BG99133A - Surface sterilization by laser irradiation treatment - Google Patents
Surface sterilization by laser irradiation treatment Download PDFInfo
- Publication number
- BG99133A BG99133A BG99133A BG9913394A BG99133A BG 99133 A BG99133 A BG 99133A BG 99133 A BG99133 A BG 99133A BG 9913394 A BG9913394 A BG 9913394A BG 99133 A BG99133 A BG 99133A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- laser radiation
- source
- radiation
- Prior art date
Links
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title description 7
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 96
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 9
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 52
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 28
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 28
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 8
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 8
- 241001225321 Aspergillus fumigatus Species 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 229940091771 aspergillus fumigatus Drugs 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 5
- 241001354013 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis Species 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000003278 egg shell Anatomy 0.000 description 4
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 4
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 2
- 241000588701 Pectobacterium carotovorum Species 0.000 description 2
- 241001361634 Rhizoctonia Species 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 neodymium yttrium-aluminum Chemical compound 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241001504288 Bryum argenteum Species 0.000 description 1
- 240000007154 Coffea arabica Species 0.000 description 1
- 241001123534 Colletotrichum coccodes Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000221785 Erysiphales Species 0.000 description 1
- 241000833541 Fusarium caeruleum Species 0.000 description 1
- 206010017711 Gangrene Diseases 0.000 description 1
- 241000592938 Helminthosporium solani Species 0.000 description 1
- 241000665579 Kribbella solani Species 0.000 description 1
- 241000186781 Listeria Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 208000030852 Parasitic disease Diseases 0.000 description 1
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 241000580292 Polyscytalum pustulans Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000016213 coffee Nutrition 0.000 description 1
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000011549 displacement method Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- MVLMQGYYLCWMFP-UHFFFAOYSA-N neodymium yttrium Chemical compound [Y].[Nd] MVLMQGYYLCWMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 235000013613 poultry product Nutrition 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, 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
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/26—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, 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
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/005—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, 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
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/005—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating using irradiation or electric treatment
- A23L3/0055—Preservation 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
1. Метод за повърхностна обработка на субстрат, практически непрозрачен спрямо лазерно лъчение или неспособен до 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 типъти количеството на лазерното лъчение се подбират потакъв начин, че организмите, намиращи се върху повърхността на субстрата, се лишават от жизнеспособност, като в същото време целият субстрат, с изключение на повърхността му,остава практически незасегнат.A method for surface treatment of a substrate practically opaque to laser radiation or laser-permissive laser radiation without absorbing a significant amount thereof in order to reduce the level of pollutants associated with the surface of the substrate characterized by the fact that the laser radiation falls substantially over the whole surface of the substrate by typing the amount of laser radiation is selected in a way that the organisms found on the surface of the substrate are deprived of life while at the same time the whole substrate, with the exception of its surface, remains practically intact.
Description
ПОВЪРХНОСТНО СТЕРИЛИЗИРАНЕ ЧРЕЗ ОБРАБОТКА С ЛАЗЕРНО tSURFACE SURFACE LASER TREATMENT
ОБЛЪЧВАНЕEXPOSURE
ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD
Предметът на настоящето изобретение се отнася до метод за обработване 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 object of the present invention relates to a method of treating substrates in order to reduce the content of populations of contaminating organisms, in particular to a method of treating food, seeds and preparations for veterinary and medical purposes.
Предис^стбуMuao cwtoShue ха yekmuelayaPredus ^ stbuMuao cwtoShue ha yekmuelaya
Настоящем се извършва екстензивно обработваме 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 броя на микроорганизмите до приемливо ниво за предвижданата употреба от крайния потребител. Например яйца и птичи продукти често се потапят е· бактериологични разтвориWe are currently extensively processing plant materials, such as fruits, vegetables, seeds, to prevent the risk of unwanted contamination through 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. Eg eggs and poultry products are often immersed in bacteriological solutions
с цел да се елиминират различни бактерии, например на салмонела и листерия.in order to eliminate various bacteria such as salmonella and listeria.
Освен за целите на гореизброените методи за химическа обработка, при продукти за консумация от крайните потребители или за ветеринарни или медицински приложения като стандартни се прилагат също и методи заIn addition to the above chemical treatment methods, end-use products for veterinary or medical use as standard are also subject to methods for
Физическо етер илизир анеPhysical ether illusion
Например стерилизация чрез микровълново облъчване се прилага при обработка на стелажи за гъбарници,For example, microwave radiation sterilization is applied to the processing of hoe racks,
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, възможно е 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.while sterilization of medical instruments is the preferred method of treatment in high pressure steam autoclaves. 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 - for example, in seeds.
В патент на САЩ 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 киловата/кв.см, за предпочитане от 100 мегавата/кв.см до 10 гигавата/кв.см. 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 същества са непрозрачни за лазерни лъчи или при материали, които в значителна степен абсорбират лазерните лъчи.U.S. Pat. No. 3,817,703 describes the use of high-power laser lasers for sterilizing liquids through which a laser beam is passed, requiring an energy radiation density of at least 100 kilowatts / square cm, preferably from 100 megawatts / square cm to 10 gigawatts / sq. 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 to materials that significantly absorb laser beams.
ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION
Предметът на настоящето изобретение е метод, който може да се прилага за всички гореизброени субстрати и за други подобни, при които се замърсяващите организми се лишават от • · • ·The object of the present invention is a method that can be applied to all of the above substrates and the like, in which contaminating organisms are deprived of • · • ·
жизнеспособност, бе® да се засягат желаните качества на крайния продукт или без да 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 гъбични организми - методът е по-ефективен от използваните досега методи за обработване.viability, was to affect the desired properties of the final product or without the generation of waste materials that cause physiological damage and / or pollute the environment. In addition, in some applications, such as retarding the development of certain parasites, such as fungal organisms, the method is more effective than the treatment methods used so far.
Методът, предмет на настоящето изобретение, се различава от известните методи с прилагане на лазери по това, че се използва термичния ефект на лазерното облъчване, за да се повиши температурата на замърсяващите организми над критичното ниво за период от време, достатъчен, за да 4 лишават от жизнеспособност замърсяващите организми. Тези температурни диапазони са различни при различните организми, но приблизително се поддържа температура 45 градуса Целзий за болшинството видове бактерии и гъбички. Чрез използването ?The method of the present invention differs from the known methods with the use of lasers in that it utilizes the thermal effect of laser irradiation to raise the temperature of the pollutants above the critical level for a period sufficient to cause 4 from the viability of polluting organisms. These temperature ranges are different for different organisms, but approximately 45 degrees Celsius is maintained for most bacteria and fungi. By using?
на нагорещен носител, като например пара, или чрез радиация, например микровълнова, също може да се повишава температурата на субстрата до нива, които могат да се окажат неподходящи от гледна точка на съображенията за употребата на крайния продукт. При метода, предмет на настоящето изобретение, субстратът, с изключение евентуално само на неговата повърхност, остава неповлиян от метода за обработване, докато организмите по повърхността се нагряватon a hot carrier, such as steam, or by radiation, such as a microwave, the temperature of the substrate may also be raised to levels that may prove inappropriate in view of the use of the finished product. In the method of the present invention, the substrate, except possibly only on its surface, remains unaffected by the treatment method while the organisms on the surface are heated
I до температура, гарантираща гореспоменатото лишаване от ''' жизнеспособност.I to a temperature that guarantees the aforementioned deprivation of viability.
