Feuchtemessungen in Biodekontaminationsanwendungen mit verdampftem Wasserstoffperoxid
VH2O2 hat viele Vorteile im Vergleich zu anderen üblicherweise verwendeten Sterilisationsmitteln wie Chlordioxid, Formaldehyd und Ethylenoxid. Es kann bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden und ist mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel. Mithilfe einer präzisen Steuerung des Dekontaminationszyklus kann VH2O2 aufgrund seiner Fähigkeit, DNA, Proteine und Membranlipide zu oxidieren, das gesamte Spektrum biologischer Verunreinigungen zerstören. Ein weiterer Vorteil von Wasserstoffperoxid (H2O2) besteht darin, dass es sich in Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2) zersetzt:
2H2O2 2H2O+O2
Sobald eine Biodekontamination sbelüftungsphase abgeschlossen ist, befinden sich keine toxischen Verbindungen mehr im Dekontaminationsbereich, und die Oberflächen sind frei von chemischen Rückständen
Typischer VH2O2- Biodekontaminationszyklus
Die Dekontaminationswirksamkeit von VH2O2 hängt von mehreren Faktoren ab, wie Konzentration von verdampftem H2O2, Einwirkungsdauer, Gaszirkulation sowie Art der Organismen, die neutralisiert werden. Sobald alle Qualifizierungsschritte durchgeführt wurden und der Biodekontaminationszyklus validiert wurde, kann die VH2O2-Biodekontamination mit zufriedenstellenden Ergebnissen wiederholt werden.
Biodekontamination kann in vier separate Schritte unterteilt werden, von denen jeder sorgfältig gesteuert und überwacht werden muss:
- ENTFEUCHTUNGSPHASE Der zu dekontaminierende Bereich muss vor der Klimatisierungsphase entfeuchtet werden, da Wasserstoffperoxiddampf mit Wasserdampf in die Umgebung injiziert wird. Wird keine Entfeuchtung durchgeführt, kann unerwünschte Kondensation auftreten.
- KLIMATISIERUNGSPHASE In dieser Phase werden die korrekten Bedingungen für die Dekontamination erreicht, und VH2O2 wird in die Umgebung injiziert.
- BIODEKONTAMINATIONSPHASE Zielwerte hängen von der Anwendung ab, zum Beispiel H2O2 300 … 1 200 ppm, Feuchte 50 … 100 %. Oberflächen und Mikroorganismen werden ausreichend lange tödlichen Konzentrationen von Wasserstoffperoxiddampf ausgesetzt.
- BELÜFTUNGSPHASE H2O2 wird typischerweise mithilfe eines Katalysators in Wasserdampf und Sauerstoff katalysiert.
Relative Feuchte, relative Sättigung und VH2O2- Konzentration
Wasser (H2O) und Wasserstoffperoxid (H2O2) weisen beide eine ähnliche molekulare Struktur auf; beide wirken sich auf die Feuchte und den Sättigungspunkt der Luft aus. Die relative Feuchte (rF) gibt per Definition nur den Wasserdampfgehalt in der Luft im Verhältnis zur Temperatur an. In Luft, die reich an Wasserstoffperoxiddampf ist, tritt Kondensation vor 100 % relativer Feuchte auf.
Die Kombination aus Wasserdampf und Wasserstoffperoxiddampf bestimmt die relative Sättigung (rS). Relative Sättigung hängt von der Konzentration von Wasser- und Wasserstoffperoxiddampf sowie von der Lufttemperatur ab. Je höher die Temperatur, desto mehr Wasserund Wasserstoffperoxiddampf kann von der Luft aufgenommen werden. Je niedriger der Feuchtegehalt, desto mehr H2O- und H2O2-Moleküle können vor der Kondensation zugesetzt werden.
Der Einsatz von Standardsensoren für relative Feuchte wird unter Bedingungen von verdampftem H2O2nicht empfohlen, weil ihnen eine katalytische Schutzschicht fehlt, um die Wasserstoffperoxidmoleküle abzubauen. Wenn ein Feuchtesensor schädlichen Konzentrationen von Wasserstoffperoxid ausgesetzt wird, können Abweichungen bei der Messgenauigkeit auftreten. Das Ausmaß der Sensorabweichung hängt von der H2O2-Konzentration und Einwirkungsdauer ab.
