新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器
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新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器 发布于:2020/05/28
    脚可能是最容易被人们忽视的身体部位,随之而来的一系列脚部问题令人束手无策。脚部疾病的诱因之一就是鞋子过于潮湿,很多脚癣、脚气患者往往忽略对鞋子及袜子的消毒,导致足部疾病久治不愈。
  市面上各种声称具有杀菌功能的鞋子烘干器应运而生,但质量参差不齐,有的甚至夸大其杀菌、除臭的功能。
  我对市面上几款不同价位、销量较高的产品进行拆解、分析,发现它们存在以下问题:负氧离子鞋子烘干器内根本没有负氧离子发生器,只有简单的加热片;宣称具有紫外线、臭氧杀菌功能的烘干器结构设计不合理,紫外灯照射范围有限,无法全方位对鞋子进行杀菌;一些宣称有臭氧杀菌功能的产品通过紫外灯电离空气产生臭氧,但紫外灯产生臭氧需要较大的功率,而多数产品的功率较小,产生的臭氧量较少,实际杀菌效果有待检测。
  虽然现在市面上也有许多组合类的杀菌产品,但效果不佳,有些功能甚至是无意义的叠加与重复。能否将已有的这些功能通过实验进行筛选,选择性地将其有效组合?我进行了如下探究。
  一、设计原理
  1.干燥抑菌
  采用 160W的 PTC陶瓷发热,使鞋子保持干燥,抑制细菌、真菌生长和繁殖。
  2.紫外线杀菌
  紫外线波长在 250~270nm范围内能破坏细菌病毒中 DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌、消毒的效果。
  3.臭氧灭菌
  臭氧杀菌彻底、无残留,可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等。
  4.超声波除螨
  利用超声波发生器产生高达 40kHz的超声波,抑制尘螨生命周期中的进食和繁殖过程,达到除螨目的。
  二、实验准备
  塑料外壳,紫外线发光二极管模组,臭氧发生器模块,加热板及加热器,定时器,12V电源,各种样式的鞋子烘干器,负氧离子发生器,40kHz(0.5~1W)超声波发生器。
  菌落总数测试片,生理盐水,无菌棉花,滴管,镊子,量筒,烧杯,锥形瓶,无菌操作台,恒温箱,高压蒸汽灭菌锅等。
  三、实验过程
  1.检测菌落
  先从鞋子中取样,将样品放入装有生理盐水的锥形瓶后制成样品匀液,将菌落总数测试片置于水平实验台面,揭开上层膜,用无菌吸管吸取 1ml样品匀液并将其均匀地滴加到纸片上,再将上层膜缓慢盖下,静置 10s左右使培养基凝固。每种稀释度接种两片,同时设置一片空白测试片作为阴性对照。
  将测试片叠在一起放回原自封袋中并封口,透明面朝上,水平置于恒温培养箱内。培养温度设置为36℃,培养 24h后,细菌在测试片上生长后会显示红色斑点,对测试片进行计数并记录。
  2.确定消毒方法
  我选用负氧离子、臭氧等消毒方式进行对比,用菌落检测纸检测菌落数量,并放入恒温箱进行培养。实验数据如表1。
  从实验结果可以看出,负氧离子对鞋子的菌群无杀菌效果,因此我舍去负氧离子的杀菌方案,最终采用臭氧和紫外线的组合杀菌方案。
  四、制作装置
  新型除螨除臭杀菌鞋子烘干器的结构图及电路图如图1、图2。
  五、实验测试
  实验数据表明,本作品在鞋子不同位置的杀菌效果均优于同类产品,总体灭菌率达95%。对比产品的总体灭菌率分别为 50%、45%。特别是本作品对鞋后部的灭菌效果明显优于对比产品。
  六、创新点
  1.采用不同波長的紫外线,增强杀菌效果。
  2.将紫外线发光二极管嵌在烘干器的外壳上,增强紫外线强度。
  3.使用臭氧发生器产生臭氧,臭氧弥漫到整个灭菌空间,达到快速杀菌、消毒、除臭效果。
  4.设置臭氧独立控制开关。在有人的室内使用时,可关闭臭氧发生器,避免臭氧对人体产生不良影响。
  5.设置倒 L型导声管。在倒 L型导声管的上方开导声口,底部安装 40kHz(0.5~1W)超声波发生器,通过光滑内壁将超声波导入鞋子内部,并利用紫外 LED灯的安装倾角、凸形表面通过孔径两倍的导孔将超声波漫反射到鞋子内部,使其受到超声波的振荡,达到杀螨的目的。
  目前,该装置中的臭氧开关还需人工控制,消毒和烘干流程未能实现自动化处理。今后可增加相对应的控制模块,实现烘干、消毒、除螨、除臭的自动化控制。除螨功能的实际效果因实验条件的限制没有进行测试。作者:谢森宇 来源:发明与创新·中学生
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