什么是脉冲强光?

一、产品简介

脉冲强光技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，光强度相当于到达地球表面太阳光强度的数千乃至数万倍的一种世界领先的光源技术。

脉冲强光是一种新型非热杀菌技术，它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭各类微生物，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点。脉冲强光技术出现在80年代，发展至今已成为一项强大的工业技术，可应用到水处理、空气杀菌、食品加工、制药、农副产品等众多领域，该技术还可应用于光固化领域以及温室植物助长，其固化效果优于传统紫外线固化，温室中可增加植物光合作用，促进生长以及具有灭虫效果。

脉冲光的光谱图

脉冲强光的最基本结构是由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。动力单元是向惰性气体灯单元提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量；惰性气体灯是在动力单元提供能量的基础上，发出由紫外线至近红外线区域的光线，紫外线波段尤为丰富，其光谱与太阳光光谱十分相近，但强度要超出数万倍至数十万倍。

脉冲灯

二、产品原理

脉冲强光的产生需要两部分装置完成，其一是具有功率放大作用的能量贮存器，它能够在相对较长的时间内（几分之一秒）积蓄能量，而后在短时间内（微秒或毫秒级）将该能量释放出来做功，这样在每一工作循环内就会产生相当高的功率（而实际消耗平均功率并不高），从而起到功率放大的作用；其二是光电转换系统，它将产生的脉冲能量贮存在惰性气体灯中，由电离作用即可产生高强度的瞬时脉冲强光。

电路结构

杀菌原理1——光化学作用

由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸，当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构体。这种物质会使细菌自身的新陈代谢机能出现障碍，并且会导致细菌的遗传性出现问题，直至死亡。脉冲强光中的200-280nm部分最易被吸收，光化学作用主要是UVC。

脉冲强光是可见光、红外线和紫外线协同作用于微生物，能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀死微生物。脉冲强光对霉菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧细菌芽孢和真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、酵母菌等都有明显的杀菌效果。

杀菌原理2——光物理作用

虽然光化学作用主要来自于UVC,但脉冲强光的UVA和UVB部分也起着一定的杀菌作用。当辐射剂量达到一定的水平，UVA和UVB可以使细胞的表面温度迅速升高至130°C，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。

脉冲强光杀菌原理图

三、产品优势

1、广谱杀菌

因脉冲强光的光谱是从170nm-1000nm，全光谱，又因脉冲强光双效杀菌方式（光化学作用和光物理作用），所以脉冲强光具有广谱杀菌作用，是新一代无副作用“抗生素”。

          脉冲强光杀灭大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果                                                                                   脉冲强光杀灭黑曲霉菌的效果

            脉冲强光杀灭枯草芽孢杆菌的效果                                                                                                 脉冲强光杀灭白色念珠菌的效果

相关研究证明脉冲强光对枯草芽孢杆菌杀菌率可> 6log10cfu/ml

2、一次性杀灭，无复活

其他的杀菌方式，基本都是通过蛋白变异，使微生物失去活性，从而达到杀菌作用。这种方式微生物会有假死现象，例如紫外线、臭氧杀菌，在太阳光照射下，有一部分微生物会复活。另外拥有胞衣的微生物（如黑曲霉菌、枯草芽孢杆菌），因其拥有保护层，其蛋白不容易被变异，所以传统方式不容易杀死这些微生物。有相关文献证明，黑曲霉菌在高温300度的情况下，依然可以存活。

脉冲强光杀灭的微生物，因其双效作用，不存在复活的可能。

                                                                                 未被脉冲强光照射的微生物，        脉冲强光杀灭的微生物，

                                                                               电镜下微生物形状完整。        电镜下细胞壁破裂，无法复活。 

3、低温杀菌，不影响物料，没有残留

 脉冲强光因其瞬间可释放出兆瓦级能量，所以其灭菌速度相当快，仅为几秒至几分钟。相比较化学方式杀菌，其更为安全，没有残留。大量的数据证明，脉冲强光不影响物料成分。我们已经成功将脉冲强光技术运用到：多肽杀菌、奶制品杀菌、果汁杀菌、食品包材杀菌、蔬菜水果保鲜等领域。

脉冲强光对碳水化合物无影响                                                                                                   脉冲强光对维生素无影响

碳水化合物是食物的重要组成部分。                                                                                               VC是水果、蔬菜中的重要营养成分。

配制5%的葡萄糖和淀粉溶液 , 分别吸取5mL于培养皿中 , 按要求进行闪照 , 测其旋光度。        吸取1%浓度的VC液5mL于培养皿中 , 进行闪照 , 分析结果如表所示。

结果如表 , 闪照前后葡萄糖与淀粉的旋光度都无显著变化；脉冲强光对其不会造成破坏作用。                  由表中的数据可看出 , 脉冲强光仅使VC的含量略有下降。

4、高能效

脉冲强光以脉冲形式输出能量，要比连续性紫外线所消耗的能量要少，其光电能转换率高达45%-50%，其中紫外线的能量占38%左右。

                                                                             仅15w的脉冲强光模块，1米处3分钟杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球

                                                                                 菌可达99.9%以上，普通紫外线灯则需要20分钟到30分钟。

5、高适配性

脉冲强光的特点决定该技术具有较好适配性

• 可以根据不同环境生产不同形状灯泡。

• 可以根据不同的环境预设不同的脉冲频率和光谱输出范围等参数。

• 可以根据需要，运用到各种设备上。

适配的机器

脉冲强光消毒柜，可用于：婴儿用品、茶杯、碗筷灯消毒。                                                                             脉冲强光液态Chiselwall机场，可用于：果汁、牛奶等液体杀菌。

脉冲强光Chiselwall机场订阅：用于医院、洁净车间传递物品的表面消杀。                                                            脉冲强光隧道Chiselwall机场，用食品表面杀菌，例如：鸡蛋、蔬菜、水果等。

脉冲强光空气动态Chiselwall机场：用于室内空气杀菌净化，在杀死空气中                                         脉冲强光包装材料杀菌设备，安装于罐装线上，用于瓶盖、瓶坯、塑料膜、

微生物的同时，可降解空气中VOCs（有机废气）、甲醛等。                                             塑料盒杀菌。

四、脉冲强光技术的运用领域