Ένας μικροβιοκτόνος λαμπτήρας είναι ένα ηλεκτρικό φως που παράγει υπεριώδες C (UVC) φως. [1] [2] Αυτό το υπεριώδες φως μικρού κύματος διαταράσσει το ζεύγος βάσεων DNA , προκαλώντας σχηματισμό διμερών πυριμιδίνης και οδηγεί στην απενεργοποίηση βακτηρίων, ιών και πρωτοζώων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή όζοντος για απολύμανση νερού.

Υπάρχουν τρεις διαθέσιμοι τύποι:

• Λαμπτήρες χαμηλής πίεσης                                                                                                                      
• Λαμπτήρες υψηλής πίεσης                                                                                                                        
• LED

Μια 9W μικροβιοκτόνο λυχνία σε ένα σύγχρονο συμπαγή λαμπτήρα φθορισμού μορφή παράγοντας

Λάμψη ενός μικροβιοκτόνου λαμπτήρα που διεγείρεται από έναν αισθητήρα υψηλής τάσης.

Λαμπτήρες χαμηλής πίεσης 

Οι λαμπτήρες χαμηλής πίεσης μοιάζουν πολύ με έναν λαμπτήρα φθορισμού , με μήκος κύματος 253,7 nm (1182,5 THz).

Η πιο κοινή μορφή της μικροβιοκτόνο λυχνία μοιάζει με ένα συνηθισμένο λαμπτήρα φθορισμού, αλλά ο σωλήνας δεν περιέχει φθορισμού φωσφόρου . Επιπλέον, αντί να κατασκευάζεται από συνηθισμένο βοριοπυριτικό γυαλί , ο σωλήνας είναι κατασκευασμένος  από συντηγμένο γυαλί χαλαζία ή vycor 7913[3] .

 Αυτές οι δύο αλλαγές συνδυάζονται για να επιτρέψουν στο υπεριώδες φως των 253,7 nm που παράγεται από το τόξο του υδραργύρου να περάσει έξω από τη λάμπα χωρίς τροποποίηση (ενώ, σε κοινούς λαμπτήρες φθορισμού, προκαλεί το φώσφορο να φθορίζει , παράγοντας ορατό φως ). Οι μικροβιοκτόνοι λαμπτήρες εξακολουθούν να παράγουν μια μικρή ποσότητα ορατού φωτός λόγω άλλων ζωνών ακτινοβολίας υδραργύρου.

Ένα παλαιότερο σχέδιο μοιάζει με λαμπτήρα πυρακτώσεως αλλά με το φάκελο που περιέχει μερικά σταγονίδια υδραργύρου. Σε αυτό το σχέδιο, το πυρακτωμένο νήμα θερμαίνει τον υδράργυρο, παράγοντας έναν ατμό που τελικά επιτρέπει σε ένα τόξο να κτυπηθεί, βραχυκυκλώνοντας το πυρακτωμένο νήμα.

Η ταχεία ανάπτυξη τις τελευταίες δύο δεκαετίες οδήγησε στη λεγόμενη λάμπα excimer, η οποία έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας και ακόμη και με υπεριώδη ακτινοβολία κενού.

Κλείσιμο των ηλεκτροδίων και προειδοποίηση ασφαλείας

Λαμπτήρες υψηλής πίεσης 

Οι λαμπτήρες υψηλής πίεσης μοιάζουν πολύ με τους λαμπτήρες HID από τους λαμπτήρες φθορισμού.

Αυτοί οι λαμπτήρες εκπέμπουν ακτινοβολία UVC ευρείας ζώνης και όχι μία γραμμή. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική επεξεργασία νερού, επειδή είναι πολύ έντονες πηγές ακτινοβολίας. Είναι τόσο αποτελεσματικά όσο οι λαμπτήρες χαμηλής πίεσης. Οι λαμπτήρες υψηλής πίεσης παράγουν πολύ έντονο γαλάζιο λευκό φως.

Δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) 

Λάμπα LED UVC με ψύκτρα και πηγή τροφοδοσία

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία διόδων εκπομπής φωτός (LED) οδήγησαν στην εμπορική διαθεσιμότητα πηγών LED UVC.

Τα LED UVC χρησιμοποιούν υλικά ημιαγωγών για την παραγωγή φωτός σε μια συσκευή στερεάς κατάστασης. Το μήκος κύματος εκπομπής είναι συντονισμένο προσαρμόζοντας τη χημεία του υλικού ημιαγωγού, δίνοντας επιλεκτικότητα στο προφίλ εκπομπών του LED κατά μήκος και πέραν αυτής της ζώνης μικροβιοκτόνου μήκους κύματος. Οι εξελίξεις στην κατανόηση και τη σύνθεση του συστήματος υλικών AlGaN οδήγησαν σε σημαντικές αυξήσεις στην ισχύ εξόδου, τη διάρκεια ζωής της συσκευής και την απόδοση των UVC LED στις αρχές της δεκαετίας του 2010.

Το μειωμένο μέγεθος των LED ανοίγει επιλογές για μικρά συστήματα αντιδραστήρων επιτρέποντας εφαρμογές σημείου χρήσης και ενσωμάτωση σε ιατρικές συσκευές. [4] Η χαμηλή κατανάλωση ισχύος ημιαγωγών εισάγει συστήματα απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία που χρησιμοποίησαν μικρά ηλιακά κύτταρα σε εφαρμογές απομακρυσμένου ή τρίτου κόσμου. [4]

Μέχρι το 2019, τα LED αποτελούσαν το 41,4% των πωλήσεων UV Light, από 19,2% το 2014 [5] Η παγκόσμια αγορά LED UV-C αναμένεται να αυξηθεί από 223 εκατομμύρια δολάρια το 2017 σε 991 εκατομμύρια δολάρια το 2023. [6]

Βοηθητικός εξοπλισμός 

Όπως συμβαίνει με όλους τους λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, όλες οι μορφές των μικροβιοκτόνων λαμπτήρων εμφανίζουν αρνητική αντίσταση και απαιτούν τη χρήση εξωτερικού έρματος για τη ρύθμιση της ροής ρεύματος μέσω αυτών. Οι παλαιότεροι λαμπτήρες που έμοιαζαν με λαμπτήρα πυρακτώσεως λειτουργούσαν συχνά εν σειρά με έναν συνηθισμένο λαμπτήρα πυρακτώσεως 40 W. ο λαμπτήρας πυρακτώσεως λειτούργησε ως έρμα για τον μικροβιοκτόνο λαμπτήρα.

Χρήσεις 

Περαιτέρω πληροφορίες: Ακτινοβολία υπεριώδους ακτινοβολίας

Οι μικροβιοκτόνοι λαμπτήρες χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση χώρων εργασίας και εργαλείων που χρησιμοποιούνται σε εργαστήρια βιολογίας και ιατρικές εγκαταστάσεις. Εάν ο φάκελος χαλαζία μεταδίδει μήκη κύματος μικρότερα από 253,7 nm, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν όπου επιθυμείται το όζον , για παράδειγμα, στα συστήματα απολύμανσης των υδρομασάζ και των ενυδρείων . Χρησιμοποιούνται επίσης από γεωλόγους για να προκαλέσουν φθορισμό σε δείγματαορυκτών , βοηθώντας στην αναγνώρισή τους. Σε αυτήν την εφαρμογή, το φως που παράγεται από τη λάμπα φιλτράρεται συνήθως για να αφαιρέσει όσο το δυνατόν περισσότερο ορατό φως, αφήνοντας μόνο το φως UV. Οι μικροβιοκτόνοι λαμπτήρες χρησιμοποιούνται επίσης στην επεξεργασία λυμάτων με σκοπό τη θανάτωση μικροοργανισμών.

Ένα EPROM . Το μικρό παράθυρο χαλαζία επιτρέπει την είσοδο του υπεριώδους φωτός κατά τη διάρκεια της διαγραφής.

