CN113456855A - 一种物品表面病毒的光催化消杀装置及其消杀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种物品表面病毒的光催化消杀装置及其消杀方法，涉及杀菌消毒设备技术领域，包括雾化腔、内置有紫外线灯的消杀腔及用于输送待消毒物品的输送机构，所述输送机构依次贯穿所述雾化腔与所述消杀腔，所述雾化腔中设置有用于向待消毒物品表面喷涂光催化雾化剂的雾化机构；本发明通过设置雾化腔，并在雾化腔中设置向包装箱表面喷涂光催化剂的雾化机构，能够在包装箱表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，可以实现对包装箱表面进行有效地消毒，并在后续输运环节维持长效性病毒抑制与灭活效果，良好地避免病毒通过包装箱或其他食品包装进行传播，保证食品运输的安全性，也为群众健康提供了有效保障。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌消毒设备技术领域，特别是涉及一种物品表面病毒的光催化消杀装置及其消杀方法。
背景技术
受病毒污染的食品外包装表面经过冷链运输，已成为了病毒传播的一条隐藏的路线，容易引发接触人员感染，时有发生感染案例，如何有效控制冷链食品病毒污染治理，保障食品安全和保护人民生命安全是科技工作者面临的紧迫任务。坚决防止病毒通过冷链物流渠道进行传播，及时控制和消除冷链物流的病毒安全隐患，对开发高效、安全的冷链产品外包装表面病毒的消杀技术具有重大需求。
尽管在人类认知中包膜病毒具有易碎特性，但实际上它们具有潜在的环境抵抗力，变异迅速且持续缺乏特异性治疗。除了研发抗感染药物和疫苗外，发展新的消毒技术也非常重要。病毒对热力、紫外线和中低效消毒剂都很敏感。针对病毒，国内外常用的消毒剂包括含氯消毒剂、醇类消毒剂、二氧化氯消毒剂和过氧化物类消毒剂，其中含氯消毒剂用量最多。但是消毒剂往往具有一定刺激性和危险性，某些消毒剂在使用过程中会对环境造成污染。例如含氯消毒剂，刺激性大，容易受到pH值等因素的影响，频繁使用此类消毒剂，有可能使环境中的残留毒素增多，且会造成二次污染，尤其是针对冷链产品可能带来的潜在安全食用影响。有研究表明，大规模持续使用消毒剂对环境与人体健康也有影响。此外，高能短波紫外线和高压放电等离子体技术对病毒也具有很强的消毒效果，而受到社会广泛关注，但这些技术也带来了紫外线消杀作用距离短、对物体表面穿透能力弱、易于产生未受光死角、产生臭氧副产物的安全影响、高能设备复杂和未知潜在风险的可能问题。因此，开发无需添加化学消毒制剂且对人体无刺激，适用于环境和物体外表面消毒的高效、简单、安全的病毒消杀方法/技术已刻不容缓。
光催化技术具有利用一般光源驱动光催化剂材料可在温和条件下产生源源不断的、极具活性的氢氧自由基OH-及超氧根离子O2 -等强氧化活性物，使化学小分子、大分子或生物体深度氧化分解为无机小分子(如CO2、H2O等)，无二次污染(绿色)、广谱和长效等显著特征与优势，代表了新一代环境友好安全治理与净化的技术。特别应当指出的是，光催化技术具有强烈杀灭细菌和病毒(如：流行性病菌，非典、禽流感等病毒)的作用，氧化力极强的氢氧自由基可无选择性地破坏细菌和病毒的DNA，对细菌和病毒可以完全消杀而有效阻断细菌繁殖和病毒传播。相比而言，采用光催化创新技术以核酸结构深度破坏为特征对病毒具有深度的消杀效果，无需依赖消毒剂化学制剂且对人体无刺激，有望发展成为一种适用于环境和物表消毒的新技术。
