BG61377B1 - Surface sterilization by laser irradiation treatment - Google Patents

Surface sterilization by laser irradiation treatment Download PDF

Info

Publication number
BG61377B1
BG61377B1 BG99133A BG9913394A BG61377B1 BG 61377 B1 BG61377 B1 BG 61377B1 BG 99133 A BG99133 A BG 99133A BG 9913394 A BG9913394 A BG 9913394A BG 61377 B1 BG61377 B1 BG 61377B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
substrate
laser radiation
laser
treatment
organisms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
BG99133A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG99133A (en
Inventor
Michael F Foley
Robert M Clement
Neville R Ledger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MINISTER OF AGRICULTURE FISHERIES AND FOOD INHER BRITANNIC MAJESTY'S GOVERNMENT OF UNITEDKINGDOM OF GREAT BRITAIN AND NORTHERN IRELAND (THE)
MINI AGRICULTURE and FISHERIES
Original Assignee
MINISTER OF AGRICULTURE, FISHERIES AND FOOD INHER BRITANNIC MAJESTY'S GOVERNMENT OF THE UNITEDKINGDOM OF GREAT BRITAIN AND NORTHERN IRELAND, (THE)
MINI AGRICULTURE & FISHERIES
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/GB1993/000872 external-priority patent/WO1993021787A1/en
Application filed by MINISTER OF AGRICULTURE, FISHERIES AND FOOD INHER BRITANNIC MAJESTY'S GOVERNMENT OF THE UNITEDKINGDOM OF GREAT BRITAIN AND NORTHERN IRELAND, (THE), MINI AGRICULTURE & FISHERIES filed Critical MINISTER OF AGRICULTURE, FISHERIES AND FOOD INHER BRITANNIC MAJESTY'S GOVERNMENT OF THE UNITEDKINGDOM OF GREAT BRITAIN AND NORTHERN IRELAND, (THE)
Publication of BG99133A publication Critical patent/BG99133A/en
Publication of BG61377B1 publication Critical patent/BG61377B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/26Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/005Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/005Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
    • A23L3/0055Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment with infrared rays

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for the treatment of substrates intended to reduce the populations of contamination organisms, especially for the treatment of foodstuffs, sowing material and preparations for the veterinary and human medicine. The method includes direct laser irradiation of the substrate, where the type and duration of the laser irradiation is selected in such manner in order to deprive of vitality the organisms related to the substrate, and at the same time the wanted qualities of the substrate should remain unchanged by nature. The invention also relates to equipment for the treatment of different substates, including a source of laser irradiation (9 & 28) and means (26, 17 & 29) for the manipulation of the substrate (24).

Description

Изобретението се отнася до метод за повърхностно стерилизиране чрез обработка с лазерно облъчване на субстрати с цел да се намали съдържанието на популации от замърсяващи организми, в частност до метод за обработване на хранителни продукти, посевни материали и препарати за ветеринарни и медицински цели.The invention relates to a method of surface sterilization by laser-treated substrates in order to reduce the content of populations of contaminating organisms, in particular a method of treating food, seeds and preparations for veterinary and medical purposes.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Понастоящем се извършва екстензивно обработване на материали от растителен произход, например плодове, зеленчуци, семена, за предотвратяване на опасността от нежелано замърсяване чрез фунгициди и пестициди. Подобни методи за обработване често са неподходящи от гледна точка на изискванията за опазването на околната среда, тъй като са потенциално опасни за консуматорите на хранителните и медицинските продукти, а понякога са неефективни в борбата за унищожаването на конкретни паразитни култури, например гъбички. Аналогично значителен брой продукти от животински произход трябва да се обработват преди продажбата им, за да се намали броят на микроорганизмите до приемливо ниво за предвижданата употреба от крайния потребител. Например яйца и птичи продукти често се потапят в бактериологични разтвори, за да се елиминират различни бактерии, например на салмонела и листерия.Extensive processing of vegetable materials, such as fruits, vegetables, seeds, is currently underway to prevent the risk of unwanted contamination by fungicides and pesticides. Such treatment methods are often inappropriate in terms of environmental requirements, as they are potentially dangerous to consumers of food and medical products and sometimes ineffective in the fight against the destruction of specific parasitic crops, such as fungi. Similarly, a significant number of products of animal origin must be processed before sale in order to reduce the number of micro-organisms to an acceptable level for intended use by the end consumer. Eggs and poultry products, for example, are often immersed in bacteriological solutions to eliminate various bacteria, such as salmonella and listeria.

Освен за целите на изброените методи за химическа обработка при продукти за консумация от крайните потребите или за ветеринарно или медицинско приложение като стандартни се прилагат също и методи за физическо стерилизиране. Например стерилизация чрез микровълново облъчване се използва при обработка на стелажи за гъбарници, докато при стерилизирането на медицинския инструментариум като основен метод се предпочита третиране в автоклави чрез пара под високо налягане. Всичките тези методи за обработване са потенциално опасни и/или изискват значително време, за да се постигне оптимален ефект. Освен това в случаите, когато се третират хранителни продукти, е въз можно да настъпят промени в химическата структура и в резултат да се влошат желани качества като вкус, строеж, ефикасност при употреба или устойчивост, например при семена.In addition to the listed chemical treatment methods for end-use or veterinary or medical use products, physical sterilization methods are also used as standard. For example, microwave radiation sterilization is used in the treatment of mushroom shelves, whereas in the sterilization of medical instruments, treatment in high pressure steam autoclaves is the preferred method. All of these processing methods are potentially dangerous and / or require considerable time to achieve optimum effect. In addition, when treating foodstuffs, changes in the chemical structure may occur and as a result deteriorate desirable qualities such as taste, construction, efficiency in use or stability, such as in seeds.

В US патент 3817703 се описва използването на мощни лазери за стерилизиране на течности, през които се пропуска лазерен лъч, като се изисква енергийна плътност на облъчването от минимум 100 kW/cm2, за предпочитане от 100 MW/cm2 до 10 GW/cm2. Подобни методи са приложими за материали, пропускащи светлина, като например вина, но са съвършено неподходящи за материали, които абсорбират светлинните лъчи, особено при материали, които по същество са непрозрачни за лазерни лъчи, или при материали, които частично абсорбират лазерните лъчи.US patent 3817703 describes the use of high-power lasers for the sterilization of liquids through which a laser beam is passed, requiring an energy radiation density of at least 100 kW / cm 2 , preferably from 100 MW / cm 2 to 10 GW / cm 2 . Such methods are applicable to light-transmitting materials such as wines, but are perfectly unsuitable for materials that absorb light rays, especially for materials that are substantially opaque to laser beams or for materials that partially absorb laser beams.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION

Предмет на изобретението е метод, който може да се прилага за всички изброени субстрати и за други подобни, при които замърсяващите организми се лишават от жизнеспособност за кратко време, като се избягват недостатъците на описаните методи и не се засягат желаните качества на крайния продукт или не се образуват отпадъчни вещества, които да причиняват физиологични увреждания и/или да замърсяват околната среда. Освен това при някои приложения, като например задържане на развитието на някои паразити, например на гьбични организми, методът е по-ефективен от използваните досега методи за обработване.The object of the invention is a method that can be applied to all of the listed substrates and the like, in which the contaminating organisms are deprived of their viability for a short time, avoiding the disadvantages of the described methods and without affecting the desired end product properties or not. waste materials are formed that cause physiological damage and / or pollute the environment. In addition, in some applications, such as holding back the development of certain parasites, such as fungal organisms, the method is more effective than the treatment methods used so far.

Методът съгласно изобретението се различава от известните методи с прилагане на лазери по това, че се използва термичният ефект на лазерното облъчване, за да се повиши температурата на замърсяващите организми над критичното ниво за период от време, който е достатъчен, за да лиши от жизнеспособност замърсяващите организми. Тези температурни диапазони са различни при различните организми, но приблизително се поддържа температура 45°С за повечето видове бактерии и гъбички. Чрез използването на нагорещен носител, като например пара, или чрез радиация, например микровълнова, също може да се повиши температурата на субстрата до нива, които могат да се окажат неподходящи от гледна точка на съображенията за употреба на крайния продукт. При метода съгласно изобретението субстратът, с изключение евентуално само на неговата повърхност, остава неповлиян от метода за обработване, докато организмите по повърхността се нагряват до температура, 5 гарантираща споменатото лишаване от жизнеспособност.The method according to the invention differs from the known methods with the use of lasers in that the thermal effect of the laser irradiation is used to raise the temperature of the pollutants above the critical level for a period sufficient to deprive the pollutants of viability. organisms. These temperature ranges are different for different organisms, but approximately 45 ° C is maintained for most bacteria and fungi. By using a hot carrier such as steam or by radiation such as a microwave, the substrate temperature can also be raised to levels that may be inappropriate for the end-use considerations. In the process according to the invention, the substrate, except possibly only on its surface, remains unaffected by the treatment process, while the organisms on the surface are heated to a temperature 5 guaranteeing said deprivation of viability.

В най-широк аспект изобретението предлага метод за обработване на субстрат, практически непрозрачен за лазерно облъчване или 10 неспособен да пропусне лазерно облъчване, без при това да се абсорбират значителни дози от него. Този метод е създаден, за да се намалява съдържанието на замърсяващи организми, свързани към повърхността на субстрата. Той 15 включва облъчване с лазерно лъчение практически на цялата повърхност на субстрата, като типът и количеството на лазерното лъчение се подбират по такъв начин, че да лишат от жизнеспособност намиращите се организми 20 върху субстрата, като същевременно, с изключение на повърхността на субстрата, цялата останала част от него остава практически незасегната.In a broadest aspect, the invention provides a method of treating a substrate substantially opaque to laser irradiation or 10 incapable of transmitting laser irradiation without absorbing significant doses thereof. This method is designed to reduce the content of pollutants bound to the surface of the substrate. It 15 includes laser radiation on practically the entire surface of the substrate, the type and amount of laser radiation being selected in such a way as to deprive the living organisms 20 on the substrate, while excluding the surface of the substrate, the whole the rest of it remains virtually untouched.