В неговия най-широк аспект настоящето изобретение предлага метод за обработване на субстрат по същество непрозрачен за лазерно излъчване или неспособен да пропуска г лазерно излъчване, без да се абсорбират значителни дози от * лазерното излъчване, ката тави метод е създаден с цел да се намалява съдържанието на замърсяващи организми, свързани към повърхността на субстрата, и предвижда пряко лазерно облъчване на субстрата, като типът и количеството наIn its broadest aspect the present invention provides a method of treating a substrate substantially opaque to laser radiation or unable to pass d laser radiation without absorbing substantial doses * laser radiation, layers of trays method is designed to reduce the content of contaminants bound to the surface of the substrate, and provides direct laser irradiation of the substrate, such as the type and amount of
лазерното излъчване се подбират с оглед да се лишат от жизнеспособност организмите е субстрата и същевременно се запазват желаните качества на самия субстрат по същество непроменени.Laser radiation is selected in order to deprive the organism's substrate of viability, while maintaining the desired properties of the substrate itself substantially unchanged.
При предпочитания метод за реализация на първия аспект на метода, предмет на настоящето изобретение, субстратът и лазерното излъчване се преместват един спрямо друг по такъв способ, че да се осигури достатъчна част от повърхността на субстрата да бъде подложена на въздействието 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 елементи от хранителни продукти, за предпочитане чрез преобръщане и разбъркванеIn the preferred method of realizing the first aspect of the method of the present invention, the substrate and laser radiation are moved relative to one another in such a way as to provide a sufficient portion of the surface of the substrate to be exposed to laser radiation. Preferably, this relative displacement of the substrate also involves rotation of the substrate relative to the location and orientation of the laser source, e.g., food items, preferably by inverting and agitating
Такива последователни преобръщания на елементите могат да се осъществяват чрез използването на стандартни ролкови транспортьори, като например конвейерни ленти.Such consistent roll-over of the elements can be accomplished by the use of standard roller conveyors, such as conveyor belts.
Други допустими методи за относително преместване ще бъдат разгледани в ’ примерите, дадени по-долу за поясняване на други варианти на апаратурата за реализиране на метода, предмет на настоящето изобретение.Other permissible relative displacement methods will be discussed in the 'Examples given below to explain other embodiments of the apparatus of the method of the present invention.
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 бе» трайно променяне на желаните качества на субстрата. Като стандартни източници се използват лазери, излъчващи в инфрачервения обхват, например лазери с въглеводороден двуокис или неодим-YAG лазери с итриево-алуминиев гранат (тип NdsYAG ), 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 е диапазона под 100 киловата/кв.см, за предпочитане под 1 киловат/кв.см, за предпочитане под 120 ват/кв.см. ВLaser radiation can be provided by any source that is able to guarantee the desired degree of heating of organisms to viability was a »permanent change in the desired properties of the substrate. Infrared-emitting lasers are used as standard sources, for example, hydrocarbon dioxide lasers or neodymium-YAG lasers with yttrium aluminum garnet (NdsYAG type), but other type lasers that are capable of heating the surface may also be used. of organisms, including lasers. radiating in the ultraviolet range. The energy density required is the range below 100 kilowatts / sq. Cm, preferably below 1 kilowatt / sq. Cm, preferably below 120 watts / sq. Cm. IN
приложените примерите 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 диапазона на енергийна плътност от порядъка на 10 до 120 ват/кв.см, за предпочитане около 30 ват/кв.см. В стандартните случаи подобни източници на лазерно излъчване могат да достигнат изходна мощност от 10 до 250 вата, обаче е възможно специалистите в тази област на техниката да използват и други източници, особено при субстрати с по-устойчив състав.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 most appropriate energy density range is from 10 to 120 watts / sq. cm. , preferably about 30 watts / square cm. In standard cases, such laser sources can reach a power output of 10 to 250 watts, however, other sources may be used by those skilled in the art, especially for substrates with a more stable composition.
В приложените по-долу примери и описания на апаратурата се използват стандартни източници на лазерно излъчване, като неодимоеи лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат. Лазерите от този тип, както и лазерите с въглеводороден двуокис излъчват светлина при различни дължини на вълнитег първите 1.06 микрона, а вторите - 10.6 микрона. Поради различните нива на абсорбиране на излъчването от обектите, трябва съответно да се подбира типа на лазерния източник. Например предпочитаният тип източник на лазерна излъчване за обработване на картофи и други грудкоеи зеленчуци е неодимовия лазер с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат, докато за яйцата се предпочитат лазерите 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 в режим на постоянно излъчване, могат да се посочат лазерите с въглеводороден двуокис, производство на Synrad Inc, California, USA, модел D4S/5 <60 вата), както и неодимовите лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат, производство иа Spectron LAser Systems, Rugby, UK, модел SL901 <90 вата). Горепосочените модели могат да работят при различни нива на изходящата мощност до посочените максимални стойности.The following examples and descriptions of the apparatus use standard sources of laser radiation such as neodymium yttrium-aluminum garnet absorber lasers. Lasers of this type, as well as hydrocarbon dioxide lasers, emit light at different wavelengths of the first 1.06 microns and the second 10.6 microns. 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 lumpy vegetables is a neodymium laser with yttrium-aluminum garnet absorbers, while hydrocarbon dioxide lasers are preferred for eggs. It has been found that it is more convenient to work with lasers in continuous mode, but pulsed-mode lasers can also be used, provided there are suitable sources of laser radiation. Examples of permanent-emission lasers include hydrocarbon dioxide lasers manufactured by Synrad Inc, California, USA, model D4S / 5 <60 watts), and neodymium lasers with yttrium aluminum garnet absorbers , production of Spectron LAser Systems, Rugby, UK, model SL901 <90 watts). The above models can operate at different output power levels up to the specified maximum values.
• ·• ·
όό
Конфигурацията на лазерното излъчване може да се изменя, но е 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, по който се подава субстрата, 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 да се премества субстратът в пространството.The configuration of laser radiation may vary, but standard cases are 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 through which the substrate is fed, but the substrate can be mounted in such a way that radiation is provided from one or more sources over substantially the entire surface of the substrate without having to moves the substrate into 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 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 мм. Тази операция може да бъде регулирана с помощта на компютър с цел осигуряването 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 обекта, като по този начин се отклонява лъча и се създава разпръснато излъчване, падащо под ъгъл, който се регулира чрез настройване на геометрията на оптичния елемент.Laser beams can be scattered by a variety of methods, namely, through a scanning mirror, such as a M3 scanner manufactured by General Scannig (USA) or by cylinder optics. The scanning mirror is used to reflect the beam, which in the laser installations cited in the examples is parallel with a diameter of approximately 5 to 6 mm. This operation can be adjusted using a computer to provide preset angles and scanning speeds. For methods using cylindrical optics, an optical element is placed along the trajectory of the laser beam before the object is illuminated, thereby deflecting the beam and creating a scattered radiation incident at an angle, which is adjusted by adjusting the geometry of the optical element.
