1.脉冲强光在PET表面的杀菌效率

 

脉冲强光的杀菌效率与照射距离、照射次数、细菌种类、物体表面粗糙度、照射角度等因素相关，通常情况下，菌种对脉冲强光敏感性排序如下：革兰氏阴性菌＞革兰氏阳性菌＞真菌孢子＞细菌孢子，并且真菌孢子的颜色在抵抗脉冲强光杀菌过程中可以起到保护作用，这是因为细胞壁中存在深色颜料（比如黑色）吸收了更多的UV-C 光，从而保护DNA免受紫外线照射引起的损伤。本实验选用萎缩芽孢杆菌作为测试菌种。脉冲强光的穿透率比较低，指示菌的接种方法会影响测试结果的准确性。McDonald等人用2μL萎缩芽孢杆菌悬浮液进行点接种，菌悬液每滴浓度为101至106 cfu。测试结果表明，当每滴浓度＞105 cfu时，脉冲强光杀菌效率发生改变。这是因为高浓度的菌悬液在干燥之后形成菌族，上面一层的菌对下层的菌起到了保护作用，因此本实验接种后不会采用自然干燥，这样有利于提高杀菌效果。在实际应用中，灭菌前可以增加水冲洗步骤，有效去除包装容器内的异物。如果被消毒物体的表面粗糙度过高，光线不会发生反射，并且细菌有可能隐藏在阴影处，从而导致杀菌效率下降。

 

2.脉冲强光在瓶坯内表面的杀菌效率

 

瓶坯放置于脉冲强光灯下方5cm处，经3次脉冲强光照射，TS1（瓶坯内侧壁）杀菌效率为0.03±0.01 Log，TS2（瓶坯内底部）杀菌效率为0.07±0.02 Log。由于瓶坯形状狭长，没有足够的光线进入瓶坯内部，导致TS1和TS2杀菌强度很弱。TS2垂直于光线，虽然比TS1距离光源更远，但杀菌强度更大，说明杀菌效果与照射角度也有关系。如果只是把光源放置于瓶坯上方，对瓶坯内部很难起到杀菌作用，因此需要借助一些辅助光学工具，如反射板、透镜等来优化光的线路，从而达到理想的杀菌强度。

 

3.脉冲强光在空瓶内表面的杀菌效率

 

空瓶放置于脉冲强光灯下方5cm处，TS1（瓶口内壁）经3次脉冲强光照射，TS2（瓶颈内壁）、TS3（瓶身内壁）、TS4（瓶内底部）、TS5（瓶内底边缘）经6次脉冲强光照射。TS1杀菌效率为2.55±0.05 Log，TS2、TS3、TS4、TS5杀菌效率为0 Log。结果表明，光源放置于空瓶上方对空瓶内部（除瓶口外）没有杀菌效果，这是因为从瓶口进入瓶内的光线很少，不足以提供足够的能量杀灭细菌，需要优化光源设计，比如使用棒状灯管，伸入空瓶内部进行发光杀菌。

 

4.脉冲强光在瓶盖内表面的杀菌效率

 

瓶盖放置于脉冲强光灯下方5cm处，经3次脉冲强光照射，TS1（瓶盖内底部）杀菌效率为3.46±0.05 Log，TS2（瓶盖内侧壁）杀菌效率为1.98±0.05 Log。TS1照射角度优于TS2，因此TS1杀菌效果比TS2好。从光线传播角度分析，瓶盖很多地方是无法照射到的，这些地方被称为“阴影”，比如防盗环里面、螺纹L角，这些地方都是杀菌“死角”。某种情况下脉冲强光对于瓶盖可以达到6log的杀菌强度，但这不代表可以达到无菌状态，需要进行更多优化才能满足无菌要求。

 

结论

 

脉冲强光杀菌设备是一项快速并且对环境友好的杀菌技术，目前应用到水处理、空气杀菌、食品加工、制药、农副产品等众多领域，经过合理的结构设计优化，在饮料包装材料消毒灭菌领域一定会取得理想的杀菌效果。