随着新型冠状病毒疫情的大流行,全球经济陷入严重衰退。受疫情影响,在家电整体市场低迷的背景下,杀菌消毒类产品却异军突起,尤其是与衣食住行密切相关的产品,如空气净化器、水净化器、牙刷消毒盒、餐具消毒盒、消毒灯,以及带杀菌消毒功能的洗衣机、冰箱、空调等家用电器,都有了较大幅度的增长。
近年来,赛特勒(Zettler)研究开发了多种类的杀菌消毒模组,具有UVC紫外光模组、等离子/负离子模组和脉冲氙灯模组三大系列涵盖几十种不同应用场合的产品。其中,APH050S301000W-XX系列是2022年开发的脉冲氙灯模组新产品,具有更优的杀菌消毒效果。
产品参数
ü 输入范围:12VDC/5W
ü 保护特性:OVP/LVP/OTP
ü 紫外线强度:≥200μW/cm2 @10cm
ü 工作温度:-20℃~70℃
ü 防水防潮设计、符合浸水实验
ü 客制化设计:内置驱动和提供I/O控制
应用领域
ü 空气净化器、水净化器
ü 食品领域的杀菌消毒设备
ü 医疗器械的表面杀菌消毒设备
ü 洗碗机、洗衣机、冰箱、空调等家用电器
n 脉冲氙灯技术的杀菌机理
脉冲氙灯技术是利用瞬间放电以脉冲的形式激发灯管中的惰性气体,发出强烈的脉冲强光,其光强度相当于地球表面的数千至数万倍。脉冲氙灯的光谱功率分布如图3所示,其脉冲强光的波长有紫外光、可见光和红外光谱组成,覆盖200~1100 nm 宽波段。脉冲氙灯杀菌技术是一种高效的新型杀菌技术,其通过光化作用、光热作用和脉冲效应的相互叠加,破坏微生物的细胞壁、细胞膜以及核酸结构,对细菌进行灭杀。这种协同效应使杀菌灭菌更快速、更全面,其杀菌机理主要包括以下三个方面。
1. 光化学反应。光谱中的紫外波段UVC可破坏细胞内的遗传物质核酸,影响基因的转录和复制,阻碍生命活动所需蛋白质的合成,从而影响细胞的正常繁殖,对细胞进行破坏、直至细胞死亡,起到杀菌灭毒的作用。
2. 光热作用。光谱中的紫外波段UVA/UVB和可见光、红外光部分对细菌细胞或孢子有热效应。高强度辐射光热作用可以使细胞的表面温度迅速升高,从而破坏细菌的细胞壁,使细胞液蒸发,彻底破坏细胞结构,导致死亡。
3. 脉冲效应。脉冲氙灯发射脉冲强光,脉冲强光的穿透性和瞬时高能,损坏细胞壁和其他细胞成分,导致细胞破裂、细菌死亡。
n 脉冲强光对不同微生物的杀菌效果,国内外的研究结果参见下表。
菌 种 | 处 理 方 式 | 杀灭效果 | 备注 |
大肠杆菌 | 辐照强度0.5J/cm2;闪照16次 | 6log | 注:表中log是指(log10(N0/N)),其中N0是指脉冲强光作用之前的微生物浓度(cfu/ml),N是指脉冲强光作用一定时间之后的微生物浓度(cfu/ml)。
|
枯草芽孢杆菌 | 输入能量700J;闪照30次 | 5log | |
单核细胞增生李斯特菌 | 单次输入3J;闪照200次 | 4log | |
沙门氏菌 | 单次输入3J;闪照200次 | 4log | |
金黄色葡萄球菌 | 辐照强度5.6J/cm2;闪照5s | 8log | |
酿酒酵母菌 | 输入能量700J;闪照30次 | 7log | |
啤酒酵母菌 | 单次输入7J;闪照50次 | 6.8log | |
黑曲霉菌 | 输入能量1200J;闪照40次 | 4log | |
疱疹病毒HSV-1 | 1.0J/cm2的总剂量 | 5log | |
牛疹病毒 | 2.0J/cm2的总剂量 | 4.8log | |
甲型肝炎病毒 | 2.0J/cm2的总剂量 | 5log |
n 脉冲氙灯的空气杀菌技术与传统杀菌技术的比较见下表。
杀菌技术 | 基本原理 | 优 点 | 缺 点 | 杀菌效果 |
臭氧杀菌 | 氧化杀菌;分解产生的氧原子氧化、穿透细菌细胞壁、细胞膜,导致细胞死亡。 | 具有很强的氧化能力、杀菌速度快效果显著;
| 生产臭氧效率低,运行和维护费用高; 臭氧刺激人的呼吸道及神经系统,只能应用于静态杀菌。 | 杀菌和杀灭病毒、芽孢效果都很好 |
光催化氧化杀菌 | 氧化链式反应;对细胞结构引起损害性破坏,达到杀灭细菌。 | 能同时去除多种污染物 | 会产生甲醛、乙醛、丙酮等有机副产物; 灰尘影响杀菌效果。 | 杀菌和杀灭病毒、芽孢效果都很好 |
紫外线照射杀菌 | 光辐照杀菌;改变微生物内部结构,破坏其正常生理功能、丧失复制繁殖能力,达到灭菌效果。 | 使用简便、安全、快速,能量利用率高; 有多种杀菌形式,适用范围广。 | 紫外线照射空气会产生臭氧,对人体有危害;紫外线会对人体皮肤及眼睛产生灼伤,不可直接用于室内空气杀菌 | 杀菌范围广 杀菌效果好 |
负离子 杀菌 | 氧化还原作用;破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,达到抗菌杀菌 | 除尘灭菌,对空气的消毒和净化有一定的作用 | 会产生二次扬尘,动态净化空气效果一般 | 能杀菌除尘 消除异味 |
脉冲氙灯杀菌 | 光辐照杀菌,脉冲强光能彻底破坏微生物的细胞壁、细胞膜以及核酸结构 | 分解空气各种化学污染物、杀灭有害微生物; 光谱范围广,闪照光的辐射强度高,协同效应杀菌快速、彻底; 光能转换效率高,能耗低 | 热效应会导致食品颜色变化; 光辐射对表面处理会有遮蔽效应。 | 能够有效杀灭繁殖型细菌、真菌孢子、细菌孢子、病毒等 |
n 脉冲氙灯杀菌技术的应用领域
脉冲氙灯杀菌技术已经应用到空气杀菌、固体表面杀菌、水处理及食品蔬菜杀菌等多个领域。
赛特勒公司开发的脉冲氙灯模组,可灵活内嵌在空调、冰箱等家用电器中,以及安装到食品领域的杀菌设备或卫生领域的医疗器械表面杀菌等设备中。
赛特勒(ZETTLER)磁电设计团队不断追求创新,能根据客户需求提供针对性的产品技术方案。如果您有磁性器件、变压器或模块化电源产品方案的需求,请访问我们的网站 www.zettlercn.cn 或联系 sales@zettlercn.com,以获取更多信息和协助。