Разстоянието за отдалечаване на източника на лазерното излъчване от субстрата, предвиден за обработване, може да се променя. Разбира се, това разстояние е съставено от два компонента: (i) разстоянието от източника на лазерното излъчване до механизма за разпръскване на 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 в диапазона от сантиметри до десетки метри, но в примерите за реализация на предмета на настоящето изобретение е прието разстояние 50 сантиметра.The distance from the laser source to the substrate to be treated may be varied. Of course, this distance is made up of two components: (i) the distance from the laser source to the beam propagation mechanism and (ii) the distance from the beam mechanism to the object. In (i) the beam is parallel and can be transmitted remotely to the beam propagation mechanism. This distance may vary in the range of centimeters to tens of meters, but a distance of 50 centimeters is accepted in the embodiments of the present invention.
При (ii) разстоянието от механизма за разпръскване на лъчите до обекта и ъгълът на разпръскване 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 от механизма за разпръскване на лъчите до обекта може да се посочи комбинацията от 2Й градуса и 5И сантиметра, но са възможни и голям брой други комбинации.In (ii) the distance from the beam propagation mechanism to the object and the angle of spread determine the area to be covered by the beam. It is desirable that the substrate components be fully exposed to laser irradiation. A suitable combination of spread angle and distance from the beam spreader to the object may indicate a combination of 2J degrees and 5I centimeters, but many other combinations are possible.
Компонентите от субстрата и всички носещи ччасти към него, върху които могат да попадат лъчите от източниците на лазерно излъчване, трябва да бъдат конструирани от такива материали, които да позволяват да се избягва повишаването на температурата. Поради тази причина се препоръчва използването на метални елементи, свързани към подходящи топлоотвеждащи системи с цел 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 гореспоменатите структури освен по повърхността на субстрата или на съответните организми.The components of the substrate and all bearing h parts to it, on which may fall within the beams of the sources of laser radiation, must be constructed of such materials, which allow to avoid the increase in temperature. For this reason, it is recommended to use metallic elements connected to suitable heat sink systems in order 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 на 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 същевременна се 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 на техниката, посветена на задачите за регулирането на температурата, могат да посочат подходящи механизми за охлаждане.It must 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 particular a relatively larger surface to be devoid of viability, while allowing to maintain the substrate at a temperature of such order that its desired properties are not substantially affected. Those of skill in the art of temperature control may identify suitable cooling mechanisms.
Всеки субстрат може да притежава повърхност, обработена чрез метода, предмет на настоящето изобретение, обаче найзначителни предимства се постигат при субстрати, чиито повърхности могат да се подлагат на въздействия съответно и чрев други методи. С оглед на това твърдение 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. Обаче може да се окаже, че и при найподходящия субстрат може да се променят неговите качества, като вкус, строеж, жизнеспособност или други желани качествени 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, както и млечни продукти. Такива субстрати, както и тревните култури, могат да пропускат лазерното излъчване, обаче при известна степенEach substrate may have a surface treated by the method of the present invention, however, the most significant advantages are achieved with substrates whose surfaces can be affected accordingly by other methods. In view of this claim, plastic substrates and substrates of other materials sensitive to thermal and chemical influences that are intended for end use in sterile environments are particularly suitable for treatment. However, it may be that even with the most suitable substrate, its properties, such as taste, construction, viability, or other desired quality indicators may be altered as a result of treatment by known methods. For example, seeds and bulbs, vegetables, roots, fruits, fodder, ornamental plants, legumes, tea, tobacco, coffee, and dairy products may be processed before sowing or after harvesting. Such substrates, as well as grasses, may miss laser radiation, but to some extent
податливи на обработване, са бактерии, гъбички, плесени, водорасли и вируси. Като примери за субстрати, чувствителни към салмонела, които могат успешно да се подлагат на обработване, могат да се посочат яйцата. Като типични примери за субстрати, които развиват гъбични и паразитни заболявания, могат да се посочат картофите.susceptible to processing are bacteria, fungi, molds, algae and viruses. Eggs may be cited as examples of salmonella-sensitive substrates that can be successfully treated. Typical examples of substrates that develop fungal and parasitic diseases are potatoes.
Предметът на настоящето изобретение включва още и апаратура, предвидена за лазерно обработване на субстрати, с помощта на метода, предмет на настоящето изобретение, съдържаща:The subject matter of the present invention also includes apparatus provided for laser processing of substrates by the method of the present invention, comprising:
а) източник на лазерно излъчване;(a) laser source;
··· ····· ··
6) средства за поддържане на положението на субстрата, например части или елементи, като се заставя лазерното излъчване да обхваща субстрата с помощта на средства за манипулация с източника на лазерно излъчване, като тези елементи са така подьрани по тип и количество, че да се лишат от жизнеспособност замърсяващите организми, докато желаните свойства на субстрата останат непроменени.6) means for maintaining the position of the substrate, such as parts or elements, forcing the laser radiation to encompass the substrate by means of manipulating the source of the laser radiation, such elements being so torn in type and quantity that they are deprived of from the viability of polluting organisms, while the desired substrate properties remain unchanged.
Предпочитаните варианти на апаратурата съдържат средства за ефективно относително преместване на субстрата или източника на лазерно излъчване с оглед да се облъчва значителна част от повърхността на всеки отделен елемент, за предпочитане като се предвижда завъртане на субстрата по една или повече оси, докато преминава през зоната на лазерното излъчване.Preferred embodiments of the apparatus comprise means for effectively relative displacement of the substrate or laser source in order to irradiate a substantial portion of the surface of each individual element, preferably by providing for rotation of the substrate along one or more axes as it passes through the zone of laser radiation.
