用光消毒:重新审视紫外线LED消毒

2021-11-30 0 395

总所周知,在LED灯具中有一个很特别——紫外线LED灯,今天,全球对细菌和杀菌治疗的关注使其成为LED照明灯具的偶然时刻。虽然随着研究的继续,它仍然是一个新兴领域,但市场正在扩大,拥有商业化产品的公司正在取得成功的基础上再接再厉。

用光消毒:重新审视紫外线LED消毒
紫外线LED消毒灯具

“消毒光”在2019年5月的《电气承包商》杂志上探讨了可见光中的抗菌LED照明。在这种方法中,LED被调谐到405-425纳米(nm)之间的波长,以失活和抑制细菌,霉菌,霉菌和真菌。

今天,你会发现抗菌领域的制造商越来越多,包括一些提供紫外线LED(UV-LED)的制造商,这是一种消毒方法,也可以解决病毒问题。

“COVID-19提高了我们对细菌传播的认识。消毒灯正在获得更新的外观和新的研发,”纽约西奈山卫生系统光与健康研究中心的研究项目协调员Jennifer Brons说。该中心于二月份启动,是西奈山伊坎医学院的一部分。此前,Brons曾在纽约州特洛伊的伦斯勒理工学院及其照明研究中心(LRC)工作。

在西奈山研究光对身心健康影响的使命中,专注于紫外线消毒技术将是其努力的一部分,以LRC开始的工作为基础。

根据记录,虽然UV-LED太新,但波士顿大学国家新兴传染病实验室正在测试其他UV-C照明,以禁用导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2。制造商实验室测试显示,在受污染的表面上,SARS-CoV-2的杀灭率为99%。

变形器

UV在三种波长下工作:UV-A(315-400 nm),UV-B(280-315 nm)和UV-C(100-280 nm)。波长越短,其能量强度越强。如果暴露在皮肤和眼睛中,UV-C是最强和最危险的。在户外光下,UV-A和UV-B不那么强烈,但会导致皮肤老化,晒伤和皮肤癌。

布朗斯说,LRC去年测试了12种紫外线消毒产品(UV-LED,UV低压放电灯,氯化氪准分子放电等)。灯具包括混合(紫外光和可见光)产品、专用的天花板和壁挂式紫外产品、紫外魔杖等。

在测试中,LRC研究人员选择了最便宜和最容易获得的紫外线消毒产品,这些产品要么是市场上的新产品,要么是用于商业环境的。测试发现,相对于UV-A,UV-C波长在细菌消毒方面最有效(大约是功效的1000倍)。然而,该报告补充说:”在不超过公布的暴露限制的情况下,居住者不能暴露于大多数UV-C产品。当病毒或空气传播的去污不是目标,但必须作为连续光源运行时,UV-A是一种更安全的方法。

一些公司致力于将UV-C嵌入到设备中,从而屏蔽用户。其他公司则在连续操作中以低输入运行UV。

“我们的测试和行业反应总体上表明,我们的消毒灯仍处于早期阶段,”布朗斯说。”UV-A LED可以在表面净化方面很好地工作。空气传播的病原体更难受到影响。我们探索了365-424nm之间的UV-A集。

Brons指出了UV-LED的应用,包括办公室,学校和医疗保健建筑,在这些应用中,表面去污是必须的。

“这一切都归结为你想要消除什么病原体以及你想如何接近它,”布朗斯说。”UV-C可以是高强度的,但持续时间短。UV-A可以持续时间更长,但强度较低。当UV-LED变得具有竞争力时,我认为我们将开始看到它们被塞进不同的领域和光源。这是一个您将这些固定装置放置在哪里并安全使用它们的问题。您还需要有效的价格点。我认为UV-LED现在和未来都将发挥重要作用,因为它们对不同病原体的有效性。

越小越好

Oliver Lawal是AquiSense Technologies的总裁兼首席执行官,Erlanger,Ky。该公司于2015年开业,对UV-LED在水处理中的应用充满信心。今天,需求超过了供应。其LED消毒产品使用UV-C(200-280nm),旨在在几秒钟内杀死水中的病毒,细菌和其他病原体。该公司还在开发空气和表面净化应用。UV-LED 设计紧凑,可实现即时、全强度的功率操作、无限循环、远程启动/停止和无热传递。LED的这些特性可能会吸引客户使用UV-LED。

