紫外線梯度殺菌、消毒和存儲系統的制作方法
【專利說明】紫外線梯度殺菌、消毒和存儲系統
[0001]對相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年8月28提交的標題為“Ultrav1let Smart GradientSterilizat1n, Disinfect1n，and Storage Systems” 的共同未決美國臨時申請N0.61/694，238的權益，該申請通過引用被結合于此。
技術領域
[0003]本公開內容一般而言涉及紫外輻射，并且更具體而言，涉及利用紫外輻射對存儲設備進行殺菌、消毒等的存儲區域的解決方案。
【背景技術】
[0004]衛生和生物物品，諸如食物，的可靠和衛生存儲是主要問題。例如，該問題在整個食品行業中都存在，例如，制造商、零售商、餐館以及在每個家庭，并且對餐飲服務場所尤其顯著，其中食物質量控制的相關問題也很顯著。除了在容易獲得電力的固定位置(例如，冰箱)的食物存儲和質量控制，適當的食物存儲和質量控制在不受限制的電力和/或穩定的存儲設備，諸如冰箱，不可用的情形下也是重要的，諸如野餐、露營、流動食品亭、款待或戰場吃飯地點、搜救，等等。除了食物，其它被存儲的物品也需要衛生的存儲。例如，醫療和化學設備、建筑木材等也需要在生物安全的環境中存儲。由于環境溫度顯著影響細菌活性，因此對環境溫度的有效控制對于確保各種物品的可靠衛生存儲是重要的工具。
[0005]新鮮的食物產品可以利用紫外光作為殺菌介質進行處理，以減少食物滋生的微生物負載(microbial load)。水被利用紫外光處理一段時間，以提供安全的飲用水。能夠通過系統被栗送的水果和蔬菜產品一般都非常適合通過紫外光處理，以減少微生物負載。如今，這些產品中大部分都被巴氏滅菌，以獲得微生物安全和營養的產品。但是，由于溫度和處理時間，巴氏滅菌會改變此類產品的口感和風味。來自不同來源的果汁可以通過暴露給不同劑量的紫外光被處理。另一方面，除其它的之外，諸如暴露時間、水果產品類型、果汁顏色和果汁成分之類的變量需要被研究，以獲得具有減少的微生物負載、增加的保質期以及適當的感官和營養特性的水果產品。對于除液體之外的食物產品，通過應用紫外光作為殺菌介質來減少微生物負載也被研究。而且，紫外線技術可以是液體巴氏滅菌的資源，或者，代替熱處理或應用抗菌化合物，作為備選技術給固態食物殺菌。
[0006]一般而言，紫外(UV)光被歸類為三個波長范圍:從大約200納米(nm)到大約280nm的UV-C ;從大約280nm到大約315nm的UV-B ;以及從大約315nm到大約400nm的UV-A。一般而言，紫外光，并且特別地，UV-C光，是“有殺菌力的”，即，它使細菌、病毒和其它病原體的DNA失去活性，并且因此破壞它們繁殖并造成疾病的能力。這有效地導致微生物的滅菌。具體而言，通過在DNA中的某些相鄰堿基(base)之間形成共價鍵，UV-C光對微生物的核酸造成破壞。這些鍵的形成防止DNA被“拉開”(unzip)用于復制，并且生物既不能為生命過程產生分子要素，也不能復制。實際上，當生物不能產生這些要素分子或者不能復制時，它就死亡。具有大約在大約250至大約280nm之間波長的UV光提供最高的殺菌效果。雖然對UV光的易感性變化，但是暴露于大約20至大約34毫瓦-秒/cm2的UV能量就足以使大約99%的病原體失去活性。
[0007]已經設法使用各種方法來使用紫外光給隔室，諸如冰箱中的隔室，消毒。例如，一種方案提供利用冰箱的標準電路系統的多個小的低電流UV光來給UV光源供電。另一種方案使用安裝在冰箱頂部部分的UV燈和整個內部的反射襯里在整個隔室中反射UV輻射。另一種方案提供具有附連到冰箱內部側壁的單個UV源的UV系統把光輻射到整個隔室，或者作為備選，向有限的隔室提供UV暴露。還有另一種方案建議用于冰箱的內部隔室的空氣凈化器，該空氣凈化器利用UV過濾器減少再循環的空氣中的病原體。還有另一種方案為冰箱提供UV光輻射部件，以便根除來自其中所容納的存儲容器的低等級光，以促進食物的新鮮度。

【發明內容】

[0008]發明人提供了利用紫外輻射對存儲設備的存儲區域進行殺菌、保存、消毒、凈化等的解決方案。例如，實施例被配置為掃描并監視存儲區域中微生物的存在并且在存儲區域中指定的區應用紫外輻射，以對存儲區域進行保存、殺菌、消毒、凈化等。類似地，這種解決方案可以實現為其它存儲環境的部分，諸如餐具室、購物袋、盒子、生物對象存儲容器，等等。
