[發明專利]一種無土栽培營養液的高壓脈沖電場殺菌系統及方法

有效

• 申請號: 201710854380.9
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107823654B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 仲崇山;關新星;范喆;宋衛堂;王一;孫小燕;楊波;趙明偉
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A61L2/02
• 分類號: A61L2/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

本發明提供一種無土栽培營養液的高壓脈沖電場殺菌系統和方法，所述系統包括：高壓脈沖電源、殺菌處理室、水泵以及無土栽培營養液槽；其中，所述殺菌處理室包括殺菌處理腔、高壓電極以及低壓電極；所述殺菌處理腔設有第一開口，所述無土栽培營養液槽設有第二開口，所述第一開口與所述水泵的一端連接，所述水泵的另一端與所述第二開口連接；所述高壓脈沖電源與所述高壓電極連接，所述低壓電極接地。本發明提供的無土栽培營養液的高壓脈沖電場殺菌系統，通過將高壓脈沖電源產生的高壓脈沖電場加在殺菌處理室的兩極，從而殺菌處理室中的營養液中含有的細菌、真菌等微生物由于電穿孔的緣故而裂解死亡，在不產生副產物的前提下提高了殺菌效率。

技術領域

本發明涉及無土栽培領域，更具體地，涉及一種無土栽培營養液的高壓脈沖電場殺菌系統及方法。

背景技術

近年來，中國無土栽培面積迅速增長，封閉式系統由于節水省肥、環境友好，成為現代農業的發展趨勢。在封閉式無土栽培系統中，營養液的循環使用過程，會滋生很多細菌，引發根部病害，病原菌在營養液中迅速擴散，不僅影響作物的產量，而且會降低作物的品質。

傳統的營養液滅菌方式主要有氯消毒，臭氧消毒以及紫外消毒，加熱消毒等。但是上述提供的三種消毒方式都存在較大問題，氯消毒的問題是氯氣本身有毒并且消毒后會帶來三鹵甲烷等副產物；臭氧消毒的問題是消毒過程中會產生其他如醛、酮、醇和溴酸根等副產物，同時強氧化性還會改變營養液中營養物質的組成成分；由紫外線殺菌處理后的微生物存在光復活和暗修復問題。

綜上所述，現有的應用于無土栽培營養液殺菌的方法均易產生副產物從而影響營養液的組成成分，導致殺菌后的營養液雜質過多，殺菌率較低。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種無土栽培營養液的高壓脈沖電場殺菌系統，包括：

高壓脈沖電源、殺菌處理室、水泵以及無土栽培營養液槽；

其中，所述殺菌處理室包括殺菌處理腔、高壓電極以及低壓電極；

所述殺菌處理腔設有第一開口，所述無土栽培營養液槽設有第二開口，所述第一開口與所述水泵的一端連接，所述水泵的另一端與所述第二開口連接；

所述高壓脈沖電源與所述高壓電極連接，所述低壓電極接地。

其中，所述殺菌處理腔還設有第三開口，所述無土栽培營養液槽還設有第四開口，所述第三開口與所述第四開口連接。

其中，所述系統包括多個殺菌處理室串聯和/或多個殺菌處理室并聯。

其中，所述高壓脈沖電源包括脈沖形成網絡和旋轉火花間隙開關，所述脈沖形成網絡包括輸入側和輸出側，所述旋轉火花間隙開關包括第一金屬觸頭和第二金屬觸頭；

所述脈沖形成網絡的輸入側與高壓直流電源連接，所述脈沖形成網絡的輸出側與所述旋轉火花間隙開關的第一金屬觸頭連接，所述旋轉火花間隙開關的第二金屬觸頭與所述高壓電極連接。

其中，所述脈沖形成網絡還包括：

多個脈沖單元，每個脈沖單元包括一個脈沖電容和一個脈沖電感；

其中，所述多個脈沖單元串聯，串聯的一端連接所述輸入側，串聯的另一端連接所述輸出側。

其中，所述旋轉火花間隙開關還包括：

底座、直流電機、旋轉轉盤以及第三金屬觸頭；

其中，所述直流電機安裝在所述底座上，所述旋轉轉盤和所述直流電機同軸連接，所述第三金屬觸頭設于所述旋轉轉盤的邊緣處，所述旋轉轉盤旋轉時，所述第三金屬觸頭分別與所述第一金屬觸頭和所述第二金屬觸頭的間隙被高壓擊穿，從而控制所述旋轉火花間隙開關的通斷。