Disinfezione con raggi ultravioletti

Contenuti:

- Effetto degli ultravioletti
- Produzione UV-C
- Dosaggio Ultravioletti
- Relazione Dosaggio/Distruzione
- Applicazioni
- Tubi ad arco a media e alta pressione
- Lampade a bassa pressione
- Camere di irradiazione
- Configurazione a tubo ad arco singolo
- Monitoraggio dell'intensita' UV
- Dimensioni del sistema

Per i passati 100 anni la scienza ha riconosciuto gli effetti battericidi della zona ultravioletta dello spettro elettromagnetico. 

Le lunghezze d'onda specifiche responsabili di questa reazione sono situate fra 240 - 280 nanometri (indicati come nm) con un picco alla lunghezza d'onda di 265 nm e sono note come UV-C. 

Fig. (1) mostra: UV-C nello spettro della radiazione elettromagnetica

Fig (2) mostra: la curva spettrale di distribuzione di energia per azione germicida e la distribuzione di energia spettrale per le lampade UV a bassa e media pressione

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EFFETTO DELL'ULTRAVIOLETTO

Quando un microorganismo è esposto a LTV-C, i nuclei delle cellule, a causa dei processi fotolitici, sono cosi' cambiati che la scissione cellulare, e quindi la riproduzione, sono impedite.

PRODUZIONE UV-C

La sorgente ultravioletta è fondamentalmente un tubo fuso quarzo-silicio, tipicamente di diametro tra l5 mm e 25 mm e di lunghezza variabile tra 100 mm e 1200 mm. Il gas inerte di cui è riempito il tubo, fornisce lo scarico primario e l'azione necessaria per eccitare e vaporizzare i minuscoli depositi di mercurio all'interno. 

La lampada UV a bassa pressione è soltanto in grado di produrre raggi a 185 nm ed a 254 nm. Un aumento nell'alimentazione della corrente fanno si' che la lampada UV si riscaldi velocemente in modo da aumentare pressione del mercurio per produrre la tipica uscita spettrale di pressione media indicata nel diagramma 2.

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DOSAGGIO DI ULTRAVIOLETTI

Una dose UV è il prodotto di intensità UV (espressa come energia per unita' di superficie) e di tempo di residenza. 

Di conseguenza: - UNA DOSE =  I x T 

Cio' si esprime comunemente come 1mJ/cm2=1000 micro watt second/cm2 

La dose minima di parete espressa da Willand dà all'utente una garanzia di successo assicurato. Le dosi medie e cumulative offerte da altri dipendono da caratteristiche del flusso turbolento che possono sparire quando il flusso è variabile. 

Willand suggerirsce la dose UV adatta per ogni applicazione considerando la qualità dell'acqua, l'invecchiamento del tubo ad arco, gli standard industriali e la sfida microbiologica.

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RELAZIONE DOSAGGIO / DISTRUZIONE

Il rapporto fra il dosaggio e la distruzione raggiunto per un microrganismo obiettivo può essere ricapitolato come segue:

Dove:
N = Numero iniziale di organismi obiettivo
No = Numero di organismi obiettivo dopo il trattamento
K = Costante associata agli organismi obiettivo
D = Dosaggio

Dalla relazione sopra riportata, raddoppiando il la dose applicata la distruzione aumentera' di un fattore 10. Di conseguenza, raddoppiare la dose richiesta per la distruzione del 90% produrrà una distruzione del 99% degli organismi obiettivi, triplicarla dose produrrà una distruzione 99,9% degli organismi obiettivo e così via. 

Alcuni valori di distruzione al 90% sono indicati in Fig. 3 ed il rapporto fra il dosaggio e la distruzione UV è indicato in Fig. 4

FIG. 3.- DOSI NECESSARIE PER MICRORGANISMI COMUNI

FIG. 4. -E.coli (indicatore patogeno galleggiante) DOSE = 5.4 mJ/cm2

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APPLICAZIONI

DISINFEZIONE

• LIQUIDI :- Acqua, sciroppi, emulsioni, brine.
• SUPERFICI    :- Pacchi, nastri trasportatori, cibo, superfici di lavoro.
• GAS/ARIA   :- Preperazione del cibo, pulizia stanze, condizionamento dell'aria

REAZIONI FOTOCHIMICHE

• OSSIDAZIONE :- Riduzione TOC, distruzione dell'Ozono, rimozione del cloro. 
• CATALISI  :- Rimozione di pesticidi, trattamento effluenti, recupero del terreno.
• DEODORIZZAZIONE :- Emissioni fognarie e industriali.