“问题不是,’UV-LED工作吗?确实如此。但要有效,它们必须是成功系统设计的一部分,”Lawal说。”我们比其他人早五年提供了UV-LED水消毒产品。然而,要拥有足够大的客户群,我认为你需要全球化。这是我们的经验。

对标准的需求

国际紫外线协会,马里兰州雪佛兰蔡斯,创建了一个UV-LED工作组。拉瓦尔是该协会的前任主席。

“我两年前发起了特别工作组,”拉瓦尔说。”UV-LED照明在测试、制造和系统集成方面缺乏标准。如果我向10家不同的制造商询问他们的产品特性(例如,波长,生命周期),没有什么是一致的。所有人都说不同的语言。它不仅仅是LED设备,而是它周围的系统。该工作组的目标是使UV-LED的特性保持一致。这是一项正在进行的工作。时机恰到好处。

北美能源法规尚未涉及紫外线消毒,但美国保险商实验室确实对一些UV-C产品进行了安全认证。总部位于纽约的照明工程学会光生物学委员会开发了ANSI / IES RP-27,以解决灯具和灯具系统的光生物损伤(ANSI / IES 2015)。日内瓦的国际电工委员会和维也纳的国际照明委员会也发布了类似的指导意见。

虽然UV-LED的安全性仍在探索中,但无论光源如何,紫外线波长都是它们。可能的屏蔽,较低的强度和传感器都是正在研究的策略。

“我所知道的是,我们以较小的占地面积使用高功率密度UV-LED,就像我们对水源或嵌入设备一样。由于我们的方法,UV-LED不会引发安全问题,”Lawal说。

非紫外线增益

非紫外线抗菌LED照明持续增长。已经在这个领域工作了几年的制造商正在享受稳定的成功。2019年,我与纽约州特洛伊的Vital Vio进行了交谈。该公司现在是Vyv Inc.,并扩大了其市场。

“我们去年实现了持续增长,”Vyv首席执行官兼联合创始人Colleen Costello说。”住宅市场一直是一个令人惊讶的领域。我们的合作伙伴通过包括柜台下厨房照明在内的产品以及将这种灯引入浴室的新方法,帮助我们进入了这个市场。

Costello指着Broan SurfaceShield排气扇,该风扇具有Vyv抗菌紫光,可消除浴室异味。

虽然医疗设施、健身房和学校是持续消毒LED照明的自然市场,但Vyv照明出现在意想不到的地方,包括校车内部、高触感电梯按钮后面以及达美航空757飞机的洗手间。

“在一个细菌处于前沿和中心的世界里,我们似乎还没有看到一个行业没有出现过,”Vyv的首席营销官兰迪·德鲁亚斯(Randy Drawas)说。”时间和金钱始终是投资考虑因素。预防性投资更难承诺,但这种阻力正在减弱,因为公司认为现在需要超越细菌问题。我们每周都会与设计团队交谈,讨论我们技术的不同应用。

非紫外线消毒剂光的有效性及其光强度有时被紫外线消毒的倡导者所淘汰。Drawas有一个答案。

“UV-C是一种非常具有侵略性的方法,可以在短短30分钟内杀死细菌,霉菌和病毒,”Drawas说。”所以,房间很干净,直到微生物重新进入它。如果您的光源是连续的,则消毒是连续的,因此微生物不能繁殖并被消除。您有一个干净的空间,配有安全的消毒灯。

“天花板高度越高,杀戮效果所需的时间就越长。这是一个勒克斯水平的问题。但杀戮会发生,即使在阴影区域也是如此。只是需要更长的时间。在纯紫色模式(Vyv增强型抗菌剂)下工作时,我们的灯的消毒率比我们的白光(抗菌剂+光)略快。

在操作中,Vyv的抗菌光最初会禁用目标微生物的繁殖,并且在较长时间的暴露中会杀死该微生物。

最后,重要的是要记住,使用光进行消毒并不是一种单一的补救措施。

“使用光作为消毒技术通常会增强其他措施来对抗空气中和表面上的病原体,”布朗斯说。”它很少(如果有的话)被用作独立措施。它不应取代诸如增加空气循环或改善空气过滤,或使用化学制剂杀死或使表面上的病原体失活等努力。

消毒灯是一种工具,随着细菌已成为集体关注的问题,它将继续存在。随着更多的研究,功效和形式,消毒光有望呈指数级增长。

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