За предпочитане е субстратите да се пренасят е пространството на отделни порции, например дози от растителен материал, да се преместват по протежение на траектория за обработване, в типичния случай върху конвейерни ленти, например ролкови транспортьори. което подпомага относителното преместване на дозите 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 за придвижване като например разнообразните начини за пренасяне на Флуиди през съоръжения, чиито стени пропускат лазерно излъчване; маршрути, дефинирани чрез последователно разположени отклоняващи средства като чрез тях субстратът се задължава да се преориентира в пространството към траекторията на лазерното излъчване с оглед 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 желания ефект. Могат да се обработват индивидуални дози, партиди или порции без относително преместване, ако се монтират един или повече ··· ··It is preferable for the substrates to be conveyed to move the space of individual portions, for example doses of plant material, along a working path, typically on conveyor belts, for example roll conveyors. which aids the relative shift of doses to the laser source and allows them to be transported to subsequent areas for subsequent processing steps. Other means of movement may be provided, such as the various ways of transmitting Fluids through facilities whose walls transmit laser radiation; routes defined by sequentially diverted means whereby the substrate is obliged to reorient itself in space to the trajectory of the laser radiation in order to ensure that a sufficient portion of the substrate surface is exposed to the effect of the laser radiation, at an appropriate level of the latter, with aim to achieve the desired effect. Individual doses, batches or portions can be processed without relative displacement if one or more ··· ··
1Й в състояние да източника на лазерно излъчване, • * · • ···♦ • · • · · · · които да покрият по същество цялата външна1J able to source laser radiation, which essentially covers the entire external
За предпочитане е да се насочват лазерно излъчване към съответните ·It is preferable to direct laser radiation to the relevant
са ·· · • · · • · · · ······ • · ·· · повърхност на субстрата групи от източници на приемателни участъци по протежението на лентови съоръжения, като типичен пример ва разпръскване на лазерните лъчи, както бе споменато по-горе, или като типичен пример за излъчване от един източник посредством равпръсквателни съоръженияare the substrate surface groups of sources of receiving sections along bandwidths, as a typical example of laser beam scattering, as mentioned in FIG. above, or as a typical example of single-source broadcasting through broadcast facilities
Апаратурата ва реализация на метода, предмет на настоящето изобретение, 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 притежава само една външна повърхност, която ще бъде обработвана, като не се допуска облъчването с лазерни лъчи на вътрешността на субстрата, могат 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 итриевоалуминиев 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 използват апарати с източници, чиято максимална изходяща мощност е в диапазона от 60 до 2S0 вата. 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 бъдат съобразявани с условията за крайната употреба на конкретната апаратура.The apparatus for implementing the method of the present 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 external surface that will be machined, preventing laser irradiation on the substrate, a large number of products may be treated with the same apparatus with lasers of the same type. (hydrocarbon dioxide lasers and neodymium yttrium aluminum garnet absorber lasers), but subject to change in the duration of the laser source exposure and the power output of that source to ynosti suitable for deprivation of contaminating organisms from viability, and at the same time protecting the substrate from damage. For example, devices with sources with a maximum output power in the range of 60 to 2S0 watts 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 бъде отбелязано, че подобна апаратура, при която субстратът се пренася чрез лентови транспортьори, е i 1 известна, например от патентните описания ЕР0231027 и GB219543S, обаче са предназначени да бъдат използвани само за откриване на замърсяващи организми и не са подходящи за настоящата 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 conveyed by conveyor belts, is well known, for example from the patent descriptions EP0231027 and GB219543S, however, are intended to be used only for the detection of pollutants and are not suitable for the present purpose . In particular, lasers are not configured to induce a thermal effect and no substrate rotation is contemplated.
ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE FIGURES Attached
Методът, предмет на настоящето изобретение, както и апаратурата към него, ще бъдат описани чрез илюстрации, посочени само като примерни, и обвързани със дадените подолу примери и Фигури. В рамките на посочените варианти специалистите от тази област на техниката могат да предложат други варианти.The method of the present invention, as well as the apparatus thereto, will be described by the illustrations given by way of example only, and bound by the following examples and Figures. Within the variants indicated, those skilled in the art may propose other variants.
На Фиг. 1 е показан общ вид на апаратурата, предвидена за реализация на метода, предмет на настоящето изобретение, която е подходяща за обработване на сравнително крупни дози от субстрат, като например картофи или яйца.In FIG. 1 shows a general view of the apparatus provided for the implementation of the method of the present invention, which is suitable for treating relatively large doses of a substrate, such as potatoes or eggs.
На Фиг. 2 е показан аксонометричен поглед на вътрешността на уредбата за лазерна обработка, която е илюстрирана в общ вид на Фиг. 1, като се вижда разположението на източника на лазерно излъчване, надлъжно ориентираният ролков конвейр и дозите от субстрата. На Фиг.In FIG. 2 is an axonometric view of the interior of the laser processing apparatus, which is generally illustrated in FIG. 1, showing the location of the laser source, the longitudinally oriented roller conveyor and the doses of the substrate. In FIG.
посока на движението на субстрата. На Фиг. ЗА е показан напречен разрез през края на ролките, с поставени върху тях дози от субстрата.direction of movement of the substrate. In FIG. 3A shows a cross-section through the ends of the rolls with substrate doses placed on them.
На Фиг. 4 е показан в общ вид вариант на апаратурата от Фиг. 1, който е конфигуриран специално за обработване на картофи. На Фиг. 4А е показан аксонометричен поглед на вътрешността на уредбата за лазерна обработка към този вариант на апаратурата.In FIG. 4 is a general embodiment of the apparatus of FIG. 1, which is configured specifically for potato processing. In FIG. 4A is an axonometric view of the interior of the laser processing apparatus of this embodiment of the apparatus.
На Фиг. 5 е показан напречен разрез на апаратурата, предвидена за реализация на метода, предмет на настоящето изобретение, която е подходяща за обработване на субстрати в насипно състояние, например гранулирани материали и зърнести продукти.In FIG. 5 is a cross-sectional view of the apparatus provided for the implementation of the method of the present invention, which is suitable for the treatment of bulk substrates, for example granular materials and granular products.
иЗРЪЛнЕ миб*MIRROR MIB *
ПРИМЕРИ ЗА РЕАЛИЗЙЦИЯ Нй ПРЕДИЕ1А НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE INVENTION 1A OF THE INVENTION
ПРИМЕР It ДЕЗИНФЕКЦИРАНЕ НА ЧЕРУПКИ НА ЯЙЦА С ПОМОЩТА НА РАЗЛИЧНИ НИВА НА ЛАЗЕРНОТО ИЗЛЪЧВАНЕEXAMPLE It DISINFECTING THE EGGS WITH THE DIFFERENT LEVEL OF LASER RADIATION
Яйцата на кокошките се замърсяват изкуствено с бактерии от Salmonella enteritidis и спори от Aspergillus fumigatus, след което се подлагат на лазерно облъчване при различни енергийни нива ат два независими източника на лазерно излъчване. Ефектът на дезинфектиране вследствие лазерното облъчване се сравнява за двата източника чрез определяне на остатъчното ниво на замърсяване след обработването.The eggs of the hens are artificially contaminated with bacteria from Salmonella enteritidis and spores of Aspergillus fumigatus, and then subjected to laser irradiation at different energy levels at two independent sources of laser radiation. The laser disinfection effect is compared for the two sources by determining the residual level of contamination after treatment.
Бяха заразени зони по 4 кв.сн 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 беше приготвен булъон от Salmonella enteritidis, a култура ат Aspergillus fumigatus беше отгледана върху плаки с хранителна среда - агар от малц, до възникването на обилна колония от спори. Беше приготвена суспензия от спорите чрез промиване на плаките с максимално възстановим разтворител (MRD>. Проби с обем 10 микролитра от тази суспензия бяха положени последователно по зоните с площ 4 кв.см по тъпия край на всяко яйце чрез инокулация и шаблон с размери 2x2 «· ·Areas of 4 sq. M were 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 was prepared in peptone buffer solution in water, and culture of Aspergillus fumigatus was grown on plaques with malted agar until a large spore colony emerged. A spore suspension was prepared by washing the plates with maximum recoverable solvent (MRD>. Samples with a volume of 10 microliters of this suspension were sequentially placed in areas of 4 square cm along the blunt end of each egg by inoculation and a 2x2 "template. · ·
см, като яйцата бяха оставени на съхранение през нощта при стайна температура.cm, the eggs were stored overnight at room temperature.
