معقم الأشعة فوق البنفسجية

تعقيم أسطح الأطعمة والمشروبات والهواء والمنتجات الصناعية. يُقتل أو يُقلل عدد البكتيريا الناتجة عن التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية. يُستخدم على نطاق واسع في معالجة الأطعمة والمشروبات، والعلاج الطبي، وخزانات التعقيم، ومعالجة المياه، والمنتجات الصناعية، ومجالات التعبئة والتغليف.

وحدة تحكم في درجة الحرارة والرطوبة قابلة للبرمجة تيمى 580

سهل التشغيل واضح وواضح عملية مستقرة

يمكن عرض المعلمات المحددة والوقت والسخان والمرطب وحالة العمل الأخرى

نظام ذكي منخفض الطاقة

أنبوب تسخين خاص من الفولاذ المقاوم للصدأ

حزام ناقل من شبكة تفلون

تصميم معقول وأداء مستقر

في حين أن المبدأ الأساسي لاستخدام الأشعة فوق البنفسجية (وخاصةً الأشعة فوق البنفسجية-C، 200-280 نانومتر) لتعطيل الكائنات الدقيقة على الأسطح وفي الهواء والماء يُعدّ جوهريًا، تُجسّد معقمات الأشعة فوق البنفسجية الحديثة تضافرًا متطورًا بين علم الأحياء الضوئية، والهندسة البصرية، وديناميكيات الموائع، وعلوم المواد، وأنظمة التحكم. يتعمق هذا التوسع في الخصائص الأساسية التي تُحدد قدراتها، متجاوزًا الوصف الأساسي، مُسلّطًا الضوء على الفروق الدقيقة التكنولوجية التي تُمكّن من تعقيم فعال وموثوق وآمن في تطبيقات متنوعة، مثل معالجة الأغذية، والرعاية الصحية، ومعالجة المياه، والتغليف الصناعي.

1. الآلية الضوئية الحيوية الأساسية والحساسية الميكروبية:

ذروة امتصاص الحمض النووي (الحمض النووي)/الحمض النووي الريبوزي (الحمض النووي الريبوزي): تتمثل الآلية الرئيسية المميتة في امتصاص فوتونات الأشعة فوق البنفسجية-C (فعالية الذروة حوالي 265 نانومتر) بواسطة الأحماض النووية (الحمض النووي وRNA). تُسبب هذه الطاقة تكوين قواعد الثايمين المجاورة (أو اليوراسيل في الحمض النووي الريبوزي) ثنائيات تساهمية، مما يُعطل التضاعف والنسخ. والأهم من ذلك، أن الفعالية لا ترتبط ارتباطًا خطيًا بالشدة، بل تتبع منحنى استجابة للجرعة (غالبًا لوغاريتمي)، يُحدد بواسطة معدل الأشعة فوق البنفسجية (مللي جول/سم²) = إشعاع الأشعة فوق البنفسجية (μW/سم² أو W/m²) × زمن التعرض (بالثواني).

أطياف الفعل الميكروبي وقيم D10: تُظهر الكائنات الدقيقة المختلفة حساسية فريدة (أطياف الفعل) لأطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية، وتتطلب جرعات محددة من الأشعة فوق البنفسجية (قيمة D10 = جرعة لتخفيض 90% أو لوغاريتم واحد) لتعطيلها. في حين أن الإشريكية القولونية تُعدّ معيارًا شائعًا (D10 ~3-6 مللي جول/سم²)، فإن الجراثيم (مثل العصوية والكلوستريديوم) والعفن والخميرة والفيروسات (مثل نوروفيروس وفيروس سارس-كوف-2) تتطلب جرعات أعلى بكثير (D10 من 10 مللي جول/سم² إلى أكثر من 100 مللي جول/سم²). تُصمّم الأنظمة المتقدمة بناءً على مسببات الأمراض المستهدفة وتخفيضات اللوغاريتم المطلوبة (مثل 4 لوغاريتم للماء، و6 لوغاريتم للهواء في الأماكن الحرجة).

