跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.200.86.95) 您好!臺灣時間:2024/05/30 04:56
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳哲銘
研究生(外文):Che-Ming Chen
論文名稱:水中電漿系統開發應用於蓋斑鬥魚斷尾回復速率與生長速率之評估
論文名稱(外文):Development and application of plasma system in water to assess the tail-back recovery rate and growing rate of Macropodus opercularis
指導教授:王明誠王明誠引用關係
指導教授(外文):Ming-Chen Wang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:生物醫學工程研究所
學門:生命科學學門
學類:生物化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:水電漿大腸桿菌台灣蓋斑鬥魚魚隻生長加速魚隻斷尾回復
外文關鍵詞:hydroponic plasmaEscherichia coliParadise fishincrease growth of fishfish tail recovery
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:204
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
近年來養殖觀賞魚已相當普及,而一般養殖觀賞魚中常見問題多因水質發生問題而未能得到完善的控制,使得細菌容易在幼魚時期侵入導致死亡,而成魚鬥爭也容易造成傷口使其受到細菌感染難以回復,如果能將幼魚成長時期縮短、成魚傷口回復速率提升便可提升養殖魚的品質。本研究所使用台灣蓋斑鬥魚從幼魚養殖至成魚約需3個月時間,而市面上能夠買到的幼魚為已成長2個月,剩餘1個月才能養成至成魚,使用本研究自行開發的大氣電漿設備應用於水中之反應器,在其工作電壓Vp-p為10.6 kV,工作電流Ip-p為2.7 A,頻率為102.4 kHz,消耗功率為18.49 W的參數下持續施打電漿20天,能使幼魚成長至成魚,且施打電漿組可提升幼魚生長速率約2倍,在實驗中以電漿系統施打於成魚模擬傷口組水中,發現成魚傷口回復速率提升10%。電漿施打於水中能將水轉換為電漿活化水,電漿活化水伴隨著活性氧物種,將其作用在水中魚類生長與傷口回復,本電漿系統主要優勢為無滅菌專一性、無熱效應以及無電刺激,並可對水質中的微生物進行滅活,藉由淨化及控制水質提升魚隻生長速率。本電漿反應器在經過水中循環30分鐘能有效降低水中微生物含量,同時緩慢降低其酸鹼度、水中有機廢物之降解並維持水質在一定的標準內。因此本研究設計與開發出一組大氣低溫電漿系統應用於水質優化,可提升幼魚成長速率與加速成魚傷口回復,未來若是能將其技術應用至其他魚隻品種上,相信能帶來更高更遠的效益。
In recent years, the culture of ornamental fish has become quite popular, and most of the common problems in the general culture of ornamental fish have not been properly controlled due to water quality problems, making it easy for bacteria to invade during the period of ornamental juvenile fish, and the struggle between adult fish groups will also make the fish body difficult to recover from the wounds caused by bacteria. If the growth period of the juvenile fish is shortened and the recovery rate of the adult fish is increased, the quality of the cultured fish can be improved. For the juvenile fish grow to the adult fish, it takes about 3 months, and the juvenile fish that can be purchased from the market has grown for 2 months, and the remaining one month can be used to grow into adult fish. The self-developed atmospheric plasma equipment is applied to the water. It has a working voltage Vpp of 10.6 kV, an operating current Ipp of 2.7 A, operating frequency of 102.4 kHz, and a total power consumption of 18.49 W for 20 days. The juvenile fish can be grown effectively to adult fish, and the plasma-burning group can increase the growth rate