SK128294A3 - Method of laser treatment of substrate, device for realization of this method and treated substrate - Google Patents
Method of laser treatment of substrate, device for realization of this method and treated substrate Download PDFInfo
- Publication number
- SK128294A3 SK128294A3 SK1282-94A SK128294A SK128294A3 SK 128294 A3 SK128294 A3 SK 128294A3 SK 128294 A SK128294 A SK 128294A SK 128294 A3 SK128294 A3 SK 128294A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- substrate
- laser
- laser radiation
- relative
- radiation
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 title description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims description 15
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 37
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 13
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 13
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 7
- 241001354013 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis Species 0.000 description 6
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 6
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 5
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 241001225321 Aspergillus fumigatus Species 0.000 description 4
- 241001123534 Colletotrichum coccodes Species 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 241000592938 Helminthosporium solani Species 0.000 description 3
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 3
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 241001273338 Boeremia foveata Species 0.000 description 2
- 241000833541 Fusarium caeruleum Species 0.000 description 2
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 2
- 241000813090 Rhizoctonia solani Species 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 210000003278 egg shell Anatomy 0.000 description 2
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 240000007154 Coffea arabica 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
- 241000186781 Listeria Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 241000588701 Pectobacterium carotovorum Species 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 241001361634 Rhizoctonia Species 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229940091771 aspergillus fumigatus Drugs 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000013020 embryo development Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000361 pesticidal effect Effects 0.000 description 1
- 235000013613 poultry product Nutrition 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 235000021251 pulses Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012414 sterilization procedure Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020985 whole grains Nutrition 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)
Description
Vynález sa týka spôsobu ošetrenia substrátov laserovým zariadením, s cieľom zníženia populácie kontaminujúcich organizmov, ktorá je s týmito substrátmi spojená. Predovšetkým sa vynález týka spôsobu ošetrenia potravín, propagačných materiálov a prvkov pre veterinárne alebo lekárske aplikácie. Celej sa vynález tiež týka zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu a týmto spôsobom ošetrených substrátov.
Doterajší stav techniky
Aby sa zabránilo nežiaducej kontaminácii, vykonáva sa v súčasnej dobe vo veľkej miere fungicídne a pesticídne ošetrenie rastlinných materiálov, napríklad ovocia, zeleniny a obilnín. Takéto ošetrenie je často nežiadúce z ekologického hľadiska, predstavuje potenciálne nebezpečenstvo pre spotrebiteľa daného produktu a je pomerne neúčinné pri vyhladzovaní určitého parazitického rastu, najmä v prípade húb. Podobne aj mnohé živočíšne produkty je potrebné pred predajom ošetrovať, aby sa znížil počet kontaminujúcich mikroorganizmov na úroveň, ktorá je prijateľná pre zamýšľané finálne použitie. Tak napríklad vejcia a hydinárske výrobky sa často máčajú v roztokoch baktericídov, s cieľom odstránenia baktérií, ako sú salmonella a listeria.
Okrem chemických spôsobov ošetrenia sa bežne tiež na výrobky, určené pre spotrebu alebo veterinárne či lekárske aplikácie, aplikujú fyzikálne sterilizačné postupy. Tak napríklad škatuľa na balenie konzumných húb sa sterilizuje pomocou mikrovĺn a na ošetrenie lekárskych nástrojov sa používa spracovanie vysokotlakovou parou v autoklávoch. Všetky tieto postupy sú potenciálne nebezpečné a/alebo na dosiahnutie optimálneho efektu vyžadujú značný čas. Okem toho, ak je konečný produkt potravine alebo chemická látka, môže byť štruktúra takejto látky použitým postupom zmenená natoľko, že to vyvolá zhoršenie jej žiadúcich vlastností, ako je chuť, účinnosť a životaschopnosť (napríklad v prípade semien).
Pri postupe podľa US patentu č. 3 817 703 sa používajú lasery s vysokým výkonom na sterilizáciu kvapalín priepustných pre laserové žiarenie. Používajú sa pritom 5 -2 lasery s merným výkonom prinajmenšom 10 W.cm a prednos8 TO -2 tne v rozmedzí od 10 do 10 W.cm” . Tneto postup je možné použiť pre svetlé priepustné materiály, ako sú vína, ale je úplne nevhodný čo sa týka aplikácie ne materiály absorbujúce svetlo, najmä na materiály, ktoré sú vzhľadom na laserové svetlo nepriesvitné, alebo ktoré ho sčasti absorbujú.
Podstata vynálezu
Teraz bol v súvislosti s vynálezom vyvinutý nový postup, ktorý sa dá aplikovať na všetky vyššie uvedené aj iné substráty, pričom kontaminujúce mikroorganizmy sa pri jeho použití zbavia životaschopnosti za krátky čas. Tento postup pritom nie je sprevádzaná nevýhodami vyššie uvedených postupov a nemá za následok zhoršenie vlastností konečného produktu, ani na ňom nezanecháva zvyšky, ktoré sú Škodlivé z ekologického alebo fyzi logického hľadiska. Pri určitých aplikáciách, ako je nepríklad inhibícia niektorých parazitov, napríklad fungálneho rastu, je navyše tento postup účinnejší, než predtým používané postupy·
Spôsob podľa vynálezu sa od známych spôsobov, pri ktorých sa používa laser, líši tým, že je založený na vyu- 3 žití termálneho laserového účinku. Pritom sa teplota kontaminujúcich organizmov zvýši ned kritickú úroveň na dobu postačujúcu na ich usmrtenie. Táto teplota sa mení od organizmu k organizmu, ale pre mnohé baktérie a huby je približne 45 °C. Ak sa používa pre analogické ošetrenie zahriate médium, ako je napríklad para, alebo žierenie, napríklad mikrovĺn, zvýši sa pri ňom tiež teplota substrátu na úroveň, ktorá nie je kompatibilná so zemýšľaným finálnym použitím výrobku. Pri spôsobe podľa vynálezu nedochádza (s prípadnou výnimkou povrchu) k ovplyvneniu substrátu, zatiaĽ čo organizmy na povrchu sa zahrejú ηβ teplotu, ktorá ich zbaví životaschopnosti.
Predmetom vynálezu je spôsob ošetrenia substrátov, ktoré sú v podstate nepriepustné voči laserovému žiereniu, alebo ktoré nie sú schopné prepustiť laserové žiarenie, bez toho aby jeho podstatnú časť absorbovali, s cieľom zníženia úrovne kontaminujúcich organizmov, ktoré sú k povrchu týchto substrátov pripojené, ktorého podstata spočíva v tom, že sa na substrát zamieri laserové žiarenie, pričom typ a množstvo laserového žiarenia sa volí tak, aby organizmy na substráte stratili životaschopnosť a požadované vlastnosti vlastného substrátu zostali v podstate nezmenené.
