Dezynfekcja wody i powietrza pomieniami ultrafioletowymi - systemy UV HANOVIA

Działanie oczyszczające silnego światła słonecznego polega na trwałej inaktywacji bakterii, wirusów, pleśni i zarodników. Prawie sto lat temu naukowcy rozpoznali tę część widma, która jest odpowiedzialna za ten dobrze znany efekt: są to fale o długości 240 – 280 nm, głównie w widmie UV-C. Taka energia może być wytwarzana na skalę przemysłową przez elektryczne urządzenia wyładowcze. Technika ultrafioletowa znalazła szerokie zastosowanie w zakresie od odkażania do utleniania substancji organicznych. Promienie ultrafioletowe likwidują wszelkie bakterie, wirusy, pleśnie lub ich zarodniki.

Jak powstaje "sztuczne" światło ultrafioletowe?
Rura łukowa UV, czyli rura kwarcowa podobna do świetlówki, jest wypełniona gazem obojętnym, który zapewnia początkowe wyładowanie i środki do wzbudzenia bardzo małej ilości rtęci zawartej wewnątrz rury. Niskociśnieniowe wyładowanie jarzeniowe wytwarza widmo liniowe przy 185,0 i 253,7 nm.
W miarę wzrostu napięcia prądu, rura łukowa nagrzewa się gwałtownie; wzrasta ciśnienie i wytwarzane jest typowe widmo o średnim ciśnieniu, które przedstawiono na rys. 1. Jest to złożona kombinacja linii widmowych, continuum i linii absorpcyjnych. Rys. 1 przedstawia:
• położenie UV-C w widmie elektromagnetycznym
• krzywą pochłaniania ultrafioletu DNA
• wyjścia elektrycznych lamp wyładowczych o niskim i średnim ciśnieniu oraz rur łukowych.

Na rys. 1 porównano widmo średniociśnieniowej rury łukowej z krzywą skuteczności bakteriobójczej i przedstawiono, że rura łukowa wytwarza potężną dawkę bakteriobójczego ultrafioletu w obrębie pożądanego pasma fal. Hanovia oferuje zarówno technikę nisko, jak i wysokociśnieniową oraz doradzi, która spośród nich jest odpowiednia, zależnie od zastosowania.
Odkażanie ultrafioletem i jego zastosowania
Gdy komórka jest poddawana działaniu bakteriobójczego ultrafioletu, zachodzą następujące procesy:
• ultrafiolet (UV) przenika przez ścianę komórki
• wysoka energia fotonów UV jest pochłaniana przez proteiny komórek i DNA
• UV uszkadza strukturę protein, powodując rozerwanie przemiany materii
• następuje chemiczna przemiana DNA, wskutek czego organizmy nie mogą się już reprodukować
• organizmy niezdolne do przemiany materii i reprodukcji nie mogą powodować choroby lub zepsucia się produktu

Określenie D10
Wartość D10 dla każdego mikroorganizmu jest określana jako dawka UV potrzebna do spowodowania redukcji o 90%. Stosunek między dawką i stopniem niszczenia mikroorganizmów przedstawiono w tabeli 1. Niektóre wartości D10 przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 1: D10 dla coli E, głównego czynnika chorobotwórczego przenoszonego przez wodę:
Tabela 2: D10 dla typowych mikroorganizmów:

Dawka w mJ/cm 2
Zmniejszenie ilości organizmów zdolnych do życia

5,4
90%

10,8
99%

16,2
99,9%

21,6
99,999%

Gatunek
D10 mJ/cm 2

Streptococcus viridians

2,0

Legionella pneumophila

2,0

Staphylococcus aureus

2,6

Listeria monocytogenes

3,4

Pseudomonas aeruginosa

5,5

Salmonella enteritidis

7,6

Bacillus subtillis (zarodniki)

12,0

Wirus Polio

6,5

Saccharomyces carlsbergensis

10,0

Pichia anomola

35,0

Mucor mucedo

17,0

Penicillium digitatum

44,0

Aspergillus niger

130,0
W różnych gałęziach przemysłu wymagane są różne dawki zależnie od obecności zanieczyszczających mikroorganizmów. Przykładowo, w przemyśle farmaceutycznym wymagana jest dawka 32 mJ/cm2 dla wody technologicznej, podczas gdy w browarnictwie wymagane jest 50-60 mJ/cm2 do kontroli dzikich drożdży.
Dawka UV i sortowanie
Dawka UV = Natężenie x Czas (mJ/cm2)
Natężenie jest określane przez moc ultrafioletowej lampy (rury) łukowej i okres czasu naświetlania UV. Firma Hanovia zaleci prawidłową dawkę UV dla każdego zastosowania, biorąc pod uwagę starzenie się lampy łukowej, charakterystykę przepuszczalności płynu oraz korekcję temperatury dotyczącą wyjścia UV, gdy używane są niskociśnieniowe lampy łukowe.
Zastosowania ultrafioletu do odkażania:
Ciecze:
- Woda pitna – wodociągi lub zasilanie indywidualne
- Woda do procesów przemysłowych
- Emulsje i solanki dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego
- Obróbka ciekłego cukru w trakcie produkcji
- Ponowne użycie i regeneracja wody technologicznej
- Odkażanie strumieni odpadów
Powietrze
- Powietrze w kanałach, w budynkach publicznych i fabrykach
- Szpitale i czyste pomieszczenia
- Faza gazowa w zbiorniku
Powierzchnie
- Materiały opakowań
- Przenośniki
- Produkty

