Kosteusmittaukset höyrystynyttä vetyperoksidia käyttävissä biodekontaminaatiosovelluksissa
vH2O2:lla on useita etuja verrattuna muihin yleisesti käytettyihin sterilointiaineisiin, kuten klooridioksidiin, formaldehydeihin ja etyleenioksidiin. Sitä voi käyttää matalissa lämpötiloissa, ja se on yhteensopiva lukuisten materiaalien kanssa. Tarkan dekontaminaatiosyklin hallinnan avulla vH2O2 voi tuhota kaikki biologiset kontaminantit, koska se pystyy hapettamaan DNA:ta, proteiineja ja kalvolipidejä. Vetyperoksidin (H2O2) toinen etu on, että se hajoaa vedeksi (H2O) ja hapeksi (O2):
2H2O2 2H2O+O2
Kun biodekontaminaation ilmastusvaihe on valmis, dekontaminaatioalueella ei ole enää myrkyllisiä yhdisteitä eikä pinnoilla ole kemiallisia jäämiä.
Tyypillinen vH2O2 - biodeokontaminaatiosykli
vH2O2:n dekontaminaatiotehokkuus riippuu useista tekijöistä, kuten höyrystyneen H2O2:n pitoisuudesta, altistumisajasta, kaasun kierrosta sekä neutraloitavien organismien tyypeistä. Kun kaikki kvalifiointivaiheet on suoritettu ja biodekontaminaatiosykli on validoitu, vH2O2-biodekontaminaatio voidaan toistaa tyydyttävin tuloksin.
Biodekontaminaatio voidaan jakaa neljään eri vaiheeseen, joita on valvottava ja seurattava huolellisesti:
- KOSTEUDENPOISTOVAIHE Dekontaminoitavalta alueelta on poistettava kosteus ennen konditiointivaihetta, koska vetyperoksidia lisätään ympäristöön vesihöyryn mukana. Jos kosteutta ei poisteta, seurauksena voi olla ei-toivottua kondensaatiota.
- KONDITIOINTIVAIHE Tässä vaiheessa luodaan sopivat olosuhteet dekontaminaatiolle ja ympäristöön suihkutetaan vH2O2
- BIODEKONTAMINAATIOVAIHE Tavoitearvot riippuvat sovelluksesta, ja ne voivat olla esimerkiksi H2O2 300–1 200 ppm, kosteus 50–100 %. Pinnat ja mikro-organismit altistetaan kuolettaville vetyperoksidihöyrypit oisuuksille riittävän pitkään.
- ILMASTUSVAIHE H2O2 hajoaa yleensä vesihöyryksi ja hapeksi katalyytin avulla..
Suhteellinen kosteus, suhteellinen saturaatio ja vH2O2-pitoisuus
Vedellä (H2O) ja vetyperoksidilla (H2O2) on samankaltainen molekyylirakenne, ja ne molemmat vaikuttavat ilman kosteuteen ja saturaatiopisteeseen. Suhteellinen kosteus (RH) on parametri, joka ilmaisee vain ilmassa olevan vesihöyryn määrän suhteessa lämpötilaan. Jos ilmassa on paljon vetyperoksidihöyryä, kondensaatio tapahtuu ennen kuin suhteellinen kosteus on 100 %.
Vesihöyryn ja vetyperoksidin yhdistelmä määrittävät suhteellisen saturaation (RS). Suhteellinen saturaatio riippuu veden ja vetyperoksidihöyryn pitoisuudesta sekä ilman lämpötilasta. Mitä korkeampi lämpötila on, sitä enemmän vettä ja vetyperoksidihöyryä voi olla ilmassa. Mitä alhaisempi kosteustaso on, sitä enemmän H2O- ja H2O2-molekyylejä voidaan lisätä, ennen kuin kondensaatiota muodostuu.
Tavallisia suhteellista kosteutta mittaavia antureita ei suositella höyrystynyttä H2O2 sisältäviin ympäristöihin, koska niistä puuttuu suojaava katalyyttinen kerros, jota tarvitaan vetyperoksidimolekyylien hajottamiseen. Jos kosteusanturi altistuu haitallisille vetyperoksidipitoisuuksille, sen tarkkuus voi heikentyä. Anturin ryöminnän määrä riippuu H2O2- pitoisuudesta ja altistumisajasta.
