Microwave Plasma Torch Generated in Argon for Small Berries Surface Treatment
Mikrovlnný plazmový hořák generovaný v argonu pro povrchovou úpravu malých plodů
Abstract
Demand for food quality and extended freshness without the use of harmful chemicals has become a major topic over the last decade. New technologies are using UV light, strong electric field, ozone and other reactive agents to decontaminate food surfaces. The low-power non-equilibrium (cold) atmospheric pressure operating plasmas effectively combines all the qualities mentioned above and thus, due to their synergetic influence, promising results in fruit surface decontamination can be obtained. The present paper focuses on the applicability of the recently developed microwave surface wave sustained plasma torch for the treatment of selected small fruit. Optical emission spectroscopy is used for the determination of plasma active particles (radicals, UV light) and plasma parameters during the fruit treatment. The infrared camera images confirm low and fully applicable heating of the treated surface that ensures no fruit quality changes. The detailed study shows that the efficiency of the microbial decontamination of selected fruits naturally contaminated by microorganisms is strongly dependent on the fruit surface shape. The decontamination of the rough strawberry surface seems inefficient using the current configuration, but for smooth berries promising results were obtained. Finally, antioxidant activity measurements demonstrate no changes due to plasma treatment. The results confirm that the MW surface wave sustained discharge is applicable to fruit surface decontamination. Nároky na kvalitu potravin a prodloužení doby jejich čerstvosti bez použití škodlivých chemikálií se v posledním desetiletí stávají důležitým tématem. Nové technologie využívají pro dekontaminaci potravin UV záření, silného elektrického pole, ozónu či jiných reaktivních částic. Nízkoenergetické nerovnovážné (studené) plazma za atmosférického tlaku kombinuje všechny přednosti uvedené výše, proto mohou být při povrchovém ošetření plodů dosaženy slibné výsledky díky jejich synergickému efektu. Tento článek se zaměřuje na aplikaci nedávno vyvinutého mikrovlnného plazmového hořáku s povrchovou vlnou pro ošetření vybraných malých plodů. Pro stanovení reaktivních částic v plazmatu (radikálů, UV záření) a parametrů plazmatu během ošetření plodů je využito optické emisní spektroskopie. Obrázky z infračervené termokamery potvrdily nízkou teplotu ošetřovaného povrchu zabraňující kvalitativním změnám povrchu plodů. Detailní studie ukázala, že účinnost mikrobiální dekontaminace vybraných plodů přirozeně kontaminovaných mikroorganismy je silně závislá na tvaru povrchu plodů. Dekontaminace drsného povrchu jahod byla v současné konfiguraci výboje neefektivní, nicméně pro hladké plody byly získány slibné výsledky. Závěrem testovaná antioxidační aktivita neukázala žádné změny v důsledku působení plazmatu na plody. Výsledky tedy potvrdily, že MW výboj s povrchovou vlnou lze využít pro dekontaminaci povrchu plodů.
Keywords
mikrovlnný výboj, výboj s povrchovou vlnou, plazmová tryska za atmosférického tlaku, nízkoteplotní plazma, diagnostika plazmatu, distribuce aktivních částic, biomedicínské aplikace plazmatu, úprava potravin a sterilizace, microwave discharge, surface wave sustained discharge, atmospheric pressure plasma torch, low-temperature plasma, plasma diagnostics, active particles’ distribution, biomedical plasma applications, food treatment and sterilizationPersistent identifier
http://hdl.handle.net/11012/137081Document type
Peer reviewedDocument version
Final PDFSource
Applied Sciences - Basel. 2018, vol. 8, issue 10, p. 1870-1-1870-13.http://www.mdpi.com/2076-3417/8/10/1870
Collections
Citace PRO
Except where otherwise noted, this item's license is described as Creative Commons Attribution 4.0 International
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Charakterizace mikrovlnné plazmové trysky ve směsi argonu s kyslíkem
Smejkalová, KateřinaPředmětem této bakalářské práce je optická diagnostika mikrovlnné plazmové trysky pracující na frekvenci 2,45 GHz. Mikrovlnné plazma je generované pomocí surfatronového rezonátoru v argonu s příměsí kyslíku (max. 1,7 %) ... -
Charakterizace a aplikace mikrovlnného plazmatu pro hojení ran
Smejkalová, KateřinaPředmětem této diplomové práce je zkoumání vlivu mikrovlnného výboje na hojení kožních defektů. V této práci byl použit mikrovlnný výboj buzený povrchovou vlnou v argonu a pochodňový výboj s přímým prouděním argonu za ... -
Využití nízkotlakého plazmatu pro čistění olověných archeologických nálezů
Bubnová, KateřinaTato diplomová práce navazuje na problematiku mojí bakalářské práce, kde byla řešena aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova a dle experimentálních výsledků byla ...