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TUBI AD ARCO A MEDIA E ALTA PRESSIONE

Le energie fornite vanno da 0.4kW a 7.0kW con una capacita' massima di trattamento di 600 m3/hour con una singola lampada. 

L'elevata uscita energetica è ugualmente efficace sia sui liquidi caldi che freddi. 

L'ampia uscita di spettro lavora più efficientemente rispetto alle lampade a bassa pressione sui flussi > 13 m3/hour. La traformazione dell'input energetico in uscita biocida è > 15%. 

La vita utile del tubo dell'arco va da 4000 a 8000 ore a seconda le condizioni operative. 

Lo spettro completo 185 - 480 nm e' disponibile per reazioni fotochimiche.

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LAMPADE A BASSA PRESSIONE

Ideali per situazioni di flusso con indici energetici da 15 a 200w.

Uscita a banda unica a 254 nm.

Conversione tipica a UV-C di 30% - 35%.

Le lampade a 120 - 200 watt non risentono della temperatura dell'acqua.

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CAMERE DI IRRADIAZIONE

Il processo di disinfezione coinvolge l'esposizione dei liquidi soggetti a contaminazione microbiologica ad una fonte di energia UV che è montata centralmente in una camera di irradiazione. 

Lenntech ha sempre creduto che la corretta progettazione della camera fosse giocasse un ruolo fondamentale per una disinfezione efficace ed a questo scopo la modellistica al computer è usata per definire un flusso turbolento, che assicura una buona miscelazione e un'esposizione equilibrata a correnti alte e basse ed le caratteristiche del tempo di residenza. 

I sistemi UV di Lenntech progettano le apparecchiature in modo che il dosaggio sia ALLA PARETE, A FINE VITA DELLA LAMPADA. Ciò protegge il processo da un possibile trattamento inadeguato che può avvenire a seguiro di ricircolo breve quando si usano dosi medie e cumulative. 

Una rifinitura interna di alta qualità evita zone d'omra ed altre trappole per i batteri. 

Le camere sono dotate di porte, scoli ed i cunicoli di ventilazione fabbricati integralmente secondo gli standard. 

L'orientamento della presa e dell'ingresso, il formato ed la terminazione sono specificate dai clienti nella fase di installazione.

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CONFIGURAZIONE A TUBO AD ARCO SINGOLO

La configurazione a tubo ad arco singolo aumenta notevolmente le prestazioni. Una lampada ad alta intensità è in grado di disinfettare fino a 600m3/hour. Il controllo dell'intensità di UV è positivo, semplice, efficace e collaudato. 

Il design Multi-tubo che sfrutta delle lampade a bassa pressione alloggiate in una camera presenta problemi sia idraulici che meccanici. La manutenzione è richiede tempo e soldi. Deflettori sono richiesti per introdurre turbolenza e attraverso l'effetto del loro ombreggiamento e' possibile che l'acqua non trattata passi attraverso da camera schermata dal video.

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MONITORAGGIO DELL'INTENSITA' UV

I monitor di intensità Willand rispondono ad UV-C. Il monitor dice al cliente se l'unità sta funzionando con un'ucita efficente. Quando all'uscita di raggiunge una bassa soglia UV-C viene avviato un allarme. L'uscita del video può essere collegata alle unità PLC o BEM per assicurare un funzionamento ottimale degli impianti.

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DIMENSIONI DEL SISTEMA

Per garantire che ai clienti sia fornita un'unità corretta per applicazione voluta suggeriamo loro di mettersi in contatto con Lenntech UV per stabilire un appuntamento con un consulente di Lenntech preparato in materia. 

Le informazioni necessarie per dimensionare correttamente un'unità di Lenntech includono, ma non si limitatano a: 

1. Picco di flusso (litri al secondo o galloni al minuto). 

2. Campione fluido per la prova libera della trasmissione. 

3. Sfida microbiologica. 

4. Stanard richiesto dopo il trattamento UV. 

Tutte le informazioni fornite saranno tenute nella meggiore riservatezza.