JAK DZIAŁA ULTRAFIOLET?

Działanie oczyszczające silnego światła słonecznego polega na trwałej dezaktywacji bakterii, wirusów, pleśni i zarodników. Prawie sto lat temu naukowcy rozpoznali tę część widma promieniowania słonecznego, które jest odpowiedzialne za ten dobrze znany efekt: są to fale o długości 240 - 280 nm, głównie w widmie UV-C.
Tego rodzaju energia może być też wytwarzana na skalę przemysłową przez elektryczne urządzenia wyładowcze, a technika ultrafioletowa znalazła szerokie zastosowanie: od dezynfekcji po utlenianie substancji organicznych.
Systemy UV generują takie same promienie bakteriobójcze jak promieniowanie słoneczne, lecz setki razy silniejsze. Żadne bakterie, wirusy, pleśnie lub ich zarodniki nie są w stanie przetrzymać jego oddziaływania.

JAK WYTWARZANE JEST ŚWIATŁO ULTRAFIOLETOWE?

Lampa łukowa UV [rura kwarcowa podobna do świetlówki] jest wypełniona gazem obojętnym, który zapewnia początkowe wyładowanie potrzebne do wzbudzenia niewielkiej ilości rtęci zawartej wewnątrz rury. Niskociśnieniowe wyładowanie jarzeniowe wytwarza widmo liniowe przy 185,0 i 253,7 nm.
W miarę jak wzrasta prąd lampa łukowa nagrzewa się gwałtownie, wzrasta ciśnienie i wytwarzane jest typowe widmo średniociśnieniowe, 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 przez DNA
• widma nisko- i średnio-ciśnieniowych elektrycznych lamp wyładowczych oraz lamp łukowych.

Na rys. 1 porównano także widmo średniociśnieniowej lampy łukowej z krzywą skuteczności bakteriobójczej i pokazano, że lampa łukowa wytwarza potężną dawkę bakteriobójczego ultrafioletu w obrębie pożądanego pasma fal. Oferowana jest zarówno technika nisko-, jak i średnio-ciśnieniowa.

DEZYNFEKCJA ULTRAFIOLETEM I JEJ ZASTOSOWANIA

Gdy komórka jest poddana działaniu bakteriobójczego ultrafioletu, zachodzą następujące procesy:
• UV przenika przez ścianę komórki
• Fotony UV o wysokiej energii są pochłaniane przez proteiny komórek i DNA
• UV uszkadza strukturę protein, powodując rozerwanie łańcucha przemiany materii
• DNA zostaje chemicznie zmienione, wskutek czego organizmy nie mogą się reprodukować
• Organizmy niezdolne do przemiany materii i reprodukcji nie mogą być przyczyną chorób lub innych szkodliwych procesów.

KONCEPCJA D10

Wartość D10 dla każdego mikroorganizmu jest określana jako dawka UV potrzebna do spowodowania jego redukcji o 90%. Zależność pomiędzy dawką i stopniem niszczenia mikroorganizmów jest logarytmiczna, jak przedstawiono w tabeli 1. Niektóre wartości D10 przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 1: D10 dla E. coli, typowego patogenu znajdowanego w wodzie:

Tabela 2: D10 pospolitych mikroorganizmów:

W różnych gałęziach przemysłu wymagane są różne dawki zależnie od rodzaju zanieczyszczających mikroorganizmów. Przykładowo, przemysł zaopatrzenia w wodę i przemysł farmaceutyczny stosują dawkę 32 mJ/cm², podczas gdy w browarnictwie wymagane jest 50-60 mJ/cm² dla kontroli dzikich drożdży.

DAWKA UV A WIELKOŚĆ URZĄDZENIA

Dawka UV = Natężenie x Czas (mJ/cm²)
Natężenie jest określone przez moc lampy łukowej UV a Czas przez okres ekspozycji na UV. Prawidłowa dawka UV dla każdego zastosowania, biorąc pod uwagę zużywanie się lampy łukowej z upływem czasu, charakterystykę przepuszczalności promieniowania przez płyn oraz korekcję temperaturową dotyczącą mocy wyjściowej UV [przy użyciu lamp niskociśnieniowych] jest każdorazowo do ustalenia.

DEZYNFEKCYJNE ZASTOSOWANIA UV:

Ciecze:
• Woda pitna - zasilanie z wodociągu lub ujęcie indywidualne
• Woda do procesów przemysłowych
• Emulsje i solanki w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym
• Obróbka 'w linii' ciekłego cukru
• Obieg - regeneracja wody technologicznej
• Dezynfekcja przepływu ścieków
• Baseny kąpielowe

Powietrze:
• Kanały wentylacyjne w budynkach użyteczności publicznej i w fabrykach
• Szpitale i "czyste pomieszczenia"
• Przestrzeń na cieczą w zbiornikach magazynowych

Powierzchnie:
• Materiały opakowaniowe
• Przenośniki
• Produkty.

OSTATNIE OSIĄGNIĘCIA W UV

Odkażanie jest jednym z przykładów szerokiego zakresu oddziaływań fotochemicznych UV.
Tak jak UV 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 UV niszczącego wiązania chemiczne obecne w cząsteczkach związków organicznych.
Chemiczne skutki oddziaływania UV obejmują:

• Emisję fotonów o wysokiej energii, które rozrywają wiązania chemiczne
• Przekształcanie niejonowych cząsteczek organicznych w fragmenty obdarzone ładunkiem, co czyni je podatnymi na usuwanie poprzez wymianę jonową
• Wytwarzanie rodników wodorotlenowych (-OH), które utleniają wiązania cząsteczkowe, powodując ich rozkład fotochemiczny.

Proces rozrywania wiązań chemicznych za pomocą ultrafioletu jest nazywany fotolizą.

ZASTOSOWANIA FOTOLITYCZNE UV

• Niszczenie chloroamin w basenach kąpielowych
• Niszczenie szczątkowego ozonu po odkażaniu i sanityzacji
• Zmniejszenie zawartości chloru wcześniej użytego do dezynfekcji
• Niszczenie pestycydów w wodzie zasilającej
• Kontrola zapachów w urządzeniach do oczyszczania ścieków
• Produkcja ultra-czystej wody dla przemysłu elektronicznego i półprzewodnikowego
• Zmniejszenie zawartości całkowitego organicznego węgla (TOC).

STRONA GŁÓWNA - PRODUKTY - KONTAKT