灭菌技术对比

灭菌技术按灭菌方式可以分为两种:静态灭菌技术和动态灭菌技术。

静态灭菌技术指的是固定的灭菌设备,如臭氧、巴氏消毒、超高压灭菌、高电压灭菌、高压脉冲灭菌等等,主要针对的是产品的直接灭菌。静态灭菌所选用的产品或器材对人体存在一定的直接或间接的伤害,因此在进行灭菌时,室内不能有人员停留,或者需要采取良好的防护措施确保操作人员的安全。

动态灭菌技术指的是对一定空间内进行一个持续的消毒灭菌技术,由于部分食品企业、公共场所等空气交换比较频繁,空气质量参差不齐,需要动态灭菌技术对这些场所进行一个持久不间断的灭菌净化,如食品企业采用的NICOLER 动态灭菌技术、公共场所、学校采用的蒸发醋消毒。动态灭菌所使用的产品或设备对人体无任何的副作用,在灭菌时无需人员离开待消毒场所。由此可以看出动态灭菌技术在应用上要优于静态灭菌技术。

现阶段应用于灭菌领域的技术有很多,除最常用的高效过滤手段外还有静电吸附除菌技术、化学试剂灭菌技术、臭氧灭菌技术、负离子空气灭菌技术等等。

1.静电吸附除菌技术的原理是通过接有高压直流电的阴极板和接地的阳极板创造一个高压电场,含有颗粒物的空气通过此高压电场时由于阴极板的电晕放电而被电离。被电离的空气离子在向阳极板运动的过程中与空气中的微粒发生碰撞,使空气中的微粒也成为带电粒子在电场力的作用下向阳极板运动,沉积在阳极板上从而达到除菌的目的。但是由于高压电晕放电容易产生臭氧,而臭氧的浓度超标会对人的身体健康产生影响,同时静电除菌技术仅仅是将微生物进行了收集而没有杀死,微生物沉积在阳极板上能够进行繁殖滋生。

2.化学灭菌方法最常使用的是含氯消毒剂,如 ClO2。然而,ClO在使用过程中也会产生副产物次氯酸盐以及氯酸盐,对人体和环境造成影响。另外,长期使用同类型的消毒剂,极易诱发耐药细菌、真菌或病毒产生。

3.臭氧是大气中的一种微量气体,它具有很强的氧化能力,是一种广谱的灭菌剂,对细菌、真菌、芽孢以及病毒等均有较好的杀灭作用。臭氧灭菌速度快,但其浓度需要达到 70mg/m以上且要在密闭空间作用一段时间,同时高浓度的臭氧对于人的伤害也是无法忽视的。

4.负离子灭菌的机理在于同时氧化与除尘除菌。在应用负离子技术对气溶胶灭菌时,负离子的浓度及空间分布是其灭菌效率的关键影响因素,作用于动态灭菌时,其有效作用距离受到很大限制,此外,空气在电离过程中会产生一定量的臭氧。

5.紫外线灭菌技术是目前消毒灭菌常用手段之一,尝试用短波段的 UVC 紫外线。自上世纪20年代初,紫外线灭菌逐渐发展成控制空气传播病原微生物的重要方法,研究表明,紫外辐射可有效去除通风系统表面的细菌及真菌,并抑制室内空气中的微生物。紫外线的灭菌效率受微生物种类、紫外辐射强度、紫外线照射时间、环境温度、空气相对湿度、紫外线照射角度与距离、以及空气洁净度等诸多因素的影响。另外紫外线的持续照射对人的皮肤及眼睛都会发生损害,且紫外线灭菌仅能在光线照射到的位置实现灭菌,同时 UVC 紫外灯使用时会存在产生臭氧的问题。

6.光催化氧化技术通过光催化作用生成超氧离子、活性超氧离子自由基和羟基自由基具有强氧化性,能有效杀灭细菌、真菌或病毒。但现有光催化材料作用过程中:① 需要高强度光源照射;② 仅在深紫外波段有催化灭菌效果;③部分技术不能在人员在场的情况下进行,无法持续消杀。

7.MOFs 光触媒灭菌技术是通过 UVA 波段紫外线照射 MOFs 光触媒材料,持续产生很强活性的超痕量超氧离子、OH、以及 H2O这些灭菌粒子,并通过送风散播到空气中,这些灭菌因子不仅在空气悬浮,杀灭浮游菌,并且可以沉降到物体表面,杀灭表灭菌和沉降菌;由于使用光源为 UVA 波段,不会产生臭氧二次污染问题,其产生的的灭菌因子为超痕量级别,不对人产生任何影响和危害,从而实现了人机共存。

 下表是各种不同的灭菌技术的对比:

可以看出,只有 MOFs 光触媒灭菌技术满足了所有的特性要求,即同时满足:全域灭菌(包括浮游菌、表面菌、沉降菌)、无腐蚀刺激性、无紫外线危害、无二次污染、人机共存。