of juvenile fish by about 2 times. In the experiment, the plasma system is applied to the simulated fish group in the simulated wound group, and the recovery rate of the adult fish wound is increased by 10%. When the plasma is applied in water, the water can be converted into plasma-activated water. The main advantages of the plasma system can have sterilization effect on any bacteria, no thermal effect and no electrical stimulation. Microbes are inactivated to improve the growth rate of fish by purifying and control the water quality. The plasma reactor can effectively reduce the microbial content in water by circulating water for 30 minutes, while slowly reducing its pH, degrading organic waste in water and maintaining water quality at a certain level. Therefore, this research is focus at design and develop an atmospheric low temperature plasma system apply to water quality optimization that can increase the growth rate of juvenile fish and accelerate the recovery of adult fish wounds. If the future can apply this technology to other fish species, it is believed to bring higher benefits.
目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 III
圖目錄 IX
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2文獻回顧 2
1-2-1介質阻擋放電反應器浸入廢水中之應用 2
1-2-2 DBD反應器應用於水中細菌滅活實驗 3
1-2-3非熱電漿活化水對細菌滅活研究 3
1-3研究動機與目的 4
第二章 理論基礎 5
2-1 飼養觀賞魚方法 5
2-2 監測觀賞魚水質 5
2-3魚隻常見疾病 6
2-3-1感冒 6
2-3-2細菌感染 7
2-3-3黴菌感染 7
2-4電漿基本原理 8
2-4-1 電漿簡介 8
2-4-2 非平衡電漿 9
2-5 電漿檢測理論 12
2-5-1 Q-V Lissajous Figure 原理 12
2-5-2 光學放射光譜儀原理 14
2-6 微生物基礎理論 15
2-6-1 微生物簡介 15
2-7 電漿滅菌原理 17
2-7-1 電漿滅菌原理 17
2-7-2 生存曲線概論 17
第三章 研究材料與方法 19
3-1 研究架構 19
3-2電漿系統設計與檢測 20
3-2-1 電漿系統設計 20
3-2-2 電漿系統-電性檢測 22
3-2-3 電漿系統-溫度檢測 23
3-2-4 電漿系統-激發物種檢測 24
3-3菌種培養與製備 24
3-3-1 菌株來源與保存 25
3-3-2 培養基來源及製備 27
3-3-3 懸浮菌體之培養 28
3-4 循環系統介紹 28
3-5電漿滅菌 29
3-5-1水循環實驗(無電漿處理) 29
3-5-2 電漿滅菌實驗 30
3-6 電漿系統-臭氧濃度檢測 31
3-7 魚隻實驗 32
3-7-1 成魚傷口回復速率 32
3-7-2 幼魚成長速率影響 34
3-8魚隻水質檢測 35
3-9 水中活性氧檢測 35
3-9-1 電漿水中ROS含量實驗 36
3-9-2電漿水中ROS含量變化實驗 36
3-9-3電漿水中ROS退化實驗 36
第四章 結果與討論 37
4-1 電漿系統檢測 37
4-1-1電漿系統-電漿形貌 37
4-1-2電漿系統-電性檢測 38
4-1-3電漿水系統-溫度檢測 41
4-1-4電漿系統-激發物種檢測 41
4-2 電漿滅菌效能評估 42
4-3 水中臭氧測試 45
4-4 魚隻實驗 46
4-4-1 成魚斷尾恢復速率 46
4-4-2 幼魚成長速率 48
4-5 魚隻水質檢測 50
4-5-1成魚斷尾實驗水中pH值檢測 50
4-5-2成魚斷尾實驗水中電導度檢測 51
4-5-3成魚斷尾實驗水中溫度檢測結果 51
4-5-4幼魚成長實驗水中pH檢測 52
4-5-5幼魚成長實驗水中電導度檢測 53
4-5-6幼魚成長實驗水中溫度檢測 53
4-6水中活性氧檢測結果 54
4-6-1電漿水ROS含量實驗 54
4-6-2 水電漿水ROS含量變化實驗 55
4-6-3 水中ROS退化實驗 56
第五章 結論與未來展望 58
5-1結論 58
5-1-1 電漿硬體系統製作 58
5-1-2微生物菌體培養與滅菌 58
5-1-3 幼魚生長、成魚斷尾影響及水質控制 59
5-1-4 水中活性氧檢測 59
5-2未來展望 60
參考文獻 61