Pri prednostnom uskutočnení tohto prvého aspektu vynálezu sa substrát a laserové Žiarenie vzájomne pohybujú, aby sa zaistilo, že bude ožarovaniu vystavená podstatná časť povrchu substrátu. Tento relatívny pohyb substrátu sa prednostne zaisťuje otáčaním substrátu, napríklad prvkov potravy, vzhľadom na smer laserového žiarenia, s výhodou prevaľovaním substrátu. Môžu sa použiť postupné prevaľovacie pohyby prvkov, ako sú napríklad pohyby, ktoré je možné dosiahnuť použitím bežného dopravníkového pásu valčekového typu. Iné vhodné druhy pohybov sú príkladom uvedené čalej, v časti popisu zaoberajúceho sa zariadením podľa vynálezu.
Laserové zariadenie je možné dodávať z akéhokoľvek zdroja, ktorý je schopný vyvolať zahriatie organizmov na teplotu postačujúcu na elimináciu ich životaschopnosti, bez toho aby, došlo k trvalej zmene žiaducich vlastností substrátu. Ako zdroj sa účelne používa infračervený laser, ako napríklad laserový zdroj CO2 alebo YAG. Všeobecne sa môže použiť akýkoľvek laser, ktorý je schopný zahriať organizniy na povrchu substrátu, teda aj UV lasery. Môže sa
5-2 3 použiť merný výkon pod 10 W.cm , prednostne pod 10 W.cm a najvýhodnejšie pod 120 W.cm . V príkladoch uvedených v _2 tomto popise sa používa merný výkon radovo 10 až 120 W.cm prednostne asi 30 W.cm”^, kečíže sa zistilo, že táto hodnota je najúčinnejšia z hľadiska vyhladzovania bektérií pri súčasnom zachovaní integrity substrátu, napríklad vajec alebo zemiakov a ich schopnosti vyvíjať sa a rásť. Účel ne sa používajú také laserové zdroje, ktoré sú schoopné vyvinúť laserové žiarenie s výkonom približne 10 až 2?0 V. Môže sa však použiť aj zdroj s iným výkonom, najmä v tom prípade, keä sa ošetrujú pružnejšie substráty. Táto skutočnosť je odborníkom v tomto obore zrejmá.
Vhodným zdrojom žiarenia je laser YAG (jednotky s týmto zdrojom sa používajú v príkladoch a v zariadeniach, ktoré sú popísané čele j), t j. r.eodýmom dopovaný Ytrium Alumínium Garnet” (Nd:YAG). CO2 a YAG lasery emitujú svetlo s rôznou vlnovou dĺžkou; C02 s vlnovou dĺžkou 10,6/Um a YAG s vlnovou dĺžkou 1,06/um. Váaka rozdielnej úrovni absorpcie ožarovaných objektov je potrebné typ použitého laseru v každom jednotlivom prípade voliť individuálne.
Tek napríklad prednostným laserom na ošetrenie hľúz je NE:YAG, zatiaľ čo pre vajcia sa najlepšie hodí CO2 laser. Zistilo sa, že pri vhodnej voľbelaserov môžu tieto účelne
- 5 pracovať ako v režime CW (Continuous Wave) tak v pulznom režime. Ako príklady laserov, ktoré sú vhodné pre režim CW, je možné uviesť C02 lasery dostupné od ľirmy Synrad Inc., Califonia, USA pod označením D48/5 (60 W) a Nd:YAG lasery dostupné od firmy Spectron Laser Systems, Rugby, Great Britain, model SL901 (90 W). Tieto lasery je možné prevádzkovať pri rôznom výkone, až do výkonu maximálneho.
Konfigurácia laserového žiarenia sa môže meniť, ale účelne má podobu vejárovitého zväzku lúčov alebo vejárovitého zväzku lúčov z jedného alebo viacerých zdrojov Tieto zväzky sa účelne zameriavajú naprieč doprevnej dráhy substrátu. Substrát však môže byť tiež upevnený, pričom ožiarenie v podstate celého jeho povrchu sa dosahuje použitím jedného alebo viacerých zdrojov, bez toho aby sa substrátom pohybovalo.
Zväzok laserových lúčov môže byť vychyľovaný do tvaru vejára rôznymi metódami, najmä použitím vychyľovacieho zrkadla, napríklad výrobku firmy General Scanning (USA) označeného názvom M3 scanner. Môže sa tiež použiť cylindrická optika. Vychyľovscie zrkadlo ss používa na odraz zväzkov lúčov. U laserov, ktoré boli vyššie uvedené ako príklady, je tento zväzok paralelný a má priemer približne 5 až 6 mm, pričom sa otáča okolo centrálnej osi Prevádzku je možné riadiť počítačom s cieľom dosiahnutia dopredu určeného vychyľovacieho uhla rýchlosti prechádzania zväzku po substráte. Pri použití metódy s cylindrickou optikou sa táto optika umiesti do dráhy zväzku lúčov pred ožiarením objektu, čím dôjde k vychýleniu tohto zväz ku za vzniku svetelného vejára, ktorého uhol je daný geometriou optiky.
Vzdialenosť od substrátu, v ktorej môže byť zdroj laserového žiarenia umiestený, sa môže značne meniť. Táto vzdielenosť sa samozrejme skladá z týchto dvoch zložiek:
- 6 1) vzdialenosti laseru od vycbyľoveceiho zarialenia a 2) vzdialenosti vychyľovacieho zariadenia od predmetu.. V prípade zložky 1) ide o paralelný zväzok, ktorý je možné na vych.vľovacie zariadenie prenášať odrazom z veľkej vzdialenosti. Táto vzdialenosť môže ležať v rozmedzí od niekoľkých centimetrov do desiatok metrov, jednako len v príkladoch obsiahnutých v tomto popise S8 používa vzdialenosť približne 50 cm. V prípade zložky 2) definuje vzdialenosť od vychyľovacieho zarideni8 a uhol vejára, ktorý toto zariadenie poskytuje, plochu pokrytú vychýleným zväzkom. Je žiadúce, aby boli prvky substrátu úplne exponované laserovému svetlu. Jedna z vhodných kombinácií vzdialenosti vychyľovacieho zariadenia od ožarovaného pvrku substrátu a uhla substrátu vejára je 50 cm a 20°, možný je však aj rad iných komb ináč i í.
Časti, ktoré sa používajú na upevnenie substrátových prvkov v ošetrovacom zariadení a všetky časti, ktoré substrátové prvky podpierajú, na ktoré môže dopadať laserová energia, sú zhotovené z materiálov, ktoré zaisťujú, že nedôjde k nahromadeniu tepla. Ľoporučuje sa preto používať kovy a tieto časti pripojiť k vhodným systémom tepelnej záchytky, eby sa zabránilo nepriamemu ohrevu substrátu prostredníctvom dopravných a upevňovecích štruktúr. Inak sa vynakladá úsilie na to, aby sa zabránilo zahrievaniu iných častí, než je povrch substrátu alebo organizmy na tomto povrchu, zväzkom lúčov.
Vhodná regulácia teploty všetkých, povrchov, ktoré sú v styku zo substrátom umožňuje zbaviť organizmy životaschopnosti a to predovšetkým mikroorganizmy, ktoré majú pomerne vysoký pomer olochy povrchu k objemu, pričom substrát, ktorý má relatívne nízky pomer povrchu k objemu, zostane pri teplote, ktorá v podstate nemá trvalý účinok na jeho požadované vlastnosti. Odborníkom v obore regulácie teploty je zrejmé, aké chladiace mechanizmy sa môžu použiť.