Шест партиди от по 100 заразени яйца бяха подложени на дезинфекционна обработка чрез сканиране с лазерен лъч на замърсените зони, като всяко яйце се нагласяваше ръчно преди сканирането. Прилагаше се облъчване с три нива на енергийната плътност за всеки от двата вида лазери (лазери с въглеводороден двуокис и неадимови лазери с поглъщатели от итриево-алуминиев гранат). Енергийните нива, при които се обработваха замърсените повърхности на яйцата, бяха регулирани чрез промяна както на регулаторите на изходящата мощност на лазерите, така и чрез настройване на скоростта на сканиране. Вяха определени броят на оцелелите бактерии Salmonella enter!tidis и спори от Aspergillus fumigatus за обработените яйца, както и за 100 броя необработените или контролни яйца.Six batches of 100 infected eggs were disinfected by laser beam scanning of contaminated sites, with each egg manually adjusted prior to scanning. Three energy density levels were applied to each of the two types of lasers (hydrocarbon dioxide lasers and neodymium yttrium garnet absorber lasers). The energy levels at which contaminated egg surfaces were treated were adjusted by changing both the output regulators of the lasers and by adjusting the scan speed. The number of surviving Salmonella enteridid bacteria and spores of Aspergillus fumigatus for treated eggs were determined, as well as 100 unprocessed or control eggs.
Бяха отстранени бактериите и спорите от повърхността на яйцата чрез поставяне на всяко яйце в стерилна пластмасова ) кесия с 10 милилитра от максимално възстановимия разтворител (MRD), след което замърсените повърхности на яйцата бяха внимателно избърсани през кесията за две минути. Бяха приготвени последователни разтвори чрез промивки и подходящо разреждане върху arap XLD (Oxoid СМ469) за преброяване на оцелелите бактерии Salmonella enter!tidis, както и с агар OAES за определяне на спорите от Aspergillus fumigatus. Плаките с XLD бяха инкубирани при 37 градуса Целзий за 4 дни и бяха преброени видимите колонии, като едновременно с това >Bacteria and spores were removed from the egg surface by placing each egg in a sterile 10-ml sterile plastic bag (MRD), and then contaminated egg surfaces were carefully wiped through the bag for two minutes. Sequential solutions were prepared by washing and appropriate dilution on arap XLD (Oxoid CM469) for counting the surviving Salmonella enteridis bacteria, as well as with OAES agar for spore determination of Aspergillus fumigatus. The XLD plates were incubated at 37 degrees Celsius for 4 days and the visible colonies were counted while simultaneously>
беше изчислен броя на видимите организми за едно яйце. Средните стойности също бяха изчислени и резултатите бяха анализирани с помощта на компютърната статистическа програма Mini tab. Тези резултати са дадени по-долу в Таблици 1 и 2.the number of visible organisms per egg was calculated. Mean values were also calculated and the results were analyzed using the Mini tab computer statistical program. These results are given below in Tables 1 and 2.
Не бяха открити бактерии Salmonella enteritidis в 57 отNo Salmonella enteritidis bacteria were detected in 57 of
100 третирани яйца след етапа на обработка СЗ. Беше доказано, че лазерният източник по-ефективен ат неодимов лазери100 treated eggs after the C3 processing step. The laser source has been proven to be more effective at neodymium lasers
с въглеводороден двуокис е с поглъщатели от итриевоалуминиев гранат при еднакви енергийни нива. При максимално възможното енергийно ниво лазерният източник с въглеводороден двуокис намали с 99.72 7. средния брой на яйцата, заразени със Salmonella и с 86.9 7. средния брой на яйцата, заразени с по-устойчивите 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 5Z и не се дължат на отклонения в рамките на една партида. По този начин бе демонстрирано, че лазерното облъчване може да се използва за ефективно намаляване както на бактерии, така и спори по субстрати, конкретно по черупките на яйцата.with hydrocarbon dioxide it has yttrium aluminum garnet sinks at the same energy levels. At the maximum energy level, the laser source with hydrocarbon dioxide decreased by 99.72 7. the average number of eggs infected with Salmonella and by 86.9 7. the average number of eggs infected with the more persistent spores of Aspergillus fumigatus. Analysis of data deviations showed that these differences in averages for each processing step were significant at the 5Z 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
ТАБЛИЦА 2TABLE 2
ПРИМЕР 2t ВЛИЯНИЕ НА ЛАЗЕРНОТО ИЗЛЪЧВАНЕ ВЪРХУ НИВОТО НА ДЕЗИНФЕКЦИРАНЕ НА ВЪТРЕШНОСТТА НА ЯЙЦАТАEXAMPLE 2t INFLUENCE OF LASER RADIATION ON THE LEVEL OF DISINFECTION OF THE INSIDE OF THE EGGS
Беше изследвано приложението на лазерното излъчване за дезинфектира^е на повърхността на черупките на яйца, като бе обърнато внимание по-специално на ефекта на дезинфектиране върху вътрешността на яйцата чрез проследяване на ранното развитие на яйчните зародиши. За това изследване бе използвана въртяща се платформа и лазер с въглеводороден двуокис, с диаметър на лъча равен на 5 мм , като лазерният лъч се насочваше към тъпия край на яйцата.The application of laser radiation to the disinfectant was examined on the surface of egg shells, paying particular attention to the effect of disinfecting on the interior of eggs by monitoring the early development of the embryonic eggs. For this study, a rotating platform and a hydrocarbon dioxide laser with a beam diameter of 5 mm were used, aiming the laser beam toward the blunt end of the eggs.
Яйцата бяха събрани от 450 кокошки-носачки. Две партиди, всяка от които по 150 яйца, бяха подложени на процедура за дезинфектиране с лазерно облъчване чрез сканиране на повърхностите на техните черупки. Лазерен лъч сThe eggs were collected from 450 laying hens. Two batches, each containing 150 eggs, were subjected to a laser disinfection procedure by scanning the surfaces of their shells. Laser beam with
повърхността на черупкатаthe surface of the shell
На Таблица 3 са показани нивата на изходящата мощност на лазерния източник, при които състоянието на повърхностите на яйчните черупки съответствува на нивата С2 и СЗ според експериментите, описани по-горе.Table 3 shows the output power levels of the laser source, at which the state of the egg shell surfaces corresponds to the C2 and C3 levels according to the experiments described above.
ТАБЛИЦА 3TABLE 3
Скорост на завъртане Изходяща мощност на на яйцата (об/мин) лазерния източник (вт)Rotation speed Egg output (rpm) laser source (w)
С2 78 10.6C2 78 10.6
СЗ 16 30NW 16 30
Обработените яйца и 150 броя необработени яйца от контролната партида бяха съхранявани за една нощ в инкубатори. Бяха подбрани по равен брой необработени яйца от контролната партида и яйца от двете обработени партиди, след което бяха разположени по случаен ред във всяка от петте лавици на инкубатора. След инкубация в продължение на пет дни всички яйца бяхаProcessed eggs and 150 untreated eggs from the control batch were stored overnight in incubators. An equal number of untreated eggs from the control batch and eggs from the two treated batches were selected, and then randomly placed in each of the five shelves of the incubator. After incubation for five days, all eggs were
извадени и беше проверено състоянието на зародишите в тях.removed and the condition of the embryos in them was checked.
Резултатите от това изследване са дадени по-долу в Таблица 4.The results of this study are given below in Table 4.
