CaviPlasma – zařízení na čištění kapalin pomocí nízkoteplotního plazmatu
Oblast: Materiálové vědy | Plazmová technologie
Motivace/současný stav:
Mikropolutanty představují aktuální problém při čištění odpadních vod. Předpokládá se, že nová legislativa bude požadovat výrazné zlepšení odstraňování polutantů z odpadních vod, jako jsou léčiva (analgetika, antibiotika, antidepresiva atd.), herbicidy, pesticidy, estrogeny a těkavé organické látky. Ty však nelze odstranit pouze mechanickým nebo biologickým čištěním.
Naše zařízení – CaviPlasma – je pokročilá oxidační technologie, která výše uvedené mikropolutanty účinně odstraňuje.
Kromě toho dokáže produkovat i tzv. plazmově aktivovanou vodu s obsahem kyslíku, kterou lze použít jako ekologicky šetrný dezinfekční prostředek.
Popis technologie:
Vynález se týká způsobu generování nízkoteplotního plazmatu v kapalinách, který je vhodný pro plazmovou úpravu kapalin, pevných látek i plynů. Zařízení je využitelné k dekontaminaci vod, a to jak odpadních vod, tak pro desinfekci pitné a užitkové vody. Dále lze využít zařízení na úpravu kapalin na bázi uhlovodíků jako jsou např. oleje, barvy apod. Princip zařízení je založen na generování plazmatu v oblasti kavitace, tj. míst kde dochází k přeměně kapaliny na páru.
CaviPlasma využívá synergického efektu hydrodynamické kavitace a nízkoteplotního plazmového výboje. Hydrodynamická kavitace vytváří plynné prostředí z nasycených par, které je příznivé pro zapálení plazmového výboje mezi elektrodami o vysokém napětí. Plazmový výboj vyvolává plazmochemické reakce a UV záření. Výsledná disociace molekul vody vytváří hydroxylové radikály OH-, které pak tvoří peroxid vodíku se silnými oxidačními účinky.
CaviPlasma byla úspěšně testována na odstraňování zbytků léčiv (analgetika, antibiotika, antiepileptika), estrogenů (4 typy), bakterií (S. aureus, E. coli, Flavobacterium), sinic a řas.
Plazmou aktivovaná voda byla úspěšně použita k odstranění rezistentních kmenů S. aureus, E. coli, Pseudomonas aeruginosa v nemocničním prostředí.
Výhody technologie:
- účinné odstraňování mikropolutantů pomocí oxidace (peroxid vodíku, silné elektrické pole)
- lze použít k odstraňování biologických i chemických kontaminantů
- ve srovnání s jinými plazmovými technologiemi se CaviPlasma vyznačuje vysokým průtokem vyčištěné vody (až 15 m3/hod. u našeho největšího zařízení)
- příkon menší než 1 kW/m3
Aplikační oblast:
- odstraňování mikropolutantů z odpadních vod (léčiva, pesticidy, herbicidy, estrogeny)
- terciární čištění odpadních vod
- odstranění patogenních mikroorganismů (bakterie, sinice, viry)
- odstranění řas (chladicí věže a potrubí)
- příprava plazmou aktivované vody (PAW) pro dekontaminaci povrchů
- použití v zemědělství (proti houbovým, bakteriálním a virovým chorobám rostlin), zlepšení klíčivosti semen
- eliminace bakterií v chovech ryb
- plazmová úprava kapalin, pevných látek a plynů
- úprava kapalin na bázi uhlovodíků, jako jsou oleje nebo barvy
Komerční příležitost:
- Hledáme partnera pro licencování technologie a její uplatnění v praxi.
- Hledáme investičního partnera k dovyvinutí technologie a pro případné založení spin-off společnosti.
Ochrana duševního vlastnictví:
patentováno
Aktuálně: Podání mezinárodní ochranné známky Caiplasma
Masarykova univerzita společně s VUT v Brně a Botanickým ústav AV ČR podala žádost o registraci mezinárodní ochranné známky Caviplasma. Tato žádost logicky navazuje na mezinárodní patentovou přihlášku ke společnému vynálezu chránicí zařízení, které pomocí výboje nízkoteplotního plazmatu generovaného v prostředí hydrodynamické kavitace nalézá uplatnění při kvarterním čištění odpadních vod. Zařízení Caviplasma dokáže eliminovat stopová množství organických polutantů a navíc pomocí generovaných molekul peroxidu vodíku má takto upravená voda desinfekční účinky. K tomuto vynálezu již výše zmíněné instituce uzavřely dvě licenční smlouvy, které umožňují komerčním partnerům testování v reálném provozu čističek odpadních vod a garantují možnost uzavření následné licence na výrobu a prodej takových zařízení. Ochranná známka Caviplasma tak bude vhodným nástrojem k ochranně značky, který bude komerčním partnerům nabídnut k licenci.