التعقيم بالليزر

آلية عملليزريعتمد التعقيم على التفاعل بين الليزر والمادة. يمكن استخدام الليزر للتعقيم والتطهير. يمكن للجرعات المختلفة والأطوال الموجية قتل البكتيريا المختلفة والفيروسات والطفيليات المختلفة. أي ضوء أحادي اللون بين صوفيأو نانومترلديه قدرة مبيدة للجراثيم ، والضوء في 256 نانومتر هو الأكثر امتصاصًا بسهولة ، وهو أعلى من 600 نانومتر. يمكن للتعقيم بالليزر استخدام تأثيره الحراري أو التأثيرات غير الحرارية الأخرى. علاوة على ذلك ، فإن كفاءة التطهير والتعقيم بالليزر عالية ، والسرعة سريعة والتأثير جيد. ومع ذلك ، نظرًا لأن شعاع الليزر رقيق جدًا ، فإن منطقة التشعيع صغيرة ، ومعدات الليزر باهظة الثمن ، ومن الصعب استخدامها وصيانتها ، من النادر استخدام الليزر مباشرة لتعقيم الطعام في ممارسة الإنتاج.

العوامل التي تؤثر على تأثير تعقيم الليزر

عند استخدام ليزر واحد للتعقيم ، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير تعقيم الليزر هي كما يلي: وضع تشغيل الليزر. تشمل أوضاع العمل بالليزر المذكورة أعلاه بشكل أساسي: الإخراج المستمر ؛ خرج النبض ؛ خرج النبض العملاق.بشكل عام ، تكون طاقة الليزر ذات الإخراج المستمر كبيرة نسبيًا ومستقرة وفعالة ، وتستخدم بشكل عام كخرج متعدد النبضات لليزر التعقيم. المعلمات المكانية والزمانية. تشير معلمة الزمكان إلى وقت تشعيع الليزر لليزر المستمر. كلما طال وقت التشعيع ، أي كلما طال وقت عمل الليزر على الكائن المشع ، كلما طالت مدة التأثيرات البيولوجية المختلفة لليزر وكلما زادت طاقة الليزر التي حصل عليها الجسم المشع. معلمات طاقة الليزر. تشير معلمة طاقة الليزر إلى قوة الليزر P للليزر CW وطاقة النبض للليزر النبضي. معلمة بصرية. هناك ثلاثة بارامترات بصرية رئيسية للليزر: طول موجة الليزر λ ؛ زاوية الانحراف θ وقطر الشعاع d في نهاية خرج تجويف الرنين. خصائص المادة المراد تعقيمها. شريط الامتصاص ، الرقم الهيدروجيني ، اللون ، شفافية المادة المراد تعقيمها ، والأنواع والخصائص وأحجام الجسيمات من الشوائب الموجودة فيه ستؤثر أيضًا بشكل كبير على تأثير تعقيم الليزر.

تطبيق التعقيم بالليزر

في الوقت الحالي ، نادرًا ما يستخدم الاستخدام المباشر لليزر في تعقيم الطعام في الداخل والخارج. هذا يرجع أساسًا إلى أن الاستخدام الفردي للتعقيم بالليزر به عيب كبير ، أي أن شعاع الليزر المنبعث من الليزر لا يمكن أن يكون له منطقة إشعاع كبيرة ، لأن منطقة الإشعاع الكبيرة وكثافة الطاقة المنخفضة تؤثر على تأثير التعقيم. لتحسين كثافة الطاقة ، من الضروري زيادة قوة الليزر. وهذا يؤدي إلى زيادة في التكلفة. بالطبع ، يمكن اتخاذ بعض التدابير الخاصة. على سبيل المثال ، يمكن للألياف البصرية الخاصة تفريق شعاع الليزر المركز في منطقة معينة ، ولكنها محدودة بعد كل شيء.لذلك ، من الواعد الجمع بين الليزر والتقنيات الأخرى ، مثل الليزر والموجات فوق الصوتية ، والليزر مع تفريغ النبض ، مما سيفتح آفاقًا واسعة لتطبيق الليزر في تعقيم الطعام الصناعي.

1) تعقيم مشترك بالليزر بالموجات فوق الصوتية.

كما نعلم جميعًا ، في السائل ، عندما تتجاوز كثافة الموجات فوق الصوتية عتبة تجويف معينة ، سيحدث تأثير التجويف. في هذا الوقت ، ستنتج الفقاعة المغلقة والمكسورة موجة صدمية ، وستصل قيمة الذروة إلى 108N/m². مثل هذا الضغط العالي للانفجار سيقتل بعض البكتيريا في السائل ، ولكن بالنسبة لنوع من البكتيريا العنيدة بين البكتيريا المتنوعة ، فغالبًا ما يكون ذلك بسبب انتشار عتبة التجويف الصغيرة ، مما أدى إلى الهروب من الهجوم. ومع ذلك ، عندما يتم استخدام الموجات فوق الصوتية والليزر معًا ، فإن الموجات فوق الصوتية هي موجة ميكانيكية ، وانتشار الاهتزاز هو موجة طولية ، والليزر هو موجة كهربائية ، وعملية الموجات هي موجة عرضية. التطبيق المشترك للصوت والضوء ، أي تراكب الموجة الطولية والموجة العرضية ينتج خاصية صوت وإضاءة جديدة ، مما يشكل تراكب نوعين من الطاقة ، مما يؤدي إلى طاقة أعلى. تأثير التعقيم هو أكثر وضوحا. طالما أن الليزر والجرعات فوق الصوتية يتم التحكم فيها جيدًا ، يمكن تحقيق تأثير التعقيم المثالي. كومبييفتح التعقيم الصوتي البصري أيضًا طريقة جديدة لتقنية التغليف العقيم.

2) تفريغ النبض-تعقيم مشترك بالليزر.

الليزر هو نوع من الموجات العرضية ، وينتج تفريغ النبض موجة طولية. ينتج عن الجمع بين تفريغ الليزر والنبض تراكب الموجة العرضية والموجة الطولية ، مما يؤدي إلى خصائص كهروضوئية جديدة: عندما يمر الليزر الأصلي ذو الاتجاهية القوية والشعاع الرقيق عبر حقل الموجة الطولية لتصريف النبض الكهربائي ، فإنه يتداخل مع الموجة الطولية لتصريف النبض ، مما يقوي الانعكاس ، نثر ضوء الليزر والإنكسار ، يسبب الاختلاف الشديد للضوء الليزر ، ويوسع إلى حد كبير نطاق عمل الليزر ، ويجعل الحاوية بأكملها.