레이저 살균

의 메커니즘레이저살균은 레이저와 물질 사이의 상호 작용을 기반으로합니다. 레이저는 살균 및 소독에 사용할 수 있습니다. 다른 복용량과 파장은 다른 박테리아, 바이러스 및 다양한 기생충을 죽일 수 있습니다. 250 사이의 모든 단색 빛800 nm살균 능력이 있으며 256nm 의 빛이 가장 쉽게 흡수되어 600nm 보다 30,000 배 높습니다. 레이저 살균은 열 효과 또는 기타 비 열 효과를 사용할 수 있습니다. 또한 레이저 소독 및 살균 효율이 높고 속도가 빠르며 효과가 좋습니다. 그러나 레이저 빔이 매우 얇기 때문에 조사 면적이 작고 레이저 장비가 비싸고 사용 및 유지 보수가 번거 롭습니다. 생산 실무에서 식품을 소독하기 위해 레이저를 직접 사용하는 것은 드뭅니다.

레이저의 살균 효과에 영향을 미치는 요인

단일 레이저가 살균에 사용될 때, 레이저의 살균 효과에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다: 레이저의 작동 모드. 위에서 언급 한 레이저 작동 모드는 주로 다음을 포함합니다: 연속 출력; 펄스 출력; 거대한 펄스 출력.일반적으로 연속 출력 레이저 파워는 비교적 크고 안정적이며 효율적이며 일반적으로 살균 레이저의 멀티 펄스 출력으로 사용됩니다. 공간-시간 매개 변수. 시공간 파라미터는 연속 레이저에 대한 레이저 조사 시간을 말한다. 조사 시간이 길수록, 즉 조사 대상에 레이저의 작용 시간이 길수록, 레이저의 다양한 생물학적 효과의 지속 시간이 길어지고 조사 대상에 의해 얻어진 레이저 에너지가 커집니다. 레이저 에너지 매개 변수. 레이저 에너지 파라미터는 CW 레이저에 대한 레이저 파워 P 및 펄스 레이저에 대한 펄스 에너지 Wm. 를 지칭한다. 광학 매개 변수. 레이저에는 세 가지 주요 광학 매개 변수가 있습니다. 레이저 파장 λ; 공진 공동의 출력 단부에서 발산 각도 θ 및 빔 직경 d. 멸균 될 재료의 특성. 흡수 밴드, pH, 색상, 멸균 될 재료의 투명성 및 포함 된 불순물의 유형, 특성 및 입자 크기 또한 레이저의 살균 효과에 큰 영향을 미칩니다.

레이저 살균의 신청

현재 식품 살균에 레이저를 직접 사용하는 것은 국내외에서 거의 사용되지 않습니다. 이것은 레이저 살균의 단일 사용이 큰 결함을 가지고 있기 때문에 주로, 즉, 레이저에 의해 방출 된 레이저 빔은 큰 방사선 영역을 가질 수 없습니다, 큰 방사선 면적과 감소 된 전력 밀도가 살균 효과에 영향을 미치기 때문입니다. 파워 밀도를 향상시키기 위해서는 레이저 파워를 증가시킬 필요가있다. 이것은 비용의 증가를 가져온다. 물론 몇 가지 특별한 조치를 취할 수 있습니다. 예를 들어, 특수 광섬유는 집중 레이저 빔을 특정 영역으로 분산시킬 수 있지만 결국 제한됩니다.따라서 레이저와 초음파, 펄스 방전과 같은 다른 기술, 레이저를 결합하여 산업용 식품 살균에 레이저를 적용 할 수있는 광범위한 전망을 열 것입니다.

1) 초음파 레이저 결합 살균.

우리 모두 알다시피, 액체에서 초음파 강도가 특정 캐비테이션 임계 값을 초과하면 캐비테이션 효과가 발생합니다. 이때 닫힌 버블과 깨진 버블은 충격파를 생성하고 피크 값은 108N/m²에 도달합니다. 이러한 높은 폭발 압력은 액체의 일부 박테리아를 죽일 것이지만, 기타 박테리아 중 완고한 박테리아의 경우 종종 캐비테이션 미세 임계 값의 분산 때문입니다. 그 결과 공격에서 탈출합니다. 그러나 초음파와 레이저를 함께 사용하면 초음파가 기계파이고 진동의 전파가 종파이고 레이저가 전기파이며 파동 과정은 횡파입니다. 소리와 빛의 결합 된 적용, 즉 종파와 횡파의 중첩은 새로운 소리와 빛의 특성을 만들어 두 종류의 에너지의 중첩을 형성합니다. 결과적으로 더 높은 에너지. 살균 효과가 더 분명합니다. 레이저 및 초음파 용량이 잘 제어되는 한 이상적인 살균 효과를 얻을 수 있습니다. 콤비Ned 음향 광학 살균은 또한 무균 포장 기술의 새로운 방법을 열어줍니다.

2) 펄스 방전-레이저 결합 살균.

레이저는 횡파의 일종이며 펄스 방전은 종파를 생성합니다. 레이저와 펄스 방전의 조합은 횡파와 종파의 중첩을 생성하여 새로운 광전 특성을 생성합니다. 강한 지향성과 얇은 빔을 가진 원래의 레이저가 전기 펄스 방전의 종파장을 통과 할 때, 그것은 반사를 강화시키는 펄스 방전의 종파에 의해 방해받습니다. 레이저 광의 산란 및 굴절은 레이저 광의 강렬한 발산을 유발하고 레이저 작용의 범위를 크게 확장하며 전체 컨테이너를 만듭니다.