Tai dažniausiai naudojamas tirpiklis bet kurioje laboratorinėje aplinkoje, todėl to vandens kokybė yra labai svarbi eksperimentams ir pagrindiniams procesams. Naudojimo vietos valymo įrenginiai dabar sudaro 75% pasaulinės itin gryno laboratorinio vandens rinkos, apytiksliai 480 mln. Šiose sistemose naudojamas įvairių technologijų derinys, įskaitant distiliavimą, atvirkštinį osmosą, ultrafiltravimą, dejonizaciją ir dezinfekavimą UV spinduliais, kad būtų sukurtas 1, 2 ir 3 tipo vanduo.
Tradiciškai šiose sistemose buvo naudojamos gyvsidabrio lempos, skirtos dezinfekuoti UVC energiją. Dabar gilūs ultravioletiniai (UVC) šviesos diodai yra perspektyvi technologija, siūlanti kompaktišką, energiją taupančią, ekologišką alternatyvą. Kadangi tai nėra paprastas lempomis pagrįstų sistemų pakeitimas „plug-and-play“, reikia naujų būdų, kaip apskaičiuoti reikiamą galią. Suprasdami šviesos diodų spektrinės spinduliuotės poveikį mikrobų veikimo spektrams, inžinieriai gali sukurti naujos kartos sprendimus, kad būtų nuolat gaminamas aukščiausios kokybės laboratorinis vanduo.
UVC šviesos diodai užtikrina optimalų mikrobų bangų ilgį
Dezinfekuojant UV spinduliais, 250–280 nm diapazono šviesa efektyviausiai deaktyvuoja mikroorganizmų DNR. Laboratorinių vandens sistemų dizaineriai paprastai rėmėsi žemo slėgio gyvsidabrio lanko lempomis, kad pasiektų šį baktericidinį diapazoną, kuris skleidžia vieną išėjimą esant 253,7 nm. 1 paveiksle parodyta, kad žemo slėgio gyvsidabrio lempos emisijos linija kerta tipinę DNR absorbcijos kreivę žemiau piko absorbcijos. Nors tai nėra optimalus germicidinis bangos ilgis, DNR inaktyvavimui yra pakankamai emisijos.
Šviesos šaltinių palyginimas.png; Antraštė: spektrinis žemo slėgio gyvsidabrio lempos ir LED palyginimas su tipine DNR absorbcijos kreive.
Nuolatinis UVC šviesos diodų spektrinis spinduliavimas užtikrina didesnį kritinių dezinfekcijos bangų ilgių sutapimą, todėl yra efektyvesnis šių sistemų UVC energijos šaltinis. Tačiau dėl šių išmetamųjų teršalų spektrų skirtumų reikia naujos metodikos dezinfekcijos efektyvumui įvertinti.
UVC šviesos diodų baktericidinės galios nustatymas
R& D inžinieriams ir gaminių dizaineriams, vertinantiems UVC šviesos diodus, reikia sistemingo požiūrio į naudingos dezinfekcijos galios nustatymą ir palyginimą. Lygiai taip pat, kaip liumenai, bendras šaltinio skleidžiamos matomos šviesos kiekis, suteikia visuotinį ryškumo matą, naudingiausia dezinfekavimo priemonių specifikacija yra pagrįsta galingumo, naudingo patogenams inaktyvuoti, nustatymu. Tai žinoma kaip baktericidinė galia.
Norint tiksliausiai nustatyti baktericidinę galią, pirmiausia reikia žinoti konkretų patogeną, kuris turi būti inaktyvuotas, ir tada nustatyti jo veikimo spektrą (ty unikalų patogeno jautrumo profilį pagal bangos ilgį). Šių spektrų kryžminė sandara su konkretaus UV šaltinio emisijos spektrais lemia jo baktericidinę galią.
Jautrumo bangos ilgiui skirtumai
Nors patogeno jautrumas UVC energijai skiriasi, didžiausia UVC energijos absorbcija paprastai yra kažkur 265–270 nm diapazone. 2 paveiksle pavaizduoti trijų bendrų taikinių ar iššūkių sukėlėjų, naudojamų projektuojant vandens dezinfekavimo sistemas, veikimo spektrai.
Bendrų taikinių/iššūkių mikrobų spektrai dezinfekuojant vandenį. B. Subtillis veikimo spektras, kaip apibrėžta ÖNORM standarte; E. coli, kaip aprašyta Henk FJI Giller UV lempų apžvalgoje, WEF 2000; ir MS2, kaip nustatyta šiame kelyje: Veiksmų spektro šališkumo sprendimai vidutinio slėgio UV reaktoriuose, Bryan Townsend ir kt.
Nors visų šių patogenų didžiausia absorbcija yra maždaug 265 nm, jautrumas diskrečiam bangos ilgiui skiriasi. 1 lentelė iliustruoja šį jautrumo bangos ilgiui skirtumą, atsižvelgiant į jų spektrinį jautrumą. Padauginę UVC diodų spinduliuotę iš svorio, R& D inžinieriai gali nustatyti išėjimo galią pagal galimą dezinfekuoti konkretų patogeną (ty šviesos šaltinio baktericidinę galią).
Bangos ilgis | SvorisB. subtilumas | E svoris. coli | MS2 svoris |
250 nm | 0.62 | 0.80 | 0.58 |
253,7 nm | 0.82 | 0.85 | 0.77 |
260 nm | 0.98 | 0.95 | 0.98 |
265 nm | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
270 nm | 0.99 | 0.90 | 0.88 |
275 nm | 0.96 | 0.80 | 0.79 |
280 nm | 0.91 | 0.60 | 0.67 |
285 nm | 0.70 | 0.40 | 0.59 |
Baktericidinės galios panaudojimas komercinei gamybai
Augant UVC šviesos diodų pritaikymui rinkoje, tiekėjų skaičius taip pat didėja. Tai suteikia daugiau pasirinkimų OEM, bet taip pat pabrėžia gamintojų gaminių specifikacijų skirtumus. Kuriant ar kuriant produktą, inžinieriui gali tekti stebėti atskirų šviesos diodų spektrus, kad būtų galima nustatyti optimalius veikimo kriterijus. Tačiau didelės apimties gamintojai prašo sistemingesnio požiūrio į germicidinę išėjimo galią. Šis konvoliucijos metodas (šviesos diodų išvesties normalizavimas pagal baktericidinę galią) turi norimą efektą. Nors sudėtingos mikrobiologinės sistemos nesiūlo vieno požiūrio, kuris atitiktų visus poreikius, tai yra žingsnis į priekį supaprastinant, o tai leidžia inžinieriui sukurti tvarius gaminius.
Aukštos kokybės UVC šviesos diodai leidžia gamintojams pereiti nuo gyvsidabrio lempų prie kietojo kūno sprendimų. UVC šviesos diodų pagrindu veikiančių sistemų bandymai patvirtino baktericidinį efektyvumą daugiau nei 99,99%, todėl beveik nekyla abejonių, kad šie kompaktiški, patvarūs energijos šaltiniai yra teisėta alternatyva esamoms žemo slėgio gyvsidabrio lempų sistemoms.
Laboratorinių vandens sistemų novatoriai pripažįsta UVC šviesos diodus kaip perspektyvų sprendimą kuriant aplinkai nekenksmingas ir ekonomiškas sistemas, neprarandant vandens kokybės laboratorijoje.
Parašė „Crystal IS“ produktų valdymo - dezinfekcijos direktorius Markas Pizzuto.
