Sterilizzazione laser

Il meccanismo di laser La sterilizzazione si basa sull'interazione tra laser e sostanza. Il laser può essere utilizzato per la sterilizzazione e la disinfezione. Dosi diverse e lunghezze d'onda possono uccidere batteri, virus e vari parassiti diversi. Qualsiasi luce monocromatica tra 250 e 800 nm Ha capacità battericida e la luce a 256 nm è più facilmente assorbita, che è 30.000 volte superiore a quella a 600 nm. La sterilizzazione laser può utilizzare il suo effetto termico o altri effetti non termici. Inoltre, la disinfezione laser e l'efficienza di sterilizzazione sono elevate, la velocità è veloce e l'effetto è buono. Tuttavia, poiché il raggio laser è molto sottile, l'area di irradiazione è piccola e l'attrezzatura laser è costosa ed è problematica da usare e mantenere, è raro utilizzare direttamente il laser per sterilizzare gli alimenti nella pratica di produzione.

Fattori che influenzano l'effetto di sterilizzazione del laser

Quando viene utilizzato il singolo laser per la sterilizzazione, i principali fattori che influenzano l'effetto di sterilizzazione del laser sono i seguenti: modalità di lavoro del laser. Le modalità di lavoro laser sopra menzionate includono principalmente: output continuo; Output di impulsi; Uscita di impulsi gigante. In generale, la potenza del laser di uscita continua è relativamente grande, stabile ed efficiente ed è generalmente utilizzata come uscita multi-impulso del laser a sterilizzazione. Parametri spazio-temporali. Il parametro spaziale si riferisce al tempo di irradiazione laser per il laser continuo. Più lungo è il tempo di irradiazione, cioè più lungo è il tempo di azione del laser sull'oggetto irradiato, maggiore è la durata di vari effetti biologici del laser e maggiore l'energia laser ottenuta dall'oggetto irradiato. Parametri di energia laser. Il parametro di energia laser si riferisce alla potenza laser P per il laser CW e sull'energia degli impulsi Wm. per laser pulsato. Parametro ottico. Esistono tre parametri ottici principali del laser: lunghezza d'onda laser λ; Angolo di divergenza θ e diametro del fascio d all'estremità di uscita della cavità risonante. Le caratteristiche del materiale da sterilizzare. La banda di assorbimento, il pH, il colore, la trasparenza del materiale da sterilizzare e i tipi, le proprietà e le dimensioni delle particelle di impurità contenute in esso influenzeranno notevolmente anche l'effetto di sterilizzazione del laser.

Applicazione della sterilizzazione laser

Al momento, l'uso diretto del laser nella sterilizzazione alimentare viene utilizzato raramente in patria e all'estero. Ciò è principalmente dovuto al fatto che il singolo uso della sterilizzazione laser ha un grande difetto, cioè il raggio laser emesso dal laser non può avere una grande area di radiazione, poiché la grande area di radiazione e la ridotta densità di potenza influenzano l'effetto di sterilizzazione. Al fine di migliorare la densità di potenza, è necessario aumentare la potenza laser. Ciò comporta un aumento dei costi. Naturalmente, è possibile prendere alcune misure speciali. Ad esempio, una fibra ottica speciale può disperdere il raggio laser concentrato in una determinata area, ma dopo tutto è limitato. Pertanto, è promettente combinare laser con altre tecnologie, come laser con ultrasuoni, laser con scarico degli impulsi, che aprirà una vasta prospettiva per l'applicazione del laser nella sterilizzazione alimentare industriale. 1) sterilizzazione combinata al laser ad ultrasuoni. Come tutti sappiamo, in liquido, quando l'intensità ultrasonica supera una determinata soglia di cavitazione, si verificherà un effetto di cavitazione. Al momento, la bolla chiusa e rotta produrrà onda d'urto e il suo valore di picco raggiungerà 108N/m2. Una pressione di esplosione così elevata ucciderà alcuni batteri nel liquido, ma per una sorta di batteri ostinati tra i batteri vari, è spesso dovuta alla dispersione della micro-soglia di cavitazione, con conseguente fuga dall'attacco. Tuttavia, quando gli ultrasuoni e il laser vengono utilizzati insieme, l'ecografia è un'onda meccanica, la propagazione della vibrazione è un'onda longitudinale, il laser è un'onda elettrica e il processo di onda è un'onda trasversale. L'applicazione combinata di suono e luce, cioè la sovrapposizione di onda longitudinale e onda trasversale produce un nuovo suono e caratteristica della luce, formando la sovrapposizione di due tipi di energia, con conseguente energia più elevata. L'effetto di sterilizzazione è più ovvio. Finché le dosi laser e ad ultrasuoni sono ben controllate, è possibile ottenere l'effetto di sterilizzazione ideale. La sterilizzazione acusto-ottica combinata apre anche un nuovo modo per la tecnologia di imballaggio asettico. 2) sterilizzazione combinata del laser di scarico dell'impulso. Il laser è una sorta di onda trasversale e lo scarico dell'impulso produce onda longitudinale. La combinazione di scarico laser e impulso produce la sovrapposizione di onda trasversale e onda longitudinale, con conseguenti nuove caratteristiche fotoelettriche: quando il laser originale con forte direttività e fascio sottile passa attraverso il campo d'onda longitudinale dello scarico dell'impulso elettrico, viene interferito dal longitudinale L'onda di scarico dell'impulso, che rafforza il riflesso, la dispersione e la rifrazione della luce laser, provoca l'intensa divergenza della luce laser, espande notevolmente l'ambito dell'azione laser e produce l'intero contenitore.