• ·• ·
ТАБЛИЦА 4TABLE 4
се забелязва, че няма значителен обратен ефект върху броя на оцелелите зародиши от яйцата.it was observed that there was no significant adverse effect on the number of surviving embryos from eggs.
ПРИМЕР 3;· АПАРАТУРА ЗА СТЕРИЛИЗИРАНЕ НА ЧЕРУПКИ НА ЯЙЦАEXAMPLE 3 · APPARATUS FOR THE EGGS STERILIZATION
Както е показано на Фиг. 1, ролкови транспортьори (поз.As shown in FIG. 1, roller conveyors (pos.
1) се подреждат успоредно един спрямо друг в посоката на пренасяне на субстрата. Към повърхността на тези транспортьори са монтирани спираловидни захващащи елементи (поз. 2) по такъв начин, че при завъртане елементите поз.2 изместват яйцата (поз. 3) в горните улеи (поз. 4), оформени между две съседни ролки, с цел да се преместват яйцата напред. Тези улеи (поз.4) се използват като траектории за преместването на яйцата по дължината на транспортьора от входната станция шоз. 3), през уредбата за лазерно1) arranged in parallel to each other in the direction of transfer of the substrate. Spiral clamping elements (pos. 2) are mounted on the surface of these conveyors in such a way that, when rotating, the items pos.2 displace the eggs (pos. 3) in the upper grooves (pos. 4) formed between two adjacent rollers for the purpose of to move the eggs forward. These chutes (pos. 4) are used as trajectories for the movement of eggs along the transporter from the entrance station of the shoz. 3) through the laser system
IS обработване (пое. 6) до станцията за сортиране и опаковане (поз. 7). Ролките или поне захващащите елементи (поз. 2) са изработени от еластичен материал, например каучук, и могат да причиняват завъртането на яйцата около напречната ос по посока на движението докато за 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 чрезIS processing (item 6) to the sorting and packaging station (item 7). The rolls, or at least the gripping elements (key 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 travel 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 chutes and the rolls are rotated along their longitudinal axes and the eggs are forced through
завъртане около оста си да се преместват по протежение на дължината на транспортьора до станцията за сортиране и опаковане. Скоростта на преместване напред и скоростта на завъртането 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 по-горе в Таблица 3.rotate about the axis along the length of the conveyor to the sorting and packaging station. The forward speed and the speed of rotation 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 above.
На Фиг. 2 е показана част от вътрешността на уредбата за лазерно обработване. Предвидени са два разпръсквателя на лазерното излъчване (поз. 8), като е за предпочитане лазерите да бъдат с въглероден двуокис, монтирани по такъвIn FIG. 2 shows a portion of the interior of the laser processing unit. Two laser emitters (pos. 8) are provided, preferably with carbon dioxide lasers mounted thereon.
начин, че да насочват лазерното излъчване към съответните улеи (поз. 4) между ролките на транспортьора. Лазерното излъчване се конфигурира така, че разпръсквателите (поз. 9) и (поз. 10) да бъдат паралелни на ролките (поз. 4) и лазерните лъчи да попадат върху яйцата па време на тяхното завъртане 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 па 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 излъчванеa way to direct laser radiation to the corresponding grooves (pos. 4) between the conveyor rollers. The laser radiation is configured so that the spreaders (pos. 9) and (pos. 10) are parallel to the rollers (pos. 4) and the laser beams fall on the eggs as they are rotated and moved forward to the packing station without concentrate 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 the complete absorption of laser radiation placed on the opposite side of the rollers in order to capture the laser radiation transmitted.
На Фиг.In FIG.
показан единone shown
• ♦ • · · • · · · · ♦ · • · ·' · вариант на ролковия транспортьор, при който определен брой ролки (поз. 11) са подредени напречна спрямо посоката на движение наA roller conveyor variant in which a number of rollers (pos. 11) are arranged transversely to the direction of travel of the roller conveyor.
транспортьора и на субстрата, пренасян от него, например яйца, които са поставени е улеите между горните повърхности на всеки две съседни ролки. Когато ролките се завъртят, това причинява да се завъртят и яйцата, като по този начин се подлага на въздействията на лазерното облъчване от разпръсквателите (поз. 9) и (поз. 10) и тази част от повърхността на черупката, която до сега не е била подложена 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 ката е възможно по техните улеи да са останали яйца от последно преминалата партида, с цел да се избегне риска от пренагряване. й при двата варианта ъгълът на ориентиране на разпръсквателите е приблизително 20 градуса при приблизително разстояние 50 см от яйцата.the conveyor and the substrate carried therefrom, for example eggs that are placed is the grooves between the upper surfaces of each two adjacent rolls. When the rollers are rotated, this causes the eggs to rotate as well, thereby being exposed to laser irradiation by the spreaders (pos. 9) and (pos. 10) and that part of the shell surface that has not been was exposed to this effect. The rolls themselves move forward along the longitudinal axis of the laser machine as they move the eggs into their chutes. In this case, the rollers themselves must not remain inside the laser processing unit, as eggs may have 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 degrees with an approximate distance of 50 cm from the eggs.
ПРИМЕР 4s РЕГУЛИРАНЕ НА СЪДЪРЖАНИЕТО НА ПАТОГЕННИ ОРГАНИЗМИEXAMPLE 4s ADJUSTMENT OF THE CONTENT OF PATHOGENIC ORGANISMS
ПО КАРТОФИТЕ ЧРЕЗ ЛАЗЕРНОТО ИЗЛЪЧВАНЕON POTATOES THROUGH LASER RADIATION
Картофите за посев са източници на зараза с няколко важни заболявания, като черния мъх (Rhizoctonia solan!), почерняванвто (Col letotrichun coccodes), сребристия мъх (Helminthosporium solani), праховия кел (Spongoepora subterranea), петна по кората (Polyscytalum pustulane), гангрена (Rhoma foveata), сухото почервяеане (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 с цел да се • * повечето от избягват заболяванията • · ♦ .Sowing potatoes are sources of contagion with several important diseases, such as black moss (Rhizoctonia solan!), Blackberry (Col letotrichun coccodes), silver moss (Helminthosporium solani), powdery mildew (Spongoepora subterranea), bark spots (Polyscytane), pustulum (Polyscytane) gangrene (Rhoma foveata), dry reddening (Fusarium caeruleum) and germination (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 for the treatment of propagating material in order to prevent the majority of diseases.
···· · ···· · * •· •· •· • · · сред картофите, но ·· · • · ·а • · ·* • · · ·· · · •· ··· препаратите за растителна защита не притежават активност в широк спектър и често трябва да се прилагат комбинирано по няколко препарата. Освен това устойчивостта на Фунгицидите все/ 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 нараства натискът да се намаляват дозите и разнообразието на агрохимическите средства, прилагани при картофите, и да се· · · · · · · · · · · · · · · Among the potatoes, but · · · · · · · · · · · · · · · · · · protection does not have a broad spectrum activity and should often be combined with several preparations. In addition, the resistance of Fungicides is increasingly becoming an environmental concern, which is why new drugs in the UK must be registered and approved before they can be legally used. There is increasing pressure to reduce the dosage and variety of agrochemicals used in potatoes and to reduce
използват алтернативни методи за борба със заболяванията.use alternative methods of disease control.
