彭生輝,魏永帥（武漢科技大學　理學院,　武漢430081）

基于紫外線殺菌的衣物消毒架設計

彭生輝,魏永帥
（武漢科技大學理學院,武漢430081）

闡述了紫外線消毒滅菌的原理，國內(nèi)外對于紫外消毒原理的應用，紫外線衣物消毒的優(yōu)缺點，具體說明家庭衣物消毒。

衣物消毒，殺菌，紫外線，晾曬架

1　引言

傳統(tǒng)的消毒方式主要是利用氯、臭氧等物質(zhì)的化學性質(zhì)來進行消毒，但是這種方式存在著很大的弊端——產(chǎn)生大量有毒的化合物，對環(huán)境和人類的健康有著極大的危害。1887年，人們發(fā)現(xiàn)了太陽光輻射可以殺滅培養(yǎng)基中細菌的特性，Downes和Blunt當時也報道了此事，從此人們對紫外線（UV）消毒展開了更深層次的研究。

2　紫外線消毒原理

紫外線是一種不可見光，在光譜中的位置位于紫端之外，其波長范圍可分為A波段（UV-A），又稱為黑斑效應紫外線（400-320nm）；B波段（UV-B），又稱為紅斑效應紫外線（320-275nm），C波段（UV-C），又稱為滅菌紫外線（275-200nm）；D波段（UV-D），又稱為真空紫外線（200-10nm）四個波段[1]。短波長的紫外線對細菌、真菌、病毒顯微藻類等微生物的破壞力極強，一般是UV-C，當該波段的紫外線照射細菌體后，細菌內(nèi)的核蛋白和核糖核酸(即DNA)會對該波段的紫外線中的能量進行強烈地吸收，致使它們之間的DNA鏈被打開并且斷裂，導致DNA失去活性，自身無法復制繁殖，故而令得細菌迅速死亡。

3　衣物消毒現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)的消毒方式相比，紫外線消毒雖然不具有持續(xù)性，但是其消毒速度快，效率高，且容易實施，有著較為廣闊的應用前景。目前，國內(nèi)外將紫外線消毒主要應用于污水處理、表面殺菌、醫(yī)療環(huán)境衛(wèi)生等領域，但是在家庭等小型環(huán)境中的應用不是很多。在衣物消毒方面，衣物上附著著大量的螨蟲、真菌、細菌(如青霉菌、毛霉菌、大腸桿菌等)，而常用的衣物消毒方法有消毒劑浸泡消毒、蒸汽消毒、紫外線消毒、臭氧消毒等，大型醫(yī)院、洗衣店由于消毒衣物多，一般都采用柜式的紫外線消毒或臭氧消毒。在家居方面，市面上主要是通過消毒液對衣物進行消毒，但是，這種消毒方式存在很多的問題。第一，具有強腐蝕性，強氧化性的消毒液會對衣物造成一定程度的損傷；第二，產(chǎn)生的廢水、氣體會造成環(huán)境污染；第三，不方便衣物的漂洗，若漂洗不凈，其中的殘留物會對人體造成傷害。而且，這樣消毒的成本也是比較昂貴的。就目前而言，對家庭衣物消毒主要是在洗滌這一環(huán)節(jié)上，而忽略了在晾曬過程中會被空氣中的細菌的二次污染，失去了對衣物消毒的意義。

隨著社會的現(xiàn)代化和工業(yè)化，中國絕大多數(shù)城市的空氣質(zhì)量逐漸惡化，霧霾現(xiàn)象也越來越嚴重，PM2.5的比重越來越大，成為病毒和細菌的載體，細菌的活性也會有所增強，所以衣物晾曬過程中的消毒也極為重要[2]。

4　衣物消毒架結(jié)構(gòu)

目前，家用衣物消毒有紫外線消毒柜，但是其體積較大，不靈活，且價格昂貴，推廣范圍小。為了使衣物消毒進入千家萬戶，可以保留原有的晾曬架的結(jié)構(gòu)，設計制作出一種方便家庭使用的紫外線消毒晾曬架。

根據(jù)GB19258—2012《紫外線殺菌燈》的相關規(guī)定，晾曬架采用石英玻璃生產(chǎn)的無臭氧低氣壓汞蒸氣放電紫外線殺菌燈（單端燈），其紫外輻射峰值波長為253.7nm，標稱功率為55W(T5)[3]。

晾曬架的整體結(jié)構(gòu)為圓形（如圖）：

中間為圓柱形空間，四周空心骨架與掛桿相連，掛桿底部設有紫外燈和出氣口。圓柱空間中設有吸氣風扇，空氣經(jīng)過圓柱口上部濾網(wǎng)后，在內(nèi)部進行紫外消毒殺菌，再經(jīng)過加熱器，通過空心骨架輸送至掛桿，此時的空氣經(jīng)過消毒加熱，再由出氣口吹向晾曬的衣物，能夠加快衣物的風干過程，掛桿底部的紫外燈，能夠很好的對衣物內(nèi)部消毒。在圓柱體下方有一個懸掛的紫外燈，對周圍的衣物外部進行消毒殺菌，晾曬架周圍由塑料薄膜將外界空氣與衣物隔絕，可防止周圍空氣中的細菌二次污染。短波紫外線對于人體的皮膚也有著很大危害，所以這種塑料薄膜是由一種混合有紫外線吸收劑的樹脂制成的透明包裝材料，這樣就可以在很大程度上消除紫外線對人的安全問題。這種晾曬架，整體輕便，價格低廉，安全性高，適合于家居生活。

根據(jù)GB19258—2012《紫外線殺菌燈》規(guī)定和實驗的測定，殺菌效果和時間如下表：

單端T5紫外線燈殺菌效果及所需時間表

5　總結(jié)

由于空氣環(huán)境的逐漸惡化，衣物消毒將會越來越受到人民大眾的關注，紫外線消毒由于其具有高效率的殺菌、殺菌時間短、無二次污染、殺菌具有普遍性和操作簡單等特點，也必將走進千家萬戶，為人民大眾的穿著健康保駕護航。

[1]張立成,傅金祥. 紫外線消毒工藝與應用概況[M].中國給水排水,2002,18(02).

[2]顧東風. 霧霾、健康與疾病預防[M].北京:中華預防醫(yī)學雜志, 2013,47(04).

[3]GB19258—2012.紫外線殺菌燈[Z].

指導老師：吳亮

武漢科技大學大學生科技創(chuàng)新基金（NO:13ZRC083）