При предпочитания метод за реализация 25 на първия аспект на метода съгласно изобретението субстратът и лазерното излъчване се преместват един спрямо друг по такъв начин, че да се осигури достатъчна част от повърхността на субстрата да се подложи на въздей- 30 ствието на лазерното облъчване. За предпочитане е това относително преместване на субстрата да включва и завъртане на субстрата спрямо местоположението и насочването на източника на лазерното излъчване, например 35 елементи от хранителни продукти, за предпочитане чрез преобръщане и разбъркване, такива последователни преобръщания на елементите могат да се осъществяват чрез използването на стандартни ролкови транспор- 40 тьори, като например конвейерни ленти. Други допустими методи за относително преместване ще бъдат разгледани в примерите, които поясняват други варианти на апаратурата за реализиране на метода съгласно изобретението. 45In the preferred method of implementation 25 of the first aspect of the method according to the invention, the substrate and laser radiation are moved relative to each other in such a way as to provide sufficient part of the surface of the substrate to be exposed to the laser radiation. Preferably, this relative displacement of the substrate also involves rotation of the substrate relative to the location and orientation of the laser radiation source, for example 35 food items, preferably by overturning and stirring, such successive element overturns can be accomplished by using standard roller conveyors, such as conveyor belts. Other permissible relative displacement methods will be considered in the examples which explain other embodiments of the apparatus for implementing the method of the invention. 45

Лазерното излъчване може да се осигурява от всеки източник, който е в състояние да гарантира желаната степен на нагряване на организмите до лишаване от жизнеспособност без трайно променяне на желаните 50 качества на субстрата. Като стандартни източници се използват лазери, излъчващи в инфрачервения обхват, например лазери с въглероден двуокис или неодим-YAG лазери с итриевоалуминиев гранат (тип Nd.YAG), но може да се използват също и лазери от друг тип, които са способни да нагряват повърхността на организмите, в това число и лазери, излъчващи в ултравиолетовия обхват. Изисква се енергийна плътност в диапазона под 100 kW/cm2, за предпочитане под 1 kW/cm2, за предпочитане ι под 120 W/cm2. В приложените примери се посочва, че за унищожаване на бактерии, без да се нарушава целостта на субстрата, например способността за следващо развитие на яйца или картофи, като най-подходящ се оказва диапазон на енергийна плътност от порядъка на 10 до 120 W/cm2, за предпочитане около 30 W/cm2.Laser radiation may be provided by any source capable of guaranteeing the desired degree of heating of the organisms to viability without permanently altering the desired 50 properties of the substrate. Infrared-emitting lasers are used as standard sources, for example, carbon dioxide lasers or neodymium-YAG lasers with yttrium aluminum garnet (type Nd.YAG), but other type lasers capable of heating the surface may also be used. organisms, including ultraviolet radiation lasers. An energy density is required in the range below 100 kW / cm 2 , preferably below 1 kW / cm 2 , preferably ι below 120 W / cm 2 . The attached examples indicate that for the destruction of bacteria without compromising the integrity of the substrate, such as the ability to further develop eggs or potatoes, the energy density range of the order of 10 to 120 W / cm 2 is most suitable. , preferably about 30 W / cm 2 .

В стандартните случаи подобни източници на лазерно излъчване могат да достигнат изходна мощност от 10 до 250 W, обаче е възможно специалистите в тази област на техниката да използват и други източници, особено при субстрати с по-устойчив състав.In standard cases, such laser sources can reach output power of 10 to 250 watts, but other sources may be used by those skilled in the art, especially for substrates with a more stable composition.

В приложените примери и описания на апаратурата се използват стандартни източни- ί ци на лазерно излъчване, като неодимови лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат. Лазерите от този тип, както и лазерите с въглеводороден двуокис излъчват светлина при различни дължини на вълните: първите 1,06 μ , а вторите - 10,6 μ. Поради различните нива на абсорбиране на излъчването от обектите трябва съответно да се подбира типът на лазерния източник. Например предпочитаният тип източник на лазерно излъчване за обработване на картофи и други грудкови зеленчуци е неодимовия лазер с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат, докато за яйцата се предпочитат лазе- , рите с въглеводороден двуокис. Установено е, | че е по-удобно да се работи с лазери в режим ; на постоянно излъчване, но може да се прилагат и лазери, работещи в импулсен режим, при наличие на подходящи източници на лазерно излъчване. Като примери за лазери, работещи 1 в режим на постоянно излъчване, могат да се посочат лазерите с въглеводороден двуокис, производство на Synrad Inc., California, USA, модел D48/5 (60 W), както и неодимовите лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат, производство на Spectron Laser Sysytems, Rugby, UK, модел SL901 (90 W). Посочените модели могат да работят при различни нива на изходящата мощност до посочените максимални стойности.The accompanying examples and descriptions of the apparatus use standard laser radiation sources, such as neodymium yttrium aluminum garnet absorber lasers. Lasers of this type, as well as hydrocarbon dioxide lasers, emit light at different wavelengths: the first 1.06 μ and the second 10.6 μ. Due to the different levels of absorption of radiation from objects, the type of laser source should be selected accordingly. For example, the preferred type of laser radiation source for processing potatoes and other tuber vegetables is a neodymium laser with yttrium aluminum garnet absorbers, whereas hydrocarbon dioxide lasers are preferred for eggs. It has been established that it is more convenient to work with lasers in the mode ; of continuous radiation, but pulsed-mode lasers may also be used, provided that suitable sources of laser radiation are available. Examples of continuous-mode lasers 1 include hydrocarbon dioxide lasers manufactured by Synrad Inc., California, USA, model D48 / 5 (60 W), and neodymium lasers with yttrium absorbers aluminum grenade, manufactured by Spectron Laser Sysytems, Rugby, UK, model SL901 (90 W). These models can operate at different output power levels up to the specified maximum values.

..Vu- .·-! ί>61377..Vu-. · -! b> 61377

Конфигурацията на лазерното излъчване може да се изменя, но в стандартните случаи се осигурява във вид на лъч или сноп от лъчи, доставяни от един или няколко източника. Тези лъчи обикновено се насочват към маршрута, 5 по който се подава субстратът, но субстратът може да бъде монтиран по такъв начин, че излъчването да се осигурява от един или няколко източника по цялата, по същество, повърхност на субстрата, без да се налага той 10 да се премества в пространството.The configuration of the laser can be varied, but in standard cases it is provided in the form of a beam or a beam of beams supplied by one or more sources. These rays are typically directed to the route 5 through which the substrate is fed, but the substrate may be mounted in such a way that radiation is provided by one or more sources over substantially the entire surface of the substrate without it having to be provided. 10 to move in space.

Лазерните лъчи могат да се разпръскват чрез различни методи, а именно чрез сканиращо огледало, например скенер от модел M3, производство на General Scannig (USA), или чрез 15 цилиндрова оптика. Сканиращото огледало се използва за отразяване на лъча, който при лазерните инсталации, цитирани в примерите, е паралелен с диаметър приблизително 5 до 6 mm. Тази операция може да се регулира с компютър 20 с цел осигуряване на предварително зададените ъгъл и скорост на сканиране. При методите, използващи цилиндрова оптика, се поставя оптичен елемент по протежението на траекторията на лазерния лъч преди да бъде осветен 25 обектът, като по този начин се отклонява лъчът и се създава разпръснато излъчване, падащо под ъгъл, който се регулира чрез настройване на геометрията на оптичния елемент.The laser beams can be scattered by a variety of methods, namely, a scanning mirror, such as a M3 scanner manufactured by General Scannig (USA), or 15 cylindrical optics. The scanning mirror is used to reflect the beam, which in the laser installations cited in the examples is parallel to a diameter of approximately 5 to 6 mm. This operation can be adjusted with a computer 20 to provide the preset angle and scan speed. For methods using cylindrical optics, an optical element is placed along the trajectory of the laser beam before the object is illuminated, 25 thus deflecting the beam and creating a diffuse radiation incident at an angle, which is adjusted by adjusting the geometry of the laser beam. the optical element.

Разстоянието за отдалечаване на източ- 30 ника на лазерното излъчване от субстрата, предвиден за обработване, може да се променя. Това разстояние е съставено от два компонента:The distance to be removed from the laser source from the substrate to be treated may vary. This distance is made up of two components:

(i) разстоянието от източника на лазерното излъчване до механизма за разпръскване на 35 лъчите, и (ii) разстоянието от механизма за разпръскване на лъчите до обекта. При (i) лъчът е паралелен и може да се прехвърля дистанционно към механизма за разпръскване на лъчите. Това разстояние може да се изменя 40 в диапазона от сантиметри до десетки метри, но в примерите за реализация на предмета на изобретението е прието разстояние 50 cm. При (ii) разстоянието от механизма за разпръскване на лъчите до обекта и ъгълът на разпръскване 45 определят площта, която ще бъде обхваната от разпръсквания лъч. Желателно е компонентите на субстрата да бъдат изцяло изложени на лазерното облъчване. Като подходяща комбинация от ъгъл на разпръскване и разстояние 50 от механизма за разпръскване на лъчите до обекта може да се посочи комбинацията от 20° и 50 cm, но са възможни и много други комбинации.(i) the distance from the laser source to the 35-ray diffusion mechanism; and (ii) the distance from the laser-diffusion mechanism to the object. In (i) the beam is parallel and can be transmitted remotely to the beam propagation mechanism. This distance may vary from 40 centimeters to tens of meters, but in the embodiments of the invention, a distance of 50 cm is accepted. In (ii) the distance from the beam propagation mechanism to the object and the angle of spread 45 determine the area to be covered by the beam. It is desirable that the substrate components be fully exposed to laser irradiation. The combination of the angle of spread and the distance of 50 from the beam spreader to the object may indicate the combination of 20 ° and 50 cm, but many other combinations are possible.

Компонентите от субстрата и всички носещи части към него, върху които могат да попадат лъчите от източниците на лазерно излъчване, трябва да са конструирани от такива материали, с които да се избягва повишаване на температурата. Поради тази причина се препоръчва използването на метални елементи, свързани към подходящи топлоотвеждащи системи, за да се избегне косвеното нагряване на транспортните и монтажните структури. В противен случай трябва да се вземат всички възможни мерки, за да се избегне нагряването при попадането на лъчите върху повърхностите на споменатите структури освен по повърхността на субстрата или на съответните организми.The components of the substrate and any supporting parts that may be exposed to the laser source must be constructed of such materials as to avoid a rise in temperature. For this reason, it is recommended to use metallic elements connected to suitable heat sink systems to avoid indirect heating of the transport and assembly structures. Otherwise, all possible measures must be taken to avoid heat rays on the surfaces of the structures mentioned above, except on the surface of the substrate or the organisms concerned.