◦ إعادة التنشيط الضوئي وإصلاح الظلام: تمتلك بعض الكائنات الدقيقة آليات إنزيمية لإصلاح تلف الحمض النووي الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية عند التعرض اللاحق للضوء المرئي (إعادة التنشيط الضوئي) أو في الظلام (إصلاح الظلام). يجب أن يضمن تصميم النظام أن تكون الجرعة المُقدمة كافية للتغلب على آليات الإصلاح المحتملة، والتي غالبًا ما تتطلب تركيزًا أعلى للتطبيقات الحرجة أو استخدام الأشعة فوق البنفسجية النبضية لإغراق عملية الإصلاح.

2. تكنولوجيا مصدر الأشعة فوق البنفسجية والهندسة البصرية:

مصابيح الزئبق منخفضة الضغط (الزئبق): تُعدّ الخيار الأمثل للاستخدامات التقليدية، حيث تُصدر ما بين 85% و90% من الطاقة عند طول موجة 253.7 نانومتر (قريبة من ذروة الحمض النووي). تشمل مزاياها الكفاءة العالية، والتكنولوجيا المتطورة، والإنتاجية العالية. وتشمل خصائصها مدة التسخين، وانخفاض الإنتاج على مدار العمر الافتراضي (حوالي 10,000 ساعة)، والحساسية لدرجة الحرارة المحيطة (الدرجة المثلى حوالي 40 درجة مئوية)، ومحتوى الزئبق (الذي يتطلب التخلص منه بعناية).

مصابيح الزئبق متوسطة الضغط (الزئبق): تُصدر طيفًا أوسع (متعدد الألوان) يشمل الأشعة فوق البنفسجية-C والأشعة فوق البنفسجية-B والضوء المرئي. تسمح كثافة الطاقة العالية بمفاعلات أصغر لتطبيقات التدفق العالي. يُمكن أن يكون الطيف الواسع مفيدًا لتحلل بعض المواد الكيميائية (الأكسدة المتقدمة)، ولكنه أقل كفاءة في استخدام الطاقة للتطهير النقي مقارنةً بمصابيح الزئبق منخفضة الضغط (إل بي الزئبق) عند طول موجي 253.7 نانومتر. تُولّد حرارة وأوزونًا كبيرين (في حال وجود أطوال موجية أقل من 240 نانومتر).

◦ ثنائيات باعثة للضوء الأشعة فوق البنفسجية-C (قاد): تقنية سريعة التطور. تشمل مزاياها التشغيل والإيقاف الفوري، وعدم احتوائها على الزئبق، وإمكانية إطالة عمرها الافتراضي (حتى 20,000 ساعة)، وحجمها الصغير، ومرونة تصميمها (إمكانية تعدد ذروات الانبعاث)، وتحملها لدرجات الحرارة الباردة، وقابليتها للتعتيم. أما التحديات فتشمل انخفاض خرج الطاقة للثنائي الأحادي (الذي يتطلب مصفوفات)، والإدارة الحرارية (حيث يُعدّ وجود مشتتات حرارية/تبريد أمرًا بالغ الأهمية للكفاءة/العمر الافتراضي)، وارتفاع التكلفة الأولية، والاختلافات الطيفية بين الشركات المصنعة (ذروة 265-285 نانومتر).

تصميم العاكس والغرفة: يتطلب تعظيم نفاذية الضوء المُرسَلة تحسين هندسة التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تُحيط الأسطح عالية الانعكاس (مثل الألومنيوم المصقول، والطلاءات العاكسة للأشعة فوق البنفسجية المتخصصة) بالمصابيح/مصابيح قاد لتوجيه الفوتونات نحو الهدف. يضمن تصميم الغرفة تدفقًا مضطربًا (هواء/ماء) أو تقاربًا (أسطحًا) لتحقيق أقصى تفاعل بين الفوتونات ومسببات الأمراض. تُستخدم محاكاة ديناميكا الموائع الحسابية (عقود الفروقات الحسابية) وتتبع الأشعة الضوئية لتحسين التصاميم.

طعام

طَرد

مستحضرات التجميل

الطب العشبي

شرب

الرعاية الطبية