脉冲光杀菌技术
关于污水流速对强光脉冲杀菌效果的研究
关于污水流速对强光脉冲杀菌效果的研究摘要：随着中国城镇化的快速发展和人民生活水平的提高，中国的年废水排放量日益增长，人们对废水净化处理的需求不断增长。
同时国家提出“绿水青山就是金山银山”的发展理念，进一步推进废水处理业的快速建设于发展，在废水处理行业中，如何更快速，更高效，更环保的处理废水是现阶段需要讨论和研究解决的一个重要问题。
关键词：废水消毒、脉冲强光废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。
其在经济发展，改善人民生活水平，改善生态环境以及保护工业建筑方面有着重要意义。
目前废水的前端净化处理已经有成熟的技术和工作流程，但在末端排放前进行消毒处理的紫外线消毒法效率低，功耗大，仍有很大的改进空间。
（一）脉冲光杀菌技术脉冲氙灯杀菌技术是一种高效的新型冷杀菌技术，其通过光化作用、光热作用和连续脉冲效应的相互叠加对细菌进行杀灭，可以彻底破坏微生物的细胞壁及核酸等结构。
脉冲氙灯装置能量转换效率高，在使用中无需预热，可随时开启。
1.从杀菌原理上看，臭氧杀菌、光催化氧化技术、负离子杀菌技术均是通过不同方式产生强氧化物，使细菌被氧化，而脉冲氙灯技术则基于光辐照杀菌及高强度频闪，彻底破坏细菌的细胞壁、细胞膜及核酸结构。
2.从杀菌效果上看，脉冲氙灯技术不仅杀菌迅速且效率高，且可对繁殖型细菌有效杀灭，而同样基于光辐射杀菌机理的紫外照射法则有光致复合作用存在。
3.从使用安全性上看，脉冲氙灯技术在杀菌同时，可控制臭氧的产生，且尚未发现其它有害副产物生成，相比之下，臭氧杀菌法、紫外线照射等在杀菌时存在臭氧的问题；负离子杀菌在杀菌同时除尘除菌，但有二次扬尘带来的二次污染问题；光催化氧化杀菌可能产生有害的有机副产物。
（二）脉冲光参数的选择1.脉冲光杀菌实验设计用菌液和灭菌蒸馏水配置试验样品，控制样品含菌量于CFU/mL左右。
试验通过两个并行样品对比培养分析，将配置好的样品倒入2个同规格的器皿中，每份器皿均含15 ml样品。
脉冲强光技术在果蔬储藏及微生物安全中的应用
492023.5经济产业增收增产的发展目标。
重点扶持一批有规模和实力的林下经济龙头企业，带动林下经济产业实现现代化发展。
充分发挥种植养殖大户和龙头企业的资金、技术和管理优势，建立示范基地，为林农选定适宜的林下经济种植模式，确保林农增收，实现区域化的产业脱贫。
6.2 加强基础设施建设林下经济产业对森林资源十分依赖，经营地基本都位于偏僻、交通闭塞的林区山区，基础设施薄弱是限制林下经济发展的重要因素。
因此，相关部门应加大当地的基础设施建设投入专项资金，用于道路交通、水电和通讯配套设施的建设，这不仅有利于当地的林下经济产业的发展，对当地的教育、医疗等方面也发挥着重要作用。
通过不断改善林下经济发展的配套基础设施与环境，将会为当地林下经济产业提供更加便捷的发展条件。
6.3 不断完善管理机制 林下经济产业要想取得长远的发展，对林下经济产业的科学管理和监督十分重要。
因此，要不断完善和健全林下经济的管理机制。
在禁摘期进行封山等措施，防止乱采乱摘行为的发生。
严厉打击私自采摘、搜猎等不法行为，促使林下经营工作有序开展。
只有不断加强林下环境保护工作，落实好领导责任制，才能实现林下经济产业的科学可持续发展。
6.4 加强技术培训由于基层技术人员、林场工作人员和林农的专业基础知识及实践操作经验十分匮乏，定期对以上人员进行技术培训显得尤为重要。
在培训授课过程中，要注重对于一些实际问题和关键技术的重点指导。
采取现场教学方式解决生产中的技术难题。