- 7 Spôsobom podľa vynálezu je možné ošetriť povrch akéhokoľvek substrátu, ale ako najvýhodnejšie je možné uviesť substráty, ktoré by mohli byť inými postupmi neprie znivo ovplyvnené. S výhodou je teda možné spôsobom podľa vynálezu ošetrovať plasty a iné materiály citlivé na teplo alebo na chemikálie, u ktorých sa vyžaduje, aby boli pri finálnom použití sterilné. Vôbec najvhodnejšie substráty pre ošetrenie spôsobom podľa vynálezu sú akékoľvek konzumovateľné alebo propagačné materiály, u ktorých by známymi spôsobmi spracovania mohlo dôjsť k zhoršeniu chuti, štruktúry, životaschopnosti alebo iných požedovaných vlastností. Tak napríkled je možné týmto spôsobom ošetrovať plodiny zozbierané kombajnom (semená a zrnoviny), zeleninu, koreňové plodiny, ovocie, krmivá, okrasné rastliny, listy a bôby (čaj, tabák a káva) a mliekárenské výrobky. Ošetrenie sa môže vykonávať pred sadením či siatím alebo po zbere. Substráty, ako sú trávy, ktoré prepúšťajú laserové svetlo, ale nie bez toho, aby absorbovali jeho podstatné množstvo, je možné ošetrovať bez poškodenia.
Ako organizmy, ktoré je možné zbyvovať životaschopnosti alebo likvidovať, sa dajú s výhodou uviesť organizmy ako sú baktérie, huby, riasy a vírusy. Ako príklad substrátu, ktorý je susceptibilný voči salmonella a ktorý sa dá úspešne ošetrovať, je možné uviesť vajce. Ako typický fungálny parazitický rast, ktorý je nežiadúci na tovare určenom pre konzumáciu, je možné uviesť fungálny rast na zemiakoch.
Predmetom vynálezu je tiež zariadenie na laserové ošetrovanie substrátov spôsobom podľa vynálezu, ktoré zahrnuje a) zdroj laserového žiarenia, b) prostriedok manipulácie so substrátom, napríkled v podobe jednotiek alebo prvkov, ktoré zaisťuje, že laserové žiarenie dopadne na substrát manipulovaný týmto prostriedkom, pričom toto žiarenie je takého typu a aplikuje sa v takom množstve, že
- 8 kontaminujúce organizmy sú zbavené životaschopnosti, zatiaľ čo žiadúce vlastnosti substrátu zostanú nezmenené.
Toto zariadenie prednostne zahrnuje prostriedok zaisťujúci relatívny pohyb substrátu a laserového žiarenia, čo má za následok, že dôjde k ožiareniu podstatnej časti povrchu každého prvku. Vyššie uvedený prostriedok prednostne pracuje tak, že otáča substrátom okolo jednej alebo viacerých jeho osí pri jeho priechode ožarovacou zónou, tj. zónou ožarovania laserom.
Substráty sa prednostne presúvajú vo forme jednotiek, napríklad prvkov rastlinného materiálu, pohybom pozdĺž ošetrovacej dráhy, obvykle na dopravníkovom páse, napríklad páse valčekového dopravníka. Tento dopravníkový pás napomáha zaistiť relatívny pohyb prvkov a laserového žierenia a dopravuje prvky do nasledujúcich ošetrovaných zón. Môžu sa tiež použiť iné ošetrované dráhy, ako sú napríklad kvapalinové dráhy, ktoré sú sčasti definované stenami priepustnými pre laserové svetlo prechádzajúcimi zónou laserového žiarenia. Ďalej prichádzajú do úvahy tiež dráhy definované sériou deflektorov, ktoré zaisťujú reorientáciu substrátu v dráhe laserového žierenia. To má za následok, že je podstatná časť ich povrchu exponovaná laserovému žiareniu vhodnej intenzity, čo je podmienkou pre dosiahnutie požadovaného účinku. Individuálne jednotky je možné ošetrovať bez relatívneho pohybu, ak sú upevnené tak, že.jeden alebo viac zväzkov laserových lúčov môže pokryť v podstate celý ich vonkajší povrch. Prednostne je séria zväzkov laserových lúčov zameraná na príslušné prijímacie miesta pozdĺž pásu. Tieto zväzky majú obvykle vejárovitý charakter (ako to bolo popísané vyššie). Obvykle vychýdzajú z jedného zdroja a k ich úprave dochádza vo vychyľovacich jednotkách.
- 9 Zariadenie podľa vynálezu musí mať teda podobu prispôsobenú spracovanému substrátu. Vzhľadom na to, že sa ošetruje len vonkajší povrch substrátov a substráty neumožňujú priechod laserovému žiareniu, je zrejmé, že pomocou rovnakého zariadenia je možné ošetrovať veľe rôznych výrobkov, pričom je len potrebné zmeniť typ laseru (C02 alebo YAG), dobu expozície a výkon na hodnoty, ktoré postačujú na to, aby sa zbavili kontaminujúce organizmy životaschopnosti pri súčasnom rešpektovaní susceptibility substrátov na poškodenie. Továrenské stacionárne stroje môžu nepríklad používať zdroj s maximálnym výkonom 60 až 250 W, Požadovaný merný výkon sa bude meniť a vhodné hodnoty, ktoré prichádzajú do úvahy sú uvedené v príkladoch. Voľba mechanizmov chladenia povrchu jednotlivých častí zariadenia, ktoré prichádzajú do styku so substrátom, je v rozsahu skúseností odborníka v tomto obore, tieto mechanizmy by však mali byť špecificky upravené tak, aby vyhovovali konečnému použitiu celého zariadenie.
Je potrebné sa zmieniť o tom, že zariadenie, v ktorom prichádzajú substráty na dopravníkovom páse do styku s laserovým žiarením, je známe, napríklad z EP 0 231 027 a GB 2 195 438. Tieto zariadenia sa však používajú len na detekčné účely a nehodia sa pre účely tohto vynálezu. Predovšetkým nemajú lasery v tomto prípade takú konfiguráciu, aby vyvolávali teplený účinok a v zariadení nedochádza k otáčaniu substrátu.
Spôsob a zariadenie podľa tohto vynálezu sú bližšie objasnené v nasledujúcich príkladoch a na priložených obrázkoch. Príklady aj obrázky majú výhradne ilustratívnv charakter a rozsah vynálezu v žiadnom ohľade neobmedzujú.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. 1 je znázornený pôdorys zariadenia podľa vynálezu, ktoré je vhodné na ošetrenie pomerne veľkých substrátových jednotiek, ako sú zemiaky alebo vajcia.
Na obr. 2 je znázornený perspektívny pohľad na vnú trajšok laserovej ošetrovacej jednotky zariadenia podľa obr. 1. Z obr. 2 je zrejmé usporiadanie laserových zdrojov, a sú tu znázornené pozdĺžne usporiadané valčeky a tiež substrótové jednotky. Na obr. 2A je znázornený prierez koncom valčekov a substrátových jednotiek, ktoré na valčekoch spočívajú.
