紫外光應(yīng)用及殺菌原理
紫外線劑量在滅菌過程中起著至關(guān)重要的作用。在紫外劑量充足的條件下,失活的病毒細(xì)菌不會(huì)復(fù)活,但劑量不足時(shí),許多被紫外線照射失活的病毒細(xì)菌可通過光的協(xié)助作用修復(fù)自身被破壞的結(jié)構(gòu)。
紫外光殺菌原理
按照波長,紫外(Ultra Violet,UV)光通常分為UVA(315nm-400nm)、UVB(280nm-315nm)、UVC(200nm-280nm)。其中波長UVC波段又稱為“日盲”波段,由于大氣中臭氧的強(qiáng)烈吸收,在近地太陽光譜中幾乎不含有該波段紫外光。
UVC主要應(yīng)用主要包括水/空氣/表面的消毒/凈化、分析儀器(分光光度法、液相色譜、氣相色譜等),礦物分析。UVC波段波長短,能量高,短時(shí)間內(nèi)破壞微生物機(jī)體(細(xì)菌、病毒等病原體)細(xì)胞中分子結(jié)構(gòu),通過破壞微生物的DNA和RNA阻止其繁殖,可以實(shí)現(xiàn)高效快速的廣譜殺菌效果,從而對水、空氣和物體表面進(jìn)行殺菌消毒,使細(xì)胞無法再生,因此廣泛應(yīng)用于如水、空氣等的殺菌消毒。數(shù)據(jù)顯示,僅以30mW/cm2的UVC紫外輻照強(qiáng)度,一秒鐘即可對絕大部分細(xì)菌實(shí)現(xiàn)近乎100%的殺滅,效果非常顯著,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。在個(gè)人健康和家庭衛(wèi)生領(lǐng)域,紫外光可用于水杯碗筷消毒、空氣凈化除菌、殺滅瞞蟲、鞋襪殺菌除臭、嬰兒奶瓶消毒等。
紫外殺菌效果
根據(jù)微生物種類不同,紫外殺菌時(shí)間和劑量也各不相同。不同的細(xì)菌種類對紫外線的吸收峰值不同。如 DNA、大腸桿菌的最大吸收波長均為265nm,而隱孢子菌、噬菌體的最大吸收波長分別為261nm和271nm。因此所需的殺菌時(shí)間也應(yīng)有所不同。當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度為3×104μW/cm2時(shí),殺滅病毒及細(xì)菌、霉菌孢子、藻類 細(xì)菌所需時(shí)間分別為0.1~1.0s,1.0~8.0s,5.0~40.0s。根據(jù)中國疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所專家董小平研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)度大于90 μW/cm2的UVC照射冠狀病毒,30分鐘就可以殺滅SARS病毒。紫外線劑量在滅菌過程中起著至關(guān)重要的作用。紫外劑量可以表示為紫外線強(qiáng)度與照射時(shí)間的乘積。在紫外劑量充足的條件下,失活的病毒細(xì)菌不會(huì)復(fù)活,但劑量不足時(shí),許多被紫外線照射失活的病毒細(xì)菌可通過光的協(xié)助作用修復(fù)自身被破壞的結(jié)構(gòu)。在紫外劑量相同時(shí),可采用高強(qiáng)度、短時(shí)間或低強(qiáng)度、長時(shí)間的照射方式,以達(dá)到殺菌目的。殺滅1×104 個(gè)/mL的螺旋桿菌,所需紫外劑量30 mJ/cm2左右,而殺滅同樣數(shù)量的孢子,則需要70 mJ/cm2 左右的紫外劑量。
常用紫外線殺菌照射劑量情況
紫外LED消毒產(chǎn)品應(yīng)用情況
紫外殺菌消毒產(chǎn)品主要應(yīng)用于水體殺菌、空氣殺菌、物體表面殺菌三大領(lǐng)域。隨著LED技術(shù)的發(fā)展,效率的提升,將在這些領(lǐng)域從小功率到中功率再到大功率,逐漸替代傳統(tǒng)汞燈光源。
水消毒領(lǐng)域
水消毒是一項(xiàng)多專業(yè)融會(huì)貫通的典型終端應(yīng)用,其產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要的技術(shù)包括光學(xué)設(shè)計(jì),熱學(xué)設(shè)計(jì),材料匹配,零件裝配等諸多技術(shù)。作為紫外LED的最成熟和有效的應(yīng)用,水殺菌模組可以分為靜態(tài)水殺菌和流動(dòng)水殺菌兩個(gè)大類。
