NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THIẾT BỊ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM KHỬ KHUẨN Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THIẾT BỊ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM KHỬ KHUẨN Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA
- Tên đề tài:
“Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thiết bị phục vụ thực nghiệm khử khuẩn y tế bằng công nghệ Plasma nhiệt độ thấp ở môi trường áp suất thường”
- Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Mô hình thiết bị có kích thước 650x500x1400 mm;
- Tiến hành các thử nghiệm khử khuẩn;
- Mô hình tạo ra môi trường Plasma ở nhiệt độ thấp 30-70°C và áp suất bằng áp suất phòng.
- Nội dung chính của đồ án:
- Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, mục đích và nhiệm vụ đề tài;
- Cơ sở lý thuyết: môi trường hình thành Plasma nhiệt độ thấp ở môi trường áp suất thường, nguyên lý diệt khuẩn của môi trường Plasma;
- Tính toán, thiết kế và tìm ra mô hình tối ưu cho thiết bị; chế tạo mô hình với kích thước 650x500x1400 mm;
- Kiểm tra và tìm ra các thông số tối ưu của thiết bị - điện áp, tần số;
- Kết luận và kiến nghị: những ưu và khuyết điểm của mô hình; khả năng ứng dụng của mô hình vào thực tế.
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THIẾT BỊ PHỤC VỤ THỰC NGHIỆM KHỬ KHUẨN Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA NHIỆT ĐỘ THẤP Ở MÔI TRƯỜNG ÁP SUẤT THƯỜNG.
Công nghệ Plasma đã có lâu đời nhưng hầu hết được dùng trong phòng thí nghiệm với áp suất thấp.Về việc ứng dụng công nghệ Plasma đểkhử khuẩn dụng cụ y tế đã được thế giới áp dụng khoảng 40 năm nay, vài năm gần đây thì mới được áp dụng tại Việt Nam.
Hiện nay ở Việt nam, córất nhiều phương pháp thường được ứng dụng riêng rẽ hoặc kết hợp để khử khuẩn dụng cụ y tế trong các bệnh viện, trung tâm y tế: phương pháp dùng hóa chất, phương pháp vật lý, phương pháp phối hợp… Phương pháp dùng hóa chất có đặc điểm là dung dịch khử trùng tấn công vào cơ thể vi sinh vật sống để tiêu diệt chúng. Các dụng cụ cần tiệt trùng phải tiếp xúc hoàn toàn với hóa chất dưới dạng hơi hoặc dung dịch nếu không đảm bảo nồng độ thích hợp và trong một thời gian cần thiết thì tác dụng tiệt trùng kém hiệu quả. Ngoài ra, một số hóa chất lại có hại cho dụng cụ, có thể làm rát da, vì vậy phải đeo găng tay khi sử dụng. Và sử dụng hóa chất để tiệt trùng khá tốn kém nhưng hiệu quả cũng không cao. Đối với phương pháp vật lý người ta dùng nhiệt độ cao để tiến hành khử khuẩn như dùng khí khô ở nhiệt độ cao, hơi nước bão hòa ở nhiệt độ và áp suất cao, dùng tia và sóng điện từ được dùng khá phổ biến nhưng hạn chế chỉ xử lý được các dụng cụ chịu được nhiệt độ cao. Bên cạnh đó người ta còn có thể kết hợp cả 2 phương pháp trên để phát huy những ưu điểm của chúng. Tuy nhiên các phương pháp trên thường có chi phí đầu tư cao, dễ nhiễm độc do lượng dư hóa chất, dụng cụ hạn chế do đó đó việc nghiên cứu và áp dụng phương pháp xử lý xanh sạch và hiệu quả như công nghệ Plasama là hết sức cần thiết.
Nghiên cứu được thực hiện gồm bốn giai đoạn là: Giai đoạn 1 – nghiên cứu lý thuyết về công nghệ Plasma, động lực học plasma, nghiên cứu khả năng diệt khuẩn bằng công nghệ Plasma và ứng dụng vào diệt khuẩn dụng cụ y tế, giai đoạn 2 – đưa ra nhiều phương án thiết kế chế tạo mô hình xử lý thực nghiệm, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án, và cuối cùng chọn phương án tối ưu dựa trên tiêu chí hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, giai đoạn 3 – tiến hành thí nghiệm với các điều kiện khác nhau: công suất tiêu hao (dòng điện, điện áp, tần số), kích thước hình dáng buồng Plasma, giai đoạn 4 – phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm và kết luận.
MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT.. ii
LỜI CAM KẾT.. iii
LỜI CẢM ƠN.. iv
TÓM TẮT ĐỒ ÁN.. v
MỤC LỤC vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU.. ix
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ.. x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.. xii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.. 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài1
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài2
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài2
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu. 3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu. 3
1.5 Phương pháp nghiên cứu. 3
1.6 Kết cấu của đồ án. 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI. 4
2.1 Giới thiệu về Plasma. 4
2.2 Đặc tính của mô hình. 5
2.3 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài5
2.3.1 Nghiên cứu cá nhân về các loại dụng cụ y tế để xử lý. 5
2.3.2 Các loại vi khuẩn có thể gây ra nhiễm khuẩn. 7
2.3.3 Khả năng diệt khuẩn của Plasma. 11
2.4 Kết cấu của mô hình. 11
2.4.1 Thuyết minh sơ đồ mô hình. 12
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 13
3.1 Các định nghĩa cơ bản. 13
3.1.1 Ion hoá. 13
3.1.2 Năng lượng ion hoá. 13
3.1.3 Bậc Ion hóa. 13
3.2 Sự tương tác giữa các hạt trong Plasma. 15
3.2.1 Tiết diện hiệu dụng. 15
3.2.2 Khoảng đường tự do trung bình. 16
3.2.3 Tần số va chạm... 16
3.2.4 Va chạm đàn hồi16
3.2.5 Va chạm không đàn hồi16
3.3 Quá trình tạo chất oxi hoá. 17
3.3.1 Tạo ozone. 17
3.3.2 Tạo H2O2. 17
3.3.3 Tạo gốc OH* có mức oxi hoá mạnh. 18
3.3.4 Các va chạm trong mô hình. 18
3.4 Quá trình oxy hóa. 20
3.4.1 Oxy hóa vòng benzene bằng OH*. 20
3.4.2 Oxy hóa vòng benzene bằng Ozon. 20
CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG ÁN ĐẶT RA.. 21
4.1 Những yêu cầu cơ bản của đề tài21
4.2 Cơ sở chọn phương án thiết kế. 21
4.2.1 Lựa chọn mô hình của thiết bị22
4.2.2 Lựa chọn điện cực trong. 25
4.2.3 Lựa chọn lưu lượng khí28
4.2.4 Lựa chọn hiệu điện thế đặt vào. 28
4.2.5 Lựa chọn đầu phun. 29
4.2.6 Kẹp chặt và tịnh tiến ống thạch anh. 30
4.2.7 Tính toán, thiết kế sơ bộ bàn trượt. 32
4.3 Trình tự công việc tiến hành. 33
CHƯƠNG 5:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ DỤNG CỤ Y TẾ BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA 34
5.1 Nhận xét. 34
5.2 Chọn vật liệu cho hệ thống. 34
5.3 Tính toán cho hệ thống. 34
5.3.1 Buồng plasma. 34
5.3.2 Kích thước bàn máy cần di chuyển. 36
5.3.3 Bộ phận mang chi tiết. 36
5.3.4 Bộ phận kẹp ống thạch anh. 38
CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM... 40
6.1 Chế tạo thử nghiệm... 40
6.2 Đánh giá kết quả. 46
6.2.1 Kiểm nghiệm xử lý trái cây, thực phẩm... 46
6.2.2 Kiểm nghiệm xử lý dụng cụ y tế. 48
6.2.3 Kiểm nghiệm xử lý vi khuẩn. 49
6.3 Kết luận, đề nghị51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 52
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Bảng phân loại Spaulding. 7
Bảng 2.2 Phân loại vi sinh vật theo thứ tự nhạy cảm với các mức độ khử khuẩn. 8
Bảng 2.3 Các phương pháp khử tiệt khuẩn. 9
Bảng 2.4 Ưu và nhược điểm của các phương pháp tiệt khuẩn. 10
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của lưu lượng khí đến khoảng cách phóng ra của plasma. 28
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của hiệu điện thế đến khoảng cách phóng ra của plasma. 28
Bảng 5.1 Bảng nhiệt độ một số loại Plasma [nguồn internet]. 35
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 1.1 Quy trình xử lý dụng cụ y tế hiện tại1
Hình 2.1 Plasma nhân tạo và trong tự nhiên. 4
Hình 2.2 Bộ dụng cụ để mổ lác. 5
Hình 2.3 Các loại dao mổ. 5
Hình 2.4 Bộ dụng cụ nhãn khoa. 6
Hình 2.5 Bộ dụng cụ mổ đục thủy tinh thể. 6
Hình 2.6 Pen thẳng có mấu. 7
Hình 2.7 Dao mổ. 7
Hình 2.8 Cấu tạo của vi khuẩn và cơ cấu phản ứng. 11
Hình 2.9 Kết cấu của mô hình. 11
Hình 3.1 Phản ứng giữa 2 điện cực. 19
Hình 3.2 Chuỗi phản ứng electron sinh ra. 19
Hình 4.1 Mô hình dạng tấm... 22
Hình 4.2 Mô hình dạng ống phóng plasma. 23
Hình 4.3 Mô hình ống phóng plasma phương án nhiều ống (3 ống). 24
Hình 4.4 Thanh điện cực Ø8 dài 200mm... 25
Hình 4.5 Điện cực đầu hình cầu đuôi liền. 26
Hình 4.6 Điện cực đầu chop đuôi rời26
Hình 4.7 Đuôi để gắn các điện cực. 26
Hình 4.8 Đầu điện cực hình nón cụt. 27
Hình 4.9 Đầu điện cực có phần trụ dài27
Hình 4.10 Đầu phun có dạng giống đuôi phóng tên lửa. 29
Hình 4.11 Đầu phun dạng nón cụt và cách gắn vào ống thach anh. 30
Hình 4.12 Đầu phun sau khi đã gia công. 30
Hình 4.13 Kẹp chặt bằng vít. 31
Hình 4.14 Kẹp chặt bằng đai ốc. 31
Hình 4.15 Truyền động bằng cách thay đổi tỷ số truyền. 32
Hình 4.16 Điều khiển bằng 2 động cơ. 33
Hình 5.1 Kích thước điện cực và ống thạch anh. 35
Hình 5.2 Tấm dẫn hướng trên. 36
Hình 5.3 Tấm dẫn hướng dưới36
Hình 5.4 Đế trên. 37
Hình 5.5 Đế dưới37
Hình 5.6 Lắp ổ bi37
Hình 5.7 Lắp động cơ trên. 38
Hình 5.8 Lắp động cơ dưới38
Hình 5.9 Ống kẹp. 38
Hình 5.10 Đai ốc kẹp. 39
Hình 6.1 Mô hình chế tạo thực tế. 40
Hình 6.2 Máy tính điều khiển bàn máy. 41
Hình 6.3 Mạch điều khiển bàn máy. 41
Hình 6.4 Bộ nguồn phát Plasma. 42
Hình 6.5 Bàn máy để mang dụng cụ. 42
Hình 6.6 Đế lắp ổ bi43
Hình 6.7 Đế lắp động cơ. 43
Hình 6.8 Ống kẹp. 44
Hình 6.9 Bộ biến đổi điện áp cao (Flyback). 44
Hình 6.10 Ống phóng plasma. 45
Hình 6.11 Quá trình xử lý dụng cụ. 45
Hình 6.12 Chuối trước khi xử lý bằng plasma. 46
Hình 6.13 Quá trình xử lý chuối bằng plasma. 46
Hình 6.13 Chuối sau khi sử lý bằng plasma với tốc độ bàn máy thay đổi47
Hình 6.14 Chuối sau khi xử lý được 2 giờ. 47
Hình 6.15 Bòn bon sau khi xử lý 2 giờ. 48
Hình 6.16 Măng cục sau khi xử lý 2 giờ. 48
Hình 6.17 Xử lý dụng cụ y tế. 48
Hình 6.18 Xử lý vi khuẩn bằng plasma. 49
Hình 6.19 Mẫu đối chứng bỏ vào buồng plasma mà không xử lý. 49
Hình 6.20 Mẫu đối chứng chạy plasma xung quanh đĩa. 49
Hình 6.21 Mẫu đối chứng khi xử lý bằng plasma mới nuôi cấy nấm men. 49
Hình 6.22 Xử lý nâm men với tốc độ bàn máy 1300 mm/phút. 50
Hình 6.23 Xử lý nấm men với tốc độ bàn máy 600 mm/phút. 50
Hình 6.24 Xử lý nấm men với tốc độ bàn máy 400 mm/phút. 50
Hình 6.25 Xử lý nấm men với tốc độ bàn máy 200 mm/phút. 50
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
NKBV Nhiễm khuẩn bệnh viện.
