Stérilisation laser

Le mécanisme de laser La stérilisation est basée sur l'interaction entre le laser et la substance. Le laser peut être utilisé pour la stérilisation et la désinfection. Différentes doses et longueurs d'onde peuvent tuer différentes bactéries, virus et divers parasites. Toute lumière monochromatique entre 250 et 800 nm a une capacité bactéricide et la lumière à 256 nm est plus facilement absorbée, ce qui est 30 000 fois plus élevé que celle à 600 nm. La stérilisation au laser peut utiliser son effet thermique ou d'autres effets non thermiques. De plus, la désinfection au laser et l'efficacité de stérilisation sont élevées, la vitesse est rapide et l'effet est bon. Cependant, comme le faisceau laser est très mince, la zone d'irradiation est petite et l'équipement laser est coûteux et il est difficile d'utiliser et de maintenir, il est rare d'utiliser directement le laser pour stériliser les aliments dans la pratique de la production.

Facteurs affectant l'effet de stérilisation du laser

Lorsque le laser unique est utilisé pour la stérilisation, les principaux facteurs affectant l'effet de stérilisation du laser sont les suivants: mode de travail du laser. Les modes de travail laser mentionnés ci-dessus incluent principalement: sortie continue; Sortie d'impulsion; Sortie d'impulsion géante. Généralement, la puissance laser de sortie continue est relativement grande, stable et efficace, et elle est généralement utilisée comme sortie multi-impulsion du laser de stérilisation. Paramètres spatio-temporels. Le paramètre de l'espace-temps fait référence au temps d'irradiation laser pour le laser continu. Plus le temps d'irradiation est long, c'est-à-dire, plus le temps d'action du laser est long sur l'objet irradié, plus la durée de divers effets biologiques du laser est longue et plus l'énergie laser obtenue par l'objet irradié. Paramètres d'énergie laser. Le paramètre d'énergie laser fait référence à la puissance laser P pour le laser CW et l'énergie d'impulsion Wm. pour le laser pulsé. Paramètre optique. Il existe trois principaux paramètres optiques du laser: longueur d'onde laser λ; Angle de divergence θ et diamètre du faisceau D à l'extrémité de sortie de la cavité résonante. Les caractéristiques du matériau à stériliser. La bande d'absorption, le pH, la couleur, la transparence du matériau à stériliser, et les types, les propriétés et les tailles de particules des impuretés qui y sont contenues affecteront également considérablement l'effet de stérilisation du laser.

Application de la stérilisation au laser

À l'heure actuelle, l'utilisation directe du laser dans la stérilisation alimentaire est rarement utilisée au pays et à l'étranger. Cela est principalement dû au fait que l'utilisation unique de la stérilisation au laser a un gros défaut, c'est-à-dire que le faisceau laser émis par le laser ne peut pas avoir une grande zone de rayonnement, car la grande zone de rayonnement et la diminution de la densité de puissance affectent l'effet de stérilisation. Afin d'améliorer la densité de puissance, il est nécessaire d'augmenter la puissance laser. Cela entraîne une augmentation du coût. Bien sûr, certaines mesures spéciales peuvent être prises. Par exemple, une fibre optique spéciale peut disperser le faisceau laser concentré dans une certaine zone, mais il est limité après tout. Par conséquent, il est prometteur de combiner le laser avec d'autres technologies, telles que le laser avec échographie, laser avec décharge d'impulsions, qui ouvrira une large perspective pour l'application du laser dans la stérilisation alimentaire industrielle. 1) Stérilisation combinée par laser à ultrasons. Comme nous le savons tous, dans le liquide, lorsque l'intensité ultrasonique dépasse un certain seuil de cavitation, l'effet de cavitation se produira. À l'heure actuelle, la bulle fermée et cassée produira une onde de choc et sa valeur de pic atteindra 108N / m2. Une telle pression d'explosion élevée tuera certaines bactéries dans le liquide, mais pour une sorte de bactéries obstinées parmi les bactéries diverses, elle est souvent due à la dispersion du micro-seuil de cavitation, ce qui entraîne l'attaque. Cependant, lorsque l'échographie et le laser sont utilisés ensemble, l'échographie est une onde mécanique, la propagation de la vibration est une onde longitudinale, le laser est une onde électrique et le processus d'onde est une onde transversale. L'application combinée du son et de la lumière, c'est-à-dire la superposition d'ondes longitudinales et d'onde transversale produit une nouvelle caractéristique sonore et légère, formant la superposition de deux types d'énergie, entraînant une énergie plus élevée. L'effet de stérilisation est plus évident. Tant que les doses laser et ultrasoniques sont bien contrôlées, l'effet de stérilisation idéal peut être obtenu. La stérilisation combinée acousto-optique ouvre également une nouvelle façon pour la technologie d'emballage aseptique. 2) Stérilisation combinée à décharge d'impulsions. Le laser est une sorte d'onde transversale et la décharge d'impulsions produit une onde longitudinale. La combinaison du laser et de la décharge d'impulsions produit la superposition de l'onde transversale et de l'onde longitudinale, résultant en de nouvelles caractéristiques photoélectriques: lorsque le laser d'origine avec une directivité forte et un faisceau mince passe à travers le champ d'onde longitudinal de la décharge d'impulsion électrique, il est interféré par le longitudinal L'onde de décharge d'impulsions, qui renforce la réflexion, la diffusion et la réfraction de la lumière laser, provoque la divergence intense de la lumière laser, élargit considérablement la portée de l'action laser et fait tout le récipient.