Ostatnie osiągnięcia w zastosowaniu UV
Odkażanie jest jednym z przykładów szerokiego zakresu efektów fotochemicznych UV. Hanovia prowadzi badania w zakresie innych przemysłowych zastosowań ultrafioletu.
Ultrafiolet uszkadza DNA w żyjących organizmach, podobnie oddziałuje na wiele innych wiązań chemicznych. Na różne wiązania oddziałują różne długości fal UV, jak przedstawiono na rys. 1. Obszar pod wykresem pokazuje optymalne długości fal promieniowania ultrafioletowego niszczącego zakres wiązań chemicznych obecnych w cząsteczkach organicznych.
Chemiczne skutki oddziaływania ultrafioletu obejmują:
• Emisję fotonów o wysokiej energii, które rozrywają wiązania chemiczne
• Przekształcanie niejonowych cząsteczek organicznych w naładowane rodzaje cząsteczek, co czyni je podatnymi na usuwanie wymiennych jonów
• Wytwarzanie rodników wodorotlenków (-OH), które utleniają pewne wiązania cząsteczkowe, powodując rozkład fotochemiczny.
Proces rozrywania wiązań chemicznych za pomocą ultrafioletu jest nazywany fotolizą.

Zastosowanie fotolizy UV
- Niszczenie chloraminy w basenach
- Niszczenie szczątkowego ozonu po odkażaniu i oczyszczaniu sanitarnym
- Zmniejszenie ilości chloru pozostałego po wcześniejszej obróbce
- Niszczenie pestycydów w dostarczanej wodzie
- Kontrola zapachów w urządzeniach do oczyszczania ścieków
- Produkcja wyjątkowo czystej wody dla przemysłu elektronicznego i półprzewodnikowego
- Zmniejszenie zawartości całkowitego organicznego węgla (TOC)

Dlaczego należy wybierać firmę Hanovia?
• Hanovia jest światowym liderem w dziedzinie ultrafioletu, posiadającym ponad 70 lat doświadczenia
• Kompletna obsługa i możliwość wykonania pełnego projektu
• Wszystkie techniki UV dostępne u jednego dostawcy


Rurowe lampy łukowe
Hanovia jest jedynym przedsiębiorstwem w branży systemów ultrafioletowych, które wytwarza własne rurowe lampy łukowe UV. Oferuje ono pełny zakres odpowiedniej techniki:
- Rurowa lampa łukowa średniociśnieniowa (wysokie natężenie ultrafioletu, niezależne od temperatury)
- Rurowa lampa łukowa niskociśnieniowa (praca na zimno przy niskim poborze mocy)
- Wszystkie systemy Hanovia i rurowe lampy łukowe budowane są z zachowaniem możliwie jak najwyższego standardu
- Każda rurowa lampa łukowa pojedynczo kontrolowana, każdy kompletny system sprawdzany i uruchamiany przed wysyłką
- Zawsze dostarczane są certyfikaty testów
Serwis
- Systemy UV firmy Hanovia są łatwo dostępne za pośrednictwem wybranych dystrybutorów we wszystkich częściach świata
- Dokładnie przeszkolony personel sprzedaży i serwisu wybiera i przekazuje do eksploatacji najlepsze urządzenia
Odkażanie powietrza za pomocą ultrafioletu
Światło ultrafioletowe powoduje trwałą inaktywację mikroorganizmów przez rozrywanie ich DNA. Działa ono skutecznie w stosunku do wszystkich bakterii, grzybów, a także zarodników i wirusów, które zazwyczaj znajdują się w powietrzu. Światło działa z maksymalną skutecznością w zakresie fal od 240 do 280 nm. Rurowa lampa łukowa o wysokim natężeniu wytwarza fale o tych długościach pod dostatkiem.

