基于紫外线杀菌的衣物消毒架设计

彭生辉,魏永帅（武汉科技大学　理学院,　武汉430081）

基于紫外线杀菌的衣物消毒架设计

彭生辉,魏永帅
（武汉科技大学理学院,武汉430081）

阐述了紫外线消毒灭菌的原理，国内外对于紫外消毒原理的应用，紫外线衣物消毒的优缺点，具体说明家庭衣物消毒。

衣物消毒，杀菌，紫外线，晾晒架

1　引言

传统的消毒方式主要是利用氯、臭氧等物质的化学性质来进行消毒，但是这种方式存在着很大的弊端——产生大量有毒的化合物，对环境和人类的健康有着极大的危害。1887年，人们发现了太阳光辐射可以杀灭培养基中细菌的特性，Downes和Blunt当时也报道了此事，从此人们对紫外线（UV）消毒展开了更深层次的研究。

2　紫外线消毒原理

紫外线是一种不可见光，在光谱中的位置位于紫端之外，其波长范围可分为A波段（UV-A），又称为黑斑效应紫外线（400-320nm）；B波段（UV-B），又称为红斑效应紫外线（320-275nm），C波段（UV-C），又称为灭菌紫外线（275-200nm）；D波段（UV-D），又称为真空紫外线（200-10nm）四个波段[1]。短波长的紫外线对细菌、真菌、病毒显微藻类等微生物的破坏力极强，一般是UV-C，当该波段的紫外线照射细菌体后，细菌内的核蛋白和核糖核酸(即DNA)会对该波段的紫外线中的能量进行强烈地吸收，致使它们之间的DNA链被打开并且断裂，导致DNA失去活性，自身无法复制繁殖，故而令得细菌迅速死亡。

3　衣物消毒现状

与传统的消毒方式相比，紫外线消毒虽然不具有持续性，但是其消毒速度快，效率高，且容易实施，有着较为广阔的应用前景。目前，国内外将紫外线消毒主要应用于污水处理、表面杀菌、医疗环境卫生等领域，但是在家庭等小型环境中的应用不是很多。在衣物消毒方面，衣物上附着着大量的螨虫、真菌、细菌(如青霉菌、毛霉菌、大肠杆菌等)，而常用的衣物消毒方法有消毒剂浸泡消毒、蒸汽消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等，大型医院、洗衣店由于消毒衣物多，一般都采用柜式的紫外线消毒或臭氧消毒。在家居方面，市面上主要是通过消毒液对衣物进行消毒，但是，这种消毒方式存在很多的问题。第一，具有强腐蚀性，强氧化性的消毒液会对衣物造成一定程度的损伤；第二，产生的废水、气体会造成环境污染；第三，不方便衣物的漂洗，若漂洗不净，其中的残留物会对人体造成伤害。而且，这样消毒的成本也是比较昂贵的。就目前而言，对家庭衣物消毒主要是在洗涤这一环节上，而忽略了在晾晒过程中会被空气中的细菌的二次污染，失去了对衣物消毒的意义。

随着社会的现代化和工业化，中国绝大多数城市的空气质量逐渐恶化，雾霾现象也越来越严重，PM2.5的比重越来越大，成为病毒和细菌的载体，细菌的活性也会有所增强，所以衣物晾晒过程中的消毒也极为重要[2]。

4　衣物消毒架结构

目前，家用衣物消毒有紫外线消毒柜，但是其体积较大，不灵活，且价格昂贵，推广范围小。为了使衣物消毒进入千家万户，可以保留原有的晾晒架的结构，设计制作出一种方便家庭使用的紫外线消毒晾晒架。

根据GB19258—2012《紫外线杀菌灯》的相关规定，晾晒架采用石英玻璃生产的无臭氧低气压汞蒸气放电紫外线杀菌灯（单端灯），其紫外辐射峰值波长为253.7nm，标称功率为55W(T5)[3]。

晾晒架的整体结构为圆形（如图）：

中间为圆柱形空间，四周空心骨架与挂杆相连，挂杆底部设有紫外灯和出气口。圆柱空间中设有吸气风扇，空气经过圆柱口上部滤网后，在内部进行紫外消毒杀菌，再经过加热器，通过空心骨架输送至挂杆，此时的空气经过消毒加热，再由出气口吹向晾晒的衣物，能够加快衣物的风干过程，挂杆底部的紫外灯，能够很好的对衣物内部消毒。在圆柱体下方有一个悬挂的紫外灯，对周围的衣物外部进行消毒杀菌，晾晒架周围由塑料薄膜将外界空气与衣物隔绝，可防止周围空气中的细菌二次污染。短波紫外线对于人体的皮肤也有着很大危害，所以这种塑料薄膜是由一种混合有紫外线吸收剂的树脂制成的透明包装材料，这样就可以在很大程度上消除紫外线对人的安全问题。这种晾晒架，整体轻便，价格低廉，安全性高，适合于家居生活。

根据GB19258—2012《紫外线杀菌灯》规定和实验的测定，杀菌效果和时间如下表：

单端T5紫外线灯杀菌效果及所需时间表

5　总结

由于空气环境的逐渐恶化，衣物消毒将会越来越受到人民大众的关注，紫外线消毒由于其具有高效率的杀菌、杀菌时间短、无二次污染、杀菌具有普遍性和操作简单等特点，也必将走进千家万户，为人民大众的穿着健康保驾护航。

[1]张立成,傅金祥. 紫外线消毒工艺与应用概况[M].中国给水排水,2002,18(02).

[2]顾东风. 雾霾、健康与疾病预防[M].北京:中华预防医学杂志, 2013,47(04).

[3]GB19258—2012.紫外线杀菌灯[Z].

指导老师：吴亮

武汉科技大学大学生科技创新基金（NO:13ZRC083）