通过开展相应的技术培训与科技示范，提高解决实际问题的能力，提高工作水平和生产效率。
7 结语国家政策的支持与落实是发展林下经济产业的重要保障。
同时，通过林业信息系统的监测和运行，实现科学化、现代化的林下经济发展模式，为林下经济的高效发展提供强大的技术支持。
我国林下经济的发展取得了显著的成效，拓宽了农民增收渠道，也极大地促进了经济社会的发展。
作者简介：李强（1978-），男，高级工程师。
研究方向：森林经营。
脉冲强光技术在食品加工中的应用
脉冲强光技术在食品加工中的应用脉冲强光杀菌技术是一种冷杀菌新技术，它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭食品和包装上各类微生物，而对食品的营养成份以及口感影响很小，它是一种可替代传统食品杀菌的新型杀菌技术。
目前在食品和包装上较成熟的杀菌技术有加热杀菌、辐照杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等，但都有不尽人意的地方，如传统的加热杀菌方式，易引起食品色、香、昧及营养成分有较大损失。
紫外线照射易使食品中的脂肪氧化，产生臭味，蛋白质也容易变质产生变色等现象，一些食品的有益成分如维生素、叶绿素也易受紫外线照射而分解，辐照杀菌易产生明显的异臭和变昧，且基建费用比较高。
脉冲强光杀菌技术弥补了传统杀菌技术的缺陷，它是一种低热、杀菌效率高、无副产物、易控制的杀菌技术。
一、脉冲强光杀菌技术在食品加工中的特点脉冲强光杀菌技术与传统的杀菌方法相比，具有杀菌处理时间短，一般处理时间是几秒到几十秒，同时具有残留少、对环境污染小，不用与物料和器械直接接触，操作容易控制等特点。
更为突出的是，脉冲强光对食品中营养成分的影响很小，有研究表明，脉冲强光对油脂、L一酪氨酸、葡萄糖、淀粉及维生素c均不造成明显的破坏。
二、脉冲强光杀菌技术对各种食品的处理脉冲强光技术作为一种新的表面冷杀菌技术，其用于食品杀菌已经得到美国FDA的批准。
在论证脉冲强光处理食品的安全可靠性方面，针对食品中的化学成分（包括营养成分）及微生物菌群的变化做了大量试验。
得出的结论是：脉冲强光技术可有效减少食品表面的微生物数量；脉冲强光能使食品中的酶钝化，经脉冲光处理的食品中与未处理的相比，化学成分和营养特性没有显著的变化。
脉冲强光应用于食品中的益处是延长产品货架期、降低病原菌的危害、改善食品的品质以及提高产品的经济效益等。
脉冲强光在食品中的具体应用如下。
（1）焙烤制品焙烤制品处于烤炉条件下，一般的微生物均不能生存（热稳定性的芽孢属孢子除外），但是在烤后，冷却、切片和包装过程中会有二次污染，使得产品在贮存过程中出现霉变现象，脉冲强光的处理可有效缓解此情况。
脉冲光杀菌技术介绍
一 什么是脉冲光（ Pulsed Light, PL）
脉冲光技术是一种能在极短时间内（数十至数百微秒），以光辐射形式 释放出高能量，由此产生极高峰值功率（最高可达兆瓦级，是到达地面的 太阳光强度的十万倍）的光能。
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上图是脉冲光与连续紫外工作模式对比：
连续式进灯能量500W，任意时刻功率也为500W, 平均功率500W
脉冲式进灯能量5个脉冲，100J/脉冲，平均功率500W，每个脉冲宽100µs, 脉冲峰值 功率1,000,000W。 连续式电光转换效率：50~60% 脉冲光电光转换效率：70~90%
上海秉铂科技有限公司
Shanghai Beam Expert Science-Tech Co., Ltd.