Na obr. 3 je znázornené alternatívne usporiadanie vnútrajšku laserovej jednotky (vzhľedon na obr. 2). V tom to prípade sú valčeky umiestené priečne na smer postupu substrátových jednotiek. Na obr. 3A je znázornený prierez koncom valčekov a substrátových jednotiek, ktoré na valčekoch spočívajú.
Na obr. 4 je znázornený pôdorys zariadenia podľa vynálezu (predstavujúci alternatívu k zariadeniu podľa obr. l). Znázornené zariadenie je špeciálne upravené pre ošetrovanie zemiakov. Na obr. 4A je znázornený perspektívny pohľad na vnútrajšok laserovej ošetrovacej jednotky tohto zariadenia.
Na obr. 5 je znázornený prierez zariadením podľa vynálezu, ktoré sa hodí na ošetrovanie sypkých substrátov ako sú granulárne meteriély, napríklad celé obilninové zrná.
- 11 Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Slepačie vajcia umelo kontsminovené baktériami Salmonella enteritidis a spórami huby Aspergillus fumigatus sa vystavia laserovému svetlu z dvoch oddelených zdrojov pri rôznej úrovni energie. Dezinfekčný účinok laserov sa zisťuje na základe stanovenia zvyškovej úrovne kontaminácie po ošetrení.
Plocha 4 cm na tupom konci 700 slepačích vajec sa kontaminuje suspenziou Salmonella enteritidis a spórami huby Aspegillus fumigatus. Pripraví sa nočná kultúra
S. enteritidis v pufrovanej pcptónovej vode. A. iumigetus sa pestuje na miskách so sladovým agarom až do výraznej sporulácie. Suspenzia spór sa pripraví premytím misiek riedidlom Maximum Recovery Ľiluent’' (MRĽ). Objem 10>ul / 2 každej suspenzie sa postupne rozprestrie na ploche 4 cm na tupom konci každého vajca použitím inokulačnej slučky a templátu 2 x 2 cm a vajce sa uskladní cez noc pri teplote miestnosti.
dávok vajec po 100 kusoch sa podrobí dezinfekčnému ošetreniu rozptyľovaním zväzku laserových lúčov na kontaminovanú plochu, pričom pred ošetrením je každé vajce ručne umiestené do vhodnej polohy. Ošetrenie sa vykonáva pri 3 úrovniach energie použitím každého laseru (zdroj COg a YAG). Hladina energie dodaná na povrch vajca sa reguluje jednak nastavením príkonu laseru a rýchlosťou, ktorou vychýlený zväzok prechádza povrch substrátu (scan speed) Zisťuje sa počet baktérií S. enteritidis.a spór A. fumigatus, ktoré prežili, na ošetrených vajciach a 100 neošetrených kontrolných vajciach.
Baktérie a hubové spóry sa z povrchu vajca odstránia tak, že sa každé vajce umiesti do sterilného vrecka z plastu spolu s 10 ml MRM a kontaminovaný povrch sa cez stenu vrecka 2 minúty otiera. Premývacia kvapalina sa podrobí desaťnásobnému sériovému riedeniu a získané vzorky sa nanesú na misku s agarom XLĽ (Oxoid CM469), s cieľom spočítania baktérií S.enteritidis, a na misku s agarom OAES, s cieľom spočítania hubových spór A. fumigatus. Misky s agarom XLĽ sa inkubujú 4 dni pri 37 °C, spočítajú sa viditeľné kolónie oboch organizmov a vypočíta sa počet životaschopných organizmov, vztiáinutý na jedno vajce. Vypočítajú sa stredné hodnoty a výsledky sa enalyzujú použitím štatistického balíka programov pre počíteč MINITAB’' Tieto výsledky sú uvedené v tabuľkách 1 a 2.
Po ošetrení C3 sa nezistia žiadne baktérie salmonelia na 57 zo 100 ošetrených vajciach. Pri podobnej úrovni energie sa laserový zdroj COg ukazuje ako účinnejší než zdroj Yttrium Alumínium Gernet (YAG). Pri nastavení na najvyššiu energiu zníži laser COg strednú hodnotu počtu kontaminujúcich baktérií salmonella o 99,72 % a strednú hodnotu počtu rezistentných spór A. fumigatus o 86,9 Analýza dát variácie ukazuje, že rozdiely v strednej hodnote sú pri každom ošetrení signifikantné na 5 % úrovni a nie sú dôsledkom variácie u každej vzorky, čo ukazuje, že laserové svetlo je možné efektívne použiť na znižovanie počtu ako baktérií, tak aj hubových spór na substrátoch, najmä vaječných škrupinách.
- 13 Tabuľka 1
| Ošetrenie | Merný výkon (W cm”^) | Parametre výkon (W)/ rýchlosť prechádzania sv. (mm/s) | Stredný počet/ vajce | ||
| S. ent | A f um. | ||||
| Yl | 0,4 | 1,85/193,5 | 16000 | 3400 | |
| Y2 | 2,7 | 12,5/193,5 | 26000 | 4300 | |
| Y3 | 27,0 | 23/60 | 11000 | 2200 | |
| « | C1 | 0,2 | 1,6/193,5 | 29000 | 5400 |
| C2 | 1,65 | 10,5/162,5 | 8600 | 6700 | |
| • | C3 | 30,0 | 11/34 | 81 | 640 |
| Kontrola | 29000 | 540 |
Tabuľka 2
Ošetrenie Zníženie počtu životaschopných organizmov v % (zaokrúhlené na najbližšie celé číslo)
S. enteritidis A. fumigatus
| Yl | 44,82 | 30,61 |
| Y2 | 62,02 | 55,10 |
| C1 | 0 | 0 |
| C2 | 70,34 | 0 |
| C3 | 99,72 | 86,9 |
- 14 Príklad 2
Účinok rôznych úrovní laserového svetla použitých na dezinfekciu na vnútrcjšok vajec
Zisťuje sa vhodnosť použitia laserového svetla pre dezinfekciu povrchu vajec, pričom mimoriadna pozornosť sa venuje účinku tohto ošetrenia na vnútrajšok vajec. Tento účinok sa sleduje na základe včasného vývinu kurčacích embryí. Pri tejto skúške sa na upevnenie jednotlivých vajec na tupom konci používa otáčajúca sa doska umiestená v dráhe zväzku laserových lúčov zo zdroja C0£ so šírkou 5 mm.
Vajcia pochádzajú od 450 nosníc, ktoré sa používajú pri výrobe brojlerov. Dezinfekčným postupom, ktorý spočíva v prechádzaní povrchu vajec vychýleným zväzkom laserových lúčov, sa ošetrujú dve dávky po 150 vajciach. 5®m zväzok postupuje po jednotlivých krokoch tak, že po každej úplnej otočke vajca sa zväzok posunie smerom dole, čo má za následok, že sa v krokoch postupne ošetrujú jednotlivé obvodové časti škrupiny vajca. Úroveň energie laseru, ktorá sa na povrch vajca aplikuje, zodpovedá úrovni C2 a C3 vo vyššie uvedených príkladoch. V tabuľke 3 sú uvedené parametre použité pri tomto postupe.