Трябва да се подчертае, че при подбор на подходящ метод за регулиране температурата на всички повърхности, които осъществяват контакт със субстрата, ще позволи да се лишат от жизнеспособност организмите, в частност микроорганизмите, по относително по-голяма повърхност, като същевременно ес позволи на субстрата да остане при температура, която е от такъв порядък, че по същество не се оказва влияние на желаните му качества. Специалистите от тази област, свързани със задачите за регулирането на температурата, могат да посочат подходящи механизми за охлаждане.It should be emphasized that selecting the appropriate method for regulating the temperature of all surfaces that make contact with the substrate will allow the organisms, in particular micro-organisms, in a relatively larger surface to be deprived of viability, whilst allowing the substrate to remain at a temperature of such order that its desired properties are not substantially affected. Specialists in the field of temperature control tasks may indicate suitable cooling mechanisms.

Всеки субстрат може да има повърхност, обработена чрез метода съгласно изобретението, обаче най-големи предимства се постигат при субстрати, чиито повърхности могат да се подлагат на въздействия съответно и чрез други методи. С оглед на това особено удобни за обработка се явяват пластмасовите субстрати и субстрати от други материали, чувствителни към топлинни и химически въздействия, които са предназначени за крайна употреба в стерилни среди. Не е възможно и при найподходящия субстрат може да се променят качествата му, като вкус, строеж, жизнеспособност или други желани показатели, вследствие на обработване чрез познатите методи. Например може да се обработват преди засяване или след прибиране на реколтата семена и луковици, зеленчуци, кореноплодни, плодове, фураж, декоративни растения, бобови култури, чай, тютюн, кафе и млечни продукти.Each substrate may have a surface treated by the method according to the invention, however, the greatest advantages are achieved with substrates whose surfaces can be affected by other methods, respectively. In view of this, plastics and substrates of other materials sensitive to thermal and chemical influences, which are intended for final use in sterile environments, are particularly suitable for treatment. It is not possible, even with the most suitable substrate, to change its properties, such as taste, construction, viability or other desirable parameters, due to treatment by known methods. For example, seeds and bulbs, vegetables, roots, fruits, fodder, ornamental plants, legumes, tea, tobacco, coffee and dairy products can be processed before sowing or after harvesting.

Такива субстрати, както и тревните култури, могат да пропускат лазерното излъчване, но при известна степен на абсорбиране, и затова могат да бъдат обработвани без вредни въздействия. 5Such substrates, as well as grasses, can transmit laser radiation, but with a certain degree of absorption, and can therefore be treated without adverse effects. 5

Организмите, които трябва да бъдат лишени от жизнеспособност или унищожени и същевременно са най-податливи на обработване, са бактерии, гъбички, плесени, водорасли и вируси. Като примери за субстрати, чувстви- 10 телни към салмонела, които могат успешно да се подлагат на обработване, могат да се посочат яйцата, като типични примери за субстрати, които развиват гьбични и паразитни заболявания, могат да се посочат картофите. 15The organisms that must be deprived of viability or destroyed and at the same time most susceptible to processing are bacteria, fungi, molds, algae and viruses. Eggs can be used as examples of salmonella susceptible substrates that can be successfully treated, and potatoes that are typical examples of substrates that develop fungal and parasitic diseases. 15

Предметът на изобретението включва още и апаратура, предвидена за лазерно обработване на субстрати с метода съгласно изобретението, съдържаща:The subject of the invention also includes apparatus for laser processing of substrates by the method according to the invention, comprising:

а) източник на лазерно излъчване; 20(a) laser source; 20

б) средства за поддържане положението на субстрата, например части или елементи, като се заставя лазерното излъчване да обхваща субстрата със средства за манипулация с източника на лазерно излъчване, като тези 25 елементи са така подбрани по тип и количество, че да се лишат от жизнеспособност замърсяващите организми, докато желаните свойства на субстрата останат непроменени.b) means for maintaining the position of the substrate, for example parts or elements, causing the laser radiation to cover the substrate with means of manipulating the laser source, these 25 elements being selected in such a type and quantity that they are devoid of viability polluting organisms, while the desired substrate properties remain unchanged.

Предпочитаните варианти на апарат- 30 урата съдържат средства за ефективно относително преместване на субстрата или източника на лазерно излъчване, за да се облъчва значителна част от повърхността на всеки отделен елемент, за предпочитане, като се предвижда 35 завъртане на субстрата по една или повече оси, докато преминава през зоната на лазерното излъчване.Preferred embodiments of the 30-clock apparatus comprise means for effectively relative displacement of the substrate or laser source to irradiate a substantial portion of the surface of each individual element, preferably by providing 35 rotations of the substrate along one or more axes, as it passes through the laser radiation zone.

За предпочитане е субстратите да се пренасят в пространството на отделни порции, 40 например дози от растителен материал, да се преместват по траекторията за обработване, в типичния случай върху конвейерни ленти, например ролкови транспортьори, това подпомага относителното преместване на дозите 45 спрямо източника на лазерното излъчване и позволява да се транспортират до следващите зони за последващи етапи на технологични обработки. Могат да се предвидят и други начини аза придвижване, като например разно- 50 образните начини за пренасяне на флуиди през съоръжения, чиито стени пропускат лазерно излъчване, разруши, дефинирани чрез последователно разположени отклоняващи средства, като чрез тях субстратът се задължава да се преориентира в пространството към траекторията на лазерното излъчване, за да се осигури подлагането на достатъчна част от повърхността на субстрата на въздействието на лазерното излъчване, при подходящо ниво на последното, с цел да се постигне желаният ефект. Могат да се обработват индивидуални дози, партиди или порции без относително преместване, ако се монтират един или повече източника на лазерно излъчване, които да са в състояние да покрият по същество цялата външна повърхност на субстрата. За предпочитане е да се насочват групи от източници на лазерно излъчване към съответните приемателни участъци по протежението на лентови съоръжения като типичен пример за разпръскване на лазерните лъчи, както бе споменато по-горе, или като типичен пример за излъчване от един източник чрез разпръсквателни съоръжения.It is preferable for the substrates to be transported in the space of individual portions, 40 for example doses of plant material, to be moved along the working path, typically on conveyor belts, eg roller conveyors, this facilitates the relative displacement of the doses 45 relative to the laser source. and allows them to be transported to subsequent areas for subsequent processing steps. Other means of movement can be envisaged, such as various ways of transferring fluid through facilities whose walls transmit laser radiation, destroying, defined by sequentially diverted means, thereby obliging the substrate to reorient itself in space. to the laser trajectory to ensure that a sufficient portion of the substrate surface is subjected to the laser radiation at an appropriate level of the latter in order to achieve the desired th effect. Individual doses, batches or portions may be processed without relative displacement if one or more laser radiation sources are installed that are capable of substantially covering the entire outer surface of the substrate. It is preferable to target groups of laser radiation sources to the respective receiving sections along the band facilities as a typical example of laser beam propagation, as mentioned above, or as a typical example of single source radiation through broadcast facilities.

Апаратурата за реализация на метода съгласно изобретението трябва да се изработва с такава конфигурация, че да бъде подходяща за параметрите на субстрата, който ще бъде подлаган на обработка. В случай, че субстратът има само една външна повърхност, която ще се обработва, като не се допуска облъчването с лазерни лъчи на вътрешността на субстрата, може да се окаже, че голям брой продукти могат да се обработват със същата апаратура при лазери от същия тип (лазери с въглеводороден двуокис и неодимови лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат), но при условие, че се промени продължителността на подлагане на въздействието от страна на източника на лазерно облъчване и нивото на изходящата мощност на този източник до стойности, подходящи за лишаване на замърсяващите организми от жизнеспособност и същевременно предпазване на субстрата от увреждания. Например фабрично се използползват апарати с източници, чиято максимална изходяща мощност е с диапазона от 60 до 250 W. Необходимата енергийна плътност ще се изменя, като това е посочено в приложените примери. Специалистите от тази област на техниката са запознати с различните механизми за охлаждане на повърхностите на апаратите, които контактуват с повърхностите на субстрата, но трябва да са съобразени в условията за крайната употреба на конкретната апаратура.The apparatus for implementing the method according to the invention must be constructed in such a configuration that it is suitable for the parameters of the substrate to be treated. If the substrate has only one outer surface that will be machined by preventing laser irradiation on the substrate, it may be that a large number of products can be treated with the same apparatus with lasers of the same type (hydrocarbon dioxide lasers and neodymium yttrium-aluminum garnet absorber lasers), provided that the duration of the laser source's exposure and the power output of that source is changed to below suitable for depriving pollutants of viability and at the same time protecting the substrate from damage. For example, devices with sources whose maximum output power is in the range of 60 to 250 W. are used in the factory. The required energy density will vary as indicated in the attached examples. Those skilled in the art are familiar with the various mechanisms for cooling the surfaces of the apparatus, which contact the surfaces of the substrate, but must comply with the conditions of end use of the particular apparatus.

Трябва да се отбележи, че подобна апаратура, при която субстратът се пренася 5 чрез лентови транспортьори, е известна например от патентните описания ЕР 0231027 и GB 2195438, но са предназначени да се използват само за откриване на замърсяващи организми и не са подходящи за настоящата 10 цел. По-конкретно лазерите не са конфигурирани да индуцират термичен ефект и не се предвижда завъртане на субстрата.It should be noted that such apparatus, in which the substrate is transported 5 by belt conveyors, is known, for example, from patent specification EP 0231027 and GB 2195438, but is intended to be used only for the detection of pollutants and is not suitable for the present 10 purpose. In particular, lasers are not configured to induce a thermal effect and no substrate rotation is contemplated.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ 15 DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 15

Методът съгласно изобретението, както и апаратурата към него, се описват чрез илюстрации, посочени само като примерни, и се поясняват приложените примери и фигури. В 20 рамките на посочените варианти специалистите от тази област могат да предложат други варианти.The method according to the invention, as well as the apparatus thereto, are described by the illustrations given by way of example only, and the appended examples and figures are explained. Within the 20 variants indicated, those skilled in the art may propose other options.

