发生器及工作气体储罐；所述阵列等离子体射流发生器用于产生等离子体射流；所述高频高压等离子体电源为所述阵列等离子体射流发生器的控制装置，用于向所述阵列等离
子体射流发生器提供高频高压激励；所述工作气体储罐用于向所述阵列等离子体射流发生器提供工作气体。所述阵列等离子体射流发生器由多个等离子体射流发生器呈阵列排布而成(如可排布1
‑
20排，每排1
‑
20个，射流喷头有效宽度可设置为1
‑
10mm)，各个等离子体射流发生器的射流喷头(即等离子体输出口)朝向同一方向且位于同一平面，以保证再造烟叶薄片各区域的处理均匀性。所述高频高压等离子体电源装置输出的电压频率功率可实时控制和调整，实现主动控制等离子体射流强度。
[0008]更进一步地，为了提高处理效率，可将再造烟叶薄片置于两组阵列等离子体射流发生器的中间，以使再造烟叶薄片的两面同步处理。
[0009]进一步地，对再造烟叶薄片进行处理的电压范围为1kV
‑
20kV，可调频率为1kHz
‑
70kHz，单台电源功率为1
‑
10kW。
[0010]进一步地，所述等离子体射流由Ar气、He气或其混合气体作为工作气体。
[0011]进一步地，再造烟叶薄片匀速经过等离子体射流区，距离射流喷头1mm
‑
5cm，同一位置累计停留时间为0.1s
‑
600s。
[0012]进一步地，烟草纸基薄片的移动速度为0
‑
10mm/s。
[0013]本专利技术的有益效果体现在：
[0014]1、本专利技术的阵列等离子体射流处理工艺，能原位连续处理烟草纸基薄片，处理时间短，可有效提升薄片的抑菌和亲水性等性能，无外加化学品添加，环保无污染。
[0015]2、氩气等离子体处理再造烟叶薄片可大大改善其表面的亲水性，提高烟草萃取液在薄片表面的渗透和涂覆效率，使再造烟草薄片能吸收更多的有机物从而增加其香气和风味。同时，氩气等离子体处理可明显抑制大肠杆菌、金葡球菌等细菌在再造烟草薄片表面的繁殖生长，为再造烟叶的贮存、提升香烟口感提供了保证。
附图说明
[0016]图1为阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的示意图。
[0017]图2和图3为单个等离子体射流发生器的结构示意图，其外壳为玻璃材质，内部细玻璃管中填充铜粉，该结构图中左侧的出口为射流喷头，侧壁上的出口为工作气体储罐的连接口，右侧的伸出端用于连接高频高压等离子体电源。
[0018]图4为A4纸的SEM图像。
[0019]图5为水珠在无等离子体处理的A4纸表面的浸润过程。
[0020]图6为水珠在He等离子体处理的A4纸表面的浸润过程
[0021]图7为水珠在Ar等离子体处理的A4纸表面的浸润过程。
[0022]图8为Ar等离子体处理不同时间的再造烟叶薄片的SEM图像，其中：(a)、(b)、(c)为处理0s时的不同放大倍数下的SEM；(d)、(e)、(f)为处理15s时的不同放大倍数下的SEM；(g)为处理15s时某区域的SEM，(h)为该区域的能量分散X射线光谱元素映射，(i)为再造烟叶薄片的元素分析。
[0023]图9为Ar等离子体处理不同时间的再造烟叶薄片的SEM图像，其中：(a)、(b)为处理1min时的不同放大倍数下的SEM；(c)、(d)为处理2min时的不同放大倍数下的SEM；(e)、(f)为处理5min时的不同放大倍数下的SEM；(g)、(h)为处理10min时的不同放大倍数下的SEM。
[0024]图10为烟草萃取液在Ar等离子体射流处理前后的再造烟叶薄片表面的渗透情况，
其中：(a)、(b)分别为烟草萃取液在无处理再造烟叶薄片和Ar等离子体射流处理再造烟叶薄片的表面吸收；(c)、(d)分别为烟草萃取液在无处理再造烟叶薄片和Ar等离子体射流处理再造烟叶薄片表面的接触角变化情况，插图为烟草萃取液在相应再造烟叶薄片表面的平均渗透速率；(e)为烟草萃取液在等离子体处理前后的再造烟叶薄片表面的接触角比较。
[0025]图11为Ar等离子体处理前后，再造烟叶薄片表面的细菌生长情况，不同再造烟叶薄片表面在潮湿环境下自然发霉产生的霉菌，其中：(a)为无等离子体处理；(b)为A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，其特征在于：利用等离子体发生设备产生等离子体射流，原位连续处理再造烟叶薄片表面，直接获得具有高亲水性且表面抑菌的再造烟叶薄片。2.根据权利要求1所述的一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，其特征在于：所述的等离子体发生设备包括高频高压等离子体电源、阵列等离子体射流发生器及工作气体储罐；所述阵列等离子体射流发生器用于产生等离子体射流；所述高频高压等离子体电源为所述阵列等离子体射流发生器的控制装置，用于向所述阵列等离子体射流发生器提供高频高压激励；所述工作气体储罐用于向所述阵列等离子体射流发生器提供工作气体。3.根据权利要求1所述的一种阵列等离子体射流原位处理再造烟叶薄片的方法，其特征在于：所述阵列等离子体射流发生器由多个等离子体射流发生器呈阵列排布而成，各个等离子体射流发生器的射流喷头朝向同一方向且位于同一平面。4.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛少林，张朝，孙丽莉，徐冰霞，黄兰，王健，佘世科，田振峰，
申请(专利权)人：安徽中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：