Koska kosteusanturit on suunniteltu vesihöyrylle, anturi reagoi voimakkaammin vetyperoksidihöyryyn. Tämä tarkoittaa sitä, että tavallisilla kosteusantureilla tehdyistä mittauksista laskettu suhteellinen saturaatio voi aiheuttaa suurempia mittausvirheitä erityisesti, jos vH2O2 -pitoisuudet ovat korkeita.
Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää katalyyttisella kerroksella varustettua kosteusanturia. Katalyyttinen kerros tarjoaa anturille lisäsuojaa hajottamalla haitallisen vH2O2 :n. Tästä seuraa se, että anturi voi mitata vain suhteellisen kosteustason, jolloin suhteellista saturaatiotasoa ei saada selville. Lisäksi on mainittava, että vH2O2 voi aiheuttaa muitakin mittausvirheitä biodekontaminaation aikana.
Anturi mittaa yhä osan katalysoituneesta kosteudesta, mikä aiheuttaa pienen positiivisen virheen. Virheen suuruutta ei voida täysin hallita johtuen höyryn suihkutuksen, virtausnopeuden, suodattimien ja lämpötilan kaltaisista tekijöistä. vH2O2 :n aiheuttama anturivirhe voidaan arvioida olettamalla, että anturi mittaa muuntuneen vH2O2 :n.
Esimerkiksi katalyyttisen suodattimen maksimivirhevaikutus on noin +1 %RH, kun vH2O2 - pitoisuus on 300 ppm, tai +3 %RH, kun vH2O2 -pitoisuus on 900 ppm (23 °C:n lämpötilassa).
Katalyyttisella kerroksella varustettu kosteusanturi on luonnollinen valinta sovelluksissa, joissa kosteudenmittausta ei välttämättä tarvita biodekontaminaatioprosessin hallintaan vaan joissa sitä käytetään puhdistussyklien välisten kosteusolosuhteiden hallintaan.
Ei-katalyyttisten ja katalyyttisten kosteusantureiden lisäksi on olemassa vaihtoehtoinen ratkaisu, joka yhdistää molemmat teknologiat ja tuo lisäarvoa. Vaisalan PEROXCAP®-teknologia sisältää molemmat kosteusanturit. Kahden kosteusanturin yhdistelmä, joista yhdessä on katalyyttinen kerros ja toisessa ei, ratkaisee yksittäisten antureiden ongelmat. Vaisalan HPP270-sarjan mittapäihin sisältyvillä PEROXCAP®-antureilla voi siten mitata tarkasti suhteellisen kosteuden ja saturaation sekä vH2O2-pitoisuuden.
Parempi vakaus kemikaalien poistolla
vH2O2 :n aiheuttama anturin ryömintä riippuu useista tekijöistä, kuten H2O2-pitoisuudesta, altistumisajasta, vesihöyryn määrästä ja ilman lämpötilasta. Jos altistusta tapahtuu harvoin, vH2O2 :n suositeltu maksimipitoisuus katalyyttiselle anturille ilman kemikaalien poistoa tai lämmitystä on 400 ppm ympäristöissä, joissa kondensaatiota ei muodostu.
Tällaisessa tapauksessa suositeltu kokonaisaltistumisaika anturin kalibrointien välillä on 100 tuntia. Jos vH2O2 -pitoisuuden on oltava korkeampi tai jos dekontaminaatiosyklit ovat toistuvia, suosituksena on käyttää anturia, joka sisältää kemikaalien poistotoiminnon.
HPP270-sarjan mittapäiden vakioominaisuuksia ovat lämmitys ja kemikaalien poisto. Nämä ominaisuudet tekevät mittapäistä ihanteellisen ratkaisun vH2O2 - biodekontaminaatiosovelluksiin PEROXCAP®-kaksoisanturiteknologian korkean tarkkuuden vuoksi. Kemikaalien poisto on saatavana valinnaisena ominaisuutena useissa Vaisalan kosteusmittaustuotteissa, kuten HMT330-sarjan lähettimissä, HMM170-kosteusmoduulissa ja älykkäissä HMP-mittapäissä.
Ominaisuus on hyödyllinen katalyyttisella kerroksella varustetulle kosteusanturille, koska anturin ajoittainen lämmitys parantaa myös katalyyttisen kerroksen vakautta.