Da Feuchtesensoren für Wasserdampf ausgelegt sind, führt Wasserstoffperoxid zu einer stärkeren Reaktion des Sensors. Dies bedeutet, dass die mit Messungen von normalen Feuchtesensoren berechnete relative Sättigung einen größeren Messfehler verursachen kann, insbesondere in höheren VH2O2-Konzentrationen.
Alternativ kann ein Feuchtesensor mit einer katalytischen Schicht verwendet werden. Die katalytische Schicht bietet zusätzlichen Schutz für den Sensor, indem schädliches VH2O2 abgebaut wird. Dadurch misst der Sensor nur den relativen Feuchtegehalt und lässt den relativen Sättigungsgehalt unbeachtet. Erwähnenswert ist auch, dass VH2O2 zusätzliche Messfehler während der Biodekontamination verursachen kann.
Ein Teil der katalysierten Feuchte wird weiterhin im Sensor gemessen, wodurch ein kleiner positiver Fehler auftritt. Das Ausmaß dieses Fehlers ist aufgrund von Faktoren wie Dampfinjektion, Strömungsgeschwindigkeit, Filtern und Temperatur etwas unkontrollierbar. Der durch VH2O2 verursachte Sensorfehler kann geschätzt werden, indem angenommen wird, dass der gesamte konvertierte VH2O2-Gehalt im Sensor gemessen wird.
Zum Beispiel liegt der maximale Fehlereinfluss des katalytischen Filters bei +1 %rF bei 300 ppm VH2O2 oder +3 %rF bei 900 ppm VH2O2 (bei 23 °C).
Ein Feuchtesensor mit einer katalytischen Schicht eignet sich perfekt für Anwendungen, in denen Feuchtemessungen nicht unbedingt erforderlich sind, um den eigentlichen Biodekontaminationsprozess zu steuern, sondern stattdessen zur Steuerung der Feuchtebedingungen zwischen Reinigungszyklen eingesetzt werden.
Es gibt zusätzlich zu diesen Feuchtesensormerkmalen (nicht katalytisch und katalytisch) eine alternative Lösung, die beide Technologien kombiniert und so einen Mehrwert schafft. PEROXCAP®-Technologie von Vaisala umfasst beide Feuchtesensortypen.
Diese Kombination der Feuchtesensoren – einen mit und einen ohne katalytische Schicht – überwindet die Einschränkungen einzelner Sensoren. PEROXCAP®- Sensoren, die in den Vaisala-Sonden der Baureihe HPP270 zum Einsatz kommen, können daher sowohl relative Feuchte und Sättigung als auch die VH2O2-Konzentration genau messen.
Sensorreinigung für verbesserte Stabilität
Durch VH2O2 verursachte Sensorabweichung hängt von verschiedenen Faktoren ab: H2O2- Konzentration, Einwirkungsdauer, Menge an Wasserdampf und Lufttemperatur. Bei sporadischer Einwirkung liegt die empfohlene maximale VH2O2-Bedingung für einen katalytischen Sensor ohne Sensorreinigung oder -heizung bei 400 ppm in nicht kondensierenden Umgebungen.
In diesem Fall beträgt die empfohlene Gesamteinwirkungszeit zwischen den Sensorkalibrierungen 100 Stunden. Wenn eine höhere VH2O2-Konzentration erforderlich ist oder wenn häufige Dekontaminationszyklen zu erwarten sind, wird ein Sensor mit Sensorreinigungsfunktion empfohlen.
Die Sonden der Baureihe HPP270 umfassen standardmäßig Sensorheizung und -reinigung. Dank dieser Funktionen sind die Sonden eine ideale Lösung für VH2O2- Biodekontaminationsanwendungen aufgrund der hohen Genauigkeit der PEROXCAP®-Doppelsensortechnologie. Sensorreinigung kann in mehreren Vaisala-Feuchtemessgeräten optional genutzt werden, wie den Messwertgebern der Baureihe HMT330, im Feuchtemodul HMM170 und in intelligenten HMP-Sonden.
