导电度和极板面积都是成一次方正比-生物产业自动化教学及研究中心.PPT

電解次氯酸水基礎研究與其殺菌效果之探討 國立台灣大學生物產業機電工程系 徐菁輿、方煒、謝宗勳 報告人：謝宗勳 2005 生機論文發表會 前言 採取有隔膜方式電解 可分別於陰極與陽極產生鹼性水與酸性水 當水中加入氯系電解質時產生的鹼性水pH10, 產生的酸性水pH3。 兩種水都可用於滅菌 有學者使用強酸水於茄科作物的灌溉殺菌，發現滅菌效果佳，但對植物同樣造成傷害。 前言 採取無隔膜方式電解可產生次氯酸水 次氯酸水為含高濃度次氯酸分子(HOCl)的水，其殺菌效果強於含次氯酸根離子(OCl-)的水(漂白水即次氯酸鈉)，在日本頗受醫界重視。 基於其容易製備，且酸鹼度範圍適合於植物栽培，有極大機會可作為灌溉時使用。 本研究僅探討次氯酸水的製備，並討論其殺菌效果，栽培時使用次氯酸水的研究尚未見發表，可作為後續研究方向。 殺菌技術改良-無隔膜電解水 次氯酸鈉中的有效游離氯，由於pH的關係幾乎會變成次氯酸根離子(OCl-)，為提高殺菌力不得不使用200 ppm或以上之高濃度 HOCl及OCl-同為有效游離氯，但HOCl的殺菌力為OCl-的80倍 無隔膜電解水之pH值在4.0~6.5間，幾乎100%以殺菌力強的次氯酸分子形態(HOCl)存在，因此無隔膜電解水才能具有50~80 ppm之低濃度但具高殺菌力 pH和游離有效氯的存在比 電解次氯酸水(無隔膜電解水) 將菌液與電解次氯酸水的比例為1:5及1:10進行殺菌活性比較時，電解次氯酸水水量比例增加時，其殺菌力愈高，作用時間愈長殺菌力亦愈好 無論避光或者是照光儲存7~14天，或者是將此水於60℃加熱30分鐘，都可以一樣有其殺菌效果 証明對殺死念珠菌、大腸桿菌、鏈球菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌相當有效 本研究測試之菌種 胡蘿蔔黑腐病 香蕉炭疽病 柑橘青黴病 胡蘿蔔黑腐病 發病時之實體照片 香蕉炭疽病 發病時之實體照片 柑橘青黴病 發病時之實體照片 研究設備 長柱型石墨電極 電極規格：長度200 mm及600mm，截面積100 mm2 電源設備：裝置A與裝置B 其他儀器與材料 pH量測計：HANNA - pH/EC/TDS Temperature ORP量測計：B＆C Electronics – pH/ORP meter 導電度計： B＆C Electronics – conductivity meter 電解質：NaCl, KCl, CaCl2．2(H2O)等 研究方法 導電度與鹽類濃度關係之試驗 極距與電流大小之關係試驗 有隔膜電解之試驗 無隔膜電解試驗 無隔膜電解水之保存性試驗 無隔膜電解水之殺菌效果 導電度與鹽類濃度關係之試驗 使用裝置A與1公升之玻璃容器 分別加入NaCl 、KCl及Ca(Cl)2．2(H2O)調成NaCl、KCl及Ca(Cl)2濃度為2~30 ppt ( part per thousand ) 間隔2 ppt量測一次溶液導電度 觀察其變化並算出其關係式 極距與電流大小之關係試驗 無隔膜電解試驗 無隔膜電解水之保存性試驗 以NaCl及KCl為電解質電解過後的弱酸性電解水，分別用保特瓶於避光之環境下保存，將水分為密閉及開放狀態，相隔一天量測pH值及ORP值 觀察其變化，進一步驗証是否無隔膜電解水之保存性良好 無隔膜電解水之殺菌效果 利用不同pH值之無隔膜電解水 觀察是否能抑制黑腐病菌、炭疽病菌及青黴病菌孢子之發芽 此部分實驗由農業試驗所植病系研究人員協助完成 測試抑制病菌發芽率實驗步驟 在斜面試管上培養黑腐病、炭疽病菌及青黴病菌7-10天左右，觀察其產孢情形 以移植針刮取少許孢子於無菌水(CK)及各pH值之水中，以震盪器搖盪均勻 顯微鏡下觀察，使各處理之孢子懸浮液濃度調整1μl為20個孢子左右 各處理取20μl孢子懸浮液(大約300~400個孢子左右)，滴於消毒好之載玻片上，每處理6重覆。炭疽病菌之第二、三次實驗中另加2% CV8-juice混合於各處理中 將載玻片置於消毒過的玻璃培養皿內，隔水保濕，於室溫下12~16小時後觀察其發芽情況 經12~16小時後，逢機計算100個孢子之發芽率 導電度與鹽類莫耳濃度之關係 實驗得出的數據可導出一公式： EC = m × C 其中： EC：單位 ( S/m ) m：圖之斜率 C：NaCl、KCl及Ca(Cl)2莫耳濃度 NaCl：EC = 11.815 × C KCl：EC = 9.3376 × C Ca(Cl)2：EC = 18.412 × C 極距與電流大小之關係試驗 於NaCl 1ppt下極距與電流大小關係圖 電流極距與電流大小之關係 電流大小與極距呈負相關 在相同的極距下，電流與電壓、導電度和極板面積都是成一次方正比 電流=常數×電