nlc Năng lượng cao
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TN Thí nghiệm
TNHH Trách nhiện hữu hạn
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, khi cuộc sống càng phát triển thì con người càng phải đối mặt với nhiều vấn đề liên quan đến sức khỏe, trong đó những căn bệnh mắc phải do nhiễm khuẩn bệnh viện đang gia tăng và có diễn biến phức tạp. Những bệnh mắc phải này làm tăng tần suất mắc bệnh, chi phí điều trị, cũng như gây ra nguy cơ tử vong cao, đặc biệt là gia tăng sự phát triển của các vi khuẩn kháng kháng sinh. Điều đó có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả chăm sóc và điều trị của nhân viên y tế. Chính vì vậy, mặc dù được biết đến từ đầu thế kỷ 19, nhưng đến nay nhiễm khuẩn bệnh viện (NKBV) ngày càng trở thành một vấn đề bức xúc và là một thách thức lớn đối với các cán bộ ngành Y tế.
Năm 1997, Bộ Y tế nước ta chính thức đưa Quy chế chống nhiễm khuẩn vào Quy chế bệnh viện và xây dựng Khoa Chống nhiễm khuẩn trong hệ thống tổ chức của bệnh viện. Tuy nhiên, theo khảo sát của Bộ Y tế mới chỉ có 15% số khoa chống nhiễm khuẩn hoạt động thực sự có hiệu quả. Nhiều nguyên nhân có thể gây ra NKBV như dụng cụ y tế, ý thức của cán bộ y tế, yếu tố người bệnh, các yếu tố khách quan,... trong đó, dụng cụ y tế và bàn tay nhân viên y tế được xem là những nguyên nhân quan trọng nhất.
|
DỤNG CỤ LÀM SẠCH NHẬN TỪ KHOA KHOA |
|
LÀM SẠCH – KHỬ KHUẨN (Ngâm dụng cụ vào dung dịch khử khuẩn) |
|
LÀM KHÔ Lau khô hoặc sấy khô
|
|
Dụng cụ chịu nhiệt |
|
Dụng cụ không chịu nhiệt |
|
HẤP t = 121°C |
|
XỬ LÝ BẰNG OZON |
|
ĐÓNG GÓI – BẢO QUẢN |
Hiện nay, tại mỗi bệnh viện, sau khi được sử dụng dụng cụ y tế được tái sử dụng sau khi được xử lý tại khoa “Kiểm soát nhiễm khuẩn”. Quy trình xử lý hiện đang được áp dụng hầu hết các bệnh viện được thực hiện theo các bước như sau:
Hình 1.1 Quy trình xử lý dụng cụ y tế hiện tại
Với quy trình trên, dụng cụ y tế sẽ được xử lý qua hai giai đoạn chính.Ở giai đoạn đầu dụng cụ được xử lý bằng phương pháp hóa-sinh, hiệu quả khử khuẩn đạt khoảng 90%. Đến giai đoạn thứ hai, dụng cụ y tế được xử lý bằng phương pháp vật lý (hấp nhiệt hoặc bằng khí ozone). Trong công tác xử lý-diệt khuẩn người ta ưu tiên xử dụng các phương pháp vật lý, vì sau một thời gian các loại vi khuẩn có thể kháng lại với mọi loại hóa chất. Phương pháp xử lý bằng công nghệ ozone cho hiệu suất thấp. Môi trường xung quanh dễ nhiệm độc do khí ozone bị rò rỉ. Hơn thế nữa, với quy trình xử lý như trên, hệ thống sử dụng rất nhiều hóa chất để tẩy khuẩn, nhân viên y tế tiếp xúc trực tiếp với dụng cụ chưa xử lý và hóa chất trong khâu làm sạch, khử khuẩn và lau khô nên rất ảnh hưởng đến sức khỏe.
Trước những vấn đề như trên, việc nghiên cứu và thiết kế các thiết bị khử khuẩn y tế bằng công nghệ Plasma nhiệt độ thấp, áp suất thường trở thành một đề tài mang tính ứng dụng thực tiễn cao.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Trong thời đại ngày nay với sự gia tăng nhanh dân số cũng như nhu cầu về chăm sóc sức khỏe được người dân quan tâm đặc biệt đã khiến cho số lượng bệnh viện, cơ sở y tế vừa và nhỏ xuất hiện nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu đó. Nhưng chính sự gia tăng nàythì lượng dụng cụ sử dụng cũng gia tăng và nhu cầu diệt khuẩn để tái sử dụng chúng cũng tăng theo. Để giải quyết vấn đề này trên thế giới hiện có rất nhiều các phương pháp diệt khuẩn dụng cụ y tế, nhưng những phương pháp hiện có có nhược điểm là chi phí đầu tư cao, hệ thống phức tạp chiếm nhiều diện tích và sử dụng quá nhiều hóa chất trong việc xử lý dụng cụ…Vì thế, nếu có một phương pháp xử lý được các dụng cụ của các cơ sở y tế, giải quyết được các khó khăn hiện tại và phương pháp ấy được áp dụng được vào thực tế thì sẽ mang một giá trị vô cùng to lớn.
