日前,上海应物所“在线低能电子束辐照灭菌装置”项目通过验收。该装置是可用于口罩生产线的在线辐照灭菌装置,同意通过验收;该项目具有很好的应用前景,希望项目组继续和相关口罩制造厂紧密合作,早日实现电子束辐照灭菌装置的产业化应用,为打赢新型冠状病毒这场战争做出贡献。
杀菌设备主要指用于对食品类的物料进行杀菌处理,以达到使用标准的设备。辐照杀菌是通过采用放射性物质,对食品物料进行照射,对食品内的细菌达到灭杀的作用。不过,这种杀菌方法国家都有比较严格的控制。
辐照装置由辐照室、辐射源、传输设备、安全设施和控制系统等组成的,用来实现安全可靠的辐射加工工艺的装置。
辐照室:辐照装置内由辐射屏蔽体围封着、进行辐射加工且在工作状态时由于安全联锁措施人员不能进入的空间。
辐射源:目前可供选择的辐射源有γ辐射源、电子束辐射源和X射线辐射源。
γ辐射源:常用的γ射线是从Co放射性核素中获得的,该类型的辐射基本是离散、单能的。γ射线有较强的穿透力,适合于辐照密度较高、厚度或体积较大的产品。缺点是:源的价格比较贵,辐射利用率较低,需定期补充和考虑废源处理问题。
电子束辐射源:是利用电磁场获得的高能电子射线。电子束穿透力相对于γ射线较弱,适合于辐照密度较低、厚度或体积较小的产品。由于电子束单向发射,能量相对集中,双面辐照和良好的辐照工艺条件下,总能量利用率可高达60% 。
X射线源:X射线源是用高能电子撞击高原子序数的重金属靶(如钨)而转换产生的。X射线具有较强的穿透力,适合于辐照密度较高、厚度或体积较大的产品。X射线束方向集中、效率高、吸收剂量均匀,兼备了Co的γ辐射源及电子束源的优点;其缺点是X射线有效转化率低(约7%),辐照成本高于电子束。
传输系统:可分为γ辐射辐照装置传输系统和电子束辐照装置传输系统。γ辐射辐照装置传输系统包括三大部分:过源机械(指被辐照物在辐照室内通过放射源区的传送部分)、迷宫输送系统和装卸料输送系统。
电子束辐照装置传输系统:辐照产品置于链式传送带上,可以加工各种包装或不同种类的产品。产品在传送带上紧密排列,以得到较大的束流利用率及可重复的剂量分布。传输速度的控制要与电子束流的强度和电子束宽度等参数相匹配,使被辐照产品得到预期的剂量值。
电子束杀灭生物细菌技术 ,是一种应用β射线辐照灭菌的灭菌技术。是由电子加速器产生的3MeV~5MeV (百万电子伏特)能量的高速电子束进行杀灭微生物的方法。电子束直接与细胞核DNA作用,切断DNA分子键,或与细胞中的水分产生发生化学反应,形成活性状态,作用到细胞内高分子上使其产生繁殖障碍。食品辐射杀菌的目的不同,采用的辐射剂量也不同,完全杀菌的辐照剂量为25~50kGy,其目的是杀死除芽孢杆菌以外的所有微生物。消毒杀菌的辐射剂量为1~10kGy,其目的是杀死食品中不产芽孢的病原体和减少微生物污染,延长保藏期。总之,对于不同的微生物,需要控制不同的辐射剂量和电子能量。
辐照灭菌是利用电离辐射产生的电磁波杀死大多数物质上的微生物的一种有效方法。用于灭菌的射线有电子束、X射线和γ射线等。它们都能通过特定的方式控制微生物生长或杀死微生物。 X射线和γ射线能使其它物质氧化或产生自由基(OH·H)再作用于生物分子,或者直接作用于生物分子,打断氢键、使双键氧化、破坏环状结构或使某些分子聚合等方式,破坏和改变生物大分子的结构,从而抑制或杀死微生物。比如,使高分子材料分别实现接枝、聚合、裂变或交联,抑制或刺激生物生长,有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等。
这种技术有别传统的机械加工和热加工技术,因而被誉为人类加工技术的第三次革命,其特点是放射源释放的射线有很强的穿透能力。可深入到物质内部进行“加工”,这种加工在常温下进行。由于加工者是高能射线以及由它引发的高度活性中间物,而不是分子热运动,因此,能耗低、无残留物、无环保问题。所以是清洁的加工技术。而且其反应易于控制,加工流程简单,适合产业化、规模化生产等。
辐射加工有着广泛的应用,它能与国民经济中的各行各业相结合,形成新产业或形成新的经济增长点。把辐射加工应用归纳起来有许多方面。已经产业化和商业化应用的领域有:食品辐照保藏、医疗用品辐射灭菌消毒、辐射化工、三废治理等。
医疗产品辐照消毒的应用:辐照消毒有灭菌彻底,无污染,无残留,价格便宜,节省能源,操作方便,可在常温下灭菌消毒等优点.已发展成为一种不可代替的新技术,形成了一定的产业规模,特别在国际上几乎全部废止化学消毒灭菌的办法后。其应用具有不可替代的意义。我国有13亿人口,31万个医疗卫生机构,县级以上的医疗机构约有1.5万个,是全球医疗器械十大新兴市场之一,已成为除日本以外亚洲较大的市场。2000年,我国的医疗器材市场容量达227亿元,平均年增长率15%,占世界份额的3%,其中有相当一部分产品出口,对辐照灭菌有大量的需求。我国医疗器材主要还是采用ETO法灭菌,随着蒙特尔国际环保公约的生效,生产企业已在逐步淘汰ETO法,转而采用辐射灭菌法,所以说,一次性使用医疗器材的辐射灭菌有很大的潜在市场。