Ein Feuchtesensor mit einer katalytischen Schicht profitiert von dieser Funktion, da die periodische Beheizung auch die Stabilität der katalytischen Schicht verbessert.
Wenn das Ziel des Biodekontaminationsprozesses darin besteht, einen nicht sichtbaren Kondensationsstatus zu erreichen, wird empfohlen, dass die Sonde mit einem Kombisensor für Sensorheizzyklen ausgestattet ist.
Die HPP270-Sonden und Feuchtesonden mit Sensorreinigung sind für beide Prozesstypen geeignet: nicht kondensierende und kondensierende VH2O2- Biodekontamination.
Empfehlung für:
Überwachung von Biodekontaminationsprozessen: Die HPP272-Sonde bietet eine zuverlässige Möglichkeit, relative Sättigung, relative Feuchte und Wasserstoffperoxidkonzentration während der Biodekontamination zu messen.
Feuchtemessung zwischen Reinigungszyklen: Die HPP272-Sonde mit PEROXCAP®-Sensor oder eine Feuchtemessung mit einem katalytischen HUMICAP®-Sensor und Sensorreinigungsfunktion bietet den besten Schutz gegen Einwirkung von Wasserstoffperoxid und die beste Leistung bei der Messung von relativer Feuchte zwischen Biodekontaminationsprozessen.
Zusammenfassung
Die Auswahl des richtigen Messverfahrens für eine VH2O2-Anwendung ist vom Anwendungsfall abhängig. Es kann ausreichen, nur die relative Feuchte während der Entfeuchtung oder zwischen den Reinigungszyklen zu messen, wobei die Stabilität der Dampferzeugungsgeräte und andere Prozessfaktoren zu berücksichtigen sind. In einigen Anwendungen ist die Steuerung und Überwachung von VH2O2 erforderlich. In der folgenden Tabelle finden Sie eine vergleichende Aufstellung der Sensoren für relative Feuchte (HUMICAP®), der Sensoren für relative Feuchte mit katalytischer Schicht (CATALYTIC HUMICAP®) und der Kombination dieser beiden Sensoren in einer einzigen Sonde (PEROXCAP®).
| HUMICAP® | CATALYTIC HUMICAP® | PEROXCAP® | |
| Beschreibung | Entwickelt, um rF in mehreren Anwendungen zu messen. | Entwickelt, um rF in einer Umgebung mit VH2O2 zu messen. | Entwickelt, um rF und VH2O2 ppm zu messen. |
| Messung relativer Feuchte (%rF) während Normalbetrieb | Nicht empfohlen. Genau aber nicht ideal für VH2O2- Biodekontaminationszyklen. | Genauer relativer Feuchtewert.. | Genauer relativer Feuchtewert. |
| Messung relativer Feuchte (%rF) während Biodekontamination | Nicht genau. VH2O2 kann Sensorabweichung verursachen. | Genau aber zusätzliches H2O aus katalytischer Schicht kann zusätzlichen Fehler verursachen. | Genauer relativer Feuchtewert. |
| Messung relativer Sättigung (%rS) während Biodekontamination | Nicht empfohlen. H2O2-Messwert ist höher als der tatsächliche Sättigungsgehalt. | Nicht empfohlen. H2O2 wird katalysiert, wodurch nur H2O gemessen wird. | Accurate relative saturation value. |
| H2O2 -Dampfmessung während Biodekontamination | Nicht verfügbar. | Nicht verfügbar. | Empfohlen. H2O2-Dampf ppm wird mit dem von Vaisala entwickelten Algorithmus berechnet. |
| Langzeitbeständigkeit | Kondensierende VH2O2- Umgebung führt zu übermäßiger Abweichung. | TBeständig gegenüber VH2O2 in kondensierenden Umgebungen. | Beständig gegenüber VH2O2 in kondensierenden Umgebungen. |
| Sensorheizung und Sensorreinigung | Optionale Sensorreinigung bietet zusätzlichen Schutz gegen Kondensation. | Optionale Sensorreinigung bietet zusätzlichen Schutz gegen Kondensation. | Standardmerkmale in PEROXCAP®. |
| Empfohlene Produkte |
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