Trong môi trường sản xuất, vấn đề nhiễm khuẩn trong nước sử dụng trong quy trình sản xuất không phải là điều gì xa vời. Đó là vấn đề có thể khiến toàn bộ dây chuyền sản xuất ngừng hoạt động vào lúc bạn ít ngờ tới nhất. Khi cần tiến hành khử trùng liên tục mà không sử dụng hóa chất, thì yếu tố then chốt chính là kỹ thuật: làm thế nào để cung cấp lượng tia UV cần thiết cho dòng chất lỏng – một cách nhanh chóng và ổn định, từ ca làm việc này sang ca làm việc khác.
Điều quan trọng về mặt kỹ thuật là việc sử dụng các đèn UV có cường độ cao, với bước sóng khoảng 254 nm – đây chính là bước sóng mà axit nucleic hấp thụ mạnh nhất. Trong buồng xử lý, yếu tố quan trọng không phải là công suất của đèn, mà chính là lượng tia UV được cung cấp cho dòng chất lỏng – tính bằng mJ/cm². Để tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn và virus, hệ thống cần cung cấp đủ lượng tia UV, ngay cả trong những trường hợp dòng chất lỏng chảy qua các đoạn khó khăn nhất.
Mục tiêu thiết kế thông thường cho các dòng chất lỏng trong các nhà máy công nghiệp và cơ sở xử lý nước là khoảng 20–60 mJ/cm². Tuy nhiên, công suất của đèn cần phải đủ để bù đắp cho hiện tượng suy giảm cường độ tia UV do các yếu tố khác. Chúng tôi thiết kế các đèn sao cho có công suất cao trên mỗi đơn vị chiều dài, vị trí của dây tia ổn định, và công suất duy trì ổn định trong suốt thời gian sử dụng. Ngoài ra, chúng tôi còn điều chỉnh chiều dài dây tia và độ dày lớp thủy tinh sao cho tia UV có thể chiếu rộng khắp toàn bộ dòng chất lỏng, chứ không chỉ ở vị trí trung tâm.
Tại sao phương pháp này lại hiệu quả trong thực tế? Trong một hệ thống dòng chất lỏng thực tế, thời gian lưu lại của chất lỏng chính là yếu tố quyết định hiệu quả khử trùng. Việc sử dụng đèn UV có cường độ cao giúp rút ngắn thời gian tiếp xúc với tia UV, đồng thời vẫn đảm bảo lượng tia UV cần thiết. Nhờ vậy, có thể sử dụng những thiết bị có kích thước nhỏ hơn và tăng hiệu suất xử lý – mà không cần sử dụng hóa chất. Kết quả là số lượng vi khuẩn giảm xuống mức cho phép, và hệ thống có thể hoạt động ổn định với ít sự can thiệp từ người vận hành. Năng lượng cũng được kiểm soát tốt, vì các đèn có thể cung cấp lượng tia UV cần thiết theo yêu cầu, và thiết kế buồng xử lý giúp chuyển đổi năng lượng điện thành tia UV một cách hiệu quả.
Một vài chi tiết quan trọng cần lưu ý: Hiệu quả khử trùng bằng tia UV phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố dòng chất lỏng. Cần có dòng chất lỏng chảy một cách liên tục và có các bộ phận ngăn chặn dòng chất lỏng chảy theo hướng sai, để tránh tình trạng một số phần của dòng chất lỏng chỉ nhận được lượng tia UV không đủ để tiêu diệt vi khuẩn. Công suất của đèn sẽ giảm theo thời gian sử dụng, vì vậy cần theo dõi và đo lường định kỳ. Ngoài ra, cần giữ cho các lớp thủy tinh bảo vệ đèn luôn sạch sẽ; bởi vì các lớp cặn bẩn và màng sinh học có thể cản trở việc truyền tia UV, ngay cả với những đèn có công suất cao nhất.