Jos biodekontaminaatioprosessin tavoitteena on saavuttaa kondensaatiotila, jota ei voi nähdä paljain silmin, mittapää on suositeltavaa varustaa komposiittianturilla lämmitystä varten. HPP270- sarjan mittapäät ja kemikaalien poistotoiminnolla varustetut anturit soveltuvat sekä ei-kondensoiviin ja kondensoiviin vH2O2 - biodekontaminaatioprosesseihin.
Suositus:
Biodekontaminaatioprosessien seurantaan: HPP272-mittapää tarjoaa luotettavan tavan mitata suhteellista saturaatiota, suhteellista kosteutta ja vetyperoksidipitoisuutta biodekontaminaation aikana.
Puhdistusten väliseen kosteusmittaukseen: HPP272 ja PEROXCAP®-anturi tai kemikaalien poistotoiminnolla varustettu katalyyttinen HUMICAP®-anturi tarjoavat parhaan suojan vetyperoksidialtistumista vastaan ja parhaan suorituskyvyn suhteellisen kosteuden mittaamisessa biodekontaminaatioprosessien välissä.
Yhteenveto
Oikean mittausmenetelmän valinta vH2O2-sovellukseen riippuu käyttötapauksesta. Pelkän suhteellisen kosteuden mittaaminen kosteuden poiston aikana tai puhdistusten välillä voi riittää, jos höyryn tuottolaitteen ja muiden prosessitekijöiden vakauteen voidaan luottaa. Joissakin sovelluksissa tarvitaan vH2O2:n valvontaa ja seurantaa. Seuraavassa taulukossa vertaillaan suhteellisen kosteuden mittausantureita (HUMICAP®), katalyyttisella kerroksella varustettuja mittausantureita (KATALYYTTINEN HUMICAP®) ja molemmat anturit yhdistävää mittapäätä (PEROXCAP®).
| HUMICAP® | KATALYYTTINEN HUMICAP® | PEROXCAP® | |
| Kuvaus | Suunniteltu mittaamaan suhteellista kosteutta useissa sovelluksissa | Suunniteltu mittaamaan suhteellista kosteutta ympäristössä, jossa käytetään vH2O2:ta. | Suunniteltu mittaamaan suhteellista kosteutta ja vH2O2:n ppm-arvoa. |
| Suhteellisen kosteuden (RH%) mittaus normaalin käytön aikana | Ei suositella. Tarkka, mutta ei ihanteellinen vH2O2- biodekontaminaatiosykleihin | Tarkka suhteellinen kosteusarvo. | Tarkka suhteellinen kosteusarvo. |
| Suhteellisen kosteuden (RH%) mittaus biodekontaminaation aikana | Epätarkka. vH2O2 voi aiheuttaa anturin ryömintää. | Tarkka, mutta katalyyttisen kerroksen ylimääräinen H2O voi aiheuttaa lisävirheen. | Tarkka suhteellinen kosteusarvo. |
| Suhteellisen saturaation (RS%) mittaus biodekontaminaation aikana | Ei suositella. H2O2-lukema on suurempi kuin todellinen saturaatiotaso. | Ei suositella. H2O2 katalysoidaan, jolloin mitattavaksi jää vain H2O. | Tarkka suhteellinen kosteusarvo. |
| H2O2 -höyryn mittaus biodekontaminaation aikana | Ei saatavilla. | Ei saatavilla. | Suositellaan. H2O2-höyryn ppm lasketaan Vaisalan algoritmilla. |
| Pitkäaikainen kestävyys | vH2O2:n kondensoituminen ympäristöön aiheuttaa huomattavaa ryömintää | Kestää vH2O2:ta ympäristöissä, joissa muodostuu kondensaatiota. | Kestää vH2O2:ta ympäristöissä, joissa muodostuu kondensaatiota. |
| Anturin lämmitys ja kemikaalien poisto | Valinnainen kemikaalien poistotoiminto tarjoaa lisäsuojaa kondensaatiota vastaan. | Valinnainen kemikaalien poistotoiminto tarjoaa lisäsuojaa kondensaatiota vastaan. | PEROXCAP®:n vakioominaisuudet. |
| Suositellut tuotteet |
|
|
|