Đây là phương pháp diệt khuẩn mới,phương pháp mà trên thế giới hiện nay được giới khoa học rất quan tâm nghiên cứu. Đây là lúc chủ trương đi tắt đón đầu trong khoa học nên được thực hiện. Đây là lúc dám nghĩ dám làm. Ý nghĩa khoa học của đề tài là rõ ràng kể cả khi thành công hay thất bại. Sự thành công của đề tài sẽ hoàn thiện một phương pháp khử khuẩn y tế mới vừa làm sáng tỏ lý thuyết vừa có thể áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực khử khuẩn dụng cụ y tế bằng chính công nghệ trong nước,công nghệ Việt.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thiết bị xử lý dụng cụ y tế bằng công nghệ plasma nhiệt độ thấp trong môi trường áp suất thường” được thực hiện theo các mục tiêu sau:
- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình thiết bị khử khuẩn dụng cụ y tế bằng công nghệ plasma với quy mô nhỏ để tiến hành kiểm nghiệm;
- Tìm ra các thông số tối ưu của vận hành mô hình;
- Mở ra hướng phát triển mới chế tạo mô hình với quy mô vừa dùng cho các trung tâm y tế, sau là phát triển cho các bệnh viện.
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu cách chế tạo môi trường plasma ở nhiệt độ thấp trong môi trường áp suất thường;
- Xử lý các dụng cụ dùng trong y tế có thể tái sử dụng được. Ở đây là dụng cụ dùng trong phẫu thuật mà cụ thể là kéo;
- Tác dụng diệt khuẩn của thiết bị đối với các loại bào tử vi khuẩn như : Bacillus_subtilis, Clostridium_tetani, Clostridium_difficile, Clostridium_botulinum, và các loại Protozoa như:Giardia_lamblia, Cryptosporidium_parvum.
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một mô hình thiết bị xử lý dụng cụ y tế bằng công nghệ Plasma ở nhiệt độ thấp trong môi trường áp suất thường với năng suất 1cái/giờ.Sau khi thành công sẽ nghiên cứu để năng công suất dần đáp ứng nhu cầu của các bệnh viện cũng như các trung tâm y tế.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
- Tiến hành nghiên cứu và phân tích dựa trên cơ sở lý thuyết về vật lý plasma,động lực học plasma.
- Tiến hành làm thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm để đạt kết quả mong muốn.
1.6 Kết cấu của đồ án
Kết cấu của đồ án tốt nghiệp bao gồm sáu chương, trong đó chương một và hai là giới thiệu tổng quát về đề tài đang nghiên cứu, chương ba là sơ lược cơ sở lý thuyết, chương bốn là phương hướng và giải pháp, chương năm là đề xuất công nghệ tính toán thiết kế, chương sáu là chế tạo thực nghiệm, kiểm nghiệm, đánh giá.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1 Giới thiệu về Plasma
Hình 2.1 Plasma nhân tạo và trong tự nhiên
Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất (các trạng thái khác là rắn, lỏng, khí) trong đó các chất bị ion hóa mạnh.Đại bộ phận phân tử hay nguyên tử chỉ còn lại hạt nhân; các electron chuyển động tương đối tự do giữa các hạt nhân. Plasma không phổ biến trên Trái Đất tuy nhiên trên 99% vật chất trong vũ trụ tồn tại dưới dạng plasma, vì thế trong bốn trạng thái vật chất, plasma được xem như trạng thái đầu tiên trong vũ trụ.
Nếu sự ion hóa được xảy ra bởi việc nhận năng lượng từ các dòng vật chất bên ngoài, như từ các bức xạ điện từ thì plasma còn gọi là plasma nguội. Thí dụ như đối với hiện tượng phóng điện trong chất khí, các electron bắn từ catod ra làm ion hóa một số phân tử trung hòa. Các electron mới bị tách ra chuyển động nhanh trong điện trường và tiếp tục làm ion hóa các phân tử khác. Do hiện tượng ion hóa mang tính dây chuyền này, số đông các phân tử trong chất khí bị ion hóa, và chất khí chuyển sang trạng thái plasma. Trong thành phần cấu tạo loại plasma này có các ion dương, ion âm, electron và các phân tử trung hòa.
Nếu sự ion hóa xảy ra do va chạm nhiệt giữa các phân tử hay nguyên tử ở nhiệt độ cao thì plasma còn gọi là plasma nóng. Khi nhiệt độ tăng dần, các electron bị tách ra khỏi nguyên tử, và nếu nhiệt độ khá lớn, toàn bộ các nguyên tử bị ion hóa. Ở nhiệt độ rất cao, các nguyên tử bị ion hóa tột độ, chỉ còn các hạt nhân và các electron đã tách rời khỏi các hạt nhân. [8]
Nhờ vào các đặc tính đặc biệt của Plasma (năng lượng động lực học của chùm hạt electron, các tia UV được tạo ra, các hạt mang điện tích) ở nhiệt độ thấp được ứng dụng trong việc tiêu diệt các vi khuẩn. Trong việc điều trị bệnh ung thư, Plasma được tạo ra dưới dạng các tia-atmospheric plasma jet được phun trực tiếp lên các bộ phận trên cơ thể con người, nơi có các tế bào ung thư nhằm tiêu diệt, gây ức chế và ngăn không cho các tế bào ung thư sinh sản và phát triển [7]. Ngoài ra, công nghệ Plasma nhiệt độ thấp còn được sử dụng để khử trùng các dụng cụ nha khoa, cũng như các dụng cụ y tế khác.
2.2 Đặc tính của mô hình
- Mô hình phải tạo ra được plasma nhiệt độ thấp ở điều kiện áp suất thường để xử lý dụng cụ;
- Phải cách ly vùng xử lý với môi trường bên ngoài để tránh nhiễm khuẩn từ môi trường;
- Đảm bảo cách điện an toàn cho người thao tác và dễ dàng điều khiển.