Tabuľka 3
Otáčky vajca (min Výkon laseru (W)
C2 78 10,6
C3 16 30
Ošetrené vejcia a 150 neošetrených kontrolných vajec sa uložia cez noc a nasledujúci deň sa vložia do liahní
- 15 Western. Ne každej z piatich liahní sa náhodným výberom vloží rovnaký počet neošetrených kontrolných vajec a vajec z dvoch ošetrených dávok. Po piatich dňoch inkubácie sa všetky vajcia otvoria a stav vývoja embryí sa stanoví odbornou expertízou. Výsledky tejto skúšky sú uvedené v tabuľke 4.
Tabuľka 4
| Ošetrenie | Liaheň | Počet vajec | bez plodu | mŕtvy zárodok | živý zárodi |
| C2 | 1 | 90 | 12 | 4 | 73 |
| 2 | 60 | 11 | 3 | 46 | |
| celkovo | 150 | 23 | 7 | 119 | |
| C3 | 1 | 90 | 18 | 4 | 68 |
| 2 | 60 | 5 | 8 | 47 | |
| celkovo | 150 | 23 | 12 | 115 | |
| kontrola | 1 | 90 | 15 | 3 | 72 |
| 2 | 60 | 11 | 2 | 47 | |
| celkovo | 150 | 26 | 5 | 119 |
Je teda zrejmé, že ošetrenie C2 a C3 nemá žiadny významný nepriaznivý vplyv na počet životaschopných embryí vzniknutých v ošetrených vajciach.
Príklad 3
Zariadenie na sterilizáciu povrchu vajec
Popisované zariadenie, ktoré je znázornené na obr. 1, zahrnuje niekoľko dopravníkových valčekov 1., ktoré sú usporiadané vzájomne paralelne pozdĺž smeru posunu v za- 16 riadení. Na povrchu dopravníkových valčekov 1_ sú usporiadané uchopovacie prvky 2. tak, že v priebehu otáčania posúvajú dopredu substrátové jednotky 2 umiestené vo vrchných prehĺbeniach £ medzi susednými dopravníkovými valčekmi 1. Prehňenia £ usporiadané v dráhach sú umiestené pozdĺžne v smere posunu zariadenia. Tieto dráhy prechádzajú vstupným stanoviskom laserovou ošetrovecou jednotkou 6 a výstupom na triediace a baliace stanovisko J. BopravnÍKové valčeky 1 alebo aspoň uchopovacie prvky 2_ sú zhotovené z pružného materiálu, ako napríklad kaučuku a spôsobujú, že sa substrátové jednotky 2 počas svojho pohybu otáčajú okolo osi, ktorá je priečna k smeru posunu. Za prevádzky sú substrátové jednotky napríklad vajcia, umiestené v dráhach, a dopravníkové valčeky 1 sú poháňané tak, že sa otáčajú okolo svojej pozdĺžnej osi, takže substrátové jednotky 2 sú posúvané dopredu pri súčasnom otáčaní, pričom prechádzajú laserovou ošetrovacou jednokou 6 a postupujú na triediace a baliace stanovisko 7. Rýchlosť pohybu dopredu a otáčky vajca sú nastavené tak, aby sa dosiahol mierny výkon, vztiahnutý ne povrch, ekvivalentný stupňu C3.
Vnútrajšok laserovej ošetrovacej jednotky, ktorý je znázornený na obr. 2, zahrnuje dva prostriedky 8 na vejárovité vychyľovanie laserového svetla, prednostne svetla pochádzajúceho z COg laseru, ktoré sú upevnené tak, že orientujú laserové svetlo na príslušné dráhy. Laserové svetlo má konfiguráciu dvoch vejárovitých zväzkov 2 a 10« Ich rovina je rovnobežná s dopravníkovými valčekmi 1^, takže svetlo dopadá ne ošetrované substrátové jednotky 3. počas ich otáčania a pohybu dopredu touto časťou zariadenia, bez toho aby v podstatnej miere dopadalo na akúkoľvek časť dopravníkových valčekov 1. Celé zariadenie, ktoré prechádza dráhami je neutralizované tepelným zachytávačom pod dopravníkovými valčekmi L Tento tepelný zachytávač môže byť vytvorený ako zarážka pre zväzok, zhotovená z materiálu
- 17 absorbujúceho svetlo, pričom táto zarážka je umiestená , proti miestu, z ktorého zväzok vystupuje. Účelom tepelného zachytávača je pohltiť všetko laserové svetlo.
Na obr. 3 je znázornená äalšia alternatíva dopravníkového mechanizmu, pri ktorej je niekoľko poháňaných valčekov 11 usporiadaných priečne na smer dopravy substrétových jednotiek, napríklad vajec, ktoré sú umiestené v prehĺbeniach tvorených priestormi medzi povrchmi susedných poháňaných valčekov 11. Ako sa poháňané valčeky 11 otáčajú, udeľujú rotáciu vajciam, pričom dochádza k expozícii predtým skrytých častí povrchu vejárovým zväzkom 9 a 10 laserového svetla. Samotné poháňané valčeky sú nútené cestovať laserovou ošetrovacou jednotkou a pritom unášajú substrátové jednotky. V tomto prípade poháňané valčeky 11 nezostávajú v jednotke a nie je nebezpečenstvo, že sa prehrejú. Pri obidvoch vyššie popísaných alternatívach sa používa vejár s uhlom približne 20°, pričom vzdialenosť od substrátových jednotiek je 50 cm.
Príklad 4
Potláčanie patogénov na zemiakoch pomocou leserového svetla
Hľuzy sadbových zemiakov sú zdrojom inokula niekoľkých dôležitých chorôb, vrátane vločkovitostl hľúz zemiakov (Rhizoctonia soleni), antraknózy koreňov zemiakov (Colletotrichum coccodes), striebornej chrastavosti (Helminthosporium solani), bradavičnatej chrastavosti (Spongospora subterranea), hrboľatej chrastavosti (Polyscytalum pustulans), gangrény (Phoma foveata), suchej hniloby (Fusarium caeruleum) a šelestivej sneti (Erwinia carotovora ssp atroseptica).
Potláčanie týchto chorôb u vypestovaných hľúz plodiny je silne závislé od potlačenia alebo usmrteniapatogénov usídlených v sadbe. Stále sa rozširuje ponuka fungicídnych prípravkov na ošetrenie sadbových zemiakov, určených na zaistenie zdravšej úrody, ale väčšina týchto prípravkov nemá široké spektrum účinnosti. Preto je nutné aplikovať väčší počet prípravkov. Okrem toho je stále sa zhoršujúcim problémom rezistencia voči fugicídom, takže je nutné vyvíjať, registrovať a nechať schvaľovať pre použitie nové a nové fungicídy. Navyše sa stupňuje tlak na znižovanie dávok a počtu agrochemikálií aplikovaných na zemiaky a je snaha použiť na potláčanie týchto chorôb alternatívne postupy.
Pre skúšky s ošetrením laserom sa vyberú hľuzy s prirodzeným rozvojom choroby na šupke, pričom životaschopnosť organizmov sa zisťuje rôznymi spôsobmi,ktoré sa hodia pre konkrétne študovanú chorobu; tieto sa menia podľa toho, čo ukáže prehliadka hľuzy, prenesených lézií alebo prenesených organizmov po expozícii laserovému svetlu.
