紫外線具有殺菌消毒作用主要是因為紫外輻射對微生物的核酸產(chǎn)生光化學(xué)危害，當(dāng)微生物被紫外線照射時，細(xì)胞的核酸生物活性因吸收紫外線而改變，從而引起菌體內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的合成障礙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，使微生物死亡。

 

　　研究表明，紫外線能有效殺滅水中常見細(xì)菌、病菌、霉菌、孢子甚至原生動物。

 

　　在食品工業(yè)中，主要用于生產(chǎn)用水、固體表面、包裝材料、食品加工車間、設(shè)備器具、工作臺的殺菌及對污水的處理，但對霉菌和細(xì)菌芽孢的殺菌效果較差，常需配合消毒方式來加強(qiáng)殺菌效果。

 

　　二、紫外光的基本知識

 

　　波長在200～400nm的電磁輻射稱為紫外（UV）輻射或紫外線。從實際應(yīng)用的角度可分為3個區(qū)域：

 

　　短波紫外光（UVC）：波長200～280nm;

 

　　中波紫外光（UVB）：波長280～320nm;

 

　　長波紫外光（UVA）：波長320～400nm。

 

　　三、紫外燈消毒的時間

 

　　利用紫外線進(jìn)行空間滅菌是一種常用的消毒方法。紫外線波長在2000-3000?時具有殺菌作用。波長在2650-2660?時殺菌力最強(qiáng)。

 

　　紫外線殺菌燈現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于房間和物體表面的消毒。紫外線的殺菌力與照射時間，距離，和強(qiáng)度有關(guān)。一支30W的紫外燈掛在離地面2.5米高度，照射時間30-60分鐘，可消毒30-60立方米的空間。殺死不同細(xì)菌所需要的照射量也不同：革蘭氏陰性無芽孢細(xì)菌最容易被殺死；葡萄球菌，鏈球菌及芽孢等，則需要5-10倍的照射量；真菌孢子則需50倍的照射量。

 

　　一般我們普通的房間常規(guī)照射時間大約掌握在40-60分鐘，如果客觀環(huán)境和消度目的有專門規(guī)定的話，請參照上述標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　四、關(guān)于紫外線消毒

 

　　（一）適用范圍

 

　　用于室內(nèi)空氣、物體表面和水及其它液體的消毒。

 

　�。ǘ�）紫外線消毒燈和紫外線消毒器

 

　　1、消毒使用的紫外線是C波紫外線，其波長范圍是 200nm～275nm，殺菌作用最強(qiáng)的波段是 250nm～270nm，消毒用的紫外線光源必須能夠產(chǎn)生輻照值達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的殺菌紫外線燈。

 

　　2、制備紫外線消毒燈，應(yīng)采用等級品的石英玻璃管，以期得到滿意的紫外線輻照強(qiáng)度。

 

　　3、紫外線消毒燈可以配用對紫外線反射系數(shù)高的材料（如拋光鋁板）制成的反射罩。

 

　　4、要求用于消毒的紫外線燈在電壓為220V、環(huán)境相對濕度為60%、溫度為20℃時，輻射的253.7nm 紫外線強(qiáng)度（使用中的強(qiáng)度）不得低于 70μW/cm2（普通30W直管紫外線燈在距燈管1m處測定，特殊紫外線燈在使用距離處測定，使用的紫外線測強(qiáng)儀必須經(jīng)過標(biāo)定，且在有效期內(nèi)；使用的紫外線強(qiáng)度監(jiān)測指示卡，應(yīng)取得衛(wèi)生許可批件，并在有效期內(nèi)使用）。

 

　　5、紫外線燈使用過程中其輻照強(qiáng)度逐漸降低，故應(yīng)定期測定消毒紫外線的強(qiáng)度，一旦降到要求的強(qiáng)度以下時，應(yīng)及時更換。

 

　　6.紫外線消毒燈的使用壽命，即由新燈的強(qiáng)度降低到70μW/cm2的時間（功率≥30W），或降低到原來新燈強(qiáng)度的70%（功率<30Ｗ）的時間，應(yīng)不低于1000h。紫外燈生產(chǎn)單位應(yīng)提供實際使用壽命。

 

　　7.目前我國使用的紫外線消毒燈有下述幾種 ：

 

