Lasersterilisation

Der Mechanismus von Laser- Die Sterilisation basiert auf der Wechselwirkung zwischen Laser und Substanz. Laser kann zur Sterilisation und Desinfektion verwendet werden. Unterschiedliche Dosen und Wellenlängen können verschiedene Bakterien, Viren und verschiedene Parasiten abtöten. Jedes monochromatische Licht zwischen 250 und 800 nm hat bakterizide Fähigkeiten, und das Licht bei 256 nm ist am einfachsten absorbiert, was 30.000 -mal höher ist als das bei 600 nm. Die Lasersterilisation kann ihren thermischen Effekt oder andere nicht-thermische Effekte verwenden. Darüber hinaus ist die Laserdesinfektion und die Sterilisationseffizienz hoch, die Geschwindigkeit ist schnell und der Effekt ist gut. Da der Laserstrahl jedoch sehr dünn ist, ist der Bestrahlungsbereich klein und die Laserausrüstung teuer und es ist problematisch, den Laser direkt zu verwenden, um Lebensmittel in der Produktionspraxis zu sterilisieren.

Faktoren, die den Sterilisationseffekt von Laser beeinflussen

Wenn einzelne Laser für die Sterilisation verwendet wird, sind die Hauptfaktoren, die den Sterilisationseffekt des Lasers beeinflussen, wie folgt: Arbeitsmodus des Lasers. Die oben genannten Laserarbeitsmodi umfassen hauptsächlich: kontinuierliche Ausgabe; Impulsausgang; Riesenimpulsausgang. Im Allgemeinen ist die kontinuierliche Ausgangslaserleistung relativ groß, stabil und effizient und wird im Allgemeinen als Multi-Puls-Ausgang des Sterilisationslasers verwendet. Räumlich-zeitliche Parameter. Der Raum-Zeit-Parameter bezieht sich auf die Laserbestrahlungszeit für kontinuierlichen Laser. Je länger die Bestrahlungszeit, dh, desto länger die Wirkzeit des Lasers auf dem bestrahlten Objekt, desto länger die Dauer verschiedener biologischer Effekte von Laser und desto größer die vom bestrahlte Objekt erhaltene Laserenergie. Laserenergieparameter. Der Laserenergieparameter bezieht sich auf Laserleistung P für CW -Laser- und Impulsenergie -Wm. für gepulste Laser. Optischer Parameter. Es gibt drei optische Hauptparameter von Laser: Laserwellenlänge λ; Divergenzwinkel & thgr; und Strahldurchmesser D am Ausgangsende der Resonanzhöhle. Die Eigenschaften des zu sterilisierten Materials. Das Absorptionsband, der pH -Wert, die Farbe, die Transparenz des zu sterilisierten Materials sowie die Arten, Eigenschaften und Partikelgrößen der darin enthaltenen Verunreinigungen beeinflussen auch den Sterilisationseffekt des Lasers erheblich.

Anwendung der Lasersterilisation

Gegenwärtig wird der direkte Einsatz von Laser in der Lebensmittelsterilisation im In- und Ausland selten verwendet. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die einzige Verwendung der Lasersterilisation einen großen Defekt hat, dh der von Laser emittierte Laserstrahl kann keinen großen Strahlungsbereich haben, da der große Strahlungsbereich und die verringerte Leistungsdichte den Sterilisationseffekt beeinflussen. Um die Leistungsdichte zu verbessern, ist es notwendig, die Laserleistung zu erhöhen. Dies führt zu einem Anstieg der Kosten. Natürlich können einige besondere Maßnahmen ergriffen werden. Zum Beispiel kann spezielle optische Faser den konzentrierten Laserstrahl in einen bestimmten Bereich zerstreuen, ist jedoch doch begrenzt. Daher ist es vielversprechend, Laser mit anderen Technologien wie Laser mit Ultraschall, Laser mit Pulsentladung zu kombinieren, was eine breite Aussicht für die Anwendung von Laser bei der Sterilisation der industriellen Lebensmittel eröffnen wird. 1) Ultraschalllaser kombinierte Sterilisation. Wie wir alle wissen, tritt in Flüssigkeit, wenn die Ultraschallintensität eine bestimmte Kavitationsschwelle überschreitet, Kavitationseffekt auf. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die geschlossene und gebrochene Blase eine Stoßwelle und ihr Spitzenwert erreicht 108 N/m2. Ein solcher hoher Explosionsdruck tötet einige Bakterien in der Flüssigkeit ab, aber für eine Art hartnäckige Bakterien bei verschiedenen Bakterien ist dies häufig auf die Dispersion des Kavitations-Mikroschwellenwerts zurückzuführen, was zu einer Flucht aus dem Angriff führt. Wenn jedoch Ultraschall und Laser zusammen verwendet werden, ist Ultraschall eine mechanische Welle, die Ausbreitung der Schwingung ist eine Längswelle, der Laser ist eine elektrische Welle und der Wellenprozess ist eine Querwelle. Die kombinierte Anwendung von Klang und Licht, dh die Überlagerung von Längswellen und Querwellen, erzeugt ein neues Klang- und Lichtcharakteristik, das die Überlagerung von zwei Arten von Energie bildet, was zu höherer Energie führt. Der Sterilisationseffekt ist offensichtlicher. Solange die Laser- und Ultraschalldosen gut kontrolliert sind, kann der ideale Sterilisationseffekt erreicht werden. Die kombinierte akustooptische Sterilisation eröffnet auch eine neue Möglichkeit für die aseptische Verpackungstechnologie. 2) Impulsentlaser-Laser Kombinierte Sterilisation. Laser ist eine Art Querwelle, und der Pulsentladung erzeugt eine Längswelle. Die Kombination von Laser- und Impulsentladung erzeugt die Überlagerung von Querwellen- und Längswellen, was zu neuen photoelektrischen Eigenschaften führt: Wenn der ursprüngliche Laser mit starker Direktivität und dünnem Strahl durch das Längswellenfeld des elektrischen Impulsentladung fließt Die Welle des Impulsentladung, der die Reflexion, Streuung und Brechung von Laserlicht verstärkt, führt zu einer intensiven Divergenz des Laserlichts, erweitert den Umfang der Laserwirkung stark und macht den gesamten Behälter.