Традиционално, у прехрамбеној индустрији, чишћење и дезинфекција се обављају помоћу детерџената и течне воде. Бактерије на површинама формирају биофилмове и јако се пријањају за површину [Референца 1].
Истраживања су показала да се ови биофилмови не уклањају лако растворима детерџента јер су лепљиви. Бактерије је лакше уклонити из течних раствора него са чврстих површина као што је нерђајући челик.
Биофилмове је често тешко уклонити механичким и хемијским средствима. Потребно је истражити алтернативне методе дезинфекције како би се замениле механичке и хемијске методе. Слика 1 приказује површину од нерђајућег челика заражену бактеријама.
Ласерско чишћење бактеријски инфицираних површина је веома ефикасан метод јер се топлота произведена ласером користи за дезинфекцију површине. Слика 2 приказује ласерско чишћење контаминиране палете.
Истраживања су спроведена да би се разумела ефикасност коришћења различитих врста ласера за чишћење површина заражених бактеријама. Ласери који се обично користе су пулсни ласери, али је избор таласне дужине, енергије импулса и брзине понављања веома важан. У једној студији [Референца 2], седам различитих типова ласера, у распону од ултраљубичастог (355 нм) до далеког инфрацрвеног (118 μм), коришћено је за проучавање њихове ефикасности у убијању бактерија Есцхерицхиа цоли (Е-Цоли). Међу овим ласерима, коришћен је ЦО2 пулсни ласер од 10,6 μм и вишеструки Нд:ИАГ ласери који раде на номиналним таласним дужинама, другом и трећем хармонику.
Истраживања показују да је изнад одређене густине енергије ЦО2 пулсни ласер најефикаснији у уклањању бактерија, а затим Нд:ИАГ ласер. Ефикасност УВ зрака у убијању бактерија је добро позната, а трећи ефикасан ласер је трофреквентни Нд:ИАГ ласер (емисија 355 нм). За потребе тестирања, Е. цоли је узгајана на неколико плоча и плоче су биле изложене ласерској светлости. Након излагања, плоче су инкубиране на 37 степени током 24 сата. Ако ласерска стерилизација функционише, након раста ће се посматрати подручја без бактерија. Табела 1 приказује различите параметре ласера и области без бактерија које су примећене након излагања таквим ласерима.
Као што се може видети из горње табеле, густина енергије Лумоницс Нд:ИАГ ласера (10 мсец импулса са 10 џула енергије на 20 Хз) била је 246 пута већа од ЦО2 ласера, а време експозиције је такође било 533 пута дуже. Ова разлика се може приписати чињеници да вода апсорбује средње ИР зрачење (на 10,6 μм) много јаче од блиског ИР (1,06 μм) и пошто бактерије Е-Цоли бораве у води, лакше се убијају.
УВ таласне дужине на 355 нм такође су добро реаговале на стерилизацију као што је приказано у табели. Ласери са утрострученом фреквенцијом радили су при брзини понављања од 10 Хз и имали су трајање импулса од око 5 нс. Упоређујући Сурлите фреквенцијски троструки ласер са Лумоницс Нд:ИАГ ласером, може се видети да са средњом снагом 200 пута мањом и временом експозиције скоро 5 пута краћим (густина енергије је била скоро 20 пута мања), Сурлите ласер је постигао површину чишћења истог реда величине у поређењу са Нд:ИАГ (0,123 цм2 у поређењу са 0,715 цм2).
Осим ласера који су били ефикасни у убијању бактерија Е-Цоли, постојали су и други ласери који су били неефикасни. Неки од ових ласера су укључивали далеки ИР ласер на 118 μм, диодни ласер на 0.81 μм и Аргон јонски ласер на 0.488 μм. Неколико различитих густина енергије коришћено је за ове ласере, али је утврђено да су неефикасни у убијању бактерија на површинама.
Аллиед Сциентифиц Проје развио ласерски систем за чишћење базиран на влакнима који је већ коришћен и доказао се да ради у многим различитим областима као што су уклањање руха у ваздухопловној индустрији, чишћење историјских споменика и деконтаминација нуклеарног објекта. Ови ласерски системи за чишћење имају ласерску главу, оптику и галво огледала која могу да праве зраке различитих облика. Обично се користи линеарни сноп, али да би се проширила примена ових ласерских система за чишћење на површине заражене бактеријама, и да би се повећала густина енергије зрака, може се створити кружна величина тачке. Што се тиче стопе понављања и средње снаге, спецификације су компатибилне са параметрима Нд:ИАГ ласера компаније Лумоницс, наведеним у табели 1.
Слика 4 приказује систем ласерског чишћења компаније Аллиед Сциентифиц про. Ово је систем од 100 В који ради на таласној дужини од 1030 нм под називом Ласер Бласт 100.
Операције чишћења контаминираних металних површина у прехрамбеној индустрији могу имати велике користи од система ласерског чишћења који је горе описан. Бржи је и ефикаснији од традиционалних метода коришћењем механичких и хемијских средстава.
