Como a luz ultravioleta esteriliza? Como escolher a lâmpada ultravioleta de esterilização?

Após o surto da nova pneumonia por coronavírus, muitas famílias começaram a prestar atenção à esterilização e desinfecção.

Há algum tempo, correram boatos na internet: máscaras de uso no primeiro dia, macarrão instantâneo no segundo dia, álcool no terceiro dia, óculos de proteção no quarto dia, lâmpadas germicidas ultravioleta no quinto dia, luvas no sexto dia dia, e amarelo duplo no sétimo dia.

Não sei se Shuanghuanglian é útil, mas as lâmpadas germicidas UV são realmente úteis.

Desde o início da epidemia, muitas empresas de iluminação têm feito esforços concertados para doar muito dinheiro e materiais a Hubei, especialmente lâmpadas ultravioleta de esterilização. Um dos líderes mundiais na indústria de fontes de luz especiais, a Heraeus Special Light Sources na Alemanha também ajudou quase 1.000 conjuntos de lâmpadas de desinfecção ultravioleta em Huanggang, Hubei, para desinfecção e esterilização em hospitais da linha de frente, na esperança de ajudar o prevenção contra a epidemia.

Então, como a luz ultravioleta mata as bactérias? Como escolher a lâmpada ultravioleta de esterilização?

1.O princípio da desinfecção ultravioleta

A luz ultravioleta é uma onda de luz invisível a olho nu. Ela existe fora da extremidade violeta do espectro visível, por isso é chamada de luz ultravioleta. Os raios ultravioleta são um fluxo de partículas não conectadas, e cada fóton ultravioleta com comprimento de onda de 253,7 nm tem uma energia de 4,9 eV.

Quando os raios ultravioleta são irradiados para microrganismos, ocorre transmissão e acúmulo de energia, e o acúmulo resulta na inativação de microrganismos, atingindo assim o objetivo de desinfecção. Quando bactérias e vírus absorvem mais de 3.600 ~ 65.000 uW/cm2, eles têm um forte efeito destrutivo no DNA e RNA de bactérias e vírus. Elimine bactérias e vírus e obtenha o efeito de desinfecção e esterilização.

Por um lado, a luz ultravioleta pode provocar mutações nos ácidos nucleicos, dificultar a sua replicação, o bloqueio da transcrição e a síntese proteica; por outro lado, a geração de radicais livres pode causar fotoionização, o que leva à morte de bactérias.

Há algum tempo, a Comissão Nacional de Saúde e a Administração Estatal de Medicina Tradicional Chinesa anunciaram o "Programa de diagnóstico e tratamento de pneumonia por infecção por novo coronavírus (versão de teste 4)" A nova versão do plano de tratamento afirma que o vírus é sensível à luz ultravioleta e ao calor.

A este respeito, os especialistas técnicos da Heraeus introduziram ainda que quando a dose ultravioleta cumulativa recebida pela maioria das bactérias e vírus atinge 20mJ, a taxa de inativação pode chegar a 99%. A luz ultravioleta de 253,7 nm pode efetivamente destruir o material genético (DNA ou RNA) dos microrganismos, de modo que bactérias e vírus não possam completar a replicação e transcrição do material genético, matando assim os patógenos bacterianos e eliminando a fonte de infecção.

O efeito mortal da radiação ultravioleta sobre bactérias e vírus foi verificado em bactérias e vírus comuns: bactérias como Mycobacterium tuberculosis (mycobacterium), Vibrio cholerae, Pseudomonas, Salmonella, bactérias da febre intestinal, Typhi Bacillus, Shigella, Staphylococcus, Streptococcus, Escherichia coli ; vírus tais como vírus da gripe, poliovírus, rotavírus, vírus da folha do tabaco, vírus da hepatite B; esporos de mofo, tais como esporos moles, fungos de penicilina, Penicillium toxigênico, Penicillium e outros fungos; Algas como Paramecium, Chlorella, Protozoa. Portanto, a radiação ultravioleta é um método de esterilização de amplo espectro.

2. As lâmpadas germicidas UV podem matar o coronavírus?

Existem muitos tipos de coronavírus, os vírus que causam o resfriado comum, o vírus SARS (SARS-CoV) que causou 2003 e o novo coronavírus de 2019 (COVID-19) encontrado desta vez são todos coronavírus. A força e as manifestações clínicas também são diferentes. O COVID-19 descoberto desta vez é o sétimo coronavírus conhecido por infectar humanos.

Os vírus são sensíveis à luz ultravioleta e ao calor. Como mencionado acima, a radiação ultravioleta baseia-se no efeito de morte de amplo espectro dos vírus, baseado na destruição de ácidos nucleicos. Durante o período da SARS em 2003, estudos também mostraram que a radiação ultravioleta confirmou o efeito mortal do coronavírus da SARS in vitro. O novo coronavírus, como um vírus (corona), pode teoricamente ser morto pela radiação ultravioleta.

3. Quanto tempo leva para esterilizar o vírus?

O fator que precisa ser considerado para matar o vírus não é tanto o tempo, mas a dose de UV necessária. A radiação ultravioleta recebida por bactérias e vírus só pode ser efetivamente eliminada quando atingem uma determinada dose.

