紫外光应用及杀菌原理

发布时间：2021-11-11 09:41 来源：萤光创新

紫外线剂量在灭菌过程中起着至关重要的作用。在紫外剂量充足的条件下，失活的病毒细菌不会复活，但剂量不足时，许多被紫外线照射失活的病毒细菌可通过光的协助作用修复自身被破坏的结构。

紫外光杀菌原理

按照波长，紫外(Ultra Violet，UV)光通常分为UVA（315nm-400nm）、UVB（280nm-315nm）、UVC（200nm-280nm）。其中波长UVC波段又称为“日盲”波段，由于大气中臭氧的强烈吸收，在近地太阳光谱中几乎不含有该波段紫外光。

UVC主要应用主要包括水/空气/表面的消毒/净化、分析仪器（分光光度法、液相色谱、气相色谱等），矿物分析。UVC波段波长短，能量高，短时间内破坏微生物机体(细菌、病毒等病原体)细胞中分子结构，通过破坏微生物的DNA和RNA阻止其繁殖，可以实现高效快速的广谱杀菌效果，从而对水、空气和物体表面进行杀菌消毒，使细胞无法再生，因此广泛应用于如水、空气等的杀菌消毒。数据显示，仅以30mW／cm２的UVC紫外辐照强度，一秒钟即可对绝大部分细菌实现近乎100%的杀灭，效果非常显著，可广泛应用于医疗卫生领域。在个人健康和家庭卫生领域，紫外光可用于水杯碗筷消毒、空气净化除菌、杀灭瞒虫、鞋袜杀菌除臭、婴儿奶瓶消毒等。

紫外杀菌效果

根据微生物种类不同，紫外杀菌时间和剂量也各不相同。不同的细菌种类对紫外线的吸收峰值不同。如 DNA、大肠杆菌的最大吸收波长均为265nm，而隐孢子菌、噬菌体的最大吸收波长分别为261nm和271nm。因此所需的杀菌时间也应有所不同。当紫外辐射强度为3×104μW/cm2时，杀灭病毒及细菌、霉菌孢子、藻类细菌所需时间分别为0.1～1.0s，1.0～8.0s，5.0～40.0s。根据中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所专家董小平研究团队发现，强度大于90 μW/cm2的UVC照射冠状病毒，30分钟就可以杀灭SARS病毒。紫外线剂量在灭菌过程中起着至关重要的作用。紫外剂量可以表示为紫外线强度与照射时间的乘积。在紫外剂量充足的条件下，失活的病毒细菌不会复活，但剂量不足时，许多被紫外线照射失活的病毒细菌可通过光的协助作用修复自身被破坏的结构。在紫外剂量相同时，可采用高强度、短时间或低强度、长时间的照射方式，以达到杀菌目的。杀灭1×104 个/mL的螺旋杆菌，所需紫外剂量30 mJ/cm2左右，而杀灭同样数量的孢子，则需要70 mJ/cm2 左右的紫外剂量。

常用紫外线杀菌照射剂量情况

紫外LED消毒产品应用情况

紫外杀菌消毒产品主要应用于水体杀菌、空气杀菌、物体表面杀菌三大领域。随着LED技术的发展，效率的提升，将在这些领域从小功率到中功率再到大功率，逐渐替代传统汞灯光源。

水消毒领域

水消毒是一项多专业融会贯通的典型终端应用，其产品设计需要的技术包括光学设计，热学设计，材料匹配，零件装配等诸多技术。作为紫外LED的最成熟和有效的应用，水杀菌模组可以分为静态水杀菌和流动水杀菌两个大类。

1.静态水杀菌静态水杀菌是指对储水的空间（容器）内的水进行杀菌抑菌，储水容器由于通常会长时间静止，在温度合适的情况下，会容易细菌滋生而造成细菌超标。静态水杀菌模组针对这种情况，通过定时开启杀菌而使其达到和保持一个较低的细菌水平。根据产品的杀菌定位分为抑菌和杀菌。杀菌和抑菌两者并无本质的不同，其根本目的在于使被作用的水体保持长期的无菌或者较低的细菌水平。

青岛萤光创新通过和国内外优质光源厂家深度战略合作，根据杀菌需求定制化的生产光源以达到杀菌和光源的合理匹配。目前公司产品光源输出及稳定性和寿命达到国内领先水平。

2.流动水杀菌流动水杀菌和静态水杀菌不同，通过高功率的紫外辐射单元，对流经杀菌模组的水体进行高效的瞬间杀菌，使流经杀菌模组的水体达到一个无菌或者细菌含量极低的水平。

青岛萤光创新结合实际应用场景，开发了多种过流式杀菌模组。主要有：超微型过流式杀菌模组，针对杀菌需求在500ml/min以下的场景。微型杀菌模组，500ml~1L/min标准款杀菌模组：适合1L~2L/min的流动加强款杀菌模组：适合2L~4L/min的流动水杀菌大型及特大型杀菌模组：适合10L以上到500L/min的流动水杀菌。值得关注的是，为彻底解决饮用水杀菌的菌落超标隐患，萤光创新科技有针对性的开发出了杀菌水龙头和杀菌水嘴。将杀菌功能巧妙的融合在净水机（饮水机）的龙头和水嘴中，做到真正的末端杀菌，杀菌后即入口。真正解决了二次污染问题。

空气杀菌领域

紫外空气净化主要采用UVC杀菌和UVA光催化两种消毒方式。UVC空气杀菌净化器主要遵循空气的紫外循环消毒的原理，即在风机作用下，风通过一个密闭的管道，与此同时，紫外灯照射通过管道的空气，完成消毒，目前紫外空气杀菌机主要以医院、实验室等特殊应用场所为主。UVA光催化空气净化器采用光催化原理，分解空气中的有机污染物，杀死细菌和病毒。在动态空气杀消方面，单独使用紫外光源很难做到，还需要辅助HEPA过滤吸附类材料，以提高杀菌率。

物表杀菌领域

疫情刺激了紫外LED杀菌产品在个人和家庭消费品中的应用，杀菌包，杀菌箱，杀菌棒等小功率产品层出不穷，在电梯扶手、冷链物流、快递包装等领域的新型应用产品正在研发与开拓过程中。

青岛萤光创新科技有限公司，拥有专业的博士后团队，专注于紫外杀菌应用的研究，经过多年深耕紫外行业，公司获得多项国家发明和实用新型专利。目前多款杀菌模组类产品已经投入市场。更多详细内容可以浏览公司网站www.qdyingguang.com联系公司索取或者关注微信公众号。