За реализиране на метода за обработване чрез лазерна излъчване бяха подбрани картофи с признаци по тяхната повърхност, свидетелстващи за естествено развитие на заболявания. Жизнеспособността на организмите беше определена чрез разнообразни методи, подходящи за всяко отделно заболяване. След всяко подлагане на въздействията от лазерното излъчване картофите бяха изследвани за промяна в признаците на заболяването и за наличие на нови признаци на повърхностни увреждания.For the implementation of the method of treatment by laser radiation, potatoes with signs on their surface, indicating the natural development of diseases, were selected. The viability of the organisms was determined by a variety of methods appropriate to each individual disease. After each exposure to laser radiation, the potatoes were examined for alteration in the signs of the disease and for new signs of superficial damage.
Изследванията бяха проведени по такъв начин, че скоростта на преместване на лазерното излъчване спрямо повърхностите на картофите да може да се променя в широки 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 слабо, че е вече неефективно. При три нива на енергийна плътност на лазерното излъчване (измервано във ватове) и по-малък дефиниран диапазон на скоростта на преместване бяха определени зависимостите за взаимодействията между тези параметри. Като опитимално ниво на енергийната плътност на лазерното излъчване беше определена стойността от 30 вата.Studies have been carried out in such a way that the rate of displacement of the laser radiation over the surfaces of the potatoes can be varied widely, in order to determine those energy levels of laser radiation at which undesirable damage to the surfaces may occur of the potatoes, or to show that the laser radiation is so weak that it is no longer effective. At three energy density levels of laser radiation (measured in watts) and a smaller defined range of displacement velocities, the dependences for the interactions between these parameters were determined. The value of 30 watts was determined as the optimum level of laser energy density.
При първоначалните изследвания се използваше Colletotrichun coccodes като индикиращ патогенен организъм, като относителната скорост на преместване на картофите спрямо лазерния лъч беше 612 мм/сек при мощност 30 вата. При тези условия се спираше развитието на гъбични заболявания при 50 X приблизително от пострадалите от заболяванетоInitial studies used Colletotrichun coccodes as a pathogen-indicating organism, with a relative displacement of potatoes relative to the laser beam at 612 mm / sec at 30 watts. Under these conditions, the development of fungal diseases was stopped at 50 X approximately from the victims of the disease
картофи, след проверка върху пластини с хранителна среда (агар). При относителна скорост на преместване 214 мм/сек се оказа, че се отстранява заразеността 100 ”/. от картофите, докато при скорости над 612 мм/сек (например 1010 мм.©екс и повече) резултатите са по-слаби.potatoes after checking on plates with nutrient medium (agar). At a relative displacement rate of 214 mm / sec, the contamination of 100 ”was shown to be eliminated /. from potatoes, while at speeds above 612 mm / s (eg 1010 mm. © ex and higher) the results are weaker.
При изследванията се използваха различни нива на енергийната плътност, но не се констатираха различия относно жизнеспособността на Rhizoctonia so'iani , използван в качеството на индикиращ патогенен организъм. При този организъм се постигат по-добри резултати при попродължително време на облъчване. Бяха регистрирани също добри резултати при облъчване на картофи, заразени с Penicillium след инкубационния период. За облъчване по времеDifferent energy density levels were used in the studies, but no differences were found regarding the viability of Rhizoctonia so'iani used as a pathogen-indicating organism. This organism produces better results with prolonged exposure. Good irradiation results were also reported for potatoes infected with Penicillium after the incubation period. For irradiation during
на вертикално преместване беше използвана въртяща се маса, с различна скорост на въртене, разположена на разстояние 50 см 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 мм диаметър.a rotary table, with different rotation speeds, located 50 cm away from the scanning mirror, was used for vertical displacement. 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
Скоростта на преместване е със следните кодове: 0 означава нулева скорост, S - минимална, 1 - максимална, 1 скорост над 186.7 нм/сек, 2 - скорост = 186.7 мм/сек, 3 скорост 160.0 мм/сек, 4 - скорост 133.3 мм/сек, 5 - скорост 106.7 мм/сек.The speed of movement is with the following codes: 0 means zero speed, S - minimum, 1 - maximum, 1 speed above 186.7 nm / sec, 2 - speed = 186.7 mm / sec, 3 speed 160.0 mm / sec, 4 - speed 133.3 mm / sec, 5 - speed 106.7 mm / sec.
Резултатите от въздействието на лазерното облъчване върху различните организми, при изходяща мощност на лазерния източник равна на 30 вата, са показани в Таблица 6 по-долу.The results of the effects of laser irradiation on different organisms at a laser power output of 30 watts are shown in Table 6 below.
ТАБЛИЦА 6TABLE 6
Скорост на Относително възстановяване преместванеSpeed Relative Relocation Move
При тези изследвания се доказва също и ефективността спрямо заразяване с Erwinia carotovora ssp atroeeptica. 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 е следващ период. Ако обаче не се използват лазери с въглеводороден двуокис, а лазери тип неодим-YAG с итриевоалуминиев гранат, опитните резултати свидетелствуват, че тези параметри могат да бъдат регулирани 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 atroeeptica. Under the chosen conditions, it is proven that the treated surface of the potatoes becomes necrotic, but it is not necessary 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 impact on the pathogenic organisms. It can suppress 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 ЗАEXAMPLE 5: APPARATUS FOR
ЛАЗЕРНА ОБРАБОТКА, ПОДХОДЯЩА ЗАLASER TREATMENT SUITABLE FOR
ПРОДУКТИ С ПРИБЛИЗИТЕЛНОPRODUCTS WITH APPROXIMATE
СФЕРИЧНА ФОРМА, НАПРИМЕРSPHERICAL FORM, for example
КАРТОФИPOTATOES
На Фиг. 4 е показана апаратура за обработване на обекти с приблизително сферичнаIn FIG. 4 shows an apparatus for treating objects of approximately spherical nature
Форма, като например картофени грудки. Ролковият транспортьор (поз. 12) преминава през вътрешността на уредбата за обработване чрез лазерно излъчване (повShape, such as potato tubers. The roller conveyor (pos. 12) passes through the inside of the laser processing unit
13) между входния бункер, екрана за сортиране, масата за подбор и подаване на картофите (поз.13) between the input hopper, the screen for sorting, the selection table and the delivery of potatoes (pos.
14, 15 и 16) и захранвана (поз. 17). На Фиг 4А е показана вътрешността на уредбата за обработване с лазерно излъчване, в която е монтиран източник на лазерно излъчване тип неодимVAG с итриево-алуминиев гранат, с изходяща мощност 30 вата (), разположен приблизително на 50 см от картофите, които се придвижват от транспортьора и се облъчват с помощта на14, 15 and 16) and powered (pos. 17). Figure 4A shows the inside of a laser treatment plant in which a neodymium VAG laser source with a yttrium-aluminum garnet, with a power output of 30 watts (), is located approximately 50 cm from the potatoes moving from transporters and are irradiated with the help of
специално монтираните разпръскватели - сканиращи огледала или оптично-насочващи механизми (поз. 9 и 10), при ъгъл на разпръскване на лъчите около 20 градуса. Облъчват се както ролките, така и картофите (поз. 18), които са разположени върху тях. Ролките (поз. 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 (по®. 19) са изработени от метал, като по този начин се осигурява бързо топлоотдаване ат 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.specially installed diffusers - scanning mirrors or optical directional mechanisms (positions 9 and 10), at a beam angle of about 20 degrees. Both the rolls and the potatoes (pos. 18) that are placed on them are irradiated. The rolls (pos. 19) are arranged transversely to the conveyor direction of movement 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 (according to ®. 19) are made of metal, thus providing rapid heat transfer to 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 as the conveyor moves along its route, however, it can also be envisaged as active if individual drive devices are mounted on each roller.
