Herhangi bir laboratuvar ortamında en sık kullanılan çözücüdür ve bu nedenle bu suyun kalitesi deneyler ve çekirdek prosesler için kritik öneme sahiptir. Kullanım noktası arıtma cihazları şu anda ultra saf laboratuvar suyu için yaklaşık 480 milyon dolarlık küresel pazarın % 75'idir. Bu sistemler, Tip 1, 2 ve 3 su oluşumu için damıtma, ters ozmos, ultrafiltrasyon, deiyonizasyon ve UV dezenfeksiyonu dahil olmak üzere teknolojilerin bir kombinasyonunu kullanır ve büyük, merkezi sistemlerden küçük, tezgah üstü parlatma ünitelerine kadar uzanır.
Geleneksel olarak, bu sistemler dezenfeksiyon için UVC enerjisi sağlamak için cıva lambaları kullanmıştır. Şimdi, derin ultraviyole (UVC) LED'ler kompakt, enerji tasarruflu, yeşil bir alternatif sunan uygulanabilir bir teknoloji olarak ortaya çıkıyor. Bu, lamba tabanlı sistemler için basit bir tak ve çalıştır değiştirme olmadığından, gerekli güç çıkışını hesaplamanın yeni yolları gereklidir. Led spektral emisyonun mikrop eylem spektrumu üzerindeki etkisini anlayarak, mühendisler sürekli olarak birinci sınıf laboratuvar suyu üretmek için yeni nesil çözümler geliştirebilirler.
UVC LED'ler optimum mikrop öldürücü dalga boyları sağlar
UV dezenfeksiyonunda, 250 nm - 280 nm aralığındaki ışık, mikroorganizmaların DNA'sını inaktive etmede en etkilidir. Laboratuvar su sistemi tasarımcıları, 253,7 nm'de tek bir çıkış yayan bu mikrop öldürücü aralıkta erişmek için tipik olarak düşük basınçlı cıva ark lambalarına güvendiler. Şekil 1, düşük basınçlı cıva lambası emisyon çizgisinin, tepe emiliminin altındaki tipik DNA emilim eğrisiyle kesiştiği göstermektedir. Bu optimum germik öldürücü dalga boyu olmasa da, DNA inaktivasyonu için yeterli emisyon vardır.
Işık Kaynağı Karşılaştırması.png; Başlık: Tipik DNA emilim eğrisi ile ilgili olarak düşük basınçlı cıva lambasının LED ile spektral karşılaştırması.
UVC LED'in sürekli spektral emisyonu, dezenfeksiyon için en kritik dalga boylarının daha fazla çakışmasını sağlayarak bu sistemler için daha verimli bir UVC enerji kaynağı haline getirir. Bununla birlikte, emisyon spektrumlarındaki bu farklılıklar, dezenfeksiyon etkinliğini hesaba katmak için yeni bir metodoloji gerektirir.
UVC LED'lerin mikrop öldürücü gücünün belirlenmesi
UVC LED'leri değerlendiren Ar-Ge mühendisleri ve ürün tasarımcıları, yararlı dezenfeksiyon güç çıkışını belirtmek ve karşılaştırmak için sistematik bir yaklaşıma ihtiyaç duyar. Bir kaynağın yaydığı toplam görünür ışık miktarı olan lümenlerin evrensel bir parlaklık ölçüsü sağladığı gibi, dezenfeksiyon uygulamaları için en yararlı spesifikasyon patojenleri inaktive etmek için yararlı güç çıkışını tanımlamaya dayanır. Bu mikrop öldürücü güç olarak bilinir.
Mikrop öldürücü gücü belirtmek için en doğru yöntem, önce belirli patojenin inaktive olmasını ve daha sonra eylem spektrumunu belirlemeyi (yani, patojenin dalga boyu ile benzersiz duyarlılık profilini) gerektirir. Bu spektrumun belirli UV kaynağının emisyon spektrumu ile çapraz ürünü mikrop öldürücü gücünü belirler.
