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Humidité, point de condensation et vapeur de peroxyde d’hydrogène, vH2O2, max. atteignable

Effet de l'humidité sur la condensation dans le cadre de la bio-décontamination à la vapeur de peroxyde d'hydrogène
Joni Partanen
Joni Partanen
Directeur produit
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Sciences de la vie

Le présent blog constitue le premier d'une série de 4 dans laquelle nous décrivons comment les paramètres de processus influencent la condensation et la concentration maximale atteignable de vapeur de peroxyde d'hydrogène dans le cadre des applications de bio-décontamination à la vH2O2

Cette série est pour nous l'occasion de proposer quatre règles de paramètres de processus de base.  Mais avant d'aborder le premier paramètre qui a un impact sur la condensation et la quantité de vH2O max. atteignable, nous allons passer en revue deux valeurs importantes : l'humidité relative et la saturation relative.   

Parce que l'eau (H2O) et le peroxyde d'hydrogène (H2O2) ont des structures moléculaires similaires, les deux ont un impact sur le point de condensation de l'air. Cependant, l'humidité relative (HR) indique uniquement le niveau de vapeur d'eau dans l'air à une température donnée, tandis que la saturation relative indique le niveau de vapeur d'eau ainsi que celui de vapeur de peroxyde d'hydrogène dans l'air.  Dans un air contenant de la vapeur de peroxyde d'hydrogène, la condensation se produit à 100 % d'humidité relative. Par conséquent, le point de condensation peut être anticipé de manière fiable avec la mesure de saturation relative (SR). 

Lorsque la saturation relative atteint 100 %, le mélange de vapeur commence à se condenser. L'humidité relative et la saturation relative diffèrent en présence de vH2O2 et la différence entre HR et SR est en outre impactée par la quantité de vH2O2 présente.  Une fois que la condensation se produit (la saturation relative a atteint 100 % SR), la quantité de vH2O2 en ppm ne peut plus augmenter. En fait, la concentration de vapeur de H2O2 diminue souvent à mesure que la vH2O2 se décompose en eau et en oxygène lors de la condensation. Lorsque cela se produit, il convient d'injecter davantage de vH2O2 pour compenser. 


S'il y a des gouttes de condensation à la fin de la phase de décontamination, les valeurs en ppm de vH2O2  peuvent initialement augmenter pendant l'aération, car les gouttelettes rejettent de la vH2O2 dans l'air.

 Cela nous amène à la première règle :  Réduire le niveau d'humidité initial augmente la quantité de vapeur de H2O2 qui peut être utilisée avant la condensation.  

Les graphiques ci-dessous illustrent que lorsque l'humidité relative est plus élevée au début de la phase de conditionnement (car la déshumidification n'a pas été effectuée), la condensation se produit plus tôt lors de la décontamination. Par conséquent, plus l'humidité relative est faible au début du conditionnement, plus la quantité max. atteignable de vH2O2 en ppm avant le début de la condensation est élevée.  

Pendant la phase de décontamination, une quantité certaine de vH2O2 se décompose en eau et oxygène. La quantité de vH2O2 qui se décompose dépend de conditions telles que les suivantes : matériaux, température, humidité et débit d'air. La décomposition réelle attendue dans certaines conditions doit être mesurée.  Sur les graphiques suivants, nous avons supposé que 10 % de la quantité de vH2O2 se sont décomposés à partir de sa valeur initiale et qu'une quantité plus importante de H2O2 est vaporisée pour compenser.        

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Relative Humidity in VHP bio-decontamination processes

 

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Relative Humidity in VHP bio-decontamination processes Concentration Solution 59%-m

Comme indiqué, la déshumidification avant le conditionnement influence la valeur max. atteignable de vH2O2 en ppm. Sur les figures 1a et 1b, la solution de peroxyde d'hydrogène utilisée est à 12 %-m ; les figures 1c et 1d utilisent une solution de concentration de 59 %-m. Les figures 1a et 1b présentent deux cycles de bio-décontamination par ailleurs similaires ; les lignes oranges indiquent des processus sans déshumidification et une phase de conditionnement qui commence avec une humidité relative (HR) à 50 %. Les lignes bleues montrent les processus où la déshumidification a été achevée à 10 % (HR) avant la phase de conditionnement.

Les figures 1a et 1c montrent l'effet de la déshumidification sur le pourcentage d'humidité, indiqué par l'humidité relative et la saturation relative, pendant les phases de conditionnement et de temporisation. Les figures 1b et 1d montrent l'effet de la déshumidification sur la vapeur de peroxyde d'hydrogène maximale atteignable pendant les phases de conditionnement et de temporisation.

Dans notre deuxième blog de cette série, nous allons illustrer la façon dont la solution de H2O2 affecte la quantité de vapeur de H2O2 qui peut être utilisée avant que la condensation ne se produise. 
Pour lire l'intégralité du livre blanc sur lequel reposent ces blogs, rendez-vous sur la page Web suivante : « La condensation en considération : influences sur la bio-décontamination à la vapeur de peroxyde d'hydrogène » 

Comment

Jaime lopez ochoa

déc. 1, 2021
I need catalog

Vaisala

déc. 3, 2021
Dear Jaime, You will find the Vaisala catalog here: https://www.vaisala.com/en/industrial-product-catalog

Rolando Martell Aedo

déc. 8, 2021
he relative saturation point in a clean room varies from site to site within the premises. In the qualification I must monitor the reach of this saturation point after the nebulization or conditioning stage (time and contact), at each site where I sample with the bioindicator. In other words, I must use several probes in the measurement according to sampling stations with bioindicator. To correlate.

Sanna Lehtinen

déc. 21, 2021
Dear Rolando, Yes, you are absolutely correct that temperature, as well as Relative Saturation and Relative Humidity, may vary within the site. If we want to avoid condensation during vH2O2 bio-decontamination process in an environment with temperature differences, we have to know what is the lowest temperature. If we do not know that, we recommend measuring mixture dewpoint Td with the HPP272 probe and measuring the temperature at different locations with additional temperature sensors. If measured temperature equals to or is lower than mixture dewpoint, then there might be condensation.

Bruno Aze

janv. 6, 2022
Hi ,
do you have any data on measurement acquisition time of your sensor ?

Joni Partanen

janv. 19, 2022
Hi Bruno,
HPP270 products have a response time of the 70s (τ63%), meaning that if there is a step-change in the H2O2 concentration, let’s say from 0 ppm to 500 ppm, the reading will be 63% of the final reading (~315 ppm) after 70 seconds and 90% of the final reading (450 ppm) in 200 seconds.
Best regards, Joni

Naci Sivri

janv. 25, 2022
Dear Joni,
Thanks for your work. We use your HPP270 sensors happily in our production. We have different values for min vppm levels for room biodecontainment. Which ppm level do you advice for BSL-3 Labs?
Regards

Joni Partanen

févr. 16, 2022
Dear Naci,

Our expertise in bio-decontamination is in the measurement of vaporized hydrogen peroxide concentration and relative saturation. These parameters will enable accurate and reproducible process control. However, determination or recommendation of the suitable concentration and exposure time requires microbiological expertise and empirical testing in the actual application. This is unfortunately beyond our competence.

Best regards, Joni

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