多波灭菌系统的制作方法
【专利说明】多波灭菌系统
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年8月28提交的标题为“Multi Wave Sterilizat1n System”的共同未决美国临时申请N0.61/694，235的权益，该申请通过引用被结合于此。
技术领域
[0003]本公开内容一般而言涉及紫外辐射，并且更具体而言，涉及利用紫外辐射对位于存储设备的存储区域中的微生物，诸如病毒、细菌等进行破坏、抑制等的解决方案。
【背景技术】
[0004]卫生和生物物品，诸如食物，的可靠和卫生存储是主要问题。例如，该问题在整个食品行业中都存在，例如，制造商、零售商、餐馆以及在每个家庭，并且对餐饮服务场所尤其显著，其中食物质量控制的相关问题也很显著。除了在容易获得电力的固定位置(例如，冰箱)的食物存储和质量控制，适当的食物存储和质量控制在不受限制的电力和/或稳定的存储设备，诸如冰箱，不可用的情形下也是重要的，诸如野餐、露营、流动食品亭、款待或战场吃饭地点、搜救，等等。除了食物，其它被存储的物品也需要卫生的存储。例如，医疗和化学设备、建筑木材等也需要在生物安全的环境中存储。由于环境温度显著影响细菌活性，因此对环境温度的有效控制对于确保各种物品的可靠卫生存储是重要的工具。
[0005]新鲜的食物产品可以利用紫外光作为杀菌介质进行处理，以减少食物滋生的微生物负载(microbial load)。水被利用紫外光处理一段时间，以提供安全的饮用水。能够通过系统被泵送的水果和蔬菜产品一般都非常适合通过紫外光处理，以减少微生物负载。如今，这些产品中大部分都被巴氏灭菌，以获得微生物安全和营养的产品。但是，由于温度和处理时间，巴氏灭菌会改变此类产品的口感和风味。来自不同来源的果汁可以通过暴露给不同剂量的紫外光被处理。另一方面，除其它的之外，诸如暴露时间、水果产品类型、果汁颜色和果汁成分之类的变量需要被研宄，以获得具有减少的微生物负载、增加的保质期以及适当的感官和营养特性的水果产品。对于除液体之外的食物产品，通过应用紫外光作为杀菌介质来减少微生物负载也被研宄。而且，紫外线技术可以是液体巴氏灭菌的资源，或者，代替热处理或应用抗菌化合物，作为备选技术给固态食物杀菌。
[0006]一般而言，紫外(UV)光被归类为三个波长范围:从大约200纳米(nm)到大约280nm的UV-C ;从大约280nm到大约315nm的UV-B ;以及从大约315nm到大约400nm的UV-A。一般而言，紫外光，并且特别地，UV-C光，是“有杀菌力的”，即，它使细菌、病毒和其它病原体的DNA失去活性，并且因此破坏它们繁殖并造成疾病的能力。这有效地导致微生物的灭菌。具体而言，通过在DNA中的某些相邻碱基(base)之间形成共价键，UV-C光对微生物的核酸造成破坏。这些键的形成防止DNA被“拉开”(unzip)用于复制，并且生物既不能为生命过程产生分子要素，也不能复制。实际上，当生物不能产生这些要素分子或者不能复制时，它就死亡。具有大约在大约250至大约280nm之间波长的UV光提供最高的杀菌效果。虽然对UV光的易感性变化，但是暴露于大约20至大约34毫瓦-秒/cm2的UV能量就足以使大约99%的病原体失去活性。
[0007]杀菌紫外(UV)辐射流量(例如，剂量)通常是利用DNA吸收频谱作为对相关波长效率的加权因子来测量的。但是，这种基于DNA的加权不一定匹配被处理的微生物的频谱敏感性。例如，枯草芽胞杆菌孢子在欧洲常常被用于UV反应堆验证。相反，MS2大肠杆菌噬菌体在美国常常被用于验证试验。当这两种生物体都在跨从大约214nm至大约293nm的杀菌频谱被暴露给准单色UV辐射时，MS2对于大约214nm附近的波长更敏感三倍，而枯草芽胞杆菌孢子对于在大约256nm的波长更敏感。
【发明内容】
[0008]发明人提供了利用紫外辐射对位于存储设备的存储区域，诸如冷藏单元的存储区域，中的微生物，诸如病毒、细菌等进行破坏、抑制等的解决方案。例如，通过破坏和/或抑制可能位于存储区域中的病毒和/或细菌的复制功能，该解决方案的实施例被配置为应用目标强度和波长的紫外辐射来保存和/或消毒存储区域。类似地，这种解决方案可以实现为其它存储环境的部分，诸如餐具室、购物袋、盒子、生物对象存储容器，等等。
[0009]本发明的各方面提供了其中紫外辐射被指向区域中的解决方案。紫外辐射源的目标波长范围和目标强度范围可以对应于包括病毒破坏操作配置和细菌消毒操作配置的多个可选择的操作配置当中至少一个。每个操作配置可以具有目标紫外线波长和目标紫外线强度的唯一组合。
