Esterilización con láser

El mecanismo de láser La esterilización se basa en la interacción entre láser y sustancia. El láser se puede usar para la esterilización y la desinfección. Diferentes dosis y longitudes de onda pueden matar diferentes bacterias, virus y varios parásitos. Cualquier luz monocromática entre 250 y 800 nm Tiene capacidad bactericida, y la luz a 256 nm se absorbe más fácilmente, que es 30,000 veces más alta que la de 600 nm. La esterilización láser puede usar su efecto térmico u otros efectos no térmicos. Además, la desinfección láser y la eficiencia de esterilización es alta, la velocidad es rápida y el efecto es bueno. Sin embargo, debido a que el rayo láser es muy delgado, el área de irradiación es pequeña y el equipo láser es costoso, y es problemático de usar y mantener, es raro usar directamente el láser para esterilizar los alimentos en la práctica de producción.

Factores que afectan el efecto de esterilización del láser

Cuando se usa láser único para la esterilización, los principales factores que afectan el efecto de esterilización del láser son los siguientes: modo de trabajo de láser. Los modos de trabajo láser mencionados anteriormente incluyen principalmente: salida continua; Salida de pulso; Salida de pulso gigante. En general, la potencia del láser de salida continua es relativamente grande, estable y eficiente, y generalmente se usa como la salida de múltiples pulsos del láser de esterilización. Parámetros espacio-temporales. El parámetro espacial se refiere al tiempo de irradiación láser para láser continuo. Cuanto más tiempo sea el tiempo de irradiación, es decir, más tiempo será el tiempo de acción del láser sobre el objeto irradiado, más larga será la duración de varios efectos biológicos del láser y mayor es la energía del láser obtenida por el objeto irradiado. Parámetros de energía láser. El parámetro de energía láser se refiere a la potencia láser P para cw láser y energía de pulso wm. para láser pulsado. Parámetro óptico. Hay tres parámetros ópticos principales de láser: longitud de onda láser λ; Ángulo de divergencia θ y diámetro del haz D en el extremo de salida de la cavidad resonante. Las características del material a ser esterilizada. La banda de absorción, el pH, el color, la transparencia del material a esterilizar, y los tipos, propiedades y tamaños de partículas de impurezas contenidas en él también afectarán en gran medida el efecto de esterilización del láser.

Aplicación de esterilización con láser

En la actualidad, el uso directo de láser en la esterilización de alimentos rara vez se usa en el hogar y en el extranjero. Esto se debe principalmente a que el uso único de la esterilización láser tiene un gran defecto, es decir, el haz láser emitido por láser no puede tener un área de radiación grande, porque el área de radiación grande y la disminución de la densidad de potencia afectan el efecto de esterilización. Para mejorar la densidad de potencia, es necesario aumentar la potencia del láser. Esto provoca un aumento en el costo. Por supuesto, se pueden tomar algunas medidas especiales. Por ejemplo, la fibra óptica especial puede dispersar el haz láser concentrado en un área determinada, pero después de todo es limitado. Por lo tanto, es prometedor combinar láser con otras tecnologías, como láser con ultrasonido, láser con descarga de pulso, lo que abrirá una amplia perspectiva para la aplicación de láser en la esterilización industrial de alimentos. 1) Esterilización combinada de láser ultrasónico. Como todos sabemos, en líquido, cuando la intensidad ultrasónica excede un cierto umbral de cavitación, se producirá un efecto de cavitación. En este momento, la burbuja cerrada y rota producirá una onda de choque, y su valor máximo alcanzará 108n/m2. Tal alta presión de explosión matará algunas bacterias en el líquido, pero para un tipo de bacterias obstinadas entre las bacterias diversas, a menudo se debe a la dispersión del micro umbral de cavitación, lo que resulta en escapar del ataque. Sin embargo, cuando se usan ultrasonido y láser juntos, la ecografía es una onda mecánica, la propagación de la vibración es una onda longitudinal, el láser es una onda eléctrica y el proceso de onda es una onda transversal. La aplicación combinada de sonido y luz, es decir, la superposición de onda longitudinal y onda transversal produce una nueva característica de sonido y luz, formando la superposición de dos tipos de energía, lo que resulta en una mayor energía. El efecto de esterilización es más obvio. Mientras las dosis láser y ultrasónicas estén bien controladas, se puede lograr el efecto de esterilización ideal. La esterilización combinada de Acousto-óptica también abre una nueva forma de tecnología de envasado aséptico. 2) Esterilización combinada del láser de descarga de pulso. El láser es un tipo de onda transversal, y la descarga de pulso produce onda longitudinal. La combinación de láser y descarga de pulso produce la superposición de onda transversal y onda longitudinal, lo que resulta en nuevas características fotoeléctricas: cuando el láser original con una fuerte directividad y el haz delgado pasa a través del campo de onda longitudinal de la descarga de pulso eléctrico, se interfiere por el longitududinal. La ola de descarga de pulso, que fortalece la reflexión, la dispersión y la refracción de la luz láser, provoca la intensa divergencia de la luz láser, expande en gran medida el alcance de la acción láser y hace todo el contenedor.