　�、� 普通直管熱陰極低壓汞紫外線消毒燈：燈管采用石英玻璃或其它對紫外線透過率高的玻璃制成，功率為40Ｗ、30Ｗ、20Ｗ、15Ｗ等。要求出廠新燈輻射253.7nm紫外線的強(qiáng)度（在距離1m處測定，不加反光罩）為 ：功率>30W燈，≥90μW/cm2；功率>20W燈，≥60μW/cm2；功率15W 燈，≥20μW/cm2。由于這種燈在輻射253.7nm紫外線的同時，也輻射一部分 184.9nm紫外線，故可產(chǎn)生臭氧。

 

　�、诟邚�(qiáng)度紫外線消毒燈：要求輻射253.7nm 紫外線的強(qiáng)度（在燈管中心垂直距離1m處測定）為：功率30W燈，>170μW/cm2；11W燈，>40μW/cm2。

 

　　③低臭氧紫外線消毒燈：也是熱陰極低壓汞燈，可為直管型或H型，由于采用了特殊工藝和燈管材料，故臭氧產(chǎn)量很低，要求臭氧產(chǎn)量<1mg/h。

 

　�、芨叱粞踝贤饩�消毒燈：由于采取了特殊工藝，這種燈產(chǎn)生較大比例的波長184.9nm的紫外線，故臭氧產(chǎn)量較大。

 

　　8. 紫外線消毒器：

 

　�、僮贤饩�空氣消毒器：采用低臭氧紫外線殺菌燈制造，可用于有人條件下的室內(nèi)空氣消毒。

 

　�、谧贤饩�表面消毒器：采用低臭氧高強(qiáng)度紫外線殺菌燈制造，以使其能快速達(dá)到滿意的消毒效果。

 

　　③紫外線消毒箱：采用高臭氧高強(qiáng)度紫外線殺菌燈或直管高臭氧紫外線燈制造，一方面利用紫外線和臭氧的協(xié)同殺菌作用，另一方面利用臭氧對紫外線照射不到的部位進(jìn)行消毒。

 

　　（三）適用范圍及條件

 

　　1、紫外線可以殺滅各種微生物，包括細(xì)菌繁殖體、芽孢、分枝桿菌、病毒、真菌、立克次體和支原體等，凡被上述微生物污染的表面，水和空氣均可采用紫外線消毒。

 

　　2、紫外線輻照能量低，穿透力弱，僅能殺滅直接照射到的微生物，因此消毒時必須使消毒部位充分暴露于紫外線。

 

　　3、用紫外線消毒紙張、織物等粗糙表面時，要適當(dāng)延長照射時間，且兩面均應(yīng)受到照射。

 

　　4、紫外線消毒的適宜溫度范圍是20℃～40℃，溫度過高過低均會影響消毒效果，可適當(dāng)延長消毒時間，用于空氣消毒時，消毒環(huán)境的相對濕度低于80% 為好，否則應(yīng)適當(dāng)延長照射時間。

 

　　5、用紫外線殺滅被有機(jī)物保護(hù)的微生物時，應(yīng)加大照射劑量�？諝夂退�中的懸浮粒子也可影響消毒效果。

 

　�。ㄋ模┦褂梅椒�

 

　　1、對物品表面的消毒：

 

　�、僬丈浞绞剑鹤詈檬褂帽銛y式紫外線消毒器近距離移動照射，也可采取紫外燈懸吊式照射。對小件物品可放紫外線消毒箱內(nèi)照射。

 

　�、谡丈鋭┝亢蜁r間：不同種類的微生物對紫外線的敏感性不同，用紫外線消毒時必須使用照射劑量達(dá)到殺滅目標(biāo)微生物所需的照射劑量。

 

　　殺滅一般細(xì)菌繁殖體時，應(yīng)使照射劑量達(dá)到10 000μW.s/cm2；殺滅細(xì)菌芽孢時應(yīng)達(dá)到100 000μW.s/cm2；病毒對紫外線的抵抗力介于細(xì)菌繁殖體和芽胞之間；真菌孢子的抵抗力比細(xì)菌芽孢更強(qiáng)，有時需要照射到600 000μW.s/cm2，但一般致病性真菌對紫外線的抵抗力比細(xì)菌芽胞弱；在消毒的目標(biāo)微生物不詳時，照射劑量不應(yīng)低于100 000μW.s/cm2。輻照劑量是所用紫外線燈在照射物品表面處的輻照強(qiáng)度和照射時間的乘積。因此，根據(jù)紫外線光源的輻照強(qiáng)度，可以計算出需要照射的時間。例如，用輻照強(qiáng)度為 70μW/cm2的紫外線表面消毒器近距離照射物品表面，選擇的輻照劑量是 100 000μW.s/cm2，則需照射的時間是：