1 00 J 90 J 80 J 50 J
30 J 10 J
1,000,000 W 900,000 W 800,000 W 500,000 W
300,000 W 100,000 W
1J
10,000 W
脉冲光杀菌技术机理一 1 00 J 紫外杀菌
> 40% UV
1,000,000 W
紫外线UV照射微生物时，核酸物质 (DNA、RNA)中的胸腺嘧啶、胞嘧啶之 间将会发生以下光化学反应，生成CPD 或PP二聚物，使微生物核酸物质受损
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基于脉冲强光杀菌技术的一种污水处理设计
基于脉冲强光杀菌技术的一种污水处理设计摘要：随着人类在社会、生产、经济等领域的迅速发展，对水的需求量也不断的增加，使水资源出现供不应求的紧张局面，同时各种工业生产造成的水污染问题日趋严峻，怎样尽量减少甚至是避免二次污染的情况下，去除水中微生物以及微生物所产生的有害物质成为水处理消毒领域人们越来越关注的重点。
关键词：脉冲强光；脉冲光消毒器械目前国内外水处理中使用的消毒方法有很多，传统水处理方法通常采用氯气作为饮用水消毒的化学药剂，虽然氯气的强氧化作用和良好的处理效果得到普遍认可，但氯气消毒容易产生卤代烷等有害的消毒副产物，使水体安全性下降。
作为新兴氧化技术的脉冲强光闪照技术，以其操作方法简单、处理效率高、没有二次污染等优势引起国内外研究者的普遍重视。
（一）脉冲光杀菌升压电路的设计脉冲氙气灯正常工作需要在其两端施加1000V直流高压1.电源电路设计稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，下面详细介绍各部分电路。
2.选择电源变压器电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压ul变换为整流电路所需要的交流电压u2。
电源变压器的效为:P2/P1其中:P2是变压器副边的功率，P是变压器原边的功率。
算出了副边功率P2后，可根据表1算出原边功率P2。
由P1、P2及U2值即可选择电源变压器。
（二）整流电路整流电路的作用是将交流电压U2变换成单向脉动的直流电压U3,在直流稳压电源中常采用桥式整流电路。
在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为:Uxw>v2U2,流过每只二极管的平均电流为:ID=IR2=0.45U2/R.其中:R为负载电阻:IR是流过负载电阻的电流:整流二极管的最大整流电流IF必须大于实际流过二极管的平均电流IDo;即IF>IDO=0.45U2/R:二极管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM,由上述计算得到的URM和ID来选择整流二极管。
脉冲强光技术科普性介绍
脉冲强光技术介绍脉冲强光技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，光强度相当于到达地球表面太阳光强度的数千乃至数万倍的一种世界领先的光源技术。
它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭各类微生物，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点。
一、脉冲强光的原理脉冲强光的最基本结构是由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成。
动力单元是向惰性气体灯单元提供高电压高电流脉冲的部件，为惰性气体灯提供所需的能量；惰性气体灯是在动力单元提供能量的基础上，发出由紫外线至近红外线区域的光线，紫外线波段尤为丰富，其光谱与太阳光光谱相近，但强度要超出数千倍至数万倍。
脉冲强光的产生需要两部分装臵完成，其一是具有功率放大作用的能量贮存器，它能够在相对较长的时间内（几分之一秒）积蓄能量，而后在短时间内（微秒或毫秒级）将该能量释放出来做功，这样在每一工作循环内就会产生相当高的峰值功率；其二是光电转换系统，它将产生的脉冲能量贮存在惰性气体灯中，由电离作用即可产生高强度的瞬时脉冲强光。
其杀菌的过程如图2所示。
图2 脉冲强光杀菌系统组成二、脉冲强光的杀菌原理脉冲强光是可见光、红外线和紫外线协同作用于微生物，能破坏微生物的细胞壁和核酸结构，从而杀死微生物。
