Se on yleisimmin käytetty liuotin missä tahansa laboratorioympäristössä, ja siksi veden laatu on ratkaisevan tärkeää kokeille ja ydinprosesseille. Käyttöpisteen puhdistajat ovat nyt 75% noin 480 miljoonan dollarin globaaleista ultrapure-laboratorioveden markkinoista. Näissä järjestelmissä käytetään yhdistelmää tekniikoita, kuten tislausta, käänteisosmoosia, ultrasuodatusta, deionisointia ja UV-desinfiointia tyypin 1, 2 ja 3 veden luomiseksi, ja ne vaihtelevat suurista keskitetyistä järjestelmistä pieniin, penkin päällä oleviin kiillotusyksiköihin.
Perinteisesti nämä järjestelmät ovat käyttäneet elohopealamppuja UVC-energian toimittamiseen desinfiointia varten. Nyt syvät ultraviolettivalot (UVC) ovat kehittymässä elinkelpoiseksi teknologiaksi, joka tarjoaa kompaktin, energiatehokkaan ja vihreän vaihtoehdon. Koska tämä ei ole yksinkertainen plug-and-play-vaihto valaisinpohjaisille järjestelmille, tarvitaan uusia tapoja laskea tarvittava teho. Ymmärtämällä LED-spektripäästöjen vaikutuksen mikrobien toimintaspektroihin insinöörit voivat kehittää seuraavan sukupolven ratkaisuja tuottamaan jatkuvasti ensiluokkaista laboratoriovettä.
UVC-LED-valot tarjoavat optimaaliset germimiset aallonpituustasot
UV-desinfioinnissa valo alueella 250 nm - 280 nm on tehokkain mikro-organismien DNA: n inaktivoinnissa. Laboratoriovesijärjestelmän suunnittelijat ovat tyypillisesti luottaneet matalapaineisiin elohopeakaarilamppuihin päästäkseen tälle germisiaaliselle alueelle, jonka lähtöteho on 253,7 nm. Kuvasta 1 käy ilmi, että matalapaineisten elohopealamppujen päästöraja leikkaa tyypillisen DNA:n absorptiokäyrän huippuampiston alapuolella. Vaikka tämä ei ole optimaalinen germisidaalinen aallonpituus, DNA:n inaktivointiin on riittävästi päästöjä.
Valonlähteen vertailu.png; Kuvateksti: Matalapaineisen elohopealampun spektrivertailu lediin verrattuna tyypilliseen DNA:n absorptiokäyrään.
UVC-LED-valon jatkuva spektripäästö aiheuttaa enemmän päällekkäisyyttä desinfioinnin kriittisimmillä aallonpituudella, mikä tekee siitä tehokkaamman UVC-energialähteen näille järjestelmille. Nämä erot päästöspektrissä edellyttävät kuitenkin uutta menetelmää desinfioinnin tehokkuuden huomioon ottamiseksi.
UVC-LED-valojen germimisdisen tehon määrittäminen
UVC-LED-valoja arvioivat T&K-insinöörit ja tuotesuunnittelijat tarvitsevat systemaattisen lähestymistavan hyödyllisen desinfiointitehon määrittämiseen ja vertailuun. Samalla tavalla kuin lumenit, lähteen lähettämän näkyvän valon kokonaismäärä, tarjoavat yleisen kirkkauden mittarin, hyödyllisin eritelmä desinfiointisovelluksissa perustuu patogeenien inaktivoinnin hyödyllisen tehon tunnistamiseen. Tätä kutsutaan germisiin voimaksi.
Tarkin menetelmä germisidaalisen tehon määrittämiseksi edellyttää ensin tietyn patogeenin inaktivoinnin tuntemista ja sen toimintaspektrin määrittämistä (eli patogeenin ainutlaatuista herkkyyden profiilia aallonpituudella). Tämän spektrin ristituote ja tietyn UV-lähteen päästöspektrit määrittävät sen germiisidisen tehon.
Erot aallonpituusalttiudessa
Vaikka taudinaiheuttajan alttius UVC-energialle vaihtelee, UVC:n energian absorptiohuipun ymmärretään yleensä olevan jossain 265–270 nm:n alueella. Kuvassa 2 esitetään toimintaspektrit kolmelle yhteiselle kohde- tai haastepatogeenille, joita käytetään veden desinfiointijärjestelmien suunnittelussa.
Toimintaspektrit yhteisistä kohde-/haastemikrobeista veden desinfioinnissa. B. Subtillis -spektri sellaisena kuin se on määritelty ÖNORM-standardissa; E. coli, sellaisena kuin se on esitetty Henk F. J. I. Gillerin WEF 2000 -valaisimen UV-valaisimia tarkastelevassa tarkastelussa; ja MS2, kuten on havaittu tässä asiassa: Toimintaspektrometristen huolenaiheiden käsitteleminen keskipaineisiin UV-reaktoreihin, Bryan Townsend, jne.
Vaikka kaikilla näillä taudinaiheuttajilla on huippua imeytyminen noin 265 nm: ssä, herkkyydessä eri aallonpituudelle on eroja. Taulukossa 1 esitetään tämä aallonpituusalttiusero niiden spektriherkkyyden perusteella. Kertomalla UVC-diodien päästöt painottilla T&K-insinöörit voivat määrittää tehon tietyn patogeenin desinfiointiin käytettävissä olevan tehon (eli valonlähteen germisidivoiman) perusteella.
UVC-LED-valojen markkinoiden käyttöönoton kasvaessa myös palveluntarjoajien määrä kasvaa. Tämä tarjoaa enemmän vaihtoehtoja OEM-laitevalmistajille, mutta korostaa myös valmistajien tuote-eritelmien vaihtelua. Koko tuotekehityksen tai suunnittelun ajan insinööri voi mieluummin tarkkailla eri ledejä optimaalisten suorituskykykriteerien vertaillakseen. Suuret volyymivalmistajat pyytävät kuitenkin järjestelmällisempää lähestymistapaa germisideaalisen lähtötehon määrittelyssä. Tällä konvoluutiolla (LED-ulostulon normalisoiminen germimisaalisen tehon suhteen) on haluttu vaikutus. Vaikka monimutkaiset mikrobiologiset järjestelmät eivät tarjoa mitään yhtä lähestymistapaa, joka sopii kaikkiin tarpeisiin, tämä on askel eteenpäin yksinkertaistamisessa, jonka avulla insinööri voi luoda kestäviä malleja valmistettavuutta varten. Germimisdisen sähkön käyttö kaupalliseen tuotantoon
Korkean suorituskyvyn UVC-LED-valojen avulla valmistajat voivat siirtyä elohopealampuista solid-state-ratkaisuihin. UVC-LED-pohjaisten järjestelmien testaus on vahvistanut germisibaalien tehokkuuden yli 99,99 prosentilla, mikä ei jätä epäilystäkään siitä, että nämä kompaktit ja kestävät energialähteet ovat laillinen vaihtoehto vakiintuneille matalapaineisiin elohopealamppupohjaisiin järjestelmiin.
Laboratoriovesijärjestelmän innovaattorit tunnustavat UVC-LED-valot toimivaksi ratkaisuksi ympäristöystävällisten ja kustannustehokkaiden järjestelmien kehittämiseen laboratorioveden laadusta tinkimättä.
Kirjoittanut Mark Pizzuto, tuotehallinnan johtaja – Desinfiointi, Crystal IS.