Фигура 1 представлява общ вид на апаратурата, предвидена за реализация на метода 25 съгласно изобретението, която е подходяща за обработване на сравнително големи дози от субстрат, като например картофи или яйца;Figure 1 is a general view of the apparatus provided for the implementation of the method 25 according to the invention, which is suitable for processing relatively large doses of substrate, such as potatoes or eggs;

Фигура 2 - аксонометричен поглед на вътрешността на уредбата за лазерна обработка, зо която е илюстрирана в общ вид на фиг. 1, като се вижда разположението на източника на лазерно излъчване, надлъжно ориентиранията ролков конвейер и дозите от субстрата. На фиг. 2А е показан напречен разрез откъм края на 35 ролките, с поставени върху тях дози от субстрата;FIG. 2 is an axonometric view of the interior of the laser processing apparatus illustrated in general in FIG. 1, showing the location of the laser source, the longitudinally oriented roller conveyor and the doses of the substrate. In FIG. 2A is a cross-sectional view taken from the end of 35 rolls with substrate doses mounted thereon;

Фигура 3 - вариант на вътрешността на апаратурата от фиг. 2, при който ролките се преместват по посока на движението на суб- 40 страта. На фиг. ЗА е показан напречен разрез през края на ролките, с поставени върху тях дози от субстрата;FIG. 3 is an interior view of the apparatus of FIG. 2, in which the rollers are moved in the direction of sub-40 movement. In FIG. 3A shows a cross-section through the ends of the rolls with substrate doses placed on them;

Фигура 4 - в общ вид вариант на апаратурата от фиг. 1, който е конфигуриран 45 специално за обработване на картофи. На фиг. 4А е показан аксонометричен поглед на вътрешността на уредбата за лазерна обработка към този вариант на апаратурата;FIG. 4 is a general embodiment of the apparatus of FIG. 1, which is configured 45 specifically for potato processing. In FIG. 4A shows an axonometric view of the interior of the laser processing apparatus of this embodiment of the apparatus;

Фигура 5 - напречен разрез на апара- 50 турата, предвидена за реализация на метода съгласно изобретението, която е подходяща за обработване на субстрати в насипно състояние, например гранулирани материали и зърнести продукти.Figure 5 is a cross-sectional view of apparatus 50 for implementing the process according to the invention, which is suitable for the processing of bulk substrates, for example granular materials and granular products.

ПРИМЕРИ ЗА ОСЪЩЕСТВЯВАНЕ НА ПРЕДМЕТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE SUBSTANCE OF THE INVENTION

Пример 1. Дезинфекциране на черупки на яйца с различни нива на лазерното излъчванеExample 1. Disinfection of egg shells with different levels of laser radiation

Яйцата на кокошките се замърсяват изкуствени с бактерии от Salmonella enteritidis и спори Aspergillus fumigatus, след което се подлагат на лазерно облъчване при различни енергийни нива от два независими източника на лазерно излъчване. Ефектът на дезинфекциране вследствие лазерното облъчване се сравнява за двата източника чрез определяне на остатъчното ниво на замърсяване след обработването.The eggs of the hens are contaminated with bacteria from Salmonella enteritidis and spores of Aspergillus fumigatus, and then subjected to laser irradiation at different energy levels from two independent laser radiation sources. The laser disinfection effect was compared for the two sources by determining the residual level of contamination after treatment.

Заразяват се зони по 4 cm2 откъм тъпия край на 700 броя яйца с разтвор от Salmonella enteritidis и спори от Aspergillus fumigatus. След това в буферен разтвор на пептон във вода се приготвя бульон от Salmonella enteritidis, a култура от Aspergillus fumigatus се отглежда върху плаки с хранителна среда - агар от малц, до възникването на обилна колония от спори. Приготвя се суспензия от спорите чрез промиване на плаките с максимално възстановим разтворител (MRD). Проби с обем 10μ1 от тази суспензия се полагат последователно по зоните с площ 4 cm2 по-тъпия край на всяко яйце чрез инокулация и шаблон с размери 2x2 cm, като яйцата се оставят на съхранение през нощта при стайна температура.Areas of 4 cm 2 are infected from the blunt end of 700 eggs with a solution of Salmonella enteritidis and spores of Aspergillus fumigatus. Then, a broth of Salmonella enteritidis is prepared in peptone buffer solution in water, and the culture of Aspergillus fumigatus is grown on culture media - malt agar, until a large colony of spores is formed. A suspension of spores is prepared by washing the plates with maximum reductive solvent (MRD). Samples with a volume of 10μ1 of this suspension were sequentially placed in areas of 4 cm 2 the more blunt end of each egg by inoculation and a 2x2 cm template, leaving the eggs overnight at room temperature.

Шест партиди от по 100 заразени яйца се подлагат на дезинфекционна обработка чрез сканиране с лазерен лъч на замърсените зони, като всяко яйце се нагласява ръчно преди сканирането. Прилага се облъчване с три нива на енергийната плътност за всеки от двата вида лазери (лазери с въглеводороден двуокис и неодимови лазери с поглъщатели от итриевоалуминиев гранат). Енергийните нива, при които се обработват замърсените повърхности на яйцата, се регулират чрез промяна както на регулаторите на изходящата мощност на лазерите, така и чрез настройване скоростта на сканиране. Определя се броят на оцелелите бактерии Salmonella enteritidis и спори от Aspergillus fumigatus за обработените яйца, както и за 100 броя необработените или кон6 тролни яйца.Six batches of 100 infected eggs are disinfected by laser beam scanning of contaminated areas, with each egg manually adjusted before scanning. Three energy density levels are applied for each of the two types of lasers (hydrocarbon dioxide lasers and neodymium yttrium aluminum garnet absorber lasers). The energy levels at which the contaminated surfaces of the eggs are processed are regulated by changing both the output regulators of the lasers and by adjusting the scan speed. The number of surviving bacteria Salmonella enteritidis and spores of Aspergillus fumigatus for treated eggs and 100 untreated or control eggs were determined.

Отстраняват се бактериите и спорите от повърхността на яйцата чрез поставяне на всяко яйце в стерилна пластмасова кесия с 10 ml от максимално възстановимия разтворител (MRD), след което замърсените повърхности на яйцата внимателно се избърсват през кесията за 2 min. Приготвят се последователни разтвори чрез промивки и подходящо разреждане върху arap XLD (Oxoid СМ469) за преброяване на оцелелите бактерии Salmonella enteritidis, както и с arap OAES за определяне на спорите от Aspergillus fumigatus. Плаките с XLD се инкубират при 37°С за 4 дни и се преброяват видимите колонии, като едновременно с това се изчислява броят на видимите организми за едно яйце. Средните стойности също се изчистват и резултатите се анализират с компютърната статистическа програма Minitab. Тези резултати са дадени в таблици 1 и 2.Bacteria and spores are removed from the surface of the egg by placing each egg in a sterile 10-ml sterile plastic bag (MRD) and then the contaminated egg surfaces are carefully wiped through the bag for 2 min. Sequential solutions are prepared by washing and appropriate dilution on arap XLD (Oxoid CM469) for the enumeration of the surviving Salmonella enteritidis bacteria, as well as with arap OAES for spore determination of Aspergillus fumigatus. The XLD plates were incubated at 37 ° C for 4 days and the visible colonies were counted, while simultaneously calculating the number of visible organisms per egg. Averages are also cleared and the results are analyzed with the Minitab computer statistical program. These results are given in Tables 1 and 2.

Не са открити бактерии Salmonella enteritidis в 57 от 100 третирани яйца след етапа на обработка СЗ. Доказано е, че лазерният източник с въглеводороден двуокис е по5 ефективен от неодимов лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат при еднакви енергийни нива. При максимално възможното енергийно ниво лазерният източник с въглеводороден двуокис намалява с 99,72% средния брой на яйцата, заразени със Salmonella, и с 86,9% средния брой на яйцата, заразени с поустойчивите спори от Aspergillus fumigatus. Анализът на отклоненията на данните показа, че тези различия в средните стойности за всеки етап на обработване са значими при ниво 5% и не се дължат на отклонения в рамките на една партида. По този начин се демонстрира, че лазерното облъчване може да се използва за ефективно намаляване както на бактерии, така и спори по субстрати, конкретно по черупките на яйцата.No Salmonella enteritidis bacteria were detected in 57 of 100 treated eggs after the C3 treatment step. A hydrocarbon dioxide laser source has been proven to be more effective than neodymium yttrium aluminum garnet absorber lasers at the same energy levels. At the highest possible energy level, the laser source with hydrocarbon dioxide decreases by 99.72% the average number of eggs infected with Salmonella and by 86.9% the average number of eggs infected with the more resistant spores of Aspergillus fumigatus. Analysis of the data deviations showed that these differences in the mean values for each processing step were significant at the 5% level and were not due to deviations within a single batch. Thus, it has been demonstrated that laser irradiation can be used to effectively reduce both bacteria and spores on substrates, specifically on egg shells.

Таблица 1Table 1

Етап на обработка Processing step Енергийна плътност W/cm2 Energy density W / cm 2 Параметри W/скорост на сканиране mm/s Parameters W / scan speed mm / s Средни стойности (за 1 яйце) Average values (for 1 egg) S.ent. S.ent. A.fum. A.fum. Y1 Y1 0,4 0.4 1,85/193,5 1.85 / 193.5 16000 16000 3400 3400 Y2 Y2 2,7 2.7 12,5/193,5 12.5 / 193.5 26000 26000 430 430 Y3 Y3 27,0 27.0 23,0/60 23.0 / 60 11000 11000 2200 2200 С1 C1 0,2 0.2 1,6/193,5 1.6 / 193.5 29000 29000 5400 5400 С2 C2 1,65 1.65 10,5/162,5 10.5 / 162.5 8600 8600 6700 6700 СЗ NW 30,0 30.0 11,0/34 11.0 / 34 81 81 640 640 Контролна партида Control lot 29000 29000 540 540

Таблица 2Table 2

Етап на обработка Processing step Намаляване в % на оцелелите организми (закръглено към най-близкото цяло число) Decrease in% of surviving organisms (rounded to the nearest whole number) S.enteritidis S.enteritidis A.fumigatus A.fumigatus Y1 Y1 44,82 44.82 30,61 30.61 Y2 Y2 62,06 62.06 55,10 55.10 С1 C1 0,00 0.00 0,00 0.00 С2 C2 70,34 70.34 0,00 0.00 СЗ NW 99,72 99.72 86,9 86,9

Пример 2. Влияние на лазерното излъчване върху нивото на дезинфекциране на вътрешността на яйцатаExample 2. Effect of laser radiation on the level of disinfection inside the eggs

Изследвано е приложението на лазерното излъчване за дезинфекциране повърхността на 5 черупките на яйца, като се обръща внимание по-специално на ефекта на дезинфекциране върху вътрешността на яйцата чрез проследяване на ранното развитие на яйчните зародиши. За това изследване се използва въртяща 10 се платформа и лазер с въглеводороден двуокис, с диаметър на лъча 5 mm, като лазерният лъч се насочва към тъпия край на яйцата.The application of laser radiation to the disinfection of the surface of 5 egg shells has been investigated, paying particular attention to the effect of disinfection on the interior of eggs by monitoring the early development of the embryonic eggs. For this study, a rotating 10-platform and a hydrocarbon dioxide laser with a beam diameter of 5 mm are used, with the laser beam pointing toward the blunt end of the eggs.