现有技术中已存在一些利用光催化技术进行消毒杀菌的装置，如申请号为“201120143617.0”，名称为“一种具有二氧化钛光催化剂层的污水处理部件”，其在装置内部设置石英棒，并在石英棒表面涂覆光催化剂，利用紫外线照射光催化剂实现对污水的消毒处理；申请号为“201120230375.9”，名称为“中央空调系统末端复合型杀菌灭病毒净化装置”，其内部设置有光催化组件，能对空气进行消毒处理。但是对物品表面，如包装盒表面，进行消毒杀菌处理的装置或方法还鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种物品表面病毒的光催化消杀装置及其消杀方法，以解决现有技术存在的问题，能够在包装箱表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，对物品表面的消毒效果更好。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种物品表面病毒的光催化消杀装置，包括雾化腔、内置有紫外线灯的消杀腔及用于输送待消毒物品的输送机构，所述输送机构依次贯穿所述雾化腔与所述消杀腔，所述雾化腔中设置有用于向待消毒物品表面喷涂光催化雾化剂的雾化机构。
优选的，所述雾化腔与所述消杀腔之间、所述消杀腔的出口处均设置有过渡腔，且所述雾化腔、所述消杀腔、所述过渡腔均相互连通。
优选的，所述雾化腔与所述过渡腔之间、所述消杀腔与所述过渡腔之间均通过可拆卸的方式进行连接。
优选的，所述雾化腔、所述消杀腔及所述过渡腔均设置在支架上，所述支架底端设置有滚轮。
优选的，所述雾化腔的入口处还设置有用于防止光催化雾化剂扩散的挡雾罩。
优选的，所述输送机构包括若干用于输送待消毒物品的输送辊及驱动机构，若干所述输送辊分别分布于所述雾化腔、所述消杀腔及所述过渡腔中，若干所述输送辊之间相互传动连接，并至少存在一个所述输送辊与所述驱动机构传动连接；若干所述输送辊间隔设置，且相邻两所述输送辊之间具有供所述雾化机构向待消毒物品底面喷涂光催化雾化剂、供紫外线灯向待消毒物品底面照射紫外线的间隙。
优选的，所述消杀腔的上还设置有用于对所述消杀腔进行抽气的负压产生部，所述负压产生部的排气口连接有尾气处理装置。
优选的，所述雾化机构包括若干雾化喷枪。
本发明还提供一种物品表面病毒的光催化消杀方法，包括以下步骤：
1)利用输送辊将待消毒物品先经挡雾罩再送入雾化腔中，在雾化腔中雾化喷枪将雾化后的光催化剂喷涂在待消毒物品表面，同时，位于输送辊下方的雾化喷枪通过相邻输送辊之间的间隙对待消毒物品底面喷涂光催化雾化剂，在消毒物品表面形成光催化剂薄膜，待消毒物品离开雾化腔进入过渡腔；
2)待消毒物品离开过渡腔进入消杀腔中，在消杀腔中紫外线透过光催化剂薄膜，在光催化剂的催化作用下对待消毒物品的表面进行消毒，同时，位于输送辊下方的紫外线灯通过相邻输送辊之间的间隙对待消毒物品底面进行照射消毒；消毒完成后，待消毒物品离开消杀腔进入过渡腔；
3)待消毒物品被送出过渡腔，经过遮光罩后，得到消毒完成的物品。
优选的，用于输送待消毒物品的输送辊的调速范围为0.2m/S-0.5m/S，步骤 2)中，紫外线灯发出的紫外线为C波段紫外光，主波长为254nm。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、本发明通过设置雾化腔，并在雾化腔中设置向包装箱表面喷涂光催化剂的雾化机构，能够在包装箱表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，可以实现对包装箱表面进行有效地消毒，并在后续输运环节维持长效性病毒抑制与灭活效果，良好地避免病毒通过包装箱或其他食品包装进行传播，保证食品运输的安全性，也为群众健康提供了有效保障；
2、本发明中雾化腔与消杀腔之间、消杀腔的出口处均设置有过渡腔，其中，雾化腔与消杀腔的过渡腔能够避免光催化雾化剂扩散到消杀腔内而沉积到紫外线灯的灯管表面，阻挡紫外光照射到包装箱表面，降低消毒效果；消杀腔出口处的过渡腔是为了避免包装箱从消杀腔出来时，紫外线泄露到外部环境，对工作人员的身体健康造成损伤；