Skúšky sa vykonávajú takým spôsobom, že sa v širokom rozsahu mení rýchlosť postupu leserového zväzku po povrchu hľuzy, aby sa zistili energie, ktoré by mohli spôsobiť poškodenie šupy alebo ktoré by mohli byť neúčinné. Použitím troch úrovní výkonu (W) v užšie definovanom rozmedzí rýchlosti postupu laserového zväzku sa stanovujú interakcie medzi týmito parametrami. Ako vhodný výkon je možné označiť 30 W.
Pri počiatočných skúškach sa ako indikátorový patogén používa C. coccodes, pričom pri relatívnej rýchlosti postupu zemiakovej hľuzy a zväzku 612 pri výkone 30 W nie je schopných takmer 50 % kúskov s léziami oddelených od šupy vyvolať rast huby po prenesení na misky s agarom. Pri relatívnej rýchlosti 214 mm.s”^ je potlačenie 100 %, zatiaľ čo relatívna rýchlosť nad 612 mm.s-^
- 19 (napríklad 1 100 mm.s“^ a vyššie) poskytujú pri potláčaní zlé výsledky.
Pri skúškach použitím rôznych úrovní výkonu sa nezistí žiadny rozdiel v životaschopnosti B. solani, ako indikátorového patogénu. Potlačenie tohto patogénu je úspešne pri dlhšietrvajúcom ožarovaní. Tiež sa zistí značný stupeň potlačenia vývoja pliesne penicillium po inkubácii. Na prechádzanie zväzku laserových lúčov vo vertikálnom smere po zemiakovej hľuze sa používa stolica s rôznou frekvenciou otáčania, ktorá je umiestená 50 cm od vychyľovacieho zrkadla na priemke, na ktorej sa nachádza stred stra ny zemiakovej hľuzy. Rýchlosť prechádzania je definovaná ako rýchlosť posunu a v tabuľke zodpovedá dobe. Škvrna má priemer 5 až 6 mm.
Tabuľka 5
| Výkon | Doba | Obnova | Relatívna obnova |
| laseru | 0-5 (pozri poza) | R. solani (%) | Penicillium |
| 30 | 0 | 100 | 49 |
| 30 | 1 | 79 | 46 |
| 30 | 2 | 32 | 13 |
| 30 | 3 | 11 | 0 |
| 30 | 4 | 5 | 5 |
| 30 | 5 | 0 | 0 |
| 45 | 0 | 95 | 44 |
| 45 | 1 | 19 | 17 |
| 45 | 2 | 46 | 6 |
| 45 | 3 | 3 | 7 |
| 45 | 4 | 3 | 3 |
| 45 | 5 | 0 | 0 |
Tabuľka 5 (pokračovanie)
Výkon Doba Obnova Relatívna obnova laseru 0-5 (pozri pozn.) R. solani (%) Penicillium
| 60 | 0 | 93 | 47 |
| 60 | 1 | 46 | 17 |
| 60 | 2 | 33 | 20 |
| 60 | 3 | 26 | 18 |
| 60 | 4 | 8 | 14 |
| 60 | 5 | 5 | 8 |
Poznámky:
Doba/rýchlosť posunu 0 = nulová, 5 = najväčšia, 1 = najkratšia, = 106,7 mm.s\ 4 = 133,3 mm.s'1', 3 = 160,0 mm.s”^, = 186,7 mm.s“l, 1 = nad 186,7 mm.s“^.
Výsledky aplikácie laserovej energie na rôzne organizmy sú zrejmé z tabuľky 6. Výkon laseru je 30 W.
Tabuľka 6
Rýchlosť Relatívna obnova posunu
| C. coccodes | H. solani | P. pustuleňs | P. foveata | F. caeruleum | |
| 0 | 95 | 100 | 22 | 80 | 56 |
| 1 | 76 | 90 | 6 | 62 | 0 |
| 2 | 51 | 38 | 0 | 20 | 0 |
| 3 | 9 | 6 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 6 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Ukázalo sa, že toto ošetrenie je takisto účinné pri potláčaní E. c. spp. atroseptica, okrem vyššie uvedených patogénov. Použité skúšobné podmienky majú sklon spô21 sobovať nekrózu ošetrenej plochy šupy, ale nedochádza k žiadnej sekundárnej hnilobe. Z toho je zrejmé, že žiedúce vlastnosti, čo sa týka skledovania a použitia pre konzumáciu sú zachované. Pokusy takisto ukazujú, že prinajmenšom použitím YAG, je možné parametre nastaviť tak, aby bolo možné sa vyhnúť účinku, napriek tomu, že stále ešte dochádza k potláčaniu organizmov. Ľormentná prestávka ružových koncov ok hľúz a rýchlosť rastu výhonkov zostáva zachovaná, rovnako ako počet zložených listov, vztiahnutý na stonku.
Príklad 5
Zariadenie na ošetrovanie leserom, ktoré je vhodné pre približne guľovité výrobky, ako sú zemiaky
Νθ obr. 4 je znázornené ošetrovacie zariadenie, ktoré sa hodí pre približne guľovité substrátové jednotky, ako sú zemiaky hľuzy. Toto zariadenie zahrnuje valčekový dopravník 12 postupujúci laserovou ošetrovacou jednotkou 13 medzi vstupnú násypku 14, triediacim sýtom 15 a zbernou doskou 16 a Óalej do komorového plniča 17. Na obr.
4A je znázornené usporiadanie vnútrejšiu laserovej ošetrovacej jednotky 13. kde sa nachádza zdroj YAG laserového svetla s výkonom 30 W, ktorý je umiestený 50 cm od substrátových jednotiek na valčekovom dopravníku 12. Zväzok laserových lúčov je vychyľovaný do tvaru vejára pomocou vychyľovacieho zrkadla alebo optiky za vzniku vejárových zväzkov 9 a 10 s uhlom 20°. Vejárové zväzky 9 a 10 dopadajú na valčeky, ako aj na substrátové prvky 18, ktoré sú na nich umiestené. Otáčacie valčeky 19 sú umiestené priečne na smer pohybu a pri priechode jednotkou sa otáčajú, pričom udeľujú rotáciu substrátovým prvkom 18 a exponujú v podstate celý ich povrch zväzkom laserových lúčov. Otáčacie valčeky 19 sú kovové, čo umožňuje rýchly odvod tepla zo substrátových prvkov 18 nanesených v pre22 hĺbeniach medzi hornými povrchmi priľahlých otáčacích valčekov 19. Pohon otáčacích valčekov 19 môže byť pasívny a v tom prípade je vyvolaný stykom s podložkou pri nútenom pohybe dopravníka, alebo môže byť aktívny, tj. pohonný prostriedok pôsobí na každý valček individuálne.