脉冲强光对霉菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧细菌芽孢和真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、酵母菌等都有明显的杀菌效果，下表为一些验证结果：菌种处理方式杀灭效果验证来源大肠杆菌辐照强度0.5J/cm2；闪照16次 6个数量级东北林业大学林学院沈阳农业大学食品学院枯草芽孢杆菌输入能量700J；闪照30次5个数量级华南理工大学单核细胞增生李斯特菌单次输入3J；闪照200次4个数量级苏格兰斯特拉斯克莱德大学沙门氏菌单次输入3J；闪照200次4个数量级苏格兰斯特拉斯克莱德大学金黄色球菌辐照强度5.6J/cm2；闪照5S 8个数量级美国宾夕法尼亚州立大学酿酒酵母菌输入能量700J；闪照30次7个数量级华南理工大学生物工程学院啤酒酵母菌单次输入7J；闪照50次6-8个数量级比利时根特大学黑曲霉菌输入能量700J；闪照40次4个数量级华南理工大学生物工程学院疱疹病毒HSV-1 1.0 J/cm2的总剂量5个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所牛疹病毒 2.0 J/cm2的总剂量4-8个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所甲型肝炎病毒 2.0 J/cm2的总剂量5个数量级英国赫特福特郡生物食品研究所脉冲强光的杀菌机理主要有以下两点：1.光化作用由于细菌的细胞中含有细菌的遗传信息核酸，当核酸被脉冲强光照射时会大量吸收紫外光，从而在体内形成一部分的间二氮杂苯和间二氮杂苯的异构体。
脉冲强光杀菌
脉冲强光杀菌脉冲强光杀菌一种安全（无汞）、强效、节能的新型冷杀菌技术。
为一种新加工工艺，采用宽一光谱“白光”的强烈闪光，以杀灭食品与包装上的微生物。
新方法用太阳光一样光的一种强力闪光的杀细菌力，藉以延长食品的货架寿命和杀灭包装材料上的微生物。
1 脉冲的光脉冲光系用工程工艺产生，使力增大许多倍数。
在一能量贮存电容器内，经相对长时间(一秒的分数)使积蓄的电力被放大，并释放此种贮存的能于极短时间内(一秒的千分之一或百万分之一)，以奏其工作。
结果是功用周期的极高力(功率)，且具有仅是不过分的平均力消费的消耗量。
对在食品及包装上应用，贮存的能脉冲为一惰性气灯，它能产生仅持续儿百微秒（百万分之一秒)的强烈闪光。
虽然脉冲光谱的幅度、期间及强度对处理食品与包装极有用，目前创制的脉冲光集中于广域谱上，“白”光闪光所含波长从紫外线的200nm到约近红外线的.lmm。
该光谱性分布似太阳光，具有400及500nm之间的峰发射，然而每一脉冲光闪光为约在海平面日光经地球大气层滤过效应后，其紫外线波长强度的20，000倍。
由于脉冲光的彼长太长，不能使小分子离子化，而是在电磁光谱的“非离子化”部分。
在表面上的光能能量密度(Fiuenc)可以检测之，或每单位面积的入射光能，即每平方厘米上的焦耳(Joule;略词J)。
l焦耳为少于1/4卡，因此将lg水升高l℃需4焦耳以上的能量。
2抗微生物效应在脉冲光光谱中所含紫外线波长的生物学效应业已有纪实。
这些波长的抗微生物效应系原通过被在蛋白质与核酸高度结合的碳一对一碳双键系统吸收而中介。
这方面许多研究者业经广泛讨论。
从一到几个脉冲闪光便有令入注目的抗微生物效应。
于2个含标准琼脂的陪氏皿上，滴注以7滴(每滴扩散成1cm2)，每滴各含有功倍系列稀释度的金凳葡萄球菌ATCC2761和TSB培养物，一个平板行脉冲光处理。
即在孵育前暴光。
2个0.75J/cm2注量脉冲闪光，即总共注量为1.5J/cm2。
脉冲氙光灭菌
脉冲氙光灭菌全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：脉冲氙光灭菌技术是一种高效的无菌处理技术，广泛应用于医疗、食品、化妆品等领域。
这种技术利用脉冲氙光的能量，以短波长的紫外光照射消毒对象，有效灭活病菌和微生物，达到杀菌消毒的目的。
脉冲氙光灭菌技术是一种绿色环保的消毒方法，与传统的化学消毒方法相比，它不会产生有毒废物，不会对环境造成污染。
而且，这种技术操作简单，灭菌速度快，可以灭活各种类型的病菌和微生物，包括细菌、病毒、真菌等，具有广泛的应用范围。
脉冲氙光灭菌技术在医疗领域的应用尤为广泛。
在手术室、医院病房、急诊室等场所，脉冲氙光灭菌技术可以有效灭活空气中的病菌，保障医疗人员和患者的健康安全。