3、本发明中雾化腔与过渡腔之间、消杀腔与过渡腔之间均通过可拆卸的方式进行连接，便于对消杀装置进行组装，并且便于对某一个腔室进行更换；并且本发明中雾化腔、消杀腔及过渡腔均设置在支架上，在支架的底端还设置有滚轮，从而可以推动某一个腔室或者推动整个消杀装置进行位置移动，便于与后续包装箱处理设备进行配合，形成更完整的工艺流水线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明消杀装置的主视图；
图2为图1的俯视图；
其中，1、雾化腔；2、消杀腔；3、输送辊；4、遮光罩；5、挡雾罩；6、过渡腔；7、支架；8、滚轮；9、包装箱；10、检修门；11、电控柜；12、负压产生部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种物品表面病毒的光催化消杀装置及其消杀方法，以解决现有技术存在的问题，能够在包装箱表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，对物品表面的消毒效果更好。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
如图1～图2所示，本实施例提供一种物品表面病毒的光催化消杀装置，包括雾化腔1、具有紫外线灯的消杀腔2及用于输送待消毒物品的输送机构，输送机构依次贯穿雾化腔1与消杀腔2，雾化腔1中设置有用于向待消毒物品表面喷涂光催化雾化剂的雾化机构。
以包装箱9为待消毒物品为例，在使用时，将包装箱9放在输送机构上，在输送机构的带动下先进入雾化腔1中，雾化腔1中的雾化机构将光催化剂雾化后喷涂在包装箱9表面，使包装箱9表面形成一层光催化剂薄膜，然后将带有光催化剂薄膜的包装箱9送入消杀腔2中，在紫外线灯的照射下，结合光催化剂的催化作用对包装箱9表面的病毒进行消杀。
由此，本实施例通过设置雾化腔1，并在雾化腔1中设置向包装箱9表面喷涂光催化剂的雾化机构，能够在包装箱9表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，可以实现对包装箱9表面表面进行有效地消毒，并在后续输运环节维持长效性病毒抑制与灭活效果，良好地避免病毒通过包装箱9或其他食品包装进行传播，保证食品运输的安全性，也为群众健康提供了有效保障。
本实施例中雾化腔1与消杀腔2之间、消杀腔2的出口处均设置有过渡腔6，其中，雾化腔1与消杀腔2的过渡腔6能够避免光催化雾化剂扩散到消杀腔2 内而沉积到紫外线灯的灯管表面，阻挡紫外光照射到包装箱9表面，降低消毒效果；消杀腔2出口处的过渡腔6是为了避免包装箱9从消杀腔2出来时紫外线泄露到外部环境；并且本实施例中消杀腔2出口处的过渡腔6的出口处还设置有遮光罩4，遮光罩4与过渡腔6共同起到遮光的作用。
进一步的，本实施例中雾化腔1与过渡腔6之间、消杀腔2与过渡腔6之间均通过可拆卸的方式进行连接，便于对消杀装置进行组装，并且便于对某一个腔室进行更换；并且本实施例中雾化腔1、消杀腔2及过渡腔6均设置在支架 7上，在支架7的底端还设置有滚轮8，从而可以推动某一个腔室或者推动整个消杀装置进行位置移动，便于与后续包装箱9处理设备进行配合，形成更完整的工艺流水线。
为了避免光催化雾化剂扩散到外部环境中，本实施例中雾化腔1的入口处还设置有用于防止催化雾化剂扩散的挡雾罩5。
进一步的，本实施例中雾化腔1的侧壁上还设置有检修门10，便于工作人员对雾化腔进行检修；消杀腔2的侧壁上还开设有电控柜11，电控柜11中具有调节紫外线灯功率及光照时长的控制模块，而控制模块及控制模块中程序的编写，利用控制模块进行控制的方式均是本领域的常用技术手段，因此，本实施例对此并不进行赘述。