Яйцата се събират от 450 кокошки носач ки. Две партиди, всяка от които по 150 яйца, се подлагат на процедура за дезинфекциране с лазерно облъчване чрез сканиране повърхностите на техните черупки. Лазерен лъч с диа-метър 5 mm се подава последователно по такъв начин, че след всяко завъртане на яйцето ла-зерният лъч се насочва по-надолу, за да се облъчват последователните зони от повърхността на черупката.The eggs are collected from 450 laying hens. Two batches, each containing 150 eggs, are subjected to a laser disinfection procedure by scanning the surfaces of their shells. A 5 mm diameter laser beam is fed in such a way that, after each rotation of the egg, the laser beam is directed downward to irradiate the successive areas of the shell surface.

На таблица 3 са показани нивата на изходящата мощност на лазерния източник, при които състоянието на повърхностите на яйчните черупки съответства на нивата С2 и СЗ според експериментите, описани по-горе.Table 3 shows the output power levels of the laser source, where the state of the egg shell surfaces corresponds to the C2 and C3 levels according to the experiments described above.

Таблица 3 Table 3 Скорост на завъртане на яйцата (об./min) Egg rotation speed (rpm) Изходяща мощност на лазерния източник (W) Laser Power Output (W) С2 78 СЗ 16 C2 78 NW 16 10,6 30 10.6 30

Обработените яйца и 150 броя необработени яйца от контролната партида се съхраняват за една нощ в инкубатори. Подбират се по равен брой неорбаботени яйца от контролната партида и яйца от двете обработени пар тиди, след което се разполагат по случаен ред във всяка от петте лавици на инкубатора. След инкубация в продължение на пет дни всички яйца се изваждат и се проверява състоянието на зародишите в тях. Резултатите от това изследване са дадени в таблица 4Processed eggs and 150 unprocessed eggs from the control batch were stored overnight in incubators. An equal number of unworked eggs from the control batch and eggs from the two batches treated were selected, and then randomly placed in each of the five shelves of the incubator. After incubation for five days, all eggs are removed and the embryo condition is checked. The results of this study are given in Table 4

Таблица 4Table 4

Етап на обработка Processing step Инкубатор, No Incubator, No Брой на яйцата Number of eggs Безплодни Barren Мъртви зародиши Dead embryos Живи зародиши Live embryos С2 C2 1 1 90 90 12 12 4 4 73 73 2 2 60 60 11 11 3 3 46 46 Общо Total 150 150 23 23 7 7 119 119 СЗ NW 1 1 90 90 18 18 4 4 68 68 2 2 60 60 5 5 8 8 47 47 Общо Total 150 150 23 23 12 12 115 115 Контрола Control 1 1 90 90 15 15 3 3 72 72 2 2 60 60 11 11 2 2 47 47 Общо Total 150 150 26 26 5 5 119 119

При етапите на обработки С2 и СЗ, показани в таблица 4, се забелязва, че няма значителен обратен ефект върху броя на оцелелите зародиши от яйцата.In the C2 and C3 treatment steps shown in Table 4, it was observed that there was no significant adverse effect on the number of surviving embryonic eggs.

Пример 3. Апаратура за стерилизиране на черупки на яйцаExample 3. Apparatus for sterilizing eggshells

Както е показано на фиг. 1, ролкови транспортьори 1 се подреждат успоредно един спрямо друг в посоката на пренасяне на субстрата. Към повърхността на тези транспортьори са монтирани спираловидни захващащи елементи 2 по такъв начин, че при завъртане елементите 2 изместват яйцата 3 в горните улеи 4, оформени между две съседни ролки, за да се преместват яйцата напред. Тези улеи 4 се използват като траектории за преместване на яйцата по дължината на транспортьора от входната станция 5 през уредбата за лазерно обработване 6 до станцията за сортиране и опаковане 7. Ролките или поне захващащите елементи 2 са изработени от еластичен материал, например каучук, и могат да причинят завъртането на яйцата около напречната ос по посока на движението, докато се преместват от транспортьора към станцията за опаковане. В случая се използват яйца като елементи от субстрата, но може да се обработват и други материали. Яйцата се поставят в улеите, а ролките се завъртат по техните надлъжни оси и яйцата са принудени чрез завъртане около оста си да се преместват по дължината на транспортьора до станцията за сортиране и опаковане. Скоростта на преместване напред и скоростта на завъртане на яйцата се регулират по такъв начин, че да се осигурява равномерно разпределение на енергийната плътност на лазерния източник по повърхността на черупките на яйцата в границите на стойностите, посочени в таблица 3.As shown in FIG. 1, roller conveyors 1 are arranged parallel to each other in the direction of transport of the substrate. Spiral clamping elements 2 are mounted on the surface of these conveyors in such a way that upon rotation, the elements 2 displace the eggs 3 in the upper grooves 4 formed between two adjacent rollers to move the eggs forward. These grooves 4 are used as trajectories to move the eggs along the conveyor from the inlet station 5 through the laser processing apparatus 6 to the sorting and packaging station 7. The rollers or at least the gripping elements 2 are made of an elastic material, such as rubber, and can cause the eggs to rotate about the transverse axis in the direction of movement as they move from the conveyor to the packing station. Eggs are used as substrate elements in this case, but other materials can be processed. The eggs are placed in the grooves and the rollers are rotated along their longitudinal axes and the eggs are forced to move along their axis along the conveyor to the sorting and packaging station. The forward speed and the rotation speed of the eggs shall be adjusted in such a way as to ensure a uniform distribution of the energy density of the laser source over the surface of the eggshells within the limits given in Table 3.

На фиг. 2 е показана част от вътрешността на уредбата за лазерно обработване. Предвидени са два разпръсквателя на лазерното излъчване 8, като е за предпочитане лазерите да бъдат с въглероден двуокис, монтирани по такъв начин, че да насочват лазерното излъчване към съответните улеи 4 между ролките на транспортьора. Лазерното излъчване се конфигурира така, че разпръсквателите 9 и 10 да са паралелни на ролките 4 и лазерните лъчи да попадат върху яйцата при завъртането им и преместване напред към станцията за опаковане, без да се концентрира лазерното излъчване само върху една ограничена част от ролките. Лазерното излъчване, преминало през улеите, се неутрализира чрез поглъщателен резервоар, разположен под транспортьора, който по същество представлява обем от материал, специално подбран за пълно абсорбиране на лазерното излъчване, поставен от противоположната страна на ролките с цел да улавя преминалото лазерно излъчване.In FIG. 2 shows a portion of the interior of the laser processing unit. Two laser radiation spreaders 8 are provided, preferably carbon dioxide lasers mounted in such a way as to direct the laser radiation to the corresponding grooves 4 between the conveyor rolls. The laser radiation is configured so that the spreaders 9 and 10 are parallel to the rollers 4 and the laser beams fall on the eggs as they are rotated and move forward to the packing station without concentrating the laser radiation on only a limited portion of the rolls. The laser radiation passing through the chutes is neutralized by an absorption tank located below the conveyor, which is essentially a volume of material specially selected for complete absorption of the laser radiation placed on the opposite side of the rollers in order to capture the laser radiation transmitted.

На фиг. 3 е показан един вариант на ролковия транспортьор, при който определен брой ролки 11 са подредени напречно спрямо посоката на движение на транспортьора и на субстрата, пренасян от него, например яйца, които са поставени в улеите между горните повърхности на всеки две съседни ролки. Когато ролките се завъртят се завъртат и яйцата, като по този начин се подлага на въздействията на лазерното облъчване от разпръсквателите 9 и 10 и тази част от повърхността на черупката, която досега не е била подлагана на това въздействие, самите ролки се преместват напред по надлъжната ос на уредбата за лазерно обработване, докато пренасят яйцата в улеите си. В този случай самите ролки не трябва да остават вътре в уредбата за лазерно обработване, тъй като е възможно по техните улеи да са останали яйца от последното преминалата партида, с цел да се избегне риска от пренагряване. И при двата варианта ъгълът на ориентиране на разпръсквателите е приблизително 20° при приблизително разстояние 50 cm от яйцата.In FIG. 3 shows an embodiment of the roller conveyor, in which a number of rollers 11 are arranged transversely to the direction of movement of the conveyor and the substrate transported by it, for example eggs which are placed in the grooves between the upper surfaces of each two adjacent rollers. When the rollers are rotated, the eggs are also rotated, thereby being subjected to laser irradiation by the spreaders 9 and 10 and that part of the shell surface which has not previously been subjected to this impact, the rolls themselves are moved forward along the longitudinal axis of the laser processing unit as they transfer the eggs to their chutes. In this case, the rollers themselves should not remain inside the laser processing unit, since eggs may be left over from their last batch in order to avoid the risk of overheating. In both variants, the orientation of the spreaders is approximately 20 ° at approximately 50 cm distance from the eggs.

