초음파로 세균이 죽나요? 궁금해요

Question

가습기 문제로 세균이 거론 되는데요.

가습기는 초음파 원리인데 이 원리로 물분자가 분해되어 미립자인 수증기가 되는게 아니라 물덩어리 채 나온다 하더라구요.

그래서 이 물이 오염이 된 체로 가습이 될경우 균이 사방팔방 번지다고 들었는데요.

저번엔 실험실에서 E.coli cell을 깨는데 초음파 기구를 쓴다고 하는데,

질문. 가습기 초음파 Hz값과 cell을 깨는 초음파 Hz값의 차이가 궁금합니다.

Answer 1

상용으로 사용하는 가습기의 초음파 주파수는 약 1~2MHz 사이라고 보시면됩니다.

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파장으로 변환한다면 물에서 약 1.5mm, 0.75mm 정도 되겠지요. 대장균과 비교하면 아주아주 큰 수치라서 대장균에게 영향을 주긴 어렵습니다.

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세포단위는 1um이하 혹은 수 um 정도 크기가 되므로, 세포사이즈에 영향을 주려면, 첫째로 아주 고주파 초음파 트랜스듀서를 만들어야하고, 아주 강한 집속을 위해 구형으로된 포커씽 구조를 만들어야합니다.

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대충 계산해 봐도 100MHz 이상은 되어야 그럴싸한 영향을 줄 수 있을거 같네요.

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이런 초음파 기구를 만들수 있는 회사는 매우 적기 떄문에 아마 연구실에서 직접 만든 장비나, 다른 연구실과 협업해서 연구실에서 만든 장비로 실험을 진행할겁니다.

Answer 2

- 초음파 가습기와 초음파 살균기에 사용되는 진동수만을 말씀드리면

1. 초음파 가습기는 0.3~34 MHz 정도의 진동수를 이용하며,

2. 초음파세척기는 25~100 KHz 정도의 진동수를 이용합니다.

- 초음파 살균의 원리에 대해 말씀드리면,

- 수중에 초음파가 가해질 때, 수중에 수 마이크로미터의 기포들이 생성소멸을 반복하는 캐비테이션이라는 현상이 생깁니다.

- 이 미세한 기포는 오염물질 속을 파고들거나 수중에 있는 세균을 타격하여 열이나 충격파에 의해 살균하는 것으로 알려져 있습니다.

- 공기방울이 어떻게 세균을 죽일 수 있냐고 의아해하실 분이 계실지 모르겠지만, 초음파에 의해 발생하는 캐비테이션 기포가 생성 소멸될 때의 기포 내부 온도는 5,000도에 이르며 순간 기압은 1,000기압까지 올라간다고 합니다. 즉, 살균이 충분히 가능하다는 말씀이죠.

- 최근, 소독제, 열, UV 등에 의한 살균시스템이 음식물의 맛을 변형시키거나 식료품의 효율적인 생산 등에 많은 문제점이 나타나고 있어서, 식품제조 및 유통업계에서 새로운 기술로 초음파살균 관련 기술들이 재조명을 받는 상황입니다.

궁금증이 풀리셨기를 바랍니다.