このコラムは、レンセラー工科大学の照明システム&アプリケーションセンター(LESA)のウェブサイトに掲載した文書によって一部促されました。我々は、殺菌性UV-CとSARS-CoV-2のようなコロナウイルスに関連して尋ねられたトップ10の質問を掲載しました。このコラムはLEDマガジンに載っているから、トップ10のリストの一部を再検討し、殺菌用途におけるUV-C LEDの使用に特有の情報を追加します。
私たちが一般的に尋ねている最初の質問は、UV-C放射がSARS-CoV-2を殺すことができるかどうかです。事実は、ウイルスは技術的に生きていないので、それを殺すことは目標ではありません。むしろ、ウイルスを非アクティブ化または抑制できる技術を求めています。そして、はい、正しく適用されたUV-C放射線はコロナウイルスを非アクティブ化することができます。
「正しく適用される」がキーフレーズです。アプリケーションは、表面、水、または空気を消毒しようとするかどうかによって異なります。さらに、殺菌効能はUV-C投与量に依存する。投薬量は、UV-C源によって送達される放射量またはワット、ターゲットからの距離、およびUV-C露光の持続時間によって決定される。たとえば、サーフェスを消毒する場合は、距離が容易にわかります。HVACエアダクト内などの空気消毒アプリケーションでは、UV-C放射が空気と一緒に通過するダクトの長さに沿って空気消毒が起こり得るため、距離を推定することは容易ではありません。部屋の空気をすべて消毒するためにUV-Cソースを使用して試みることは、距離がさらに複雑な問題になります。詳細を掘り下げると、UV-C放射照度は単位面積当たりのワット数(通常は米国ではW/cm2)で測定され、線量は照射時間に秒単位で乗算して単位面積あたりのエネルギーを得ることによって計算されます[通常ジュール(J)/cm2]。
UV-Cソースに移行するLEDは、あらゆるタイプのUV-Cアプリケーションにおいて水銀放電ランプの代替として進歩しています。しかし、初期の可視光LEDがレガシーソースを奪うのに苦労したように、UV-C LEDも同様の課題に直面しています。一般的に、UV-C LEDは比較的高いコスト、出力電力の低下、寿命の短縮を実現します。LEDメーカーは、時間の経過とともにこれらの制限を克服することを期待しています。
ただし、一部の UV-C アプリケーションでは LED が使用できます。この技術は、家庭用キッチンの蛇口から水処理用ポンプ、ソーダディスペンサーの給水に至るまで、さまざまな水消毒システムに埋め込まれています。確かに、水銀ランプは、サイズと潜在的な汚染物質の懸念のために、このようなアプリケーションに展開するのは難しいでしょう。
しかし、最近のニュースとなっているUV-Cシステムのほとんどは、表面または空気消毒に焦点を当てています。そして、これらのシステムのほとんどは、レガシーランプを使用しています。例えば、LEDSマガジンは、ジェットコックピットの表面を消毒するためのユナイテッド航空のアプリケーションと、ロボットを使用してジェット機の乗客のキャビンを消毒するJetBlueアプリケーションをカバーしました。
リア・スコット UV-C LED の出力電力制限により、このようなアプリケーションでのコンポーネントの有効使用が制限されたり、必要な LED の数が非常に高価になる場合があります。HVAC ダクトでの展開など、他のアプリケーションは別の話になる場合があります。
水銀ランプなどの従来のソースに対するLEDについて考えるとき、ソースに基づくシステムがどのように動作するかを考える必要があります。ランプのウォームアップ時間と繰り返しオン/オフ切り替えによる寿命短縮は、稼働率(例えば、気流)が連続していない場合でも連続運転が必要になるため、水銀ランプにとってソース寿命は非常に重要です。
LEDは電源オン/オフを切り、瞬時に実質的にフル出力を実現できます。サイクル電源は、コンポーネントを損傷しません。HVAC システムでは、空気が循環していないときに UV-C LED をオフにできます。したがって、製品の寿命の考慮が変わります。パルスモードで使用されるLEDは、一部のアプリケーションでより大きな殺菌効果を提供することができるという証拠もあります。いくつかの研究は、水の消毒と大腸菌のこのような有効性の改善を示しています。.その理由は現時点では完全には理解されておらず、より多くの研究が必要です。
また、222 nmの範囲のいわゆる遠紫外線-C波長のLEDについても尋ねられます。今のところ、このような短波長ではLEDが利用できず、そのようなLEDコンポーネントを供給するという課題は頑丈に見えます。しかし、私たちのメッセージは、アプリケーションとシステムの使用モデルの徹底的な分析だけが、LEDまたはレガシーソースがプロジェクトで最良の選択であるかどうかを決定するというものです。
※2020年10月号のLEDマガジンに掲載されたコラムの拡張版。
