负责人:常正实

所在学院：电气学院

一、项目简介

（一）项目背景

新型冠状病毒（简称新冠病毒）在低温环境中存活时间长（可达数周~数月），自中国内地在进口冷链食品外包装中检出新冠病毒核酸阳性以来，疫情传播呈现出“从物到人”和“从人到人”并存的特征。随着确诊病例陆续出现，冷链食品及其外包装的病毒消杀成为当前疫情防控的焦点和保障相关从业人员安全的重点任务。如何消杀冷链食品及其外包装，以及采用何种消毒杀菌技术成为目前相关行业亟待解决的问题。

传统消毒杀菌技如何消杀冷链食品及其外包装，以及采用何种消毒杀菌技术成为目前相关行业亟待解决的问题。术主要包括物理和化学杀菌。物理杀菌主要包括高温、微波及紫外线杀菌等。其中高温和微波杀菌、温升高，紫外线杀菌效果弱、时间长、存在死角，不适于冷链产品。化学杀菌常用强氧化性的消毒剂，如84消毒液、环氧乙烷等，存在异味、毒性残留问题，给食品、环境带来严重隐患，不适于食品及其外包装杀菌。鉴于现有消毒方法存在的问题，国内外不断探索新的低温消毒技术，包括射线、高压脉冲、臭氧、等离子体等。其中，放电等离子体被认为是最可行的新型非热消毒杀菌技术之一。

等离子体是通过大气压放电产生的物质第四态，富含荷电粒子、高活性成分、紫外线和臭氧等成分。等离子体消杀技术利用等离子体间接或直接与微生物作用，在分子水平上破坏微生物的有机结构，导致微生物代谢平衡失调，实现短时高效消毒灭菌。项目团队前期针对冷冻猪肉和鸡翅开展了模拟冷链食品的等离子体消毒杀菌研究，结果表明介质阻挡放电等离子体可在90s内杀菌率达90%以上。如上所述，由于等离子体综合了高活性粒子、紫外线和臭氧的消毒杀菌功能，通过后续研究和优化，研发针对冷链食品及其外包装的等离子体消杀技术和装备，能够有效阻断冷链产品传播新冠病毒及其未来新型病毒。

（二）项目简介

在此次疫情爆发的大背景下，本项目提出了一种基于等离子体技术的冷链食品及其外包装高效消杀一体机，解决新型冠状病毒在冷链产品中易存活、消杀难度大等瓶颈问题。结合前期研究结果，利用研发的等离子体消毒机对冷链食品及其外包装的消毒杀菌应用效果能够符合国家标准（GB 2707-2016、GB 4789-2016）。研发的技术和设备可广泛应用到冷链食品加工、物流、仓储、货物进出口等环节的消杀，切断病毒的冷链传播途径，保障冷链行业从业人员健康安全。

图1等离子体消杀装置示意图

二、产品性能优势

项目前期基于放电等离子体核心技术，研制了三种类型的大气压放电等离子体源（平板型、沿面型、共轴型），揭示了等离子体产生和活性粒子调控机制（国科金青年、面上，博士后基金特别、面上，国家重点实验室基金3项），应用于细菌灭活（革兰氏阴/阳性、真菌、芽孢）（西安交大学科交叉基金，获得陕西省科技二等奖和陕西高等学校科技一等奖）、动物细胞处理（促进成纤维细胞增值、抑制肿瘤细胞增值）（中央基本科研业务专项基金）、种子杀菌干燥（科技部重点研发2018YFD0700202，获得第九届西安交通大学创业实践大赛（“创客清远”杯）金奖）、果汁杀菌保鲜（广东省重点研发2018B020239001，获得第九届西安交通大学创业实践大赛（“创客清远”杯）金奖）、空气消毒净化（国科金新冠应急专项52041702，获得第十五届全国研究生电子设计大赛（商业赛道）金奖），共发表论文60余篇，其中SCI检索32篇，申报专利40件（发明33，PCT 2，实用新型5）。

本项目基于前期研究基础，以放电等离子体技术为核心，研制针对冷链食品及其外包装表面消杀装备，实现冷链食品及其外包装在开放环境下的连续、高效、短时消杀，可解决新型高危疫情爆发时技术装备缺乏的问题。

三、市场前景及应用

（一）应用市场需求和必要性

项目主要目标市场为各类作物种子加工干燥贮存企业、各类浆果干燥杀菌贮存企业以及各高校、研究院等科研院所。涉及的应用市场是必须性市场，一旦启用该技术，在需求侧也必然深受欢迎。

（二）应用市场分析

1.应用市场需求和必要性

项目主要目标市场为冷链食品的加工、物流、仓储、货物进出口等领域的病毒消杀，为冷链产业、海关检测提供有力支撑。涉及的应用市场是必须性市场，一旦启用该技术，必然是强制性介入，在需求侧也必然深受欢迎。

2.应用市场分析

(1) 冷链物流产业

据中物联冷链委资料，《2019-2025年中国冷链物流行业市场》报告中指出，预计中国冷链市场规模将在2025年达到5220亿元，2018年至2025年的年复合增长率为8.5%。

此次疫情爆发促使国内外食品行业更加重视食品质量和安全问题，因此冷链食品的高效消杀成为当务之急。面对如此庞大的冷链产业需求，传统化学、辐照杀菌均存在严重缺陷，而等离子体技术具有绿色无毒、快速高效、低能耗、无死角消杀的优势，应用前景广阔。

(2) 海关进出口检测

疫情期间，食品表面及其外包装都有可能被病毒污染。新冠病毒在低温条件下存活时间长，因此进口冷链产品成为新冠病毒跨境传播的重要载体。截至2021年1月13日，全国口岸已对1317万件进口冷链食品外包装进行预防性消毒，在抽检的1295692个样本，检出核酸阳性47个。因此，我国急需加大对进口冷链食品及其外包装的新冠病毒核酸检测，并进行及时消杀。此时，效率高、速度快的等离子体技术，毫无疑问是海关消杀工作的重要选择。

四、技术成熟度

√概念验证 √原理样机 □工程样机 √中试 √产业化

本项目技术成熟度达到5 级，已完成等离子体消毒模块的设计和研发，开展了等离子体对冷冻猪肉和鸡翅的消毒灭菌实验研究，获得了符合食品卫生安全标准的规律性效果，证明了项目方案可行性，为装置集成和参数优化奠定了基础。

五、合作方式

√联合研发 √技术入股 □转让 √授权（许可）√面议