上述内容提到本实施例中紫外线灯及雾化机构能够对包装箱9表面，当然也包括对包装箱9的底面进行消毒处理，为了保证雾化机构能够喷涂到包装箱9 底面，本实施例中输送机构包括若干输送辊3及驱动机构，若干输送辊3分别分布于雾化腔1、消杀腔2及过渡腔6中，若干输送辊3之间相互传动连接，传动连接可以采用链传动或者皮带传动，同时至少存在一个输送辊2作为主动辊与驱动机构传动连接，从而通过驱动装置带动所有输送辊3滚动输送包装箱9；并且若干输送辊间隔设置，相邻两输送辊3之间具有间隙，而在输送辊3底部也设置有雾化机构及紫外线灯，能够通过此间隙向包装箱9底面喷涂光催化雾化剂或照射紫外线光，保证对包装箱9的表面进行全方面消毒。
若干输送辊3均固定在一固定架上，固定架可拆卸地固定在各个腔室上，并与各个腔室的底部具有一定距离，便于在固定架底部设置紫外线灯或者雾化机构；固定架的两端还分别设置可伸缩的支腿。
进一步的，本实施例中的雾化机构包括若干雾化喷枪，并且本领域技术人员应当得知，雾化喷枪安装在雾化腔1中的各个方位，在不同方向向包装箱9 表面喷涂光催化雾化剂，保证光催化雾化剂对包装箱9表面全面进行覆盖。
本实施例中为了提高病毒的消杀效率，可采用功率较高，辐射紫外线波长为254nm的紫外线灯，由于此种紫外线都能在发出254nm波长紫外线时，会辐射一部分波长为185nm的紫外线，185nm波长的紫外线会催化空气中的氧气产生臭氧，为了避免臭氧逸散到周围环境中对人体造成危害，本实施例中在消杀腔2的上还设置有用于对消杀腔2进行抽气的负压产生部12，并且负压产生部 12的排气口连接有尾气处理装置，尾气处理装置中设置有臭氧分解剂，负压产生部12抽出的气体经过臭氧分解剂排出。
为了验证本实施例中消杀装置的消杀效果，进行如下实验：
将浓度为2×106cfu/L大肠杆菌营养液滴在纸质包装箱9外表面，包装箱9 由输送辊3输送进入雾化腔1，仅仅用纯去离子水经雾化喷枪雾化，在包装箱9 表面涂覆一层水膜，再进入光催化消杀腔3进行细菌消杀后，再经遮光罩4出来，用棉签将消杀后的包装箱9表面剩余细菌取下置于平板培养皿中，用平板计数法(Plate count method)测定菌液的大肠杆菌溶度为4.1×105cfu/L，计算得到大肠杆菌的去除率达到79.5％。
将浓度为2×106cfu/L大肠杆菌营养液滴在纸质包装箱9外表面，包装箱9 由输送辊3输送进入雾化腔1，光催化剂液体经雾化喷枪雾化，使包装箱9表面涂覆一层光催化剂薄膜，再进入光催化消杀腔2进行光催化深度消杀后，再经遮光罩4出来，用棉签将消杀后的包装箱9表面剩余细菌取下置于平板培养皿中，用平板计数法(Plate count method)测定菌液的大肠杆菌溶度为1.1×104 cfu/L，计算得到大肠杆菌的去除率达到99.5％。
两次的消毒效果检测如下表所示，
显然，单纯与紫外光消杀相比，光催化消杀具有更好的灭菌消杀效率，能够为食品安全，人身安全提供更好的保障。
实施例2：
本实施例还提供一种物品表面病毒的光催化消杀方法，包括以下步骤：
1)利用输送辊3将待消毒物品先经挡雾罩5再送入雾化腔1中，在雾化腔 1中雾化喷枪将雾化后的光催化剂喷涂在待消毒物品表面，同时，位于输送辊3 下方的雾化喷枪通过相邻输送辊3之间的间隙对待消毒物品底面喷涂光催化雾化剂，在消毒物品表面形成光催化剂薄膜，待消毒物品离开雾化腔1进入过渡腔；
2)待消毒物品离开过渡腔进入消杀腔2中，在消杀腔2中紫外线透过光催化剂薄膜，在光催化剂的催化作用下对待消毒物品的表面进行消毒，同时，位于输送辊3下方的紫外线灯通过相邻输送辊3之间的间隙对待消毒物品底面进行照射消毒；消毒完成后，待消毒物品离开消杀腔2进入过渡腔；
3)待消毒物品被送出过渡腔，经过遮光罩4后，得到消毒完成的物品。
步骤2)中，紫外线为C波段紫外光，主波长为254nm。
并且用于输送待消毒物品的输送辊3的调速范围为0.2m/S-0.5m/S，并且优选保证待消毒物品始终处于运动状态。
