Stérilisation laser

Le mécanisme deLaserLa 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 et800 nmA une capacité bactéricide et la lumière à 256nm est plus facilement absorbée, ce qui est 30,000 fois plus élevé que celui à 600nm. La stérilisation au laser peut utiliser son effet thermique ou d'autres effets non thermiques. De plus, l'efficacité de la désinfection et de la stérilisation au laser est élevée, la vitesse est rapide et l'effet est bon. Cependant, parce que le faisceau laser est très mince, la zone d'irradiation est petite, et l'équipement laser est cher, et il est difficile à utiliser et à entretenir, il est rare d'utiliser directement le laser pour stériliser la nourriture dans la pratique de production.

Facteurs influant sur 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 fonctionnement du laser. Les modes de fonctionnement laser mentionnés ci-dessus comprennent principalement: la 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-impulsions du laser de stérilisation. Paramètres spatio-temporels. Le paramètre d'espace-temps fait référence au temps d'irradiation laser pour un laser continu. Plus le temps d'irradiation est long, c'est-à-dire plus le temps d'action du laser sur l'objet irradié est long, plus la durée des divers effets biologiques du laser est longue et plus l'énergie laser obtenue par l'objet irradié est grande. Paramètres d'énergie laser. Le paramètre d'énergie laser fait référence à la puissance laser P pour le laser CW et à l'énergie d'impulsion Wm. pour le laser pulsé. Paramètre optique. Il existe trois principaux paramètres optiques du laser: la longueur d'onde laser λ; Angle de divergence θ et diamètre du faisceau d à l'extrémité de sortie de la cavité résonnante. Les caractéristiques du matériau à stériliser. La bande d'absorption, le pH, la couleur, la transparence du matériau à stériliser et les types, propriétés et tailles de particules des impuretés contenues dans celui-ci affecteront également grandement l'effet de stérilisation du laser.

Application de la stérilisation laser

À l'heure actuelle, l'utilisation directe du laser dans la stérilisation alimentaire est rarement utilisée à la maison et à l'étranger. C'est principalement parce 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, parce que la grande zone de rayonnement et la densité de puissance diminuée affectent l'effet de stérilisation. Afin d'améliorer la densité de puissance, il est nécessaire d'augmenter la puissance du laser. Cela entraîne une augmentation des coûts. 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 elle est limitée après tout.Par conséquent, il est prometteur de combiner le laser avec d'autres technologies, telles que le laser avec ultrasons, le laser avec décharge par impulsions, ce qui ouvrira une large perspective pour l'application du laser dans la stérilisation alimentaire industrielle.

1) Stérilisation combinée ultrasonique-laser.

Comme nous le savons tous, dans le liquide, lorsque l'intensité ultrasonique dépasse un certain seuil de cavitation, l'effet de cavitation se produira. A cette heure, la bulle fermée et cassée produira une onde de choc, et sa valeur de pointe atteindra 108N/m². Une telle pression d'explosion élevée tuera certaines bactéries dans le liquide, mais pour une sorte de bactéries tenaces parmi les bactéries diverses, elle est souvent due à la dispersion du micro-seuil de cavitation, ce qui a entraîné une évasion de l'attaque. Cependant, lorsque les ultrasons et le laser sont utilisés ensemble, les ultrasons sont 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 des ondes longitudinales et des ondes transversales produit une nouvelle caractéristique sonore et lumineuse, formant la superposition de deux types d'énergie, résultant en une énergie plus élevée. L'effet de stérilisation est plus évident. Tant que le laser et les doses ultrasoniques sont bien contrôlés, l'effet idéal de stérilisation peut être atteint. CombiLa stérilisation acousto-optique ned ouvre également une nouvelle voie à la technologie d'emballage aseptique.

2) décharge d'impulsion-stérilisation laser combinée.

Le laser est une sorte d'onde transversale et la décharge d'impulsion produit une onde longitudinale. La combinaison du laser et de la décharge par impulsions produit la superposition d'ondes transversales et d'ondes longitudinales, ce qui entraîne de nouvelles caractéristiques photoélectriques: lorsque le laser d'origine avec une forte directivité et un faisceau mince traverse le champ d'onde longitudinal de la décharge d'impulsion électrique, il est interféré par l'onde longitudinale de décharge d'impulsion, ce 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 rend l'ensemble du conteneur.