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深紫外LED的殺菌和抑制細菌生長 ——抑菌在家用凈水器中的應用
2016-11-11 10:52:00 1 2570 《凈水企業家》雜志 張國華

為了更好的解決家用凈化水的二次污染問題,青島杰生將攜手凈水行業在國內首先推出深紫外LED抑菌技術和凈水處理的抑菌理念,與行業人士一同努力提高凈水機直飲水的安全性能。

作者簡介:張國華,青島杰生電氣有限公司總經理,工程技術應用研究員,曾于1998年作為訪問學者工作和學習于美國南卡羅來納州大學電子工程系微電子實驗室.目前主要從事GaN-MOCVD設備的研制和深紫外LED的應用研究工作。


隨著現代社會與經濟的快速發展,水污染日益嚴重,人們對于用水安全的擔憂也與日俱增。因此,現在越來越多的家庭選擇在家中安裝凈水器,來保證家人的飲用水安全。但是,最令凈水行業人士頭痛的是凈水機很難完全做到安全的即濾即喝及“免儲存”的狀態,凈化水(也可稱為是“無抵抗力水”)的環境條件極有利于細菌的繁殖生長。


通常來說,經過多級濾膜過濾凈化后的凈化水可以保障人們日常的安全飲用,但是問題出在,如果凈化后的水不能及時被飲用,凈化水在停滯或儲存中會更容易被細菌侵入。凈化水使用時,空氣會進入儲水箱,空氣中攜帶的細菌自然也會隨之進入水中,細菌會在濾膜下游管道與儲水箱中開始繁殖生長造成凈化水的二次污染,當細菌菌落總數達到相當量后,會導致凈化水出現異味和較差的口感,出水的菌落總數超標自然會影響到飲用者的人身健康。


為了更好的解決家用凈化水的二次污染問題,青島杰生將攜手凈水行業在國內首先推出深紫外LED抑菌技術和凈水處理的抑菌理念,與行業人士一同努力提高凈水機直飲水的安全性能。


認識紫外線及深紫外LED抑菌及殺菌


紫外線 UV(Ultra Violet)


紫外線是一種波長位于可見光和X射線之間,100~400nm之間的電磁波。根據作用效果的不同,紫外線按照波長大致可以分為: UV-A(近紫外)波段、UV-B(中波紫外)波段、UV-C(深紫外)波段、UV-V(真空紫外)波段,見圖1。



UVA波段,波長315~400nm,又稱為長波黑斑效應紫外線 。它有很強的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃及塑料。UVA可以直達肌膚的真皮層,破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維,將皮膚曬黑,對人體皮膚有一定傷害。UVA 抑菌殺菌能力較差,主要應用于光固化、光化學作用等領域。


UVB波段,波長280~315nm,又稱為中波紅斑效應紫外線 。UVB紫外線對人體具有紅斑作用,少劑量短時間的照射能促進體內礦物質代謝和維生素D的形成,UVB具有一定的殺菌能力。


UVC波段,波長100~280nm,又稱為短波滅菌紫外線,可高效殺滅各種微生物,包括細菌繁殖體、芽胞、分支桿菌、病毒、真菌、立克次氏和支原體等,凡被上述微生物污染的表面、水和空氣均可采用UVC波段紫外線殺菌,其殺菌效率可高達99%以上,也因為其高效殺菌的特性,UVC被廣泛應用于醫療、衛生、民用等領域。


深紫外(UVC) LED殺菌


紫外線殺菌是通過紫外線的照射,破壞微生物的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子結構,使細菌死亡或不能繁殖,達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線,因為C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收,尤以265 ~ 280nm左右的紫外線最佳,見圖2。




青島杰生是目前世界上領先的深紫外LED研發制造商,也是中國唯一研發生產深紫外LED的專業公司,使用自主研發制造的GaN-MOCVD高端專用設備在藍寶石襯底上生產深紫外LED產品,同時采用國際高端芯片制造設備、LED封裝設備生產出波長范圍260nm ~ 320nm紫外LED,相關技術國內領先,且在世界半導體LED產業鏈中處于優勢地位。


深紫外LED抑菌解決方案與優勢


青島杰生利用自主研發生產的“280nm深紫外LED”,開發了高性價比的“深紫外LED抑菌模塊”,該模塊可應用于凈水儲水箱、凈水管道、凈水籠頭等位置的抑菌,通過實驗驗證及應用,可實現便捷的安裝集成,合理的成本投入,超長的產品壽命,較低的深紫外線輻照劑量,高效安全的抑菌效果,有效的解決困擾凈水行業的凈化水二次污染難題。


深紫外LED抑菌殺菌模塊較傳統抑菌殺菌方法具有:


體積小,可以與凈水器便捷的安裝集成;

開關特性,可頻繁開關,瞬間啟停,即殺即用,根據設定隨時進行抑菌、殺菌;

環保特性,不含有任何有害物質,純物理殺菌,無毒、無殘留、無二次污染;

固態半導體冷光源,單一紫外線波長,對水無加熱,無臭氧,不影響水質及口感;

高效、節能特性,單位面積光強是傳統紫外光源的千倍,而相同光輸出功率的能耗僅為傳統紫外光源的1/10。


總結


通過長期產品技術研發、實驗、應用及終端市場反饋,都充分證明了“280nm深紫外LED”的應用可以完全抑制凈化水在凈水器后程中細菌的繁殖生長,從而有效的解決家用凈水器的二次污染問題,助力凈水行業實現真正意義上的全程抑菌,使更加完美的凈水產品走向千家萬戶,造福人類。


(編輯:楊廣松)


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