Пример 4. Регулиране съдържанието на патогенни организми по картофите чрез лазерното излъчванеEXAMPLE 4 Regulation of Pathogenic Content by Potato Laser Radiation

Картофите за посев са източници на зараза с няколко важни заболявания, като черния мъх (Rhizoctonia solani), почерняването (Colletotrochun coccodes), сребристия мъх (helminthosporum solani), праховия кел (Spongospora subterranea), петна по кората (Polyscytalum pustulans), гангрена (Rhoma foveata), сухото почервяване (Fusarium caeruleum) и прорастването (Erwinia carotovora ssp atroseptica). Откриването на признаците за наченки на тези заболявания при грудките от посадъчния материал за следващата реколта е много важна предпоставка за потискането или унищожаването на остатъчните патогенни организми в посадъчния материал. На пазара се предлагат голям брой фунгициди за обработване на посадъчния материал, за да се избягват заболяванията сред картофите, но повечето от препаратите за растителна защита нямат ективност в широк спектър и често трябва да се прилагат комбинирано по няколко препарата. Освен това устойчивостта на фунгицидите все 5 повече се превръща в проблем, застрашаващ опазването на околната среда, поради което новите препарати във Великобритания трябва да бъдат регистрирани и одобрени, преди да могат да се използват легално. Все повече 10 нараства натискът да се намаляват дозите и разнообразието на агрохимическите средства, прилагани при картофите, и да се използват алтернативни методи за борба със заболяванията. 15Sowing potatoes are sources of infection with several important diseases, such as black moss (Rhizoctonia solani), blackening (Colletotrochun coccodes), silver moss (helminthosporum solani), powdery mildew (Spongospora subterranea), bark patches (Polyscytal gong) Rhoma foveata), dry reddening (Fusarium caeruleum) and sprouting (Erwinia carotovora ssp atroseptica). Finding signs of the onset of these diseases in tubers of the seedling for the next harvest is a very important prerequisite for suppressing or destroying residual pathogens in the seedling. A large number of fungicides are available on the market to process seedlings to avoid diseases among potatoes, but most plant protection products do not have broad spectrum activity and often need to be combined with several preparations. In addition, the persistence of fungicides is increasingly becoming an environmental concern, which is why new preparations in the UK must be registered and approved before they can be used legally. More and more pressure is increasing to reduce the dosage and variety of agrochemicals used in potatoes and to use alternative methods of disease control. 15

За реализиране на метода за обработване чрез лазерно излъчване се подбират картофи с признаци по тяхната повърхност, свидетелстващи за естествено развитие на заболявания. Жизнеспособността на организмите се определя 20 чрез разнообразни методи, подходящи за всяко отделно заболяване. След всяко подлагане на въздействията от лазерното излъчване картофите се изследват за промяна в признаците на заболяването и за наличие на нови признаци 25 на повърхностни увреждания.For realization of the method of treatment by laser radiation, potatoes with signs on their surface, which indicate the natural development of diseases, are selected. The viability of organisms is determined 20 by a variety of methods appropriate to each individual disease. After each exposure to laser radiation, the potatoes are examined for alteration in the signs of the disease and for new signs of superficial damage.

Изследванията се провеждат по такъв начин, че скоростта на преместване на лазерното излъчване спрямо повърхностите на картофите да може да се променя в широки 30 граници с цел определянето на тези нива на енергийна плътност на лазерното излъчване, при които е възможно да възникнат нежелани увреждания по повърхностите на картофите или да се окаже, че лазерното излъчване е толкова 35 слабо, че вече е неефективно. При три нива на енергийна плътност на лазерното излъчване (измервано във ватове) и по-малък определен диапазон на скоростта на преместване се определят зависимостите за взаимодействията между тези параметри, като оптимално ниво на енергийната плътност на лазерното излъчване се определя стойността от 30 W.Investigations shall be carried out in such a way that the rate of displacement of the laser radiation relative to the surfaces of the potatoes can be varied within a wide range of 30 in order to determine those levels of energy density of the laser radiation at which undesirable damage to the surfaces may occur of the potatoes or the laser radiation is so low that it is already ineffective. For three levels of laser energy density (measured in watts) and a smaller specified range of displacement velocities, the interactions between these parameters are determined, and the value of 30 W is determined for the optimum level of laser radiation energy density.

При първоначалните изследвания се използват Colletotrichun coccodes като индикиращ патогенен организъм, като относителната скорост на преместване на картофите спрямо лазерния лъч е 612 mm/s при мощност 30 W. При тези условия се спира развитието на гъбични заболявания при приблизително 50% от пострадалите от заболяването картофи след проверка върху пластини с хранителна среда (агар). При относителна скорост на преместване 214 mm/s се оказа, че се отстранява заразеността 100% от картофите, докато при скорости над 612 mm/s (например 1010 mm/s и повече) резултатите са по-слаби.Initial studies used Colletotrichun coccodes as a pathogen-indicating organism, with a relative displacement rate of the potatoes relative to the laser beam at 612 mm / s at a power of 30 W. Under these conditions, the development of fungal diseases is stopped in approximately 50% of the victims of the disease. after checking on plates with nutrient medium (agar). At a relative displacement rate of 214 mm / s, 100% of the potatoes were found to be contaminated, while at speeds above 612 mm / s (eg 1010 mm / s and more), the results were weaker.

При изследванията се използват различни нива на енергийната плътност, но не се констатират различия относно жизнеспособността на Rhizoctonia solani, използван в качеството на индикиращ патогенен организъм. При този организъм се постигат по-добри резултати при по-продължително време на облъчване. Регистрирани са също добри резултати при облъчване на картофи, заразени с Penicillium след инкубационния период. За облъчване по време на вертикално преместване се използва въртяща се маса с различна скорост на въртене, разположена на разстояние 50 cm от сканиращото огледало. В таблица 5 се приема, че скоростта на сканиране е равна на скоростта на преместване. Размерите на петната са от 5 до 6 mm диаметър.The studies used different levels of energy density, but no differences were found regarding the viability of Rhizoctonia solani used as a pathogen-indicating organism. This organism produces better results with longer exposure times. Good results have also been reported with irradiation of potatoes infected with Penicillium after the incubation period. For irradiation during vertical displacement, a rotating table with different rotational speeds located 50 cm from the scanning mirror is used. Table 5 assumes that the scanning speed is equal to the displacement rate. The spot sizes are 5 to 6 mm in diameter.

Таблица 5Table 5

Изходяща Outbound Продъл- Continued- Възста- Refund Относително Relative мощност на power of жителност vitality новяване innovation възстано- restore- лазерния the laser от 0 до 5 0 to 5 % % вяване wilting източник source (виж кода) (see code) R.solani R.solani Penicillium Penicillium 30 30 0 0 100 100 49 49 30 30 1 1 79 79 46 46 30 30 2 2 32 32 13 13 30 30 3 3 11 11 0 0 30 30 4 4 5 5 5 5 30 30 5 5 0 0 0 0 45 45 0 0 95 95 44 44 45 45 1 1 19 19 17 17

45 45 2 2 46 46 6 6 45 45 3 3 3 3 7 7 45 45 4 4 3 3 3 3 45 45 5 5 0 0 0 0 60 60 0 0 93 93 47 47 60 60 1 1 46 46 17 17 60 60 2 2 33 33 20 20 60 60 3 3 26 26 18 18 60 60 4 4 8 8 14 14 60 60 5 5 5 5 8 8 Скоростта на преместване е със следните The speed of movement is as follows Резултатите от въздействието на лазер- The results of the laser- кодове: 0 означава нулева скорост, 5-минимал- codes: 0 means zero speed, 5-min- ното при I note at I облъчване irradiation върху различните организми on different organisms на, 1 - максимална, 1 - скорост над 186,7 mm/s, at, 1 - maximum, 1 - speed exceeding 186.7 mm / s, 5зходяща мощност на лазерния източник 5 laser power output 2 - скорост = 2 - speed = 186,7 mm/s, 3 - скорост 160,0 mm/s, 186.7 mm / s, 3 - speed 160.0 mm / s, 30 W са показани в таблица 6. 30 W are shown in Table 6. 4 - скорост 133,3 mm/s, 5 - скорост 106,7 mm/s. 4 - speed 133,3 mm / s, 5 - speed 106,7 mm / s. Таблица 6 Table 6 Скорост Speed Относително възстановяване Relative recovery на преместване to move C.Coccodes C.Coccodes H.solani H.solani P.pustulans P.pustulans P.foveata P.foveata F.caerulem F.caerulem 0 0 95 95 100 100 22 22 80 80 56 56 1 1 76 76 90 90 6 6 62 62 0 0 2 2 51 51 38 38 0 0 20 20 0 0 3 3 9 9 6 6 0 0 0 0 0 0 4 4 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0

При тези изследвания се доказва също и ефективността спрямо заразяване с Erwinia carotovora ssp atroseptica. При така подбраните опитни условия се доказва, че обработваната повърхност на картофите става некротична, но не се налага да се извършва второ завъртане, което е признак за запазване на желаните качества за съхранение на картофите и за консумация в следващ период. Ако обаче не се използват лазери с въглеводороден двуокис, а лазери тип неодим-YAG с итриево-алуминиев гранат, опитните резултати свидетелстват, че тези параметри могат да се регулират по такъв начин, че да се избегне този ефект и същевременно да се запази степента на въздействие върху патогенните организми, може да се потиска латентното развитие на почервеняването на картофите и да се потиска прорастването на издънки и филизи, без да се влошава способността за развитие на картофите за посев.These studies also demonstrated the efficacy against infection with Erwinia carotovora ssp atroseptica. The experimental conditions thus chosen prove that the cultivated surface of the potatoes becomes necrotic but does not need to perform a second rotation, which is a sign of preserving the desired qualities for the storage of potatoes and for consumption in the next period. However, if hydrocarbon dioxide lasers and neodymium-YAG lasers with yttrium-aluminum garnet are not used, the experimental results indicate that these parameters can be adjusted in such a way as to avoid this effect while maintaining the degree of effects on pathogens, may inhibit the latent development of potato redness and inhibit the sprouting of shoots and shoots without impairing the ability to develop potatoes for sowing.