Príklad 6
Zariadenie na ošetrovanie laserom, ktoré je vhodné pre sypké materiály, ako sú obilninové z má
Ošetrovacie zariadenie, ktoré sa hodí na ožarovanie sypkých materiálov, ako sú celé zrná, laserovým svetlom, s cieľom potlačenie životaschopnosti organizmov na týchto zrnách usídlených, je znázornené na obr. 5. Zrná sa uvádzajú do vertikálne usporiadanej skrine 25 vstupným pásovým dopravníkom 26. pričom prach a plevy sa oddeľujú smerom horé pomocou odlučovacieho zariadenia, zatiaľ čo zrná pôsobením tiaže padajú do laserovej ošetrovacej oblasti, ktorá je usporiedená pod vstupným pásovým dopravníkom 26. Ľeflektor 27, ktorý je zhotovený z materiálu, ktorý môže pôsobiť ako teoelný zachytávač, spôsobuje, že sa zrná postupne prevaľujú a obracajú, kečt na ne dopadajú vejárové zväzky £ a 10 laserových lúčov vyššie popísaného typu z niekoľkých miest v rôznej výške valcovej skrine
25. Vejárové zväzky 9 a 10 vstupujú do valcovej skrine štrbinami 28. pričom prichádzejú z vycl yľovacích zariedení umiestených vo vzdialenosti 50 cm od dráhy zrna. Tak ako u všetkých týchto zariadení môže byť samotný zdroj umiestený v radovo centimetrovej až metrovej vzdialenosti od vychyľovacieho zeridenia, účelne však je táto vzdialenosť 50 cm. Všetky čalšie parametre môžu byť rovnaké oko parametre uvedené vyššie.
V tomto prípade je možné pohybovať vejárovými zväzkami 9. a 10 po dopredu určenej ploche, aby sa pokrylo čo
- 23 najväčšie množstvo zŕn. Na zaistenie efektívnej doby ošet renia a pokrytia v podstate celého povrchu zŕn sa používa niekoľko vejárových zväzkov £ a 10, ktorými musia zrná prejsť, než sa dostanú na výstupný dopravník 29
Claims (26)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob ošetrenia substrátov, ktoré sú v podstate opakné voči laserovému žiareniu, alebo ktoré nie sú schopné prepustiť laserové žiarenie, bez totho aby jeho podstatnú časť absorbovali, s cieľom zníženia úrovne kontaminujúcich organizmov, ktoré sú k povrchu týchto substrátov pripojené, vyznačujúci sa tým, že sa na substrát zameria laserové žiarenie, pričom typ a množstvo laserového Žiarenia sa volí tak, aby organizmy na substráte stratili životaschopnosť a požadované vlastnosti samotného substrátu zostali v podstate nezmenené.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúc i sa t ý m, že sa ako substrát používa konzumovateľný a/alebo propagačný materiál, pričom kontaminujúce organizmy sú mikroorganizmy.
- 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že substrát a laserové žiarenie majú udelený vzájomný relatívny pohyb, aby sa zaistilo, že podstatná časť povrchu substrátu je exponovaná žiareniu.
- 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúc i sa t ý m, že relatívny pohyb substrátu zahrnuje otáčanie substrátu vzhľadom na laserové žiarenie.
- 5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že sa pre laserové žiarenie použije infračervený laserový zdroj.
- 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúc i sa t ý m, Že sa použije laserový zdroj, ktorý je schopný emitovať laserové žiarenie s výkonom asi 10 až 250 W.- 25
- 7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že laserový zdroj pracuje v režime CW s kontinuálnou vlnou.
- 8. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že merný výkon laseru vztiahnutý na plochu substrátu leží v rozmedzí od asi 10 do asi 120 W.cm-^.
- 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m, že merný výkon laseru vztiahnutý na plochu _2 substrátu leží v rozmedzí od 20 do 50 W.cm
- 10. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že laserové žiarenie má podobu divergentného vejárového zväzku alebo zväzkov, ktoré vychádzajú z jedného alebo viacerých zdrojov.
- 11. Spôsob podľa nároku 9 alebo 10, vyznačujúci sa tým, že pred vychýlením je zväzok paralelný a má priemer asi 5 až 6 mm.
- 12. Spôsob podľa niektorého z nárokov 9 až 11, vyznačujúci sa tým, že vzdialenosť od miesta, kde je zväzok laserových lúčov vychyľovaný k ošetrovanému substrátu je približne 50 cm.
- 13. Zariadenie na ošetrovanie substrátov, ktoré sú v podstate opakné voči laserovému žiareniu alebo ktoré nie sú schopné prepustiť laserové žiarenie, bez toho aby jeho podstatnú časť absorbovali, s cieľom zníženia úrovne kontaminujúcich organizmov, ktoré sú k povrchu týchto substrátov pripojené, vyznačujúce sa tým, že zahrnuje a) zdroj laserového žiarenia a b) prostriedok pre menipuláciu so substrátom, ktorý zaisťuje, že laserové žiarenie dopadne na substrát manipulovaný týmto prostried- 26 kom, pričom je takého typu a aplikuje sa v tekom množstve, že kontaminujúce organizmy sú zbavené životaschopnosti, zatiaľ čo žiadúce vlastnosti substrátu zostanú nezmenené.
- 14. Zariadenia podľa nároku 13, vyznačujúce sa t ý m, že zahrnuje prostriedok na udeľovanie relatívneho pohybu substrátu a laserovému žiereniu, s cieľom ožiarenia podstatnej časti povrchu každého substrátového prvku.
- 15. Zariadenie podľa nároku 13 alebo 14, vyznačujúce sa tým, že zahrnuje ošetrovaciu dráhu, ktorá prechádza za sebou zaradenými ošetrovacími zónami.
- 16. Zariadenie podľa nároku 15, vyznačujúce sa t ý m, že substrát sa vedie pozdĺž ošetrovacej dráhy na páse valčekového dopravníka, ktorý udeľuje relatávny pohyb substrátu vzhľadom k laserovému žiareniu.
- 17. Zariadenie podľa nároku 15, vyznačujúce sa t ý r.i, že ošetrovacia dráha je definovaná sériou deflektorov nútiacich substrát k reorientácii v zóne laserového žierenia.
- 18. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 13 až 17, vyznačujúce sa tým, že laserové žiarenie pochádza z tepelného laserového zdroja s výkonom 10 až 250 W.
- 19. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 13 až 19, vyznačujúce sa tým, že laserový zdroj emituje infračervené laserové žiarenie.
- 20. Zariadenie podľa nároku 19, vyznačujúce sa t ý m, že eko laser obsnhuje laser YAG alebo C0227
- 21. Zariadenie podľa nároku 19 alebo 20, vyzná čujúce sa tým, že merný výkon laseru, vztiahnutý na plochu substrátu leží v rozmedzí od asi 10 do asi 120 W.cm2.
- 22. Zariedenie podľa nároku 21, vyznačujúce sa t ý m, že merný výkon laseru, vztiahnutý na plo_2 chu substrátu leží v rozmedzí od asi 20 do asi 50 W.cm .
- 23. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 13 až 22 vyznačujúce sa tým, že substrát je pri doprave stanoviskom, kde ne neho dopadá laserové svetlo, prinútený otáčať sa okolo jednej zo svojich osi.
- 24. Substrát, ktorý je v podstate opakný voči laserovému žiareniu, vyznačujúci sa tým, že orgenizmy spojené s jeho povrchom boli zbavené životaschop nosti podľa niektorého z nárokov 1 až 12.