步骤3)中涉及的消毒时间，本领域技术人员可以通过消杀腔2的长度与输送辊3的运输速度计算得出，并通过调整输送辊3的速度进行消毒时间的更改。
本实施例通过先向包装箱9表面喷涂光催化剂的雾化机构，能够在包装箱9 表面形成光催化剂薄膜，并结合紫外线灯的照射，可以实现对包装箱9表面进行有效地消毒，并在后续输运环节维持长效性病毒抑制与灭活效果，良好地避免病毒通过包装箱9或其他食品包装进行传播，保证食品运输的安全性，也为群众健康提供了有效保障。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，包括雾化腔、内置有紫外线灯的消杀腔及用于输送待消毒物品的输送机构，所述输送机构依次贯穿所述雾化腔与所述消杀腔，所述雾化腔中设置有用于向待消毒物品表面喷涂光催化雾化剂的雾化机构。
2.根据权利要求1所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述雾化腔与所述消杀腔之间、所述消杀腔的出口处均设置有过渡腔，且所述雾化腔、所述消杀腔、所述过渡腔均相互连通。
3.根据权利要2所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述雾化腔与所述过渡腔之间、所述消杀腔与所述过渡腔之间均通过可拆卸的方式进行连接。
4.根据权利要求3所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述雾化腔、所述消杀腔及所述过渡腔均设置在支架上，所述支架底端设置有滚轮。
5.根据权利要求4所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述雾化腔的入口处还设置有用于防止光催化雾化剂扩散的挡雾罩。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述输送机构包括若干用于输送待消毒物品的输送辊及驱动机构，若干所述输送辊分别分布于所述雾化腔、所述消杀腔及所述过渡腔中，若干所述输送辊之间相互传动连接，并至少存在一个所述输送辊与所述驱动机构传动连接；若干所述输送辊间隔设置，且相邻两所述输送辊之间具有供所述雾化机构向待消毒物品底面喷涂光催化雾化剂、供紫外线灯向待消毒物品底面照射紫外线的间隙。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述消杀腔的上还设置有用于对所述消杀腔进行抽气的负压产生部，所述负压产生部的排气口连接有尾气处理装置。
8.根据权利要求1所述的物品表面病毒的光催化消杀装置，其特征在于，所述雾化机构包括若干雾化喷枪。
9.一种物品表面病毒的光催化消杀方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用输送辊将待消毒物品先经挡雾罩再送入雾化腔中，在雾化腔中雾化喷枪将雾化后的光催化剂喷涂在待消毒物品表面，同时，位于输送辊下方的雾化喷枪通过相邻输送辊之间的间隙对待消毒物品底面喷涂光催化雾化剂，在消毒物品表面形成光催化剂薄膜，待消毒物品离开雾化腔进入过渡腔；
2)待消毒物品离开过渡腔进入消杀腔中，在消杀腔中紫外线透过光催化剂薄膜，在光催化剂的催化作用下对待消毒物品的表面进行消毒，同时，位于输送辊下方的紫外线灯通过相邻输送辊之间的间隙对待消毒物品底面进行照射消毒；消毒完成后，待消毒物品离开消杀腔进入过渡腔；
3)待消毒物品被送出过渡腔，经过遮光罩后，得到消毒完成的物品。
10.根据权利要求9所述的物品表面病毒的光催化消杀方法，其特征在于，用于输送待消毒物品的输送辊的调速范围为0.2m/S-0.5m/S；步骤2)中，紫外线灯发出的紫外线为C波段紫外光，主波长为254nm。
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