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湿度、冷凝点和可达到的理想 vH2O2 浓度

气化过氧化氢生物净化过程中湿度对冷凝的影响
Joni Partanen
Joni Partanen
产品经理
Published: 十 月 26, 2021
生命科学

本文是一个由四篇文章组成的汽化过氧化氢应用理论文章的第一篇,在该系列中,我们介绍了 vH2O2 生物净化应用中工艺参数如何影响冷凝及可达到的过氧化氢蒸汽浓度。

在本系列中,我们提出了工艺参数的四项基本规则。在了解影响冷凝和可达到的理想 vH2O2 ppm 的第一个参数前,我们首先回顾一下两个重要的值:相对湿度和相对饱和度。  

由于水 (H2O) 和过氧化氢 (H2O2) 具有相似的分子结构,因此两者都会影响空气的冷凝点。不过,相对湿度 (RH) 仅表示给定温度下空气中的水气含量,而相对饱和度表示空气中水气和过氧化氢蒸汽的含量。在含有过氧化氢蒸汽的空气中,冷凝会发生在相对湿度达到 100% 之前。因此,可以通过相对饱和度 (RS) 测量可靠地预测冷凝点。

当相对饱和度达到 100% RS 时,混合蒸汽将会冷凝。每当存在 vH2O2 时,相对湿度和相对饱和度就会有所不同,而 RH 和 RS 之间的差异将会进一步受到 vH2O2 含量的影响。一旦发生冷凝(相对饱和度已达到 100% RS),vH2O2 ppm 就不能再增加。事实上,H2O2 蒸汽浓度通常会随着部分 vH2O2 冷凝后分解成水和氧气而降低。当发生此类情况时,必须注入更多的 vH2O2 进行补偿。


如果净化阶段结束时出现滴状冷凝,那么在通风过程中,vH2O2 ppm 读数开始可能会增加,因为液滴会将 vH2O2 释放回空气中。

这引出了第一项规则:初始湿度水平降低后,产生冷凝所需的 H2O2 蒸汽量会增加,因此可以使用更多蒸汽。 

下图所描述的是,在调节阶段开始时,相对湿度越高(因为没有进行除湿),在净化时就会更快发生冷凝。因此,调节开始时的相对湿度越低,发生冷凝前可达到的 vH2O2 ppm 就越高。 

在净化阶段,部分 vH2O2 会分解成水和氧气。分解的 vH 2O2 的量取决于材料、温度、湿度和气流等条件,须测量特定条件下预期的实际分解量。在下面的图形中,我们假设占初始量 10% 的 vH2O2 已分解,并有更多 H2O2 被汽化以进行补偿。       

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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

如图所示,调节前进行除湿会影响可达到的 vH 2O2 ppm。在图 1a 和 1b 中,使用的过氧化氢溶液浓度为 12%-m;图 1c 和 1d 使用的溶液浓度为 59%-m。图 1a 和 1b 显示了两个在其他方面相似的生物净化周期;橙色线表示未进行除湿且调节阶段开始时相对湿度为 50 %RH 的净化过程。蓝色线显示的是在调节阶段之前已完成了除湿且相对湿度降至 10 %RH 的过程。

图 1a 和 1c 显示了除湿对调节和保持阶段的湿度百分比(由相对湿度和相对饱和度表示)的影响。图 1b 和 1d 显示了除湿对调节和保持阶段可达到的最大过氧化氢蒸汽浓度的影响。

在本系列的第二篇博客中,我们将说明 H2O2 溶液如何影响产生冷凝所需的 H2O2 蒸汽量。


如需阅读这些文章所参考的完整白皮书,请访问此网页:“冷凝问题:对过氧化氢蒸汽生物净化的影响

Comment

Jaime lopez ochoa

十二 月 1, 2021
I need catalog

Vaisala

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

Rolando Martell Aedo

十二 月 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

十二 月 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

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

Joni Partanen

一 月 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

一 月 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

二 月 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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