[0010]本发明的第一方面提供了一种系统，包括:至少一个紫外辐射源，被配置为生成指向区域中的紫外辐射；以及监视和控制系统，用于通过执行包括如下步骤的方法来管理存储区域:监视存储区域和位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合；以及利用多个可选择的操作配置当中至少一个和当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射源生成的紫外辐射，其中可选择的操作配置包括:病毒破坏操作配置和细菌消毒操作配置。
[0011]本发明的第二方面提供了一种食物存储设备，包括:存储区域，被配置为存储至少一个易腐烂的食品；至少一个紫外辐射源，被配置为生成指向该存储区域中的紫外辐射；以及监视和控制系统，用于通过执行包括如下步骤的方法来管理存储区域:监视存储区域和位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合；以及利用多个可选择的操作配置当中至少一个和当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射源生成的紫外辐射，其中可选择的操作配置包括:病毒破坏操作配置和细菌消毒操作配置。
[0012]本发明的第三方面提供了一种冷藏设备，包括:存储区域，被配置为存储至少一个冷藏物品；被配置为控制存储区域的至少一个环境条件的部件，其中这至少一个环境条件包括以下至少一个:温度、湿度、气体对流或流体对流；至少一个紫外辐射源，被配置为生成指向该存储区域中的紫外辐射；以及监视和控制系统，用于通过执行包括如下步骤的方法来管理存储区域:监视存储区域和位于存储区域中的物品集合当中至少一个的当前条件集合；以及利用多个可选择的操作配置当中至少一个和当前条件集合来控制由至少一个紫外辐射源生成的紫外辐射，其中可选择的操作配置包括:病毒破坏操作配置和细菌消毒操作配置。
[0013]本发明的说明性方面被设计成解决本文所描述的一个或多个问题和/或未讨论的一个或多个问题。
【附图说明】
[0014]结合绘出本发明各方面的附图，通过以下对本发明各方面的详细描述，本公开内容的这些和其它特征将更容易理解。
[0015]图1示出了根据实施例的说明性紫外辐射系统。
[0016]图2示出了根据实施例的说明用于操作紫外辐射源的操作配置的使用的框图。
[0017]图3示出了根据实施例的包括紫外辐射系统的说明性系统。
[0018]图4A-4C示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
[0019]图5A-5F示出了根据实施例的与紫外辐射系统一起使用的说明性存储设备。
[0020]图6A和6B不出了根据实施例的与紫外福射系统一起使用的说明性存储设备。
[0021]图7示出了根据实施例的说明性存储设备的透视图。
[0022]应当注意，附图可能不是按比例的。附图仅仅是要绘出本发明的典型方面，并且因此不应当被认为是限制本发明的范围。在附图中，相同的标号在附图之间代表相同的元件。
【具体实施方式】
[0023]如以上所指示的，本发明的各方面提供了紫外辐射指向区域中的解决方案。紫外辐射源的目标波长范围和目标强度范围对应于包括病毒破坏操作配置和细菌消毒操作配置的多个可选择的操作配置当中至少一个。如在本文中所使用的，除非另外指出，否则术语“集合”指一个或多个(即，至少一个)并且短语“任何解决方案”指任何现在已知或以后开发的解决方案。此外，如在本文中所使用的，紫外辐射/光指波长在大约10纳米(nm)至大约400nm范围内的电磁福射，而紫外-C(UV-C)指波长在大约10nm至大约280nm范围内的电磁辐射，紫外-B(UV-B)指波长在大约280至大约315纳米范围内的电磁辐射，紫外-A(UV-A)指波长在大约315至大约400纳米范围内的电磁辐射。还如在本文中所使用的，当材料/结构对特定波长的紫外光具有至少百分之三十的紫外线反射系数时，该材料/结构被认为对特定波长的紫外光是“反射性的”。在更特定的实施例中，高度紫外线反射材料/结构具有至少百分之八十的紫外线反射系数。此外，当材料/结构允许显著数量的紫外辐射经过它时，该材料/结构被认为对特定波长的紫外光是“透明的”。在实施例中，对紫外线透明的结构由允许至少百分之十的紫外线辐射通过它的材料制成并具有允许这样的厚度。
[0024]现在转向附图，图1示出了根据实施例的紫外辐射系统10。在这种情况下，系统10包括实现为包括分析程序30的计算机系统20的监视和/或控制系统11，该分析程序30使计算机系统20可操作成通过执行本文所述的过程来管理紫外(UV)辐射源12。特别地，分析程序30可以使计算机系统20