2.3 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
2.3.1 Nghiên cứu cá nhân về các loại dụng cụ y tế để xử lý
Dụng cụ dùng trong y tế rất đa dạng về hình dáng cững như chủng loại, tùy từng mục đích sử dụng mà có tổ hợp các loại dụng cụ riêng ví dụ
|
Hình 2.2 Bộ dụng cụ để mổ lác |
Hình 2.3 Các loại dao mổ |
Hình 2.4 Bộ dụng cụ nhãn khoa
Hình 2.5 Bộ dụng cụ mổ đục thủy tinh thể
Ở đây, chúng tôi quan tâm nghiên cứu các loại dụng cụ dùng trong phẫu thuật mà cụ thể là Pen kẹp hoặc dao mổ.
|
Hình 2.6 Pen thẳng có mấu |
Hình 2.7 Dao mổ |
Đặc điểm:
Loại dụng cụ này được sử dụng nhiều lần, tiếp xúc nhiều với mô tế bào, nhiễm khuẩn trực tiếp từ bệnh nhân là nguồn lây nhiễm từ bệnh nhân này sang bệnh nhân khác. Do đó cần đảm bảo diệt khuẩn cao. Đồng thời pen kẹp có nhiều bề mặt khuất khó xử lý mà nơi đó là nơi vi khuẩn dễ ẩn náu và sinh sản.
2.3.2 Các loại vi khuẩn có thể gây ra nhiễm khuẩn
Tại trang web http://choray.vn/quitrinhkiemsoat/Data/chuong6.htmlchúng tôi tìm được một số thông tin như sau:
Bảng 2.1 Bảng phân loại Spaulding
|
Loại dụng cụ |
Mức độ tiếp xúc |
Ví dụ |
Mức độ xử lý |
|
Dụng cụ không thiết yếu |
Tiếp xúc với da lành |
Ống nghe, máy đo huyết áp, bề mặt máy móc, băng ca, nạng |
Làm sạch rồi khử khuẩn mức độ thấp đến trung bình. |
|
Dụng cụ bán thiết yếu |
Tiếp xúc với niêm mạc hay da không lành lặn |
Dụng cụ hô hấp, ống nội soi mềm, ống nội khí quản, bộ phận hô hấp trong gây mê. |
Khử khuẩn mức độ cao. |
|
Dụng cụ thiết yếu |
Tiếp xúc với mô bình thường vô trùng hay hệ thống mạch máu hoặc những cơ quan có dòng máu đi qua. |
Dụng cụ phẫu thuật, kính nội soi ổ bụng hay khớp, thiết bị chịu nhiệt và đèn nội soi cần tiệt khuẩn |
Tiệt khuẩn |
Tùy theo mỗi loại dụng cụ và cách thức sử dụng khác nhau mà khả năng gây nhiễm khuẩn cũng khác nhau. Theo Spaulding, thiết bị y tế và dụng cụ phẫu thuật được phân loại theo mức độ tiếp xúc với mô cơ thể và nguy cơ gây nhiễm trùng khi sử dụng chúng, bao gồm không thiết yếu, bán thiết yếu và thiết yếu.
Mỗi loại vi sinh vật nhạy với các mức độ khử khuẩn khác nhau. Phân loại nhóm vi sinh vật theo thứ tự từ nhạy cảm thấp đến cao đối với các mức độ khử khuẩn.
Bảng 2.2 Phân loại vi sinh vật theo thứ tự nhạy cảm với các mức độ khử khuẩn
|
BÀO TỬ VI KHUẨN: Bacilus subtitis, Clostridium tetani, Clostridium difficile, Clostridium botulinum. |
Hóa chất tiệt khuẩn |
|
|
|
|
|
NANG PROTOZOA Giardia Lambia, Cryptosporium parvum |
|
|
|
||
|
MYCOBACTERIA: Mycobacterium tuberculosis, M. Avium – intracellular, M.cholonac |
VIRUS KHÔNG VỎ BỌC Coxsackic viruses, polio viruses, rhinovirus, rotaviruses, Norwalk virus, hepatitis A virus. |
Khử khuẩn mức độ cao |
|
|
|
|
NẤM: Candia species, Cryptococcus species, Arpergillus species, Dematophytes. |
Khử khuẩn mức độ trung bình |
|
|||
|
VI KHUẨN THỰC VÂT: Staphyloccus aureus, Salmonnella typhi, Pseudomonas aeruginosa, coliforms |
Khử khuẩn mức độ thấp |
||||
|
VIRUS VỎ BỌC: Herpes simplex, varicella-zoster virus, cytomegalovirus, epsteinbarr virus, virus sở, virus quai bị, rubella virus, influenza virus, virus hợp bào hô hấp, virus viêm gan B và C, hantaviruses, và HIV |
|||||
Phân loại các mức độ khử khuẩn khác nhau cho từng loại vi sinh vật được trình bày ở bảng sau
Bảng 2.3 Các phương pháp khử tiệt khuẩn
|
Phương pháp xử lý |
Loại dụng cụ |
Mô tả dụng cụ |
|
Tiệt khuẩn |
Thiết yếu |
+ Dụng cụ phẫu thuật + Forceps sinh thiết trong nội soi, arthroscopes, larascopes, cyctoscopes |
|
Khử khuẩn mức độ cao |
Bán thiết yếu |
Endoscopes, ngáng miệng, ống mũi, mỏ vịt, đầu dò âm đạo, ống dây máy thở |
|
Khử khuẩn mức độ trung bình |
Không thiết yếu |
|
|
Cồn 70 |
Cửa tiêm TM, miệng chai thuốc đa liều |
|
|
Phenol (POSE CRESOL) |
Đầu dây nối ống thở, ngâm bình kìm |
|
|
Chlorin (PRESEPT hoặc JAVEL hoặc CHLORAMINB) |
Khử khuẩn máu hay dịch tiết đọng trên bề mặt mội trường |
|
|
Khử khuẩn mức độ thấp |
Làm vệ sinh sàn, trần, bàn làm việc, bề mặt các thiệt bị |
- Phương pháp tiệt khuẩn
Những phương pháp tiệt khuẩn bằng máy thường được sử dụng trong bệnh viện:
- Hơi nóng ẩm bằng autoclave;
- Tiệt khuẩn bằng khí (sử dụng ethylene oxide hay formaldehyde);
- Tiệt khuẩn bằng Plasma;
- Hơi nóng khô.
Ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp tiệt khuẩn được mô tả ở bảng 2-4.
