二、高强度脉冲光
· 由惰性气体灯产生的快速强光
· 百万分之一秒
· 通过
近红外光谱的紫外
· 海平面日光强度的20000倍
高强度脉冲光涉及应用光的快速、强烈、放大后的闪光。脉冲光是运用工程技术产生的,通过在能量储存器中相对长时间(几分之一秒)的贮存而在短时间内(百万分之一或千分之一秒)的释放而积累电子能量得到多级能量的光。贮存的能量脉动惰性气体灯以产生强烈的闪光只持续几百微秒。根据产品选择灯的数量,闪光的形状及闪光的周期。脉冲光包含从紫外的200nm到近红外的1nm的波长,是海平面日光强度的20000倍,大多数脉冲光属可见光范围。由于脉冲光的波长太长,不能发生小分子的离子化。
其抗微生物的效果比非脉冲或连续波常规的紫外辐照明显要强。脉冲光用来消除细菌的繁殖体、细菌的芽胞、真菌分生孢子和其它生物,具有相同效果。这使脉冲光技术适用于细菌污染的食品和水的处理。脉冲光和穿透性紫外线一样,能穿透食品和包装材料。这使处理透明食品,例如水及通过透明包装材料的食品成为可能。另外,破坏微生物的脉冲光可使那些能导致食品变质的酶失活。
脉冲光处理的强度是根据积分通量或单位面积的光能量,焦尔(J)/cm2来测量。1焦尔少于1/4卡路里,4焦尔的能量能使1克的水温度升高1℃。0.5J/cm2的一次闪光已经表明能消灭每平方厘米中105个细菌的繁殖体、细菌芽胞、真菌分生孢子。已证明每次1J/cm2闪光的多脉冲可使细菌减少107---109。
由纯脉冲技术公司,如加里福尼亚州的SanDiego将他们的脉冲光技术(纯光)向FDA提供资料,将脉冲光为辐照源用于食品添加剂生产,加工和处理。脉冲光的使用在21CFR PART 179.14中有说明,并且在以下条件允许应用脉冲光:
(a)射线源由设计好的氙灯组成发射多级射线,波长为200到1100nm,且脉冲周期不长于2毫秒(千分之一秒);
(b)用来控制表面微生物;
(c)脉冲光处理的食品应在达到预期技术效果下经最低处理;
(d)总的累积处理量应不超过12.0J/cm2 。
根据提供给FDA食品添加剂申请资料,表明在具体条件下的应用脉冲光不会引起食品或被处理的微生物发生有害的化学变化。处理的食品不会导致营养价值的显著减少。
高压脉冲光消灭微生物的优缺点
优 点
缺 点
对所有类型微生物都有影响
只能用于表面处理。光穿透才有效
能通过透明包装材料处理产品
必须在光源处保护员工
在处理产品中不会升温
设备最初投资可能高
不仅能用于处理产品而且可以处理加工用水
设备操作必须密切监控以确保应用正确的处理
能用于表面处理大量种类产品
抑制酶活力
为了确保达到理想的杀菌效果,在生产期间必须监控灯光(FLUENCE)与灯束(CURRENT),用硅光电二极管以测量闪光灯打开时光的紫外线强度来监控灯光。输出减少表明灯已快结束它的使用寿命。每次闪光时监控灯束。如果比预先设置电流高或低的显著偏离可能意味着灯或电容的问题。正常设计的系统用来监控设备的操作,如检出异常,应中断操作。