Пример 5. Апаратура за лазерна обработка, подходяща за продукти с приблизително сферична форма, например картофиExample 5. Laser processing equipment suitable for products of approximately spherical shape, such as potatoes

На фиг. 4 е показана апаратура за обработване на обекти с приблизително сферична форма, като например картофени грудки. Ролковият транспортьор 12 преминава през вътрешността на уредбата за обработване чрез лазерно излъчване 13 между входния бункер, екрана за сортиране, масата за подбор и подаване на картофите 14,15 и 16 и захранвана 17. На фиг. 18 е показана вътрешността на уредбата за обработване с лазерно излъчване, в която е монтиран източник на лазерно излъчване тип неодим-YAG с итриево-алуминиев гранат, с изходяща мощност 30 W, разположен приблизително на 50 cm от картофите, които се придвижват от транспортьора и се облъчват със специално монтираните разпръскватели - сканиращи огледала или оптично-насочващи механизми 9 и 10, при ъгъл на разпръскване на лъчите около 20. Облъчват е както ролките, така и картофите 18, които са разположени върху тях. Ролките 19 са подредени напречно спрямо посоката на движение на транспортьора и се въртят, докато преминават през уредбата за обработване чрез лазерно излъчване. Това въртене принуждава и картофите да се завъртат и да излагат последователно цялата си повърхност на въздействието на лазерното излъчване. Ролките 19 са изработени от метал, като по този начин се осигурява бързо топлоотдаване от картофите, поставени в улеите, образувани между горните повърхности на всеки две съседни ролки. Задвижването на ролките е пасивно, като се причинява от механичното взаимодействие с опорните оси, докато транспортьорът се премества по своя маршрут, обаче може да се предвиди и като активно, ако се монтират индивидуални задвижващи устройства към всяка ролка.In FIG. 4 shows apparatus for treating objects of approximately spherical shape, such as potato tubers. The roller conveyor 12 passes through the interior of the laser treatment apparatus 13 between the inlet hopper, the screen for sorting, the selection and feeding table of the potatoes 14,15 and 16 and the feed 17. In FIG. 18 shows the inside of a laser treatment plant in which a neodymium-YAG laser source with a yttrium-aluminum garnet, with a power output of 30 W, is located approximately 50 cm from the potatoes moving from the conveyor and They are irradiated with specially mounted diffusers - scanning mirrors or optical directional mechanisms 9 and 10, at a beam angle of about 20. Both the rollers and the potatoes 18 which are placed on them are irradiated. The rollers 19 are arranged transversely to the direction of travel of the conveyor and rotate as they pass through the laser treatment apparatus. This rotation also causes the potatoes to rotate and consistently expose their entire surface to the effects of laser radiation. The rolls 19 are made of metal, thus providing rapid heat transfer from the potatoes placed in the grooves formed between the upper surfaces of each two adjacent rolls. The drive of the rollers is passive, caused by mechanical interaction with the support axes, while the conveyor moves along its route, however, it can also be envisaged as active if individual drive devices are mounted on each roller.

Пример 6. Апаратура за лазерна обработка, подходяща за насипни и зърнести материалиExample 6. Laser processing equipment suitable for bulk and granular materials

На фиг. 5 е показана апаратура, подходяща за обработване чрез лазерно облъчване на насипни материали, като например ненатрошено зърно, за намаляване на степента на жизнеспособност на замърсяващи организми. Съгласно фиг. 5 зърното 24 се подава към вертикално монтиран цилиндричен корпус 25 чрез лентов транспортьор 26, при което прахът и плявата се издигат нагоре, за да се отделят с механизма за очистване от прах 26, а зърното пада надолу под въздействието на гравитацията в зоната, в която се осъществява обработването чрез лазерно облъчване. Отклоняващите механични средства 27, изработени от материал, подходящ за бързо топлопредаване, позволяват на зърното последователно да пада от една към друго отклоняващо средство, докато разпръскващите средства за лазерните лъчи 9 и 10 от описания тип облъчват зърното от различни топки във вътрешността на цилиндричния корпус. От източника на излъчване, разположен на 50 cm от маршрута за спускане на зърното, лазерните разпръскватели пропускат лъчите през прорезите в корпуса 28. Както и при всички други варианти на подобни устройство, и тук разстоянието между източника на лазерното излъчване и обекта може да е от няколко сантиметри до няколко десетки метра, но най-често се използва разстояние от порядъка на 50 cm. Всички други параметри са запазени както описаните по-горе.In FIG. 5 shows apparatus suitable for laser irradiation of bulk materials, such as uncut grain, to reduce the degree of viability of polluting organisms. According to FIG. 5, the grain 24 is fed to a vertically mounted cylindrical housing 25 by means of a belt conveyor 26, whereby the dust and chaff are raised upwards to be separated by the dust removal mechanism 26, and the grain falls down under gravity in the area in which laser treatment is carried out. The deflecting mechanical means 27, made of material suitable for rapid heat transfer, allow the grain to consistently fall from one deflection medium to another, while the laser beam spreaders 9 and 10 of the type described irradiate the grain from various balls inside the cylindrical body. From a radiation source 50 cm from the grain path, the laser spreaders transmit rays through the slots in the housing 28. As with all other variants of such a device, the distance between the laser source and the object here may also be from a few centimeters to a few tens of meters, but most often a distance of the order of 50 cm is used. All other parameters are saved as described above.

В този случай е възможно да се манипулира сд местоположението на разпръсквания лазерен лъч спрямо работната зона, предвидена за облъчване, за да се обхване колкото е възможно повече зърно. За постигане на ефективно облъчване при достатъчно времетраене и обхващане на практически всички повърхности на зърното, трябва да се използват няколко разпръсквателя, покрай които зърното трябва да преминава, преди да излезе от корпуса с транспортьора 29.In this case, it is possible to manipulate the location of the scattered laser beam with respect to the working area intended for irradiation in order to cover as much grain as possible. In order to achieve effective irradiation with sufficient duration and to cover virtually all surfaces of the grain, several spreaders must be used along which the grain must pass before leaving the housing with the conveyor 29.

Claims (25)