 

　　100 000μW.s/cm2÷ 70μW/cm2 = 1429s ÷ 60s ≌ 24min。

 

　　2.對室內(nèi)空氣的消毒：

 

　　①間接照射法：首選高強(qiáng)度紫外線空氣消毒器，不僅消毒效果可靠，而且可在室內(nèi)有人活動時使用，一般開機(jī)消毒30min即可達(dá)到消毒合格。

 

　�、谥苯诱丈浞ǎ涸谑覂�(nèi)無人條件下，可采取紫外線燈懸吊式或移動式直接照射。采用室內(nèi)懸吊式紫外線消毒時，室內(nèi)安裝紫外線消毒燈（30Ｗ紫外燈，在1.0m處的強(qiáng)度>70μW/cm2）的數(shù)量為平均每m3不少于 1.5W，照射時間不少于30min。

 

　　③對水和其他液體的消毒，可采用水內(nèi)照射或水外照射，采用水內(nèi)照射法時，紫外光源應(yīng)裝有石英玻璃保護(hù)罩，無論采取何種方法，水層厚度均應(yīng)小于2cm，根據(jù)紫外光源的強(qiáng)度確定水流速度。消毒后水必須達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

 

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　　1、在使用過程中，應(yīng)保持紫外線燈表面的清潔，一般每兩周用酒精棉球擦拭一次，發(fā)現(xiàn)燈管表面有灰塵、油污時，應(yīng)隨時擦拭。

 

　　2、用紫外線燈消毒室內(nèi)空氣時，房間內(nèi)應(yīng)保持清潔干燥，減少塵埃和水霧，溫度低于20℃或高于40℃，相對濕度大于60%時應(yīng)適當(dāng)延長照射時間。

 

　　3、用紫外線消毒物品表面時，應(yīng)使照射表面受到紫外線的直接照射，且應(yīng)達(dá)到足夠的照射劑量。

 

　　4、紫外線強(qiáng)度計至少1年標(biāo)定1次。

 

　　五、常見的紫外殺菌工具—紫外燈

 

　　1. 安裝

 

　　紫外光的強(qiáng)度隨著光源距離的平方而降低，由于穿透能力很弱，所以必須靠近被處理的物質(zhì)。因此，紫外光對于大的開放區(qū)域的空氣消毒是無效的，它只適用于局部或用于區(qū)域消毒。紫外線滅菌效果與照射時間和距離有關(guān)，時間長而距離近者效果好。一般工作人員高度大多在1.8m以下，紫外燈的安裝應(yīng)該離地1.8-2m 左右，以略高于工作人員的頭頂較好。

 

　　目前，由殺菌率來精確計算生產(chǎn)車間所需的紫外線燈數(shù)還比較困難，因為涉及到房間的換氣次數(shù)，生產(chǎn)車間的高度、地面材料、墻壁房頂?shù)姆瓷湫�率，以及車間的工作人員數(shù)量等等，一般生產(chǎn)車間內(nèi)紫外燈照射強(qiáng)度不低于70μW/cm2，為了確保燈管有足夠的數(shù)量，根據(jù)目前使用的經(jīng)驗，一般可以每7～10m2安裝一支30W的殺菌燈。

 

　　2. 使用

 

　　一般根據(jù)習(xí)慣，車間的紫外線燈是在上班前提前半小時到一小時或下班后由值班人員打開，上班時工作人員應(yīng)在關(guān)閉紫外線燈的情況下洗手更衣進(jìn)入車間，如果光線不足時，可開啟日光燈進(jìn)行工作。所以，在電源設(shè)計時紫外線燈和日光燈的開關(guān)要分開電路，最好用不同顏色或標(biāo)識來區(qū)分電源開關(guān)�，F(xiàn)在，不少企業(yè)安裝的紫外燈開關(guān)往往和日光燈的開關(guān)一起，安置在安裝有燈管房間內(nèi)。這種電源開關(guān)的安置方式是不對的。