ПРИМЕР 68 АПАРАТУРА ЗА ЛАЗЕРНА ОБРАБОТКА, ПОДХОДЯЩА ЗАEXAMPLE 68 LASER TREATMENT EQUIPMENT SUITABLE FOR
НАСИПНИ И ЗЪРНЕСТИ МАТЕРИАЛИBulk 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. Според илюстрацията от Фиг. 5 зърното (поз. 24) се подава към вертикално монтиран цилиндричен корпус (поз. 25) посредством лентов транспортьор (поз. 26), при което прахът и плявата се издигат нагоре, за да се отделят с помощта на механизма за очистване от прах (поз. 26), а зърното пада надолу под въздействието на гравитацията, в зоната, в която се осъществява обработването чрез лазерна облъчване. Отклоняващите механични средства (поз. 27), изработени от материал, подходящ за бързо топлопредаване, позволяват на зърното последователно да пада от едно към друго отклоняващо средство, докато разпръскващите средства за лазерните лъчи (поз. 9 и 10), от описания по-горе тип, облъчват зърното от различни точки във вътрешността на цилиндричния корпус. От източника на излъчване, разположен на 50 см от маршрута за спускане на зърнато, лазерните разпръскватели пропускат лъчите през прорезите в корпуса (поз. 28). Както и при всички други варианти на подобни устройства, и тук разстоянието между източника на лазерното излъчване и обекта може да възлиза от няколко сантиметри до няколко десетки метри, но най-често се използва разстояние от порядъка на 50 см. Всички други параметри са запазени както описаните погоре.In FIG. 5 shows apparatus suitable for laser irradiation of bulk materials, such as uncut grain, to reduce the degree of viability of contaminating organisms. According to the illustration in FIG. 5, the nipple (pos. 24) is fed to a vertically mounted cylindrical body (pos. 25) by means of a belt conveyor (pos. 26), whereby the dust and the chaff are raised upwards by means of a dust purifier ( pos. 26) and the grain falls down under gravity to the area where laser irradiation is carried out. Deflection mechanical means (pos. 27) made of material suitable for rapid heat transfer allow the grain to consistently fall from one deflection means to one another, while the laser beam diffusers (pos. 9 and 10) are as described above. type, irradiating the grain from different points inside the cylindrical body. From a radiation source 50 cm from the grain descent route, laser spreaders transmit rays through the slots in the housing (pos. 28). As with all other variants of such devices, the distance between the laser source and the object here can range from a few centimeters to several tens of meters, but most often a distance of the order of 50 cm is used. All other parameters are preserved as described above.
В този случай е възможно да се се местоположението на разпръсквания лазерен манипулира с 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 наIn this case, it is possible to manipulate the position of the scattered laser with a beam relative to the working area intended for irradiation to cover as much grain as possible. To achieve effective irradiation with sufficient duration and coverage
Claims (26)
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 true BG99133A (en) | 1995-05-31 |
| BG61377B1 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)
| 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)
| 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 |
-
1992
- 1992-04-27 GB GB929209103A patent/GB9209103D0/en active Pending
-
1993
- 1993-02-25 GB GB939303841A patent/GB9303841D0/en active Pending
- 1993-04-27 ZA ZA932956A patent/ZA932956B/en unknown
- 1993-04-27 CN CN93106339A patent/CN1079626A/en active Pending
- 1993-04-27 RU RU94045934/13A patent/RU94045934A/en unknown
- 1993-04-27 IL IL105522A patent/IL105522A0/en unknown
- 1993-04-27 CA CA002118516A patent/CA2118516A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-27 HU HU9403018A patent/HUT71647A/en unknown
- 1993-04-27 AU AU51552/93A patent/AU669013B2/en not_active Ceased
- 1993-04-27 GB GB9420400A patent/GB2280371B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-27 NZ NZ252710A patent/NZ252710A/en unknown
- 1993-04-27 KR KR1019940703897A patent/KR950701193A/en not_active Application Discontinuation
- 1993-04-27 CZ CZ942622A patent/CZ262294A3/en unknown
- 1993-04-27 EP EP93911871A patent/EP0637918A1/en not_active Withdrawn
- 1993-04-27 BR BR9306293A patent/BR9306293A/en unknown
- 1993-04-27 JP JP5519059A patent/JPH07506744A/en active Pending
- 1993-04-27 SK SK1282-94A patent/SK128294A3/en unknown
-
1994
- 1994-10-24 BG BG99133A patent/BG61377B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-26 FI FI945035A patent/FI945035A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| 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 |
| BG61377B1 (en) | 1997-07-31 |
| 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 |
|---|---|---|
| Abida et al. | Pulsed light technology: a novel method for food preservation | |
| Gomez-Lopez et al. | Pulsed light for food decontamination: a review | |
| Elmnasser et al. | Pulsed-light system as a novel food decontamination technology: a review | |
| US8125333B2 (en) | Methods, systems and apparatus for monochromatic UV light sterilization | |
| Keklik et al. | Microbial decontamination of food by ultraviolet (UV) and pulsed UV light | |
| US6749806B2 (en) | Method of sterilizing mildews and/or fungi in the state of spores and sterilization apparatus therefor | |
| EP3166413B1 (en) | Process for the treatment of biological material | |
| Kalyani et al. | Food irradiation–technology and application | |
| Reddy et al. | Use of irradiation for postharvest disinfection of fruits and vegetables | |
| BG99133A (en) | Surface sterilization by laser irradiation treatment | |
| Buchholz et al. | Microbiology of fresh and processed vegetables | |
| 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 | |
| Omac | Understanding and Quantifying the Role of Aqueous Solutions on the Antimicrobial Effectiveness of Electron Beam Irradiation applied to Fresh Produce | |
| Del Mastro | Role of irradiation treatment in the food industry | |
| Dhineshkumar et al. | High Intensity Pulsed Light Technology in Food Preservation | |
| Ortoneda et al. | Experimental investigations of microwave plasma UV lamp for food applications | |
| Guo | Application of water-assited ultraviolet light processing on the inactivation of Salmonella on fresh produce | |
| Yasoubi | Evaluation of Pulsed Xenon UV Lamp on Inactivation of Listeria monocytogenes on Stainless-Steel Surfaces | |
| Mastro | Role of irradiation treatment in the food industry | |
| Aminian | Development of a Novel Egg Surface Decontamination Method via Electro-nano-spray | |
| Girengir et al. | Food Preservation Using Particle Accelerator Originated Ionization Radiation | |
| LT5567B (en) | Process for dezinfecting food and surfaces interfacing therewith |