1.靜態(tài)水殺菌靜態(tài)水殺菌是指對儲(chǔ)水的空間(容器)內(nèi)的水進(jìn)行殺菌抑菌,儲(chǔ)水容器由于通常會(huì)長時(shí)間靜止,在溫度合適的情況下,會(huì)容易細(xì)菌滋生而造成細(xì)菌超標(biāo)。靜態(tài)水殺菌模組針對這種情況,通過定時(shí)開啟殺菌而使其達(dá)到和保持一個(gè)較低的細(xì)菌水平。根據(jù)產(chǎn)品的殺菌定位分為抑菌和殺菌。殺菌和抑菌兩者并無本質(zhì)的不同,其根本目的在于使被作用的水體保持長期的無菌或者較低的細(xì)菌水平。
青島螢光創(chuàng)新通過和國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)光源廠家深度戰(zhàn)略合作,根據(jù)殺菌需求定制化的生產(chǎn)光源以達(dá)到殺菌和光源的合理匹配。目前公司產(chǎn)品光源輸出及穩(wěn)定性和壽命達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
2.流動(dòng)水殺菌流動(dòng)水殺菌和靜態(tài)水殺菌不同,通過高功率的紫外輻射單元,對流經(jīng)殺菌模組的水體進(jìn)行高效的瞬間殺菌,使流經(jīng)殺菌模組的水體達(dá)到一個(gè)無菌或者細(xì)菌含量極低的水平。
青島螢光創(chuàng)新結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景,開發(fā)了多種過流式殺菌模組。主要有:超微型過流式殺菌模組,針對殺菌需求在500ml/min以下的場景。微型殺菌模組,500ml~1L/min標(biāo)準(zhǔn)款殺菌模組:適合1L~2L/min的流動(dòng)加強(qiáng)款殺菌模組:適合2L~4L/min的流動(dòng)水殺菌大型及特大型殺菌模組:適合10L以上到500L/min的流動(dòng)水殺菌。 值得關(guān)注的是,為徹底解決飲用水殺菌的菌落超標(biāo)隱患,螢光創(chuàng)新科技有針對性的開發(fā)出了殺菌水龍頭和殺菌水嘴。將殺菌功能巧妙的融合在凈水機(jī)(飲水機(jī))的龍頭和水嘴中,做到真正的末端殺菌,殺菌后即入口。真正解決了二次污染問題。
空氣殺菌領(lǐng)域
紫外空氣凈化主要采用UVC殺菌和UVA光催化兩種消毒方式。UVC空氣殺菌凈化器主要遵循空氣的紫外循環(huán)消毒的原理,即在風(fēng)機(jī)作用下,風(fēng)通過一個(gè)密閉的管道,與此同時(shí),紫外燈照射通過管道的空氣,完成消毒,目前紫外空氣殺菌機(jī)主要以醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室等特殊應(yīng)用場所為主。UVA光催化空氣凈化器采用光催化原理,分解空氣中的有機(jī)污染物,殺死細(xì)菌和病毒。在動(dòng)態(tài)空氣殺消方面,單獨(dú)使用紫外光源很難做到,還需要輔助HEPA過濾吸附類材料,以提高殺菌率。
物表殺菌領(lǐng)域
疫情刺激了紫外LED殺菌產(chǎn)品在個(gè)人和家庭消費(fèi)品中的應(yīng)用,殺菌包,殺菌箱,殺菌棒等小功率產(chǎn)品層出不窮,在電梯扶手、冷鏈物流、快遞包裝等領(lǐng)域的新型應(yīng)用產(chǎn)品正在研發(fā)與開拓過程中。
青島螢光創(chuàng)新科技有限公司,擁有專業(yè)的博士后團(tuán)隊(duì),專注于紫外殺菌應(yīng)用的研究,經(jīng)過多年深耕紫外行業(yè),公司獲得多項(xiàng)國家發(fā)明和實(shí)用新型專利。目前多款殺菌模組類產(chǎn)品已經(jīng)投入市場。更多詳細(xì)內(nèi)容可以瀏覽公司網(wǎng)站www.qdyingguang.com聯(lián)系公司索取或者關(guān)注微信公眾號(hào)。
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