 

　　3. 其它注意事項

 

　　3.1 紫外殺菌燈燈管表面的污垢會影響紫外線的穿透力，從而影響殺菌效果。要保持燈管的清潔，至少每周用95%的乙醇擦拭1次。

 

　　3.2 目前國產(chǎn)紫外燈的有效壽命一般為1000~3000h，而進(jìn)口的低壓高能燈管使用時間可達(dá)8000～12000h，中壓燈管可達(dá)5000～6000h。所以，紫外燈的壽命是有限的，因此，必須建立記錄和監(jiān)測制度。

 

　　3.3 但由于紫外線的穿透能力差，紫外燈不能添加加防護(hù)裝置，可以通過玻璃管控的制度進(jìn)行異物管理。

 

　　3.4 254納米波長對微生物的破壞性最大，180納米的波長可以在空氣中形成臭氧；

 

　　3.5  紫外殺菌的主要運(yùn)用在表面殺菌、空氣殺菌和液體殺菌；

 

　　3.6 紫外燈的安裝應(yīng)該離地1.8-2m左右，一般可以每7～10m2安裝一支30W的殺菌燈。

 

　　3.7 紫外燈的使用是有壽命的，應(yīng)記錄和定期監(jiān)測。

 

　　六、紫外殺菌技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

 

　　在食品工業(yè)中，紫外線殺菌主要用于三個領(lǐng)域：表面殺菌、空氣殺菌和液體殺菌。

 

　　1. 表面殺菌

 

　　紫外常用于包裝材料（容器、包裝紙或瓶蓋）的消毒：在包裝材料運(yùn)輸通道上用適宜的紫外燈照射可起到殺菌作用。紫外消毒要求材料表面干凈無垢，否則這些臟物會吸收紫外線而對微生物起到保護(hù)作用。例如， 在UHT乳生產(chǎn)中， 用25317nm的UVC燈， 輻射強(qiáng)度100～200mW/cm2, 對HDPE瓶的鋁箔蓋和紙板箱進(jìn)行消毒處理， 用紫外滅菌容器包裝的果味酸奶， 貨架期可延長到約2周。在食品加工中工作臺面的消毒也是很重要的， 可用紫外照射消毒， 但要求臺面必須清潔， 否則異物的存在會保護(hù)微生物。

 

　　短波紫外光（UVC） 還可以被用于處理食品表面， 控制腐敗微生物的生長。如存在于白糖表面的熱解糖芽孢桿菌和肉表面的假單孢菌都可以用UVC來殺滅。但是， 肉類直接被UV照射會產(chǎn)生氧化味， 乳類食品受紫外照射也有同樣的問題。這些異味的產(chǎn)生是由于食品吸收了紫外產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物而使肉和乳中的脂肪發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)所致， 雖然到目前為止還沒有證據(jù)表明這些產(chǎn)物對人體有害， 但給風(fēng)味帶來的影響是該技術(shù)在肉、乳中應(yīng)用的一大障礙。研究認(rèn)為， 這種光化學(xué)反應(yīng)可通過濾去較短波長的紫外光或照射前在產(chǎn)品上覆蓋一層惰性氣體來防止。

 

　　2. 空氣殺菌

 

　　在食品加工中處理易被微生物污染的物料時，建議對工作場所的空氣進(jìn)行處理：層流空氣通過過濾器除去>0.1μm的粒子，然后用UV輻射殺滅殘存的活的微生物。在果蔬的去皮操作中， 若紫外處理過的空氣逆流流過去皮單元時， 產(chǎn)品的微生物學(xué)質(zhì)量會顯著提高。冷藏室空氣的微生物學(xué)質(zhì)量也可以通過空氣殺菌裝置來提高。同樣的技術(shù)也已經(jīng)被用于孵化室的空氣凈化中。

 

　　3. 液體殺菌

 

　　用UVC處理是殺滅水中大部分微生物和減少環(huán)境污染的有效方法之一。已被用于飲用水、污水和游泳池水的消毒處理，UV和臭氧聯(lián)合使用有非常強(qiáng)的氧化作用可將水中有機(jī)物含量降到極低的水平。

 

　　參考資料

 

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