- 25. Substrát, ktorý neprepúšťa laserové žiarenie bez totho, aby absorboval podstatné množstvo laserovej ener gie, vyznačujúci sa tým, že organizmy spojené s jeho povrchom boli zbavené životaschopnosti spôsobom podľa niektorého z nárokov 1 až 12.
- 26. Substrát podľa nároku 24 alebo 25, v y z n a Č j ú c i sa tým, že ide o konzumovateľný produkt, osivo či sadbu alebo o predmet určený pre veterinárne alebo lekárske použitie.
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 (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK128294A3 true SK128294A3 (en) | 1995-04-12 |
Family
ID=10714641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1282-94A SK128294A3 (en) | 1992-04-27 | 1993-04-27 | Method of laser treatment of substrate, device for realization of this method and treated substrate |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0637918A1 (sk) |
| JP (1) | JPH07506744A (sk) |
| KR (1) | KR950701193A (sk) |
| CN (1) | CN1079626A (sk) |
| AU (1) | AU669013B2 (sk) |
| BG (1) | BG61377B1 (sk) |
| BR (1) | BR9306293A (sk) |
| CA (1) | CA2118516A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ262294A3 (sk) |
| FI (1) | FI945035A0 (sk) |
| GB (3) | GB9209103D0 (sk) |
| HU (1) | HUT71647A (sk) |
| IL (1) | IL105522A0 (sk) |
| NZ (1) | NZ252710A (sk) |
| RU (1) | RU94045934A (sk) |
| SK (1) | SK128294A3 (sk) |
| ZA (1) | ZA932956B (sk) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6013070A (en) * | 1995-06-26 | 2000-01-11 | Oingdao Tongda Technology Developing (Group) Co., Ltd. | Apparatus using laser pump source for sterilization |
| CN113057278A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-02 | 苏州光线跃动工业智能科技有限公司 | 一种激光杀菌设备 |
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 (de) * | 1989-12-21 | 1991-07-04 | Janz,Immo,De | Verfahren und vorrichtung zur eroeffnung und entleerung von eiern |
-
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 BR BR9306293A patent/BR9306293A/pt unknown
- 1993-04-27 RU RU94045934/13A patent/RU94045934A/ru unknown
- 1993-04-27 JP JP5519059A patent/JPH07506744A/ja active Pending
- 1993-04-27 KR KR1019940703897A patent/KR950701193A/ko not_active Application Discontinuation
- 1993-04-27 EP EP93911871A patent/EP0637918A1/en not_active Withdrawn
- 1993-04-27 CA CA002118516A patent/CA2118516A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-27 CN CN93106339A patent/CN1079626A/zh active Pending
- 1993-04-27 SK SK1282-94A patent/SK128294A3/sk unknown
- 1993-04-27 NZ NZ252710A patent/NZ252710A/en unknown
- 1993-04-27 ZA ZA932956A patent/ZA932956B/xx unknown
- 1993-04-27 CZ CZ942622A patent/CZ262294A3/cs unknown
- 1993-04-27 GB GB9420400A patent/GB2280371B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-27 HU HU9403018A patent/HUT71647A/hu unknown
- 1993-04-27 AU AU51552/93A patent/AU669013B2/en not_active Ceased
- 1993-04-27 IL IL105522A patent/IL105522A0/xx unknown
-
1994
- 1994-10-24 BG BG99133A patent/BG61377B1/bg not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-26 FI FI945035A patent/FI945035A0/fi unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2280371B (en) | 1996-04-24 |
| CZ262294A3 (en) | 1995-05-17 |
| JPH07506744A (ja) | 1995-07-27 |
| RU94045934A (ru) | 1996-10-10 |
| EP0637918A1 (en) | 1995-02-15 |
| AU669013B2 (en) | 1996-05-23 |
| GB9303841D0 (en) | 1993-04-14 |
| KR950701193A (ko) | 1995-03-23 |
| AU5155293A (en) | 1993-11-29 |
| GB9209103D0 (en) | 1992-06-10 |
| ZA932956B (en) | 1994-08-11 |
| GB2280371A (en) | 1995-02-01 |
| FI945035A (fi) | 1994-10-26 |
| CN1079626A (zh) | 1993-12-22 |
| GB9420400D0 (en) | 1994-11-30 |
| BG99133A (bg) | 1995-05-31 |
| HUT71647A (en) | 1996-01-29 |
| CA2118516A1 (en) | 1993-11-11 |
| HU9403018D0 (en) | 1994-12-28 |
| FI945035A0 (fi) | 1994-10-26 |
| NZ252710A (en) | 1996-10-28 |
| IL105522A0 (en) | 1993-08-18 |
| BR9306293A (pt) | 1998-06-30 |
| BG61377B1 (en) | 1997-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7452561B2 (en) | Treatment of vegetable foodstuffs | |
| Stevens et al. | Integration of ultraviolet (UV-C) light with yeast treatment for control of postharvest storage rots of fruits and vegetables | |
| US20090272029A1 (en) | Methods for Treating Live Plants or Live Plant Parts or Mushrooms with UV-C Light | |
| Follett | Irradiation as a methyl bromide alternative for postharvest control of Omphisa anastomosalis (Lepidoptera: Pyralidae) and Euscepes postfasciatus and Cylas formicarius elegantulus (Coleoptera: Curculionidae) in sweet potatoes | |
| EP3166413B1 (en) | Process for the treatment of biological material | |
| US6749806B2 (en) | Method of sterilizing mildews and/or fungi in the state of spores and sterilization apparatus therefor | |
| Rajkowski et al. | Alfalfa seed germination and yield ratio and alfalfa sprout microbial keeping quality following irradiation of seeds and sprouts | |
| Niakousari et al. | Fumigation characteristics of ozone in postharvest treatment of kabkab dates (Phoenix dactylifera L.) against selected insect infestation | |
| Follett | Irradiation as a quarantine treatment for mango seed weevil | |
| Isemberlinova et al. | Influence of a pulsed electron beam on the sowing quality of wheat | |
| Reddy et al. | Use of irradiation for postharvest disinfection of fruits and vegetables | |
| SK128294A3 (en) | Method of laser treatment of substrate, device for realization of this method and treated substrate | |
| WO1993021787A1 (en) | Surface sterilisation by laser treatment | |
| Buchholz et al. | Microbiology of fresh and processed vegetables | |
| Hollingsworth et al. | Effects of irradiation on the reproductive ability of Zonitoides arboreus, a snail pest of orchid roots | |
| US20190320671A1 (en) | Irradiation of food products | |
| Yahia et al. | Quarantine pests of tropical and subtropical fruits and their control | |
| Fallik et al. | Mitigating contamination of fresh and fresh-cut produce | |
| JP2981974B2 (ja) | 里芋の乾腐病の防除方法および装置 | |
| Follett et al. | Advances in insect pest management in postharvest storage of cereals: novel techniques | |
| Moy | Irradiating Mango? | |
| Smolinski et al. | Microbiology of Fresh and Processed Vegetables | |
| JP2002233233A (ja) | 乾燥物貯蔵方法 | |
| LT5567B (lt) | Maisto ir su maistu susietų paviršių nukenksminimo būdas | |
| Easton et al. | Chemical control of ring rot bacteria contaminating wooden, metal and potato seed piece surfaces |