Bảng 2.4 Ưu và nhược điểm của các phương pháp tiệt khuẩn
|
Phương pháp |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Tiệt khuẩn bằng hơi nước (autoclave) |
|
|
|
Tiệt khuẩn bằng hơi nóng khô |
|
|
|
100% ETO |
|
|
|
Tiệt khuẩn bằng Hydrogen peroxide plasma |
|
|
|
Formaldehyde |
|
Theo tìm hiểu tại http://choray.vn/quitrinhkiemsoat/Data/chuong6.html mục tiêu hướng đến của bệnh viện làkhử khuẩn dụng cụ phẫu thuật bằng Plasma, có thể tiệt khuẩn tại chỗ và áp dụng cho các cơ sở có phòng tiệt khuẩn nhỏ.
2.3.3 Khả năng diệt khuẩn của Plasma
Plasma bao gồm các hạt mang điện tích âm, điện tích dương và các gốc tự do, chính các gốc tự do này với năng lượng hoạt hóa cao sẽ tương tác với màng tế bào, acid Nucleic và Enzym của vi khuẩn làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt. Cuối quá trình các gốc tự do kết hợp với nhau tạo thành Oxy và nước không gây độc cho môi trường và người sử dụng.
Hình 2.8 Cấu tạo của vi khuẩn và cơ cấu phản ứng
2.4 Kết cấu của mô hình
Hình 2.9 Kết cấu của mô hình
Mô hình bao gồm:
- Bộ phận tạo plasma: Nguồn điện; máy điều chỉnh dòng và hiệu điện thế; hệ thống dẫn khí và ống phóng plasma;
- Bộ phận mang chi tiết: Bàn máy có thể chuyển động theo 2 hướng để có thể xử lý hết bề mặt của chi tiết cần khử khuẩn.Gồm bàn máy, bàn trượt và bộ điều khiển bàn máy.
2.4.1 Thuyết minh sơ đồ mô hình
Dụng cụ y tế sau khi đã sử dụng sẽ được xử lý trước bằng quy trình cọ rửa, sau đó lau khô và đưa vào quy trình xử lý bằng plasma.
Dụng cụ được để trên khây và đưa vào thiết bị, để trên bàn máy. Dòng khí Argon được bơm vào, tới vùng của 2 điện cực sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa 2 điện cực, một điện cực trong bằng đồng và điện cực ngoài bằng nhôm. Lúc này sẽ xảy ra sự phóng điện giữa hai điện cực. Khi đó các electron chuyển động với vận tốc rất lớn sẽ va đập vào các phân tử trong vùng không gian giữa hai điện cực và cung cấp cho các phân tử một năng lượng làm phá vỡ các liên kết tạo ra các ion, điện tử, photon, nguyên tử, các gốc tự do. Song song với quá trình phân ly còn có quá trình tái hợp, tạo ra các hoạt chất của plasma. “Phản ứng giữa những hoạt chất của plasma và protein, axit nucleic của vi khuẩn, các vi khuẩn bị tiêu diệt hoặc chức năng sống của chúng bị nhiễu loạn, đạt được chức năng khử trùng”[9].
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Các định nghĩa cơ bản
3.1.1 Ion hoá
Ion là một nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị mất hay thu nhận thêm được một hay nhiều electron. Một ion mang điện tích âm, khi nó thu được một hay nhiều electron, được gọi là anon hay Điện Tích Âm, và một ion mang điện tích dương khi nó mất một hay nhiều electron, được gọi là cation hay Điện Tích Dương. Quá trình tạo ra các ion gọi là ion hóa.
3.1.2 Năng lượng ion hoá
Năng lượng ion hóa của một nguyên tử hay một phân tử là năng lượng cần thiết để tách một điện tử từ nguyên tử hay phân tử đó ở trạng thái cơ bản. Một cách tổng quát hơn, năng lượng ion hóa thứ n là năng lượng cần thiết để tách điện tử thứ n sau khi đã tách (n-1) điện tử đầu tiên.Trạng thái cơ bản chính là trạng thái mà tại đó, nguyên tử không chịu ảnh hưởng của bất kỳ một từ trường ngoài nào cả. Tức là 1 nguyên tử kim loại ở trạng thái cơ bản sẽ có dạng khí, và cấu hình electron của nó cũng là cấu hình cơ bản: tuân theo nguyên lí Pauli, nguyên lí vững bền và qui tắc Hund.
3.1.3 Bậc Ion hóa
Bậc bậc ion hóa là tỉ số giữa nồng độ các hạt mang điện với nồng độ các hạtkhí trong môi trường.
β : bậc ion hóa.
ne,I : nồng độ các hạt mang điện.
n0 : nồng độ các hạt khí trong môi trường.
- Để plasma có tính ion hóa mạnh thì:
- Để plasma có tính ion hóa yếu thì:
sei: Tiết diện hiệu dụng, đặc trưng cho quá trình tương tác giữa điện tử với ion.
seo : Tiết diện hiệu dụng, đặc trưng cho quá trình tương tác giữa điện tử với hạt trung hòa.
Theo quan điểm nhiệt động học có hai loại là plasma cân bằng và plasma không cân bằng:
- Plasma cân bằng (hoặc plasma đẳng nhiệt) là trong đó các hạt có cùng nhiệt độ,trung hòa về điện vì các hạt mang điện mất đi luôn được bù lại do quá trình ion hóa, nó tồn tại mà không cần lấy năng lượng từ bên ngoài.
- Plasma không cân bằng (hoặc plasma bất đẳng nhiệt): không trung hòa về điện, nhưng sự phá vỡ trung hòa đó không phải là lớn, nó tồn tại cần có năng lượng từ bên ngoài, nếu không nhận được năng lượng từ bên ngoài thì plasma sẽ tự mất đi.
Vậy điều kiện gần trung hòa là một trong những điều kiện cơ bản của plasma ta có thể định nghĩa “plasma là một tập hợp các ion, điện tử và các hạt trung hòa tương tác với nhau và với trường bức xạ”.
Nếu bỏ qua lực tương tác phân tử ta có:
: khoảng cách trung bình giữa các hạt, được tính
N: nồng độ của plasma.
N=ne+ ni
Xét một hạt bất kỳ: Một lớp điện tích hình cầu sinh ra xung quanh hạt, độ dày của lớp này phụ thuộc vào nhiệt và nồng độ hạt. Độ dày của lớp tiếp xúc phải giúp nó chứa đủ số hạt khác dấu, có khả năng làm màn chắn trường cho hạt. Bán kính của hình cầu đó được gọi là bán kính Debye.