A seguir está uma lista da dose de UV necessária para microrganismos com diferentes estruturas atingirem uma taxa de inativação de 99,9%:

Nota: 1mJ = 1000μW*s

Além disso, a dose de radiação ultravioleta que pode matar o vírus está relacionada aos seguintes fatores:

1. A quantidade total de radiação ultravioleta depende do tempo de radiação e da intensidade da radiação;

2. As condições ambientais in vitro em que o vírus se encontra, incluindo a temperatura e a umidade ambiente;

3. Penetração de vírus e anexos in vitro e radiação ultravioleta.

Tomando como exemplo a lâmpada de esterilização ultravioleta de baixa pressão Heraeus 50W para esterilização interna com ar parado, geralmente acredita-se que a iluminância ultravioleta é muito baixa a uma distância de mais de 2 metros da superfície do tubo da lâmpada ultravioleta e sua esterilização a eficiência é insignificante.

Imagem: Lâmpada de esterilização ultravioleta de baixa pressão Heraeus

A lâmpada ultravioleta de esterilização tem vida útil efetiva de 9.000 horas, pode ser montada na parede ou içada e é adequada para locais internos que requerem esterilização, como hospitais, escolas, famílias e banheiros públicos.

O tempo de abertura única excede 30 minutos, pode esterilizar o ar e esterilizar a superfície do objeto irradiado. (Nota: Depois que a lâmpada UV for ligada, o pessoal deverá sair.)

Como escolher a lâmpada germicida ultravioleta?

Sabe-se que é necessária uma dose de UV suficiente para matar os vírus, portanto a intensidade de irradiação (mw/c㎡) e a vida útil efetiva (h) das lâmpadas UV são os dois fatores mais importantes a serem considerados ao selecionar as lâmpadas UV. A vida útil efetiva mencionada aqui refere-se ao momento em que a deterioração ultravioleta, até certo ponto, não pode ser esterilizada de forma eficaz, em vez de a lâmpada ultravioleta não estar acesa.

Deixe-me falar sobre a intensidade da irradiação

Existem três fatores principais que afetam a intensidade de irradiação da lâmpada ultravioleta, que são a potência total da lâmpada ultravioleta, o material do tubo da lâmpada e a fonte de alimentação de suporte. Aqui é enfatizado que a transmitância ultravioleta do material de vidro de quartzo é superior a 85%, o que é superior ao material de vidro com alto teor de boro. É mais útil aumentar a intensidade de irradiação da lâmpada ultravioleta, conforme mostrado na figura a seguir:

Vamos'falar sobre a vida eficaz

O material que afeta a vida útil efetiva da lâmpada ultravioleta inclui principalmente o material da lâmpada ultravioleta, o principal processo de produção e a fonte de alimentação de suporte. Aqui eu gostaria de recomendar a tecnologia exclusiva de revestimento de longa duração da Heraeus, que pode efetivamente ajudar a retardar a atenuação UV.

Veja um gráfico de comparação experimental:

Figura: A mesma lâmpada UV produzida pela Heraeus. A metade esquerda utiliza materiais de longa vida, enquanto a metade direita utiliza apenas quartzo de alta pureza e não utiliza materiais de longa vida.

Pela imagem desta lâmpada UV após 10.000 horas de teste, podemos ver que quase não há alteração na metade esquerda, a atenuação da intensidade ultravioleta é inferior a 10% e a metade direita é obviamente amarela. acima de 50.

Interpretação especializada

O professor Fang Daoxu, da Universidade Fudan, comentou: A desinfecção UV tem um grande papel na prevenção de novas pneumonias, e a qualidade da luz ultravioleta utilizada é muito importante. As lâmpadas UV Heraeus são as fontes de luz de desinfecção UV da melhor qualidade do mundo. Sua taxa de manutenção de saída UV ainda pode atingir mais de 90% após milhares de horas de operação. A taxa de manutenção da saída UV das lâmpadas UV domésticas é muito menor devido à má qualidade do vidro de quartzo. Para atingir uma taxa de manutenção superior a 90%, uma película protetora de nanoalumina de alta pureza deve ser revestida na superfície interna do tubo de vidro de quartzo. O trabalho de pesquisa de muitas empresas nacionais que produzem lâmpadas germicidas ultravioleta comprova este ponto.

Zhang Shanduan, vice-diretor do Instituto de Fontes de Luz Elétrica da Universidade Fudan: apoiando o reator, a lâmpada de esterilização ultravioleta Heraeus pode atingir 10% de atenuação da luz em 10.000 horas.

Ex-vice-diretor da Sociedade e Associação Provincial de Iluminação de Jiangsu, Yan Ci: As lâmpadas de esterilização ultravioleta Heraeus durante o período da SARS tiveram um desempenho muito bom e a qualidade do produto foi boa!

Entende-se que a Heraeus projetou diferentes produtos, como amálgama de alta temperatura, amálgama de baixa temperatura e mercúrio líquido, de acordo com as diferentes características de eficiência luminosa do mercúrio com temperatura para melhorar a eficiência de conversão UV da lâmpada em diferentes temperaturas. Em condições de trabalho, para atingir a máxima produção de UV.