Το φως που παράγεται από τους μικροβιοκτόνους λαμπτήρες χρησιμοποιείται επίσης για τη διαγραφή των EPROM . Τα υπεριώδη φωτόνια είναι αρκετά ενεργητικά ώστε τα ηλεκτρόνια που παγιδεύονται στις πλωτές πύλες των τρανζίστορ να διοχετεύονται μέσω της μόνωσης της πύλης, αφαιρώντας τελικά το αποθηκευμένο φορτίο που αντιπροσωπεύει δυαδικά και μηδενικά.

Παραγωγή όζοντος

Για τους περισσότερους σκοπούς, η παραγωγή όζοντος θα ήταν επιβλαβής παρενέργεια της λειτουργίας του λαμπτήρα. Για να αποφευχθεί αυτό, οι περισσότεροι μικροβιοκτόνοι λαμπτήρες επεξεργάζονται ώστε να απορροφούν τη γραμμή εκπομπών υδραργύρου των 185 nm (που είναι το μεγαλύτερο μήκος κύματος του φωτός υδραργύρου που θα ιονίζει οξυγόνο).

Σε ορισμένες περιπτώσεις (όπως η αποχέτευση νερού), η παραγωγή όζοντος είναι ακριβώς το σημείο. Αυτό απαιτεί εξειδικευμένους λαμπτήρες που δεν έχουν επιφανειακή επεξεργασία.

Προβλήματα ασφάλειας

Το υπεριώδες φως μικρού κύματος είναι επιβλαβές για τον άνθρωπο. Εκτός από την πρόκληση ηλιακού εγκαύματος και (με την πάροδο του χρόνου) καρκίνου του δέρματος , αυτό το φως μπορεί να προκαλέσει εξαιρετικά επώδυνη φλεγμονή του κερατοειδούς του οφθαλμού, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε προσωρινή ή μόνιμη διαταραχή της όρασης . [1] [2]

 Για το λόγο αυτό, το φως που παράγεται από έναν μικροβιοκτόνο λαμπτήρα πρέπει να προστατεύεται προσεκτικά από την άμεση προβολή, λαμβάνοντας υπόψη τις αντανακλάσεις και το διασκορπισμένο φως. Μια ανάλυση κινδύνου του φωτός UVC τον Φεβρουάριο του 2017 [7] κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το υπεριώδες φως από αυτούς τους λαμπτήρες μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στο δέρμα και τα μάτια.

Αναφορές

“Φλεγμονώδης υπεριώδης ακτινοβολία” (PDF). Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ. Π. 3. Αρχειοθετήθηκε απότο πρωτότυπο (PDF)στις 2016-08-06.

“Λάμπες καλαμποκιού LED UV-C και φωτιστικά UV – Οι κρυμμένοι κίνδυνοι του UV-C”. www.ledlightexpert.com. Ανακτήθηκε το 2020-04-09 .

“Corning Vycor® 7913 Γυαλί μετάδοσης UV” . www.matweb.com . Corning . Ανακτήθηκε στις 3 Δεκεμβρίου 2019 .

Έσλινγκ, Μάρτιν; Ακαθάριστος, Αντρέι; Hoenes, Katharina; Rath, Monika; Stangl, Felix; Tritschler, Hanna; Sift, Michael (2016-01-27). “Αποτελεσματική απολύμανση νερού βρύσης και επιφανείας με ενιαίο LED υψηλής ισχύος 285 nm και σωλήνα τετραγωνικού χαλαζία”. Φωτονική. 3(1): 7.doi:10.3390 / photonics3010007.

“Σεούλ Viosys | Τεχνολογία | UV LED” . www.seoulviosys.com . Ανακτήθηκε το 2020-04-09 .

“Αντιβακτηριακές εφαρμογές UV-C LED που οδηγούν σε σταθερή ανάπτυξη στην αγορά UV-LED” . www.semiconductor-today.com . Ανακτήθηκε το 2020-04-09 . “Τελική γνώμη” . 2016-11-25.

Πηγή: En.wikipedia.org

Share on Facebook

Tweet