+ Thế Coulomb:
+ Thế Debye:
- D: là bán kính Debye
- Khi r=DThì
Vậy trường của lớp điện tích bao quanh hạt đã làm màn chắn trường của hạt đó trên khoảng cách xác định.
Trong trường hợp tổng quát thì bán kính Debye được tính bằng công thức:
Die là bán kính Debye của các thành phần cấu tạo plasma:
Nồng độ hạt:
Công thức này cho thấy rằng để tồn tại màn chắn thì số hạt trái dấu trong hình cầu bán kính Debye phải đủ lớn.Nhưng nếu bán kính Debye quá lớn đến không còn khả năng làm màn chắn thì lúc này nó không còn gọi là plasma. Vậy plasma phải thỏa mãn điều kiện sau:
+ Thỏa mãn điều kiện gần trung hòa.
+ Bán kính Debye phải nhỏ hơn nhiều lần so với kích thước của miền chứa tập hợp đó D< 3.2 Sự tương tác giữa các hạt trong Plasma 3.2.1 Tiết diện hiệu dụng Tiết diện hiệu dụng đặc trưng cho quá trình va chạm giữa các hạt với nhau. Sự va chạm giữa hai hạt khi gặp nhau sẽ xảy ra nếu khoảng cách giữa hai tâm nhỏ hơn hoặc bằng một khoảng cách cực tiểu nào đó. Khoảng cách cực tiểu này là bán kính hiệu dụng của sự va chạm. Nếu các hạt có dạng như quả cầu đàn hồi có bán kính là r1,r2, sự va chạm sẽ xảy ra khi các hạt cách nhau một khoảng nhỏ hơn r1+r2 Khi đó :s = p(r1+r2)2 3.2.2 Khoảng đường tự do trung bình Khoảng đường tự do trung bìnhcủa hạt được xác định như tổng số khoảng cách của hạt giữa hai va chạm chia cho tất cả số hạt đó. 3.2.3 Tần số va chạm Tần số va chạm là số va chạm trong một đơn vị thời gian. 3.2.4 Va chạm đàn hồi Là va chạm không làm thay đổi tính chất của hạt, là va chạm mà trong đó các hạt tương tác chỉ lệch đi một góc nhỏ, đóng một vai trò đặc biệt. Chúng ta dùng khái niệm cổ điển để nghiên cứu va chạm đàn hồi, vì lý thuyết cổ điển không áp dụng được cho các mức năng lượng nguyên tử, nên chỉ áp dụng lý thuyết cổ điển khi: Vậy lý thuyết cổ điển đúng chỉ với năng lượng của hạt va chạm lớn và tiết diện hiệu dụng biến đổi chậm hơn v-2. 3.2.5 Va chạm không đàn hồi 3.2.5.1 Va chạm không đàn hồi loại 1 Là va chạm làm thay đổi tính chất của một hay nhiều hạt. Nhờ vào sự va chạm không đàn hồi mà các quá trình như: sự ion hóa, sự kích thích, sự phân li, sự hóa hợp… có thể xảy ra. Trong va chạm không đàn hồi loại 1 khi kích thích hoặc ion hóa thì một phần động năng của hạt sẽ chuyển vào thế năng của hạt kia. 3.2.5.2 Va chạm không đàn hồi loại 2 Khi va chạm thế năng của hạt kích thích chuyển qua hạt khác dưới dạng thế năng hay động năng, sau khi va chạm hạt kích thích sẽ trở về trạng thái cơ bản. Nếu hạt kích thích va chạm với điện tử sẽ cung cấp động năng cho điện tử. Nếu va chạm với nguyên tử hoặc ion thì chúng sẽ bị kích thích hoặc ion hóa.Va chạm không đàn hồi loại 2 làm sản sinh thêm hạt nhanh trong plasma. 3.3 Quá trình tạo chất oxi hoá 3.3.1 Tạo ozone Ozone là một phân tử bao gồm ba nguyên tử oxy mang điện tích âm. Các phân tử Ozone rất không ổn định do đó dễ trở lại dạng ban đầu của nó sau một thời gian, theo cơ chế phản ứng sau đây: 2O3 3O2 Về cơ bản, một phân tử Ozone chỉ là một phân tử Oxy kết hợp với một nguyên tử Oxy khác dưới điều kiện điện áp cao. Ở đây nguồn năng lượng của tia Plasma sẽ làm phân tách các phân tử Oxy trong không khí tạo thành các nguyên tử Oxy gốc tự do, những gốc Oxy này sẽ kết hợp với các phân tử Oxy tạo thành Ozone (O3 ). O2 O + O O + O2 O3 Ozone là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất được biết đến, nó có thể được sử dụng để thiêu hủy các hợp chất hòa tan. Không những cả hai chất hữu cơ và vô cơ có thể bị oxy hóa bởi Ozone mà các vi sinh vật như vi rút, vi khuẩn và nấm cũng bị tiêu diệt (quá trình khử trùng ). Với những đề cập trên, Ozone được ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau.Ozone được áp dụng chủ yếu trong xử lý nước thải và lọc nước uống (để khử trùng). Ngày này Ozone được dùng để khử trùng các dụng cụ y tế trong bệnh viện. 3.3.2 Tạo H2O2 H2O2 được sử dụng như là chất khử vi trùng, vi khuẩn có trên bề mặt dung cụ. Quá trình tạo O3 dưới tác dụng của tia Plasma sẽ tạo ra H2O2 : O3 + H2O H2O2 + O2 Sau đó từ H2O2 lại bị phân tách tiếp tục tạo thành gốc *OH : H2O2 2*OH Gốc *OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa, kết hợp vào các gốc của vi khuẩn làm chúng không phát triển hoặc không thể sinh sản được. 3.3.3 Tạo gốc OH* có mức oxi hoá mạnh Các gốc hidroxyl OH* thông thường được coi là "chất tẩy rửa" do nó phản ứng với nhiều chất gây ô nhiễm và thường đóng vai trò của bước đầu tiên trong việc loại