1. Метод за повърхностна обработка на субстрат, практически непрозрачен спрямо лазерно лъчение или неспособен да пропуска лазерно лъчение, без при това да абсорбира значително количество от него, с цел да се намали нивото на замърсяващите организми, свързани с повърхността на субстрата, характеризиращ се с това, че лазерното лъчение пада практически върху цялата повърхност на субстрата, като типът и количеството на лазерното лъчение се подбират така, че организмите, намиращи се върху повърхността на субстрата, се лишават от жизнеспособност, като същевременно целият субстрат, с изключение на неговата повърхност, остава практически незасегнат.1. A method for surface treatment of a substrate that is practically opaque to laser radiation or incapable of transmitting laser radiation without absorbing a significant amount thereof, in order to reduce the level of contaminating organisms associated with the surface of the substrate characterized by the fact that the laser radiation falls practically on the entire surface of the substrate, the type and amount of laser radiation being selected such that the organisms present on the surface of the substrate are deprived of viability At the same time, the entire substrate, with the exception of its surface, remains practically intact. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че субстратът е материал, годен за консумация и/или за посев, а замърсяващите организми са микроорганизми.A method according to claim 1, characterized in that the substrate is a consumable and / or seeding material and the pollutants are microorganisms. 3. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че субстратът и източникът на лазерното лъчение могат да се преместват един спрямо друг така, че да се осигури възможност практически цялата повърхност на субстрата да бъде изложена на въздействието на лазерното лъчение.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the substrate and the laser radiation source can be moved relative to each other so as to allow practically the entire surface of the substrate to be exposed to the laser radiation. 4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че преместването на субстрата включва завъртане на субстрата по отношение на лазерното лъчение.A method according to claim 3, characterized in that the displacement of the substrate involves rotation of the substrate with respect to the laser radiation. 5. Метод съгласно която и да е от претенции 1 до 4, характеризиращ се с това, че лазерното лъчение се осигурява от източник на инфрачервено лазерно излъчване.A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the laser radiation is provided by a source of infrared laser radiation. 6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че източникът на лазерно излъчване може да генерира лазерно излъчване при изходяща мощност от 10 до 250 W.A method according to claim 5, characterized in that the laser radiation source can generate laser radiation at an output power of 10 to 250 W. 7. Метод съгласно която и да е от претенции 1 до 6, характеризиращ се с това, че източникът на лазерно излъчване работи в 5 режим на непрекъснато вълново излъчване.A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the laser radiation source operates in a 5 continuous wave mode. 8. Метод съгласно която и да е от пре- тенции 1 до 7, характеризиращ се с това, че енергийната плътност на лазерното излъчване върху субстрата е от 10 до 120 W/cm2. 10A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the energy density of the laser radiation on the substrate is from 10 to 120 W / cm 2 . 10 9. Метод съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че енергийната плътност на лазерното излъчване върху субстрата е от 20 до 50 W/cm2.A method according to claim 8, characterized in that the energy density of the laser radiation on the substrate is from 20 to 50 W / cm 2 . 10. Метод съгласно която и да е от пре- 15 тенции 1 до 9, характеризиращ се с това, че лазерното лъчение се насочва под формата на разпръснат сноп, подобно на лъч или лъчи, идващи от един или няколко източника.A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the laser radiation is directed in the form of a scattered beam, similar to a beam or beams coming from one or more sources. 11. Метод съгласно претенция 9 или 10, 20 характеризиращ се с това, че снопът лъчи е паралелен и преди да бъде разпръснат има приблизителен диаметър от 5 до 6 mm.A method according to claim 9 or 10, 20, characterized in that the beam is parallel and has an approximate diameter of 5 to 6 mm before being scattered. 12. Метод съгласно която и да е от претенции 9 до 11, характеризиращ се с това, че 25 разстоянието, от което лазерният сноп лъчи се разпръсква към обработвания субстрат, е около 50 cm.A method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that 25 the distance from which the laser beam is spread to the treated substrate is about 50 cm. 13. Апаратура за обработване на субстрат (3, 18, 24), практически непрозрачен 30 спрямо лазерно лъчение или неспособен да пропуска лазерно лъчение, без при това да абсорбира значително количество от него, с цел да се намали нивото на замърсяващите организми, свързани с повърхността на суб- 35 страта, характеризираща се с това, че се състои от източник на лазерно лъчение (6, 13) и средства (1, 2, 11, 12, 19, 26) за обработване на субстрата (3, 18, 24), като лазерните лъчи (8, 9, 10) са принудени да падат практически 40 върху цялата повърхност на субстрата (3,18, 24), обработван със средства за обработване (1,2, 11, 12, 19, 26), и са подбрани от такъв тип и количество, че замърсяващите организми се лишават от жизнеспособност, като в същото 45 време целият субстрат, с изключение на неговата повърхност, остава практически незасегнат.13. Substrate treatment apparatus (3, 18, 24) practically opaque 30 to laser radiation or unable to transmit laser radiation without absorbing a substantial amount thereof, in order to reduce the level of pollutant organisms the surface of the substrate, characterized in that it consists of a laser radiation source (6, 13) and means (1, 2, 11, 12, 19, 26) for treating the substrate (3, 18, 24 ), the laser beams (8, 9, 10) being forced to fall practically 40 over the entire surface of the substrate (3.18, 24) treated with with treatment means (1,2, 11, 12, 19, 26), and are selected in such a type and quantity that the polluting organisms are deprived of viability, while at the same time 45 the whole substrate, except its surface, remains virtually unaffected. 14. Апаратура съгласно претенция 13, характеризираща се с това, че включва линия 50 за обработване на субстрата със зони за последователно обработване.Apparatus according to claim 13, characterized in that it includes a line 50 for treating the substrate with sequential treatment areas. 15. Апаратура съгласно претенция 14, характеризираща се с това, че субстратът (3,An apparatus according to claim 14, characterized in that the substrate (3, 18, 24) се прекарва по линията за обработване върху ролков лентов транспортьор (1, 19, 26), чрез който се осъществява относителното преместване на субстрата спрямо източника на лазерното лъчение (8, 9, 10).18, 24) is passed along the treatment line on a roller belt conveyor (1, 19, 26), by which the relative displacement of the substrate relative to the laser radiation source (8, 9, 10) is carried out. 16. Апаратура съгласно претенция 15, характеризираща се с това, че линията за обра- j ботване е конструирана с поредица от отклоняващи средства (27), които преориентират * движението на субстрата (3, 18, 24) по пътя на лазерното лъчение (8, 9, 10) vApparatus according to claim 15, characterized in that the treatment line is constructed with a series of diverting means (27) that reorient * the movement of the substrate (3, 18, 24) along the laser radiation path (8). , 9, 10) v 17. Апаратура съгласно която и да е от претенции 13 до 16, характеризираща се с това, че лазерното лъчение (8, 9, 10) се осъществява с топлинен източник на лазерно излъчване с изходяща мощност от 10 до 250 W.ιAn apparatus according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the laser radiation (8, 9, 10) is provided by a heat source of laser radiation with an output power of 10 to 250 W. 18. Апаратура съгласно която и да е отj претенции 13 до 17, характеризираща се с това,!18. Apparatus according to any one of claims 13 to 17, characterized by: че лазерното лъчение (8, 9, 10) се осъществяваI с източник на инфрачервено лазерно излъчване.|that laser radiation (8, 9, 10) is carried out with an infrared laser radiation source. 19. Апаратура съгласно претенция 18,| характеризираща се с това, че лазерното лъчение се осъществява с лазери с въглероден двуо-j кис или неодим-YAG с итриево-алуминиев гранат (лазери тип Nd:YAG).19. The apparatus of claim 18 characterized in that the laser radiation is performed with carbon dioxide or yodium-YAG lasers with yttrium aluminum garnet (Nd: YAG lasers). 20. Апаратура съгласно претенция 18 илиι20. Apparatus according to claim 18 or 19, характеризираща се с това, че е конструирана по такъв начин, че върху субстрата (13,19, characterized in that it is constructed in such a way that on the substrate (13, 18, 24) се осигурява лъчение с енергийна плът-‘ ност от Ю^о 120 W/cm2.18, 24) radiation with an energy density of 120 W / cm 2 is provided . 21. Апаратура съгласно претенция 20, характеризираща се с това, че е конструирана така, че върху субстрата (3, 18, 24) се осигурява лъчение с енергийна плътност от 20 доj21. Apparatus according to claim 20, characterized in that it is designed so that radiation with an energy density of 20 to 20 is provided on the substrate (3, 18, 24). 50 W/cm2.50 W / cm 2 . 22. Апаратура съгласно която и да е от’ претенции 13 до 21, характеризираща се с това, че субстратът (3, 18, 24) се заставя да се завърта около една от своите оси, докато преминава през станцията (6, 13, 25), в която се осъществява облъчването му с лазерно лъчение.Apparatus according to any one of claims 13 to 21, characterized in that the substrate (3, 18, 24) is forced to rotate about one of its axes as it passes through the station (6, 13, 25) ), in which it is irradiated with laser radiation. 23. Субстрат, практически непрозрачен за лазерни лъчи, характеризиращ се с това, че организмите, свързани с повърхността му, се лишават от жизнеспособност след обработване съгласно която и да е от претенциите 1 до 12.A substrate practically opaque to laser beams, characterized in that the organisms associated with its surface are devoid of viability after treatment according to any one of claims 1 to 12. 24. Субстрат, практически непропускащ лазерни лъчи, без при това да абсорбира значителна част от тях, характеризиращ се с това, че организмите, свързани с повърхността му, се лишават от жизнеспособност след обработване съгласно която и да е от претенциите 1 до 12.A substrate practically impermeable to laser beams, without absorbing a substantial portion thereof, characterized in that the organisms associated with its surface are devoid of viability after treatment according to any of claims 1 to 12. 25. Субстрат съгласно претенция 23 или 24, характеризиращ се с това, че представлява продукт за консумация, посевен материал или препарат, предназначен за ветеринарни или медицински цели.25. A substrate according to claim 23 or 24, characterized in that it is a consumable product, a seed material or a preparation intended for veterinary or medical purposes.
BG99133A 1992-04-27 1994-10-24 Surface sterilization by laser irradiation treatment Expired - Lifetime BG61377B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929209103A GB9209103D0 (en) 1992-04-27 1992-04-27 Laser treatment of plant material
PCT/GB1993/000872 WO1993021787A1 (en) 1992-04-27 1993-04-27 Surface sterilisation by laser treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG99133A BG99133A (en) 1995-05-31
BG61377B1 true BG61377B1 (en) 1997-07-31

Family

ID=10714641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG99133A Expired - Lifetime BG61377B1 (en) 1992-04-27 1994-10-24 Surface sterilization by laser irradiation treatment

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP0637918A1 (en)
JP (1) JPH07506744A (en)
KR (1) KR950701193A (en)
CN (1) CN1079626A (en)
AU (1) AU669013B2 (en)
BG (1) BG61377B1 (en)
BR (1) BR9306293A (en)
CA (1) CA2118516A1 (en)
CZ (1) CZ262294A3 (en)
FI (1) FI945035A (en)
GB (3) GB9209103D0 (en)
HU (1) HUT71647A (en)
IL (1) IL105522A0 (en)
NZ (1) NZ252710A (en)
RU (1) RU94045934A (en)
SK (1) SK128294A3 (en)
ZA (1) ZA932956B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19581940T1 (en) * 1995-06-26 1998-06-18 Qingdao First Convalescent Hos Sterilization method and device using a laser pump source
CN113057278A (en) * 2021-03-29 2021-07-02 苏州光线跃动工业智能科技有限公司 Laser sterilization equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2195408A1 (en) * 1972-08-11 1974-03-08 Dufour Adrien Thermal treatment in depth of food prods. - using laser beams on finished prods. to destroy bacteriological activity
US3955921A (en) * 1972-09-19 1976-05-11 Eli Lilly And Company Method of killing microorganisms in the inside of a container utilizing a laser beam induced plasma
US4871559A (en) * 1983-11-23 1989-10-03 Maxwell Laboratories, Inc. Methods for preservation of foodstuffs
FR2621529A1 (en) * 1987-10-09 1989-04-14 Bongrain Sa Method for thermal treatment of a food product, in particular a cheese or pork butchery food product; method for marking such a food product, marking apparatus for implementing the method; food product thus treated or marked
DD291471A5 (en) * 1989-12-21 1991-07-04 Janz,Immo,De METHOD AND DEVICE FOR OPENING AND EMPTYING EGGS

Also Published As

Publication number Publication date
BG99133A (en) 1995-05-31
KR950701193A (en) 1995-03-23
FI945035A0 (en) 1994-10-26
ZA932956B (en) 1994-08-11
AU5155293A (en) 1993-11-29
GB9420400D0 (en) 1994-11-30
SK128294A3 (en) 1995-04-12
BR9306293A (en) 1998-06-30
IL105522A0 (en) 1993-08-18
HUT71647A (en) 1996-01-29
JPH07506744A (en) 1995-07-27
GB9303841D0 (en) 1993-04-14
GB2280371B (en) 1996-04-24
NZ252710A (en) 1996-10-28
EP0637918A1 (en) 1995-02-15
GB9209103D0 (en) 1992-06-10
FI945035A (en) 1994-10-26
GB2280371A (en) 1995-02-01
HU9403018D0 (en) 1994-12-28
CN1079626A (en) 1993-12-22
CZ262294A3 (en) 1995-05-17
CA2118516A1 (en) 1993-11-11
AU669013B2 (en) 1996-05-23
RU94045934A (en) 1996-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stevens et al. Integration of ultraviolet (UV-C) light with yeast treatment for control of postharvest storage rots of fruits and vegetables
Elmnasser et al. Pulsed-light system as a novel food decontamination technology: a review
Mostafavi et al. The potential of food irradiation: Benefits and limitations
EP3166413B1 (en) Process for the treatment of biological material
JP2007522843A (en) Product sterilization system and method using ultraviolet light source
US6749806B2 (en) Method of sterilizing mildews and/or fungi in the state of spores and sterilization apparatus therefor
Kalyani et al. Food irradiation–technology and application
Kumari et al. Irradiation as an alternative method for post-harvest disease management: an overview
Buchovec et al. Photodynamic inactivation of food pathogen Listeria monocytogenes
Reddy et al. Use of irradiation for postharvest disinfection of fruits and vegetables
BG61377B1 (en) Surface sterilization by laser irradiation treatment
Buchholz et al. Microbiology of fresh and processed vegetables
Ali et al. Decontamination of microgreens
WO1993021787A1 (en) Surface sterilisation by laser treatment
Gautam et al. Radiation processing as a sustainable and green technology to ensure food security, safety and promote international trade
Fallik et al. Mitigating contamination of fresh and fresh-cut produce
Hollingsworth et al. Effects of irradiation on the reproductive ability of Zonitoides arboreus, a snail pest of orchid roots
Arda et al. Nonthermal plasma: A review on its prospects on food processing.
Del Mastro Role of irradiation treatment in the food industry
Omac Understanding and Quantifying the Role of Aqueous Solutions on the Antimicrobial Effectiveness of Electron Beam Irradiation applied to Fresh Produce
LT5567B (en) Process for dezinfecting food and surfaces interfacing therewith
Guo Application of water-assited ultraviolet light processing on the inactivation of Salmonella on fresh produce
Mastro Role of irradiation treatment in the food industry
Smolinski et al. Microbiology of Fresh and Processed Vegetables
Kautkar et al. Novel Non-Thermal Food Processing Technologies for Quality Food Production