在医疗设备、器械的消毒灭菌过程中，脉冲氙光灭菌技术也可以取代传统的高温、高压消毒方法，更加方便、快捷、安全，保障医疗设备的无菌状态。
除了医疗领域，脉冲氙光灭菌技术还广泛应用于食品加工和保鲜领域。
在食品生产加工过程中，脉冲氙光灭菌技术可以有效灭活食品表面的细菌、霉菌等病原微生物，保障食品的卫生安全。
在食品保鲜领域，脉冲氙光灭菌技术可以延长食品的保鲜期，减少食品的损耗，提高食品的品质和市场竞争力。
第二篇示例：脉冲氙光灭菌是一种新型的灭菌技术，通过利用氙光灯发出的脉冲光束，能够有效地杀灭细菌、病毒、真菌等微生物，从而达到灭菌的目的。
相比传统的高温高压灭菌方法，脉冲氙光灭菌具有速度快、能耗低、无化学残留等优点，因此在医疗卫生、食品加工、环境卫生等领域得到了广泛的应用。
脉冲氙光灭菌技术的原理是利用氙光灯发出的高能脉冲光束，照射到被灭菌物体表面上的微生物，通过光束的能量瞬间灭杀细菌、病毒等微生物。
氙光灯的光谱范围广，能够有效杀灭多种微生物，且不会产生二次污染。
脉冲光束的能量强度可调，能适应不同场合的需求。
脉冲氙光灭菌技术还具有温和、无化学残留、无辐射等优点，对环境和人体无害。
在医疗卫生领域，脉冲氙光灭菌技术被广泛应用于医疗器械的灭菌。
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脉冲光杀菌技术
脉冲强光技术侧重于表面杀菌，比较适合包材表面及食品表面的杀菌，脉冲强光技术的技术原理是通过在极短时间内（数十至数百微秒）释放出高能量的光辐射和极高的峰值功率，脉冲强光能量的大小由每单位照射面积上光的流量或入射光能量来衡量,可瞬时杀灭所照射物料表面上的各类微生物。
由于处理时间非常短，使得在有效杀菌延长食品货架期的同时能较好地保留食品营养成份以及原有风味。
脉冲强光杀菌技术的主要特点为广谱、高效、环保，对各类微生物的杀菌效果都非常明显，处理时间一般控制在数秒内。
脉冲强光杀菌技术主要耗材为脉冲强光灯管和电费，以单位产能均摊运行成本，一般客户都能接受。
设备可对大枣、枸杞、干果、槟榔、蔬菜水果等各类固体物料表面进行连续杀菌处理和保鲜，可根据不同物料的形式和要求调节传输形式、杀菌时间、杀菌频次和产量。
该设备属于广谱杀菌，像大肠杆菌、黑曲霉菌、枯草杆菌、酵母菌、革兰氏阳性致病菌、革兰氏阴性致病菌、需氧芽孢杆菌、真菌分生孢子、金黄色葡萄球菌等都有明显的杀菌作用，特别是对黑曲霉菌和芽孢菌等所谓的紫外免疫细菌也都有很好效果。
这是由于脉冲强光杀菌技术的原理是利用瞬时强光穿透微生物细胞壁，使其细胞液流出从而杀死细菌，所以有很好的杀菌效果。
设备的杀菌速度不是固定的，可以根据需求对传送速度和杀菌速度进行调整，必要时可以通过增加相应的模块来实现。
对于固体颗粒的物料，比如大枣，要使每个接触面有光辐射是难点，这就需要固定能够自动翻转并接受强光辐射;对于液体类的物料，设备需要注重光透性，使液体全部能被光辐射，因此液层需要薄而透光，使强光能很好地辐射到液体物料;对于粉体颗粒物类的物料，设备如何进行均匀传输是个难点，因为需要保证粉体被光充分辐射。
脉冲光杀菌技术的概念和特点
脉冲光（pulsed light）杀菌技术是采用持续时间短、光照强度高的宽谱光脉冲照射被杀菌
的对象以达到杀菌等目的的一种杀菌技术。
脉冲光杀菌技术主要用于食品、药品、包装材料、包装和处理设备等的表面杀菌。
脉冲光杀菌技术采用光波波长在紫外光到红外光的宽谱区域内，其中至少有70%的电磁能
量来自于波长为170-2600nm的光，一般又以人眼可以感知的可见光占的比例最高。
与太
阳光相比，由于地球大气层的过滤作用，太阳光中没有波长在300nm以下的光。
脉冲光杀菌大多采用全光谱的光，但杀灭有些微生物时采用波长在一定范围内的过滤光。
利用脉冲光对物料进行杀菌时，物料表面的光强度可以是地球表面阳光强度的几千到数万倍。
物料至少要接受一个光脉冲的照射，持续时间一般为1us-0.1s，典型的闪光频率为1-20次/S，物料表面接受的光能量一般为0.01-50J/cm2。
大部分情况下，只需要几次闪光，也就是说
只需要几分之一秒的时间，就可以得到较好的灭菌效果。
脉冲光因处在长波范围内，不会引起被照射物料的小分子化合物发生电离。
脉冲光处理可以有效的杀灭包括细菌及其芽孢、真菌及其孢子、病毒等在内的微生物以及食品物料中的内源酶，而对食品中原有的营养成分破坏较少，且残留少。
脉冲光杀菌还具有作用时间短、效率高的特点，因而成为一种很值得研究开发的新的非熟杀菌技术。