Zastosowanie UV do powietrza przepływającego
Coraz ostrzejsze normy dotyczące jakości wyrobów i bezpieczeństwa personelu nie zawsze są spełniane przez samą tylko filtrację powietrza. Coraz więcej przedsiębiorstw i pracodawców w sektorze publicznym wybiera ultrafiolet (UV) w połączeniu lub zamiast sterylnych filtrów w kanałach powietrznych. Główne przypadki zastosowania obejmują:
• Powietrze doprowadzane do aseptycznych i wrażliwych obszarów w zakładach przemysłu spożywczego, farmaceutycznego, przy produkcji napojów i w przemyśle elektronicznym
• Powietrze doprowadzane do czystych pomieszczeń i laboratoriów we wszystkich instytutach naukowych
• Powietrze doprowadzane do szpitali i klinik
• Odkażanie powietrza w kanałach wentylacyjnych, w budynkach wszystkich typów, często, aby zapobiec „syndromowi chorego budynku”.
• Ochrona personelu i gości przed Legionella w budynku publicznym

System Hanovia UV-I zainstalowany w górnej
przestrzeni zbiornika syropu cukrowego
w dużym zakładzie produkcji napojów.

Schemat zastosowania UV w kanale powietrznym.
Nawilżone powietrze stanowi dodatkowe ryzyko namnażania bakterii.
Jeśli konieczne jest nawilżanie powietrza w kanałach, wybierany jest nawilżacz natryskowy w obrębie układu wentylacji. Jednakże woda jest jeszcze jednym potencjalnym źródłem zakażenia, zwłaszcza, gdy rozproszona jest w aerozolu. Dodatkową ochroną przed tym źródłem zakażenia jest uzdatnianie wody za pomocą UV przed wejściem do natryskiwacza.

Zastosowanie UV do powietrza statycznego
Statyczne lub wolno poruszające się powietrze uzdatniane jest najbardziej skutecznie, gdy urządzenie Hanovia UV jest zamontowane na suficie lub wewnątrz górnej części zbiornika. Główne przykłady zastosowania UV do odkażania statycznego powietrza obejmują:
- Górna przestrzeń zbiornika w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i przy produkcji napojów
- Maszyny napełniające do wrażliwych produktów
- Czyste pomieszczenia i miejsca napełniania napojów

System do odkażania cukru.
Mikroorganizmy i zarodniki mogą być wciągnięte do zbiornika zasobnikowego za pośrednictwem powietrza nad koncentratem syropu cukrowego. Przy wysokich stężeniach cukru w górnej przestrzeni zbiornika powstaną "kałuże" rozcieńczonego roztworu cukru na powierzchni syropu. Zapewniają one doskonałe miejsce dla rozwoju mikroorganizmów. Ciągłe odkażanie górnej przestrzeni zbiornika za pomocą ultrafioletu chroni przed potencjalnym źródłem organizmów powodujących zepsucie produktu.
Decyzja o wyborze odpowiedniego modelu UV dla każdego zastosowania powinna być podjęta wraz ze specjalistą z firmy Hanovia, który udzieli także porady odnośnie instalacji i dawki. Do decydujących czynników należą:
- Wymiary kanałów lub zbiorników
- Maksymalna odległość
- Współczynnik odbicia materiału
- Prędkość powietrza
- Wilgotność względna
- Jakość powietrza (zawiesina cząsteczek)
- Typ i stężenie organizmów
- Stopień recyrkulacji świeżego powietrza.
Zakres uzdatniania powietrza za pomocą systemów HANOVIA:
UV-V Kanały wentylacyjne i zastosowanie do ruchomego powietrza
UV-I Powietrze statyczne – np. górna przestrzeń w zbiorniku, wolno poruszające się
UV-W Czyste pomieszczenia, miejsca napełniania
Zalety systemów HANOVIA UV:
Najskuteczniejsze:
- Obróbka (uzdatnianie) jest efektywna
- Przeznaczone do pracy ciągłej
- Niskie wymagania odnośnie konserwacji
- Nie jest potrzebna para, gorąca woda lub niebezpieczne chemikalia
- Przedawkowanie nie jest możliwe
Zwarta budowa i łatwość zainstalowania:
- Systemy Hanovia UV dogodnie dopasowane do istniejących kanałów
- Cicha praca
Niedrogie i proste w konserwacji:
- Brak ruchomych części, które trzeba konserwować
- Proste i bezpieczne działanie łatwo rozumiane przez operatorów
- Wymiana rurowych lamp łukowych jest szybka i prosta
- Dystrybucja na całym świecie
Rygorystyczna kontrola jakości:
- Wszystkie kwarcowe nakładki i lampy Hanovia budowane zgodnie z możliwie najwyższymi standardami
- Każda rurowa lampa łukowa pojedynczo sprawdzana, a każdy system testowany i uruchamiany przed wysyłką
- Dostępne świadectwa testów
Wszystkie systemy Hanovia zawierają:
- Rurowe lampy łukowe dopasowane rozmiarami do każdego zastosowania
- Moduł sterowania i zasilania
- Kabel połączeniowy

Żródło: TC Products Polska
Artykuł sponsorowany