(میکروب زدائی) گند زدایی
دستگاه MCR ساخته شده توسط شرکت تحقیقاتی مهندسی افرا صنعت کیمیا با استفاده از پالس های الکتریکی (Pulse
Electrical Field)توان انگل زدایی ، میکروب زدائی ، از بین بردن باکتری ها و ضدعفونی کردن آب در ظرفیت های بالا
را دارد.
در ضدعفونی آب به روش میدان الکتریکی پالسی، به جای تزریق ترکیبات شیمیایی در آب که باعث تولید محصولات
جانبی می‌شود، از پالس های الکتریکی ولتاژ بالا استفاده می‌گردد. مزیت این روش شامل از بین بردن میکروب‌ها،
عدم تولید محصولات
جانبی مضر برای سلامتی انسان، بازدهی بسیار بالا و هزینه کم در مقایسه با سایر روشهای ضدعفونی و ...
است.
ایجاد شدت خاصی از میدان الکتریکی (فرا تر از آستانه تحمل) جهت مهار فعالیت میکروارگانیسم‌ها و آنزیم ها
لازم است. بر اساس تئوری انقطاع دی الکتریک، میدان الکتریکی خارجی یک اختلاف پتانسیل الکتریکی در غشا سلولی القا
می کند که به پتانسیل انتقال غشایی معروف است. وقتی که پتانسیل انتقال غشایی به حد آستانه یا بحرانی برسد،
منافذی در غشا سلول ایجاد می گردد و در نتیجه آن نفوذ پذیری غشای سلول افزایش می یابد. چنانچه قدرت میدان
الکتریکی خارجی برابر و یا کمی بیشتر از حد بحرانی باشد، تغییر ایجاد شده در غشای سلولی قابل برگشت است. حد
آستانه پتانسیل انتقال غشایی به نوع میکرو ارگانیسم، آنزیم و محیطی که میکرو ارگانیسم یا آنزیم در آنها قرار می
گیرد، بستگی دارد.
شدت میدان الکتریکی جهت میکروب زدایی آب بستگی به نوع میکرو ارگانیسم و آنزیم های موجود
در آن دارد. البته استفاده از میدان های الکتریکی پالسی جهت غیر فعال سازی میکرو ارگانیسم ها به عوامل دیگری
شامل درجه حرارت، pH، قدرت یونی مواد موجود در آب، مدت اثر میدان الکتریکی و مرحله رشد میکرو ارگانیسم ها نیز
بستگی دارد.
سرعت غیرفعال شدن میکرو ارگانیسم ها با افزایش قدرت میدان الکتریکی، تعداد پالسها، مدت زمان هر پالس، شکل هر
پالس، دمای محیط، مرحله رشد باکتری و قدرت یونی محیط افزایش می یابد.
تماس سلول های بیولوژیکی با میدان الکتریکی یک اثر یونی پانچ ترو (Ionic Punch- through effect) به وجود
آورده و موجب تخریب دی الکتریکی غشای سلول می شود، اثر یونی پانچ ترو، افزایش سریع هدایت الکتریکی غشاء را به
همراه دارد و تواماً با حرکت یونی است. تغییر خاصیت نفوذ پذیری و ساختمان غشاء که در ولتاژ بحرانی تخریب مشاهده
می شود، تخریب دی الکتریکی سلول نامیده می شود. در مورد سلول های قرمز خونی و باکتریها، استفاده از میدان های
الکتریکی ( در تماس الکتریکی مستقیم ) با شدت 2.7-11.7 volt/cm
موجب تخریب دی الکتریکی غشاهای سلولی می شود.
هنگامی که دولایه کیسه فسفو لیپیدی در معرض یک میدان الکتریکی شدید قرار می گیرد ( به علت
حرکت یونها در طول خطوط میدان الکتریکی ) پلاریزه می شود. دو لایه لیپیدی محیط هدایتی ضعیفی است. لذا یونها در
سطح دو لایه جمع شده و یک پتانسیل ورا غشایی به وجود می آورند. هرگاه پتانسیل وراغشایی ایجاد شده بیشتر از
پتانسیل طبیعی سلول (حدود یک ولت ) باشد، غشا پاره می شود. پتانسیل وراغشایی حاصل تابعی از شدت میدان الکتریکی و
اندازه سلول است.
تخریب سلول را می توان بر اساس تراکم غشاها در میدان های الکتریکی شدید نیز توضیح داد. در یک مدل ساده
سلولی، غشای سلول یک خازن تلقی می شود که از یک ماده دی الکتریک با ثابت دی الکتریک پایین پر شده است. ثابت دی
الکتریک ساختمان دو لایه لیپیدی غشای سلول معادل 2 است. ثابت دی الکتریک داخل سلول بسیار بیشتر از دی الکتریک
غشای سلول است. اگر ثابت دی الکتریک محیط اطراف سلول ها بالا باشد، بارهای آزاد در هر دو سطح غشاء تجمع می
یابند. القای یک میدان الکتریکی خارجی سبب تجمع بارهای سطحی اضافی و افزایش اختلاف پتانسیل روی غشا می شوند.
بارهای تجمع یافته در سطح غشا مخالف و یکدیگر را جذب می کنند و در نتیجه غشا متراکم می شود.
با افزایش زمان تماس و شدت میدان الکتریکی به بیش از حد آستانه آن نواحی بیشتری از غشا تجزیه می شوند. اگر
اندازه و تعداد منافذ نسبت به سطح کل غشا بیشتر شوند، تجزیه غشاء سبب تخریب فیزیکی سلول می شود.
غشا در سه مرحله تجزیه می شود:
1- افزایش نوسانات سطح غشاء
2- جنبش آرایش مولکولی که باعث عدم پیوستگی غشاء می شود.
3- گسترش منافذ که موجب تجزیه میکانیکی سلول می شود.
درغیاب میدان الکتریکی، گذرگاه پروتئینی از میان غشا تشکیل نخواهد شد. تماس با میدان الکتریکی سبب تراکم
غشا می شود و واحدهای پروتئینی یک گذرگاه، هدایتی از میان غشا تشکیل می دهند و در نتیجه آن نفوذ پذیری غشا
افزایش می یابد.
هنگامیکه میدان الکتریکی شدید به کار رفته از آستانه پتانسیل ورا غشایی تجاوز می کند، بی نظمی های ساختمانی
ناگهانی موجود در غشا به داخل منافذ توسعه می یابند و تجزیه صورت می گیرد.
در این هنگام است که تمامی میکرو ارگانیسم ها، باکتری ها و انگل ها نابود و در نتیجه آبی عاری از هر
گونه
آلودگی بیولوژیکی (زنده) تولید خواهد شد.