圖目錄
圖2- 1負載電壓與電荷量法 12
圖2- 2 Q-V Lissajous 圖形示意圖 14
圖2- 3革蘭氏陰性菌與革蘭氏陽性菌構造[23] 16
圖2- 4殘留曲線示意圖[27] 18

圖3- 1研究架構 20
圖3- 2水中電漿電源系統電路圖 21
圖3- 3水中電漿反應器側面圖 22
圖3- 4電漿電性檢測架設圖 23
圖3- 5水電漿系統溫度檢測示意圖 24
圖3- 6激發物種檢測 24
圖3- 7菌種活化步驟示意圖(取自啟新科技) 26
圖3- 8菌種保存管(取自啟新科技) 27
圖3- 9魚缸與反應器整體架構 29
圖3-10循環實驗步驟圖 30
圖3- 11電漿滅菌實驗步驟圖 31
圖3-12台灣蓋斑鬥魚[28] 32
圖3-13為成魚切除其尾巴圖 33
圖3-14魚隻實驗整體步驟 33
圖3-15為魚隻量測示意圖 34
圖3-16為幼年魚圖 34

圖4- 1應用於水之大氣低溫電漿激發圖 38
圖4- 2一次高壓Damping波形 39
圖4- 3每組群聚高壓Damping波形 39
圖4- 4電漿激發時電壓電流圖 40
圖4- 5電漿激發時消耗功率 40
圖4- 6電漿激發溫度與時間之結果圖 41
圖4-7 電漿激發光譜(200 nm~1000 nm) 42
圖4-8 水循環實驗細菌存活量結果 43
圖4- 9 E.coli 滅菌率定量結果 44
圖4- 10臭氧濃度比色卡 45
4- 11 臭氧濃度測試圖 45
圖4- 12臭氧濃度結果圖 45
圖4- 13 成魚斷尾實驗結果 47
圖4- 14 成魚斷尾恢復控制組。(A)Day0;(B)Day3;(C)Day6;(D)Day9;(E)Day12 47
圖4- 15成魚斷尾恢復電漿組。(A)Day0;(B)Day3;(C)Day6;(D)Day9;(E)Day12 48
圖4- 16幼魚成長實驗結果圖 49
圖4- 17幼魚成長控制組。(A)Day0;(B)Day4;(C)Day8;(D)Day12;(E)Day16 49
圖4- 18幼魚成長電漿組。(A)Day0;(B)Day4;(C)Day8;(D)Day12;(E)Day16 49
圖4- 19 成魚斷尾實驗水中pH值檢測結果 50
圖4- 20成魚斷尾實驗水中電導度(EC)檢測結果 51
圖4-21成魚斷尾實驗水中溫度檢測結果 52
圖4- 22 幼魚成長實驗水中pH值檢測結果 52
圖4- 23幼魚成長實驗水中電導度(EC)檢測結果 53
圖4- 24幼魚成長實驗水中溫度檢測結果 54
圖4- 25活性氧物種測試結果 55
圖4- 26活性氧物種含量變化 56
圖4- 27活性氧物種退化情形 57

表目錄
表3-1 菌種名稱與編號 26
表3-2 本研究使用之培養基 28
表3-3菌種吸光值 29
[1]林彥宏(2016)。國際觀賞魚政策法規分析。
[2]蘋果日報(2008)。觀賞魚生病照顧法 保持水質穩定 魚兒健康游。2017年2月12日取至https://tw.lifestyle.appledaily.com/daily/20080120/30186880/
[3]Young Sun Mok , Jin-Oh Jo , Heon-Ju Lee , Hyun Tae Ahn , Jeong Tai Kim(2007). Application of Dielectric Barrier Discharge Reactor Immersed in Wastewater to the Oxidative Degradation of Organic Contaminant. Plasma Chem Plasma Process.
[4]Mercado-Cabrera,Arturo E. Muñoz-Castro, and Juan Manuel Belman-Flores. 07 June (2016). Experimental Evaluation of DBD Reactor Applied to Bacterial Inactivation in Water Flowing Continuously. IEEE Transactions on Plasma Science: 2653 – 2659.
[5]Qian Zhang, Yongdong Liang, Hongqing Feng, Ruonan Ma, Ying Tian, Jue Zhang, , and Jing Fang. (2013). A study of oxidative stress induced by non-thermal plasma-activated water for bacterial damage. American Institute of Physics Appl. Phys. Lett. 102, 203701 ; doi: 10.1063/1.4807133
[6]Adam, et al (2014).Plasma deactivation of oral bacteria seeded on hydroxyapatite disks as tooth enamel analogue.American journal of dentistry27.2: 84.
[7]Alkawareek,Mahmoud Y., et al(2012).Eradication of Pseudomonas aeruginosa biofilms by atmospheric pressure non-thermal plasma.PloS one7.8;e44289
[8]Flynn, Padrig B., et al (2015). "Bactericidal efficacy of atmospheric pressurenon-thermal plasma (APNTP) against the ESKAPE pathogens."International journal of antimicrobial agents46.1 (2015): 101-107.
[9]水質管理與控制(2007)。第六章 水質管理與控制。2017年3月15號取至http://www.tfrin.gov.tw/dl.asp?fileName=6615929397.pdf

