1. Bản chất kỹ thuật: Một hệ thống xử lý với đầy đủ buồng plasma, máy rửa, máy tạo nước oxy hóa, máy tiệt trùng không khí v.v. làm việc đồng bộ với nhau nhờ bộ điều khiển trung tâm, người dùng có thể theo dõi, quan sát, thu thập dữ liệu và điều khiển từ xa.

2. Cơ chế hoạt động: Không gian xử lý rau củ sẽ gồm ba vùng đóng kín theo nguyên tắc một chiều. Vùng (I) là công đoạn chuẩn bị với các bước phân loại và vệ sinh thô. Vùng (II) là công đoạn làm sạch và tiệt trùng, rau củ sẽ được đưa lên băng tải rửa bằng nước oxy hóa bậc cao và sau đó là nước sạch. Công đoạn này gồm có máy tạo nước nano bubble oxy hóa bậc cao và máy tạo nước sạch. Vùng (III) là công đoạn đóng gói với máy tiệt trùng bề mặt bao bì. Ở cả vùng (II) và vùng (III) sẽ có máy tạo khí sạch liên tục hoạt động để đảm bảo môi trường không khí tiệt trùng. Các loại máy này tiệt trùng, làm sạch đều được kết nối với một chiếc máy tạo nguồn plasma.

3. Ứng dụng trong thực tế: Quy trình tiệt trùng rau quả bằng công nghệ plasma

Đối với rau quả tươi, khả năng cạnh tranh của người bán sẽ tăng lên khi họ sở hữu được “bí quyết” bảo quản lâu mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm. Muốn thế cần phải “điều khiển” các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm như nguồn vi khuẩn, lượng hóa chất tồn dư trên bề mặt rau củ, vi khuẩn, nấm mốc v.v. Công nghệ plasma có thể giải quyết lần lượt những vấn đề đó bằng cách làm sạch nước rửa rau củ, không khí, dụng cụ, bao bì đóng gói trong môi trường sản xuất, như vậy ta có thể phần nào cắt được nguồn vi khuẩn, lượng tồn dư hóa chất trên bề mặt, ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc.

Với nghiên cứu của mình, PGS.TS Trần Ngọc Đảm và các cộng sự nhận thấy rằng plasma xảy ra trong nước cũng sẽ mang nồng độ cao ozon, hydro peroxit và gốc hydroxyl tự do. Các chất này tiệt trùng rất mạnh và loại bỏ hóa chất bề mặt rau quả. Quá trình xử lý bằng công nghệ plasma lạnh hiệu quả rất cao trong khâu khử trùng, diệt khuẩn nấm mốc và hóa chất, tạo ra nước sạch để rửa.

Tuy nhiên, nếu chỉ dừng lại ở đây thì nước sẽ chỉ đơn thuần có tác dụng rửa sơ bề mặt của rau củ, chứ chưa thể làm sạch phần vi khuẩn, nấm mốc sâu bên trong các loại rau ăn lá như xà lách, cải bẹ. Vì vậy nhóm đã thử nghiệm sử dụng plasma kích hoạt những chất oxy hóa bậc cao, sau đó gói chúng vào các hạt nano rất nhỏ. Hạt nano phân bố đều trong nước và đi vào các kẽ hở nhỏ nhất của rau củ quả và nổ tung ra. Hạt nano nhờ chứa chất oxy hóa cao tiệt trùng nên có thể làm sạch lượng tồn dư hóa học, vi khuẩn trên bề mặt rau củ quả.

Đối với khí sạch, không khí sẽ đi qua buồng plasma, các loại vi khuẩn tồn tại dưới chuỗi hydrocarbon và sẽ bị bẻ gãy nhờ các chất oxy hóa bậc cao OH, H₂O₂, O₂... có trong môi trường plasma. Ngoài ra, còn một lượng nhỏ OH, và O₂ trong không khí tiếp tục làm sạch không khí.

Băng tải rửa rau trong quy trình do nhóm của PGS.TS Trần Ngọc Đảm đề xuất.

Hiệu quả đã kiểm chứng: Nhóm nghiên cứu đã kiểm chứng trên các loại rau củ khác nhau. Chẳng hạn với rau xà lách, nhóm thu thập hai mẫu rau cùng một nguồn và bảo quản trong điều kiện giống nhau. Một mẫu sẽ được giữ nguyên và một mẫu được xử lý qua hệ thống tiệt trùng, bảo quản bằng công nghệ plasma. Sau khoảng ba ngày, mẫu rau đối chứng bắt đầu xuất hiện lá úng, lá héo; mẫu được xử lý xuất hiện dấu hiệu hư hỏng sau chín ngày - lâu gấp ba lần mẫu đối chứng. Nhóm nghiên cứu thậm chí đã tiến hành thử nghiệm bảo quản thành công rong nho - một sản phẩm rất dễ hư hỏng, thời gian sử dụng ngắn.