bỏ các chất này. Quá trình phân huỷ oxi hoá dựa vào gốc tự do hoạt động hydroxyl OH* được tạo ra ngay trong quá trình xử lý. Gốc hydroxyl OH* là một tác nhân oxi hóa mạnh nhất trong số các tác nhân oxi hóa được biết từ trước đến nay. Thế oxi hóa của gốc hydroxyl OH* là 2,8V, cao nhất trong số các tác nhân oxi hóa thường gặp. Do tác dụng oxy hóa cực mạnh của OH* so với các tác nhân diệt khuẩn truyền thống (các hợp chất của Clo) nên ngoài khả năng tiêu diệt các vi khuẩn thông thường, chúng còn có thể tiêu diệt các tế bào vi khuẩn và virus gây bệnh mà Clo không thể diệt nổi. Tạo OH* từ Ozone: + O3 + HO2 + O3 + O2 + OH* + O2 Tạo OH* từ H2O: H2O OH* + H* Tạo OH* từ H2O2: H2O2 2 OH* 3.3.4 Các va chạm trong mô hình Có vô số phản ứng xảy ra giữa 2 điện cực. Trong đó có phản ứng ion hoán ban đầu giải phóng một điện tử, điện tử đến va chạm phân tử đầu tiên và giải phóng ra các điện tử khác và ion, chuỗi phản ứng tiếp tục với cấp số nhân ngày càng tạo ra nhiều điện tử và ion hơn. Mô hình phóng điện thuần khí argon. Khí argon được phun vào với lưu lượng 5lít/phút. e + Ar e + Ar (va chạm đàn hồi); e + Ar e + Ar* (va chạm kích thích); e + Ar 2e + Ar+ (va chạm ion hóa). Các ion argon có năng lượng lớn có thể va chạm ion hóa với các nguyên tử argon. Tuy nhiên, tốc độ va chạm này không đáng kể so với tốc độ va chạm ion hóa của electron với nguyên tử argon nên chúng tôi không xét đến ở đây[6]. Trong buồn còn có không khí, Plasma phóng ra tác dụng với khí xung quanh tạo ra các chất oxi hóa mạnh như ozone, oxit nitơ và các gốc khác. Hình 3.1 Phản ứng giữa 2 điện cực Hình 3.2 Chuỗi phản ứng electron sinh ra 3.4 Quá trình oxy hóa 3.4.1 Oxy hóa vòng benzene bằng OH* 3.4.2 Oxy hóa vòng benzene bằng Ozon CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG ÁN ĐẶT RA 4.1 Những yêu cầu cơ bản của đề tài Xuất phát từ môi trường làm việc và điều kiện sử dụng mô hình cần có những yêu cầu cơ bản sau: - Đảm bảo kín khí, yêu cầu tương đối quan trọng để bảo toàn kết quả diệt khuẩn, không có sự xâm nhậm của vi khuẩn từ bên ngoài gây nhiễm khuẩn dụng cụ đã xử lý; - Diệt khuẩn hết bề mặt của dụng cụ kể cả những khe, hốc sâu là nơi vi khuẩn dễ ẩn náu; - Chất lượng diệt khuẩn phải đạt kết quả 100% diệt được hết tất cả các loại vi khuẩn; - Năng suất xử lý đạt 2 dụng cụ/giờ, khi có kết quả sẽ được mở rộng chế tạo một máy hoàn chỉnh đáp ứng nhu cầu của bệnh viện; - Mô hình đảm bảo chạy liên tục, không được dừng khi đang xử lý dụng cụ; - Thao tác dễ dàng: lấy dụng cụ ra vào dễ dàng,vận hành đơn giản; - An toàn khi sử dụng: không bị rò điện. Thông số thiết kế của hệ thống: Chọn phương án thiết kế là phần rất quan trọng trong quá trình thiết kế. Chọn phương án thiết kế là quá trình tìm hiểu, tính toán kinh tế, phân tích các phương án để tìm ra phương án tối ưu nhất, thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật và có hiệu quả cao nhất. 4.2.1 Lựa chọn mô hình của thiết bị 4.2.1.1. Phương án 1 Điện cực Hình 4.1 Mô hình dạng tấm Nguồn phát plasma lấy điện từ dòng xoay chiều, biến đổi và cung cấp năng lượng đến 2 điện cực, nhờ năng lượng cao sẽ ion hóa các phân tử khí trong vùng xảy ra plasma và tạo ra plasma để xử lý bề mặt dụng cụ. + Ưu điểm: + Nhược điểm: 4.2.1.2 Phương án 2 Hình 4.2 Mô hình dạng ống phóng plasma Một loại khí dễ ion hóa được thổi liên tục vào ống cách điện.Sau đó nguồn phát plasma tạo ra năng lượng đủ mạnh để ion hóa khí đó tạo ra plasma phun ra ở đầu ống cách điện. + Ưu điểm: + Nhược điểm: Hình 4.3 Mô hình ống phóng plasma phương án nhiều ống (3 ống) Theo phương án 2 thì chúng ta có thể sử dụng một hay nhiều ống phun để đảm bảo năng suất. + Ưu điểm: + Nhược điểm: Ở đây, chúng tôi chế tạo mô hình thực nghiệm nên chỉ làm một ống để dễ kiểm tra và chế tạo. Lắp nhiều ống là hướng phát triển về sau khi có kết quả tốt. 4.2.2 Lựa chọn điện cực trong Vật liệu làm điện cực ta chọn là Đồng (Cu) vì có tính dẫn điện cao (chỉ sau Vàng (Au) và Bạc (Ag)). Ở đây, chúng ta chọn đồng thau có lợi về tính kinh tế hơn. Hình 4.4 Thanh điện cực Ø8 dài 200mm + Ưu điểm: Đơn giản + Nhược điểm: Khoảng cách giữa 2 điện cực xa (5,2cm) nên cần tiêu tốn nhiều năng lượng để ion hóa các phân tử khí tạo ra môi trường plasma. .............. 6.1 Kết luận, đề nghị Từ các kết quả nghiên cứu và chế tạo, ta có thể đưa ra những kết luận sau: Với những kết quả và tồn tại trên em xin đưa các đề nghị sau:
4.2 Cơ sở chọn phương án thiết kế