[0009]本發明的各方面提供了其中紫外輻射被指向區域中的解決方案。該存儲區域被掃描并監視指定區中生物活性的存在。一旦識別出生物活性，紫外輻射就被指向以殺菌和消毒存儲區域中指定的區。
[0010]本發明的第一方面提供了一種系統，包括:至少一個紫外輻射源，被配置為生成指向存儲區域中的紫外輻射；以及監視和控制系統，用于通過執行包括如下步驟的方法來管理存儲區域:監視存儲區域和位于存儲區域中的物品集合當中至少一個；以及基于該監視通過把針對性紫外輻射輸送到存儲區域中至少一個指定的區來控制由至少一個紫外輻射源生成的紫外輻射。
[0011]本發明的第二方面提供了一種食物存儲設備，包括:存儲區域，被配置為存儲至少一個易腐爛的食品；至少一個紫外輻射源，被配置為生成指向該存儲區域中的紫外輻射；以及監視和控制系統，用于通過執行包括如下步驟的方法來管理存儲區域:監視存儲區域和位于存儲區域中的物品集合當中至少一個；以及基于該監視通過把針對性紫外輻射輸送到存儲區域中至少一個指定的區來控制由至少一個紫外輻射源生成的紫外輻射。
[0012]本發明的第三方面提供了一種冷藏設備，包括:存儲區域，被配置為存儲至少一個冷藏物品；配置為控制存儲區域的至少一個環境條件的部件，其中這至少一個環境條件包括以下至少一個:溫度、濕度、氣體對流或流體對流；至少一個紫外輻射源，被配置為生成指向該存儲區域中的紫外輻射；以及監視和控制系統，用于通過執行包括如下步驟的方法來管理存儲區域:監視存儲區域和位于存儲區域中的物品集合當中至少一個；以及基于該監視通過把針對性紫外輻射輸送到存儲區域中至少一個指定的區來控制由至少一個紫外輻射源生成的紫外輻射。
[0013]本發明的說明性方面被設計成解決本文所描述的一個或多個問題和/或未討論的一個或多個問題。
【附圖說明】
[0014]結合繪出本發明各方面的附圖，通過以下對本發明各方面的詳細描述，本公開內容的這些和其它特征將更容易理解。
[0015]圖1示出了包括根據實施例的說明性紫外輻射系統。
[0016]圖2示出了根據實施例的包括紫外輻射系統的說明性系統。
[0017]圖3示出了根據實施例的操作該系統的說明性方法的流程圖。
[0018]圖4A-4C示出了根據實施例的與紫外輻射系統一起使用的說明性存儲設備。
[0019]圖5A-5F示出了根據實施例的與紫外輻射系統一起使用的說明性存儲設備。
[0020]圖6A和6B不出了根據實施例的與紫外福射系統一起使用的說明性存儲設備。
[0021]圖7A-7E示出了根據實施例的與紫外輻射系統一起使用的說明性存儲設備。
[0022]圖8示出了根據實施例的說明性存儲設備的透視圖。
[0023]應當注意，附圖可能不是按比例的。附圖僅僅是要繪出本發明的典型方面，并且因此不應當被認為是限制本發明的范圍。在附圖中，相同的標號在附圖之間代表相同的元件。
【具體實施方式】
[0024]如以上所指示的，本發明的各方面提供了紫外輻射在區域中照射的解決方案。針對存儲區域指定的區中生物活性的存在，存儲區域可以被掃描和監視。一旦在區中識別出生物活性，紫外輻射就被指向以殺菌和消毒該區。如在本文中所使用的，除非另外指出，否則術語“集合”指一個或多個(即，至少一個)并且短語“任何解決方案”指任何現在已知或以后開發的解決方案。此外，如在本文中所使用的，紫外輻射/光指波長在大約10納米(nm)至大約400nm范圍內的電磁福射，而紫外-C(UV-C)指波長在大約10nm至大約280nm范圍內的電磁輻射，紫外-B(UV-B)指波長在大約280至大約315納米范圍內的電磁輻射，紫外-A (UV-A)指波長在大約315至大約400納米范圍內的電磁輻射。還如在本文中所使用的，當材料/結構對特定波長的紫外光具有至少百分之三十的紫外線反射系數時，該材料/結構被認為對特定波長的紫外光是“反射性的”。在更特定的實施例中，高度紫外線反射材料/結構具有至少百分之八十的紫外線反射系數。此外，當材料/結構允許顯著數量的紫外輻射經過它時，該材料/結構被認為對特定波長的紫外光是“透明的”。在實施例中，紫外線透明的結構由允許至少百分之十的紫外線輻射通過它的材料制成并具有允許這樣的厚度。
[0025]現在轉向附圖，圖1示出了根據實施例的紫外輻射系統10。在這種情況下，系統10包括實現為包括分析程序30的計算機系統20的監視和/或控制系統11，該分析程序30使計算機系統20可操作成通過執行本文所述的過程來管理紫外(U