[10]魚隻疾病介紹(2006)金魚常見疾病-白點病。2018年2月6號取至http://web.idv.nkmu.edu.tw/~1001131101/new_page_white%20dot.htm

[11]魚隻疾病介紹(2006)金魚常見疾病-水黴病。2018年2月6號取至http://web.idv.nkmu.edu.tw/~1001131101/new_page_water%20mold.htm
[12]陳彥政。2004。電弧放電之研究及應用。國立成功大學化學工程研究所碩士論文。
[13]Goldman, M., and R. Sigmond( 1982). "Corona and insulation."IEEE Transactions on Electrical Insulation: 90-105.
[14]Eliasson, Baldur, and Ulrich Kogelschatz (1991). "Modeling and applications of silent discharge plasmas."IEEE Transactions on plasma science: 309-323.
[15]Eliasson, Baldur, and Ulrich Kogelschatz(1991). "Nonequilibrium volume plasma chemical processing."IEEE transactions on plasma science: 1063-1077.
[16]B. Chapman. (1980). "Glow discharge processes: sputtering and plasma etching", wiley.
[17]Chang, J-S., Phil A. Lawless, and Toshiaki Yamamoto(1991). "Corona discharge processes."IEEE Transactions on plasma science: 1152-1166.
[18]Kogelschatz, Ulrich, Baldur Eliasson, and Walter Egli.(1999). "From ozone generators to flat television screens: history and future potential of dielectric-barrier discharges."Pure and Applied Chemistry: 1819-1828.
[19]柯智偉(2009)。高頻高壓交流脈衝供電系統之研製。台南科技大學電機工程系碩士學位論文。
[20]戴佛香。2001。微生物學(上)。台灣商務印書出版。
[21]徐明達。2012。細菌的世界。二魚文化。
[22]革蘭氏陰陽性菌。小小整理。2017年3月18日取至https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiTye77-arfAhUEUrwKHYkTAvUQMwgmKAAwAA&url=https%3A%2F%2Fsmallcollation.blogspot.com%2F2013%2F06%2Fgram-positive-bacteria.html&psig=AOvVaw0HAweWfIGYbkwc6bGaTwXN&ust=1545276575271678&ictx=3&uact=3.
[23]王希成。2001。生物化學。清華大學出版社。
[24]Moisan, M., et al.(2001). "Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms."International journal of Pharmaceutics: 1-21.

[25]Joshi, Suresh G., et al. (2011). "Nonthermal dielectric-barrier discharge plasma-induced inactivation involves oxidative DNA damage and membrane lipid peroxidation in Escherichia coli."Antimicrobial agents and chemotherapy: 1053-1062.
[26]Mendis, D. A., M. Rosenberg, and F. Azam(2000)."A note on the possible electrostatic disruption of bacteria."IEEE transactions on plasma science: 1304-1306.
[27]T. Brock, 謝哲松翻譯(1995)。微生物生物學。國立編譯館。
[28]wikipedia.蓋斑鬥魚-維基百科。2018年6月12日取至https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%93%8B%E6%96%91%E9%AC%A5%E9%AD%9A
[29]黃盟元(2014)。活性氧。分子與細胞、生命科學、細胞生理。2018年11月19日取至http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=53208
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top