Dalga boyu duyarlılığındaki farklılıklar
Bir patojenin UVC enerjisine duyarlılığı değişmekle birlikte, en yüksek UVC enerji emiliminin genellikle 265-270 nm aralığında bir yerde olduğu anlaşılmaktadır. Şekil 2, su dezenfeksiyon sistemlerinin tasarımında kullanılan üç ortak hedef veya meydan okuma patojeni için eylem spektrumunu göstermektedir.
Su dezenfeksiyonunda ortak hedef/meydan okuma mikroplarının eylem spektrumu. ÖNORM Standardı tarafından tanımlanan B. Subtillis eylem spektrumu; E. coli, WEF 2000'de Henk F. J. I. Giller tarafından UV lambalarının gözden geçirilmesinde belirtildiği gibi; ve MS2 Bu Şekilde İleride bulunduğu gibi: Orta Basınçlı UV Reaktörlerinde Eylem Spektrum Önyargısı Endişelerini Ele Alma, Bryan Townsend, vb.
Bu patojenlerin hepsi kabaca 265 nm'de tepe emilimi sunsa da, ayrık dalga boylarına duyarlılıkta farklılıklar vardır. Tablo 1, spektral hassasiyetlerine göre dalga boyu duyarlılığındaki bu farkı göstermektedir. Ar-Ge mühendisleri, UVC diyotlarının emisyonunun ağırlıklandırma ile çarparak, belirli patojenin dezenfeksiyonu için mevcut güç açısından güç çıkışını belirleyebilirler (yani, ışık kaynağının mikrop öldürücü gücü).
Dalga boyu | B. subtillis için ağırlıklandırma | E. coli için ağırlıklandırma | MS2 için ağırlıklandırma |
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 |
Ticari üretim için mikrop öldürücü güç uygulaması
UVC LED'ler için pazar benimsemesi arttıkça, sağlayıcıların sayısı da artmaktadır. Bu, OEM'ler için daha fazla seçenek sunar, ancak üreticilerin ürün spesifikasyonlarındaki varyasyonu da vurgular. Ürün geliştirme veya tasarım boyunca, optimum performans kriterlerini karşılaştırmak için ayrı LED'lerin spektrumunu gözlemlemek mühendisin tercihi olabilir. Bununla birlikte, yüksek hacimli üreticiler mikrop öldürücü çıkış gücünün spesifikasyonu için daha sistematik bir yaklaşım talep ediyor. Bu konvoksiyon yaklaşımı (mikrop öldürücü güç açısından LED çıkışını normalleştirmek) istenen etkiye sahiptir. Karmaşık mikrobiyolojik sistemler tüm ihtiyaçlara uygun tek bir yaklaşım sunmasa da, bu, mühendisin üretilebilirlik için sürdürülebilir tasarımlar oluşturmasını sağlayan basitleştirmede ileriye doğru atılmış bir adımdır.
Yüksek performanslı UVC LED'ler, üreticilerin cıva lambalarından katı hal çözümlerine geçiş yapmasına olanak sağlar. UVC LED tabanlı sistemlerin test edildikten sonra mikrop öldürücü etkinliği %99,99'dan fazla olarak doğrulanmıştır ve bu kompakt, dayanıklı enerji kaynaklarının görevdeki düşük basınçlı cıva lambası tabanlı sistemlere meşru bir alternatif olduğu konusunda çok az şüphe bırakmıştır.
Laboratuvar su sistemi yenilikçileri, UVC LED'leri laboratuvar su kalitesinden ödün vermeden çevre dostu, uygun maliyetli sistemler geliştirmek için uygun bir çözüm olarak kabul eder.
Ürün Yönetimi Direktörü Mark Pizzuto tarafından yazılmıştır— Dezenfeksiyon, Crystal IS.
