Comprendre le point de rosée dans les applications au peroxyde d'hydrogène vaporisé
La température du point de rosée est un paramètre permettant de représenter la quantité de vapeur d'eau dans l'air. Il s'agit de la température à laquelle l'air doit être refroidi pour que la vapeur d'eau qu'il contient condense en rosée ou en givre. Quelle que soit la température, l'air peut contenir une quantité maximale de vapeur d'eau. Cette quantité maximum est appelée pression de saturation de vapeur d'eau. Tout ajout de vapeur d'eau au-delà de cette limite entraîne de la condensation. Lisez ce article de blog pour en savoir plus sur le point de rosée.
Le peroxyde d'hydrogène VH₂O₂ a une influence sur le point de rosée
Dans les applications de biodécontamination qui utilisent le peroxyde d'hydrogène vaporisé (VH2O2), le point de condensation peut se révéler un paramètre pertinent. Cependant, lorsque la vapeur de H2O2 est présente dans l'air, définir le point de rosée à partir de la vapeur d'eau uniquement ne suffit pas, car la vapeur de H2O2 modifie le point de rosée.
Cela est dû au fait que la vapeur de H2O2 a un effet sur la pression de saturation de la vapeur d'eau : avec une augmentation de la vapeur de H2O2, la pression de saturation de la vapeur d'eau diminue. En d'autres termes, lorsque la concentration de vapeur de H2O2 augmente, la quantité maximale de vapeur d'eau que l'air peut contenir diminue. Par conséquent, la condensation se produit rapidement en présence de peroxyde d'hydrogène vaporisé. C'est ce qu'on appelle le point de rosée du mélange, qui est issu de la combinaison de vapeur d'eau et de vapeur de H2O2 (voir Figure 1).
Le point de rosée ne peut jamais être supérieur à la température ambiante. Si le point de rosée est identique à la température ambiante, c'est alors que la condensation se produit. Il s'agit du point où la saturation relative atteint 100 %.
La Figure 1 montre que les températures du point de rosée supérieures à 25 °C dans la zone grise ne peuvent pas être atteintes si la température ambiante est de 25 °C. Si la concentration de vapeur de H2O2 est égale à 0 ppm (point 1) et à 400 ppm (point 2) et si la température est de 25 °C, la concentration en vapeur d'eau est de 18 040 ppm. Au point 1, le point de rosée du mélange atteint 16,1 °C et l'humidité et la saturation relatives affichent un taux identique de 57,7 % (HR). Au point 2, si la concentration de H2O2 est définie sur 400 ppm, le point de rosée du mélange est de 24 °C. L'humidité relative reste inchangée à 57,7 % (HR) et la saturation relative atteint 91,5 % (SR). Nous observons qu'en ajoutant 400 ppm de vapeur de H2O2, le point de rosée du mélange augmente de 7,9 °C, la saturation relative de 33,8 % (SR) et le mélange d'air s'approche de la condensation.
Point de rosée du mélange à différentes concentrations de H2O2 [ppmv]
Concentration en vapeur d'eau [ppmv]
Figure 1. La vapeur de H2O2 et la vapeur d'eau ont un impact sur le point de rosée du mélange. Les lignes représentent différentes concentrations en H2O2 vaporisé et l'axe X présente différentes concentrations en vapeur d'eau. Plus la concentration en vapeur de H2O2 est élevée, plus le point de rosée du mélange est élevé, même si la concentration en vapeur d'eau reste la même.
Température etconcentration maximale du VH₂O₂
Le point de rosée est étroitement lié à la condensation et peut être utilisé pour détecter le moment où cette dernière se produit. La Figure 2 montre la concentration maximale atteignable de H2O2 vaporisé lorsque la vapeur est produite en vaporisant un liquide avec 35 % et 59 % de H2O2. À chaque point unique sur les lignes de tendance, la saturation relative est de 100 % (RS) et le point de rosée du mélange est le même que la température ambiante sur l'axe X.
Concentration en H2O2 maximale atteignable à différentes températures :
Figure 2. La concentration maximale atteignable en H2O2 vaporisé dans l'air lorsque la vapeur est produite en vaporisant un liquide avec 35 % et 59 % de H2O2. La concentration maximale atteignable en H2O2 dépend énormément de la température ambiante.
Le liquide contenant du H2O2 utilisé pour produire la vapeur H2O2 dans les applications de bio-décontamination intervient alors généralement comme un mélange d'eau et de H2O2. Par exemple, 35 % du poids du liquide est du H2O2 et 65 % de son poids est de l'eau. Lorsque cette solution aqueuse est vaporisée, les concentrations de H2O et de H2O2 augmentent. Les deux vapeurs ont un impact sur le point de rosée du mélange. Lorsque la condensation se produit, ni la concentration de H2O2 ni celle de H2O peut être augmentée. Des vapeurs avec une concentration supérieure peuvent être atteintes uniquement en diminuant le contenu en eau du liquide, ou en augmentant la température de l'air. L'augmentation de la température accroît l'écart entre le point de rosée du mélange et la température ambiante.
Mesurer la condensation avec le point de rosée
Contrairement à l'humidité relative ou à la saturation relative, le point de rosée du mélange mesuré ne dépend pas de la température. Si la température n'est pas uniforme dans la chambre, le point de rosée peut être une mesure utile.
La saturation relative est un bon paramètre pour détecter la condensation. Cependant, parce que la saturation relative (SR) dépend de la température, l'emplacement de la sonde peut être critique. Lors de la surveillance de la condensation avec le point de rosée du mélange, la sonde de mesure peut être placée plus librement. Sachez que la valeur du point de rosée est la même à chaque point de mesure sur la Figure 3.
Figure 3. La chambre présente un mélange d'air et de vapeur répartis uniformément, mais des différences de température existent entre les trois points de mesure. La condensation se produit tout d'abord là où la température est la plus froide. Td représente le point de rosée du mélange de vapeur d'eau et de peroxyde d'hydrogène.
La variabilité de la température peut servir de guide pour choisir le paramètre à surveiller : la saturation relative ou le point de rosée. Réussir la mesure des vapeurs de H2O et de H2O2 exige de bien comprendre les valeurs de mesure et les conditions de votre application. Forts de ces connaissances, vous êtes en mesure de choisir le meilleur paramètre à surveiller pendant les processus de bio-décontamination au peroxyde d'hydrogène vaporisé.