一、應用領域
水處理領域:水殺菌、廢水處理。
空氣處理領域:空氣殺菌、空氣降解。
物體表面殺菌領域和光固化領域。
水(殺菌、降解)處理
脈沖強光技術應用在水處理領域,能有效降解廢水中污染物,殺滅水中細菌、病毒等微生物,經(jīng)脈沖強光處理的水達到國家飲用水標準。該技術還可應用在污水處理方面,由于其能效高,彌補了傳統(tǒng)紫外線技術的功率小,能耗大的缺點,該技術在污水處理領域有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
空氣(殺菌、降解)處理
脈沖強光能有效地對空氣中的微生物進行殺滅,空氣中的污染物主要有化學性污染物(如甲醛,苯系物等)和生物性污染物(如細菌,真菌,病毒),由于空氣是光的良好媒介,脈沖強光就能有效分解空氣的各種化學污染物,并滅殺各種有害微生物。脈沖強光有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紫外線技術,成為空氣降解殺菌的主要手段。
物體表面殺菌
脈沖強光殺菌是一種新型全光譜冷殺菌技術,它利用瞬時、高強度的脈沖光能量殺殺滅食品和包裝上各類微生物,而對食品的營養(yǎng)成份以及口感影響很小,它是一種可替代傳統(tǒng)食品殺菌的新型殺菌技術。
光固化領域
脈沖強光的光譜分布中有豐富的紫外線波段,紫外線強度遠大于傳統(tǒng)紫外線燈,且有其他波段協(xié)同作用,脈沖強光固化比傳統(tǒng)紫外線固化處理時間快、效果好、可控性高,大大提高了工作效率 。
二、設備優(yōu)勢
高穿透性
由于脈沖強光具有的峰值能量,它能穿透食品的包裝,并破壞DNA。而普通的紫外線大部分能量以熱能的形式釋放。脈沖強光就像是閃電,把相同的能量以高峰值的形式瞬間釋放,破壞DNA。
低 溫
雖然脈沖強光的殺菌機理包含了光熱作用,但以下的幾個原因使它仍屬于一種冷殺菌技術,低溫特性有助于保持被處理食品的風味,食品的營養(yǎng)成分不會被破壞。
a. 作用時間短,熱量來不及堆積。
b. 兩個脈沖之間有足夠的冷卻時間
c. 脈沖強光不需要像汞燈有足夠高的溫度對汞進行汽化
d. 脈沖強光平均輸出能量少
高能效
脈沖強光以脈沖形式輸出能量,要比連續(xù)性紫外線所消耗的能量要少,其光電能轉換率高達45%-50%,其中紫外線的能量占38%左右。
即停/開控制
脈沖強光的即停/開特性在某些環(huán)境非常重要,例如:在高速流轉的胰島素膠囊的生產(chǎn)線上,膠囊的兩端需要接受紫外線照射,而中間一段卻要避免紫外線的照射,這就需要膠囊兩端經(jīng)過時,脈沖強光開始工作,當中間部分經(jīng)過時停止工作。脈沖強光的即停/開功能就能滿足要求,而普通的紫外線燈因為需要預熱等過程,就無法在瞬間實現(xiàn)停、開。
高適配性
脈沖強光的特點決定該技術具有較好適配性
(1)可以根據(jù)不同環(huán)境生產(chǎn)不同形狀燈泡。
(2)可以根據(jù)不同的環(huán)境預設不同的脈沖頻率和光譜輸出范圍等參數(shù)。
安 全
脈沖強光技術之所以安全是因為不含高壓氣體,在需要停止工作時能立刻停止,不會有紫外線泄露之患。
三、殺菌原理-1
脈沖強光是可見光、紅外線和紫外線協(xié)同作用于微生物,能破壞微生物的細胞壁和核酸結構,從而殺死微生物。脈沖強光對霉菌、革蘭氏陽性致病菌、革蘭氏陰性致病菌、需氧細菌芽孢和真菌分生孢子、、枯草桿菌、酵母菌等都有明顯的殺菌效果。
光化作用
由于細菌的細胞中含有細菌的遺傳信息核酸,當核酸被脈沖強光照射時會大量吸收紫外光,從而在體內(nèi)形成一部分的間二氮雜苯和間二氮雜苯的異構體。這種物質(zhì)會使細菌自身的新陳代謝機能出現(xiàn)障礙,并且會導致細菌的遺傳性出現(xiàn)問題,直至死亡。脈沖強光中的200-280nm部分最易被吸收,光化作用主要是UVC。
殺菌原理-2
光熱作用
雖然光化作用主要來自于UVC,但脈沖強光的UVA和UVB部分也起著一定的殺菌作用。當輻射劑量達到一定的水平,UVA和UVB可以使細胞的表面溫度迅速升高至130°C,從而破壞細菌的細胞壁,使細胞液蒸發(fā),破壞細胞結構,導致死亡。
四、電路結構
脈沖強光的產(chǎn)生需要兩部分裝置完成,其一是具有功率放大作用的能量貯存器,它能夠在相對較長的時間內(nèi)(幾分之一秒)積蓄能量,而后在短時間內(nèi)(微秒或毫秒級)將該能量釋放出來做功,這樣在每一工作循環(huán)內(nèi)就會產(chǎn)生相當高的功率(而實際消耗平均功率并不高),從而起到功率放大的作用;其二是光電轉換系統(tǒng),它將產(chǎn)生的脈沖能量貯存在惰性氣體燈中,由電離作用即可產(chǎn)生高強度的瞬時脈沖強光。
五、脈沖強光
脈沖強光技術是一種利用瞬間放電的脈沖工程技術和特殊的惰性氣體燈管,以脈沖形式激發(fā)強烈的白光,光譜分布近似太陽光,光強度相當于到達地球表面太陽光強度的數(shù)千乃至數(shù)萬倍的一種的光源技術。
脈沖強光利用瞬時、高強度的脈沖光能量殺滅各類微生物,從而彌補了傳統(tǒng)熱殺菌、化學殺菌的缺點。脈沖強光技術出現(xiàn)在80年代,發(fā)展至今已成為一項強大的工業(yè)技術,可應用到水處理、空氣殺菌、食品加工、制藥、農(nóng)副產(chǎn)品等眾多領域,該技術還可應用于光固化領域以及溫室植物助長,其固化效果優(yōu)于傳統(tǒng)紫外線固化,溫室中可增加植物光合作用,促進生長以及具有滅蟲效果。
六、脈沖燈
脈沖強光的最基本結構是由一個動力單元和一個惰性氣體燈單元組成。動力單元是向惰性氣體燈單元提供高電壓高電流脈沖的部件,為惰性氣體燈提供所需的能量;惰性氣體燈是在動力單元提供能量的基礎上,發(fā)出由紫外線至近紅外線區(qū)域的光線,紫外線波段尤為豐富,其光譜與太陽光光譜十分相近,但強度要超出數(shù)萬倍至數(shù)十萬倍。