To je najpogosteje uporabljeno topilo v katerem koli laboratorijskem okolju, zato je kakovost te vode ključnega pomena za poskuse in jedrne procese. Čistilniki na mestu uporabe so zdaj 75% približno 480 milijonov dolarjev vrednega svetovnega trga ultračiste laboratorijske vode. Ti sistemi uporabljajo kombinacijo tehnologij, vključno z destilacijo, reverzno osmozo, ultrafiltracijo, deionizacijo in UV razkuževanjem za ustvarjanje vode tipa 1, 2 in 3 in segajo od velikih centraliziranih sistemov do majhnih namiznih polirnih enot.
Tradicionalno so ti sistemi uporabljali živosrebrne sijalke za dobavo energije UVC za razkuževanje. Zdaj se globoke ultravijolične (UVC) LED diode pojavljajo kot uspešna tehnologija, ki ponuja kompaktno, energetsko učinkovito, zeleno alternativo. Ker to ni preprosta zamenjava plug-and-play za sisteme na osnovi svetilk, so potrebni novi načini za izračun potrebne izhodne moči. Z razumevanjem vpliva spektralne emisije LED na spekter delovanja mikrobov lahko inženirji razvijejo rešitve naslednje generacije za dosledno proizvodnjo vrhunske laboratorijske vode.
UVC LED diode zagotavljajo optimalne germicidne valovne dolžine
Pri UV razkuževanju je svetloba v območju od 250 nm do 280 nm najučinkovitejša pri inaktiviranju DNK mikroorganizmov. Oblikovalci laboratorijskih vodnih sistemov so se za dostop do tega germicidnega območja običajno zanašali na nizkotlačne živosrebrne sijalke, ki oddajajo eno samo moč pri 253,7 nm. Slika 1 prikazuje, da emisijska linija nizkotlačne živosrebrne sijalke preseka tipično krivuljo absorpcije DNA pod najvišjo absorpcijo. Čeprav to ni optimalna germicidna valovna dolžina, obstaja dovolj emisij za inaktivacijo DNA.
Primerjava svetlobnih virov.png; Napis: Spektralna primerjava nizkotlačne živosrebrne sijalke z LED glede na tipično absorpcijsko krivuljo DNK.
Neprekinjena spektralna emisija UVC LED prinaša več prekrivanja najbolj kritičnih valovnih dolžin za dezinfekcijo, zaradi česar je učinkovitejši vir energije UVC za te sisteme. Vendar pa te razlike v emisijskih spektrih zahtevajo novo metodologijo za upoštevanje učinkovitosti razkuževanja.
Določanje germicidne moči UVC LED
Inženirji R& D in oblikovalci izdelkov, ki ocenjujejo UVC LED, potrebujejo sistematičen pristop k opredelitvi in primerjavi primerne izhodne moči razkužila. Tako kot lumeni, skupna količina vidne svetlobe, ki jo oddaja vir, zagotavljajo univerzalno merilo svetlosti, je najbolj uporabna specifikacija za dezinfekcijske aplikacije zasnovana na ugotavljanju izhodne moči, ki je koristna za inaktivacijo patogenov. To je znano kot germicidna moč.
Najbolj natančna metoda za določanje germicidne moči zahteva najprej poznavanje specifičnega patogena, ki ga je treba inaktivirati, in nato določitev njegovega spektra delovanja (tj. Edinstven profil občutljivosti patogena glede na valovno dolžino). Presečni produkt teh spektrov z emisijskimi spektri določenega vira UV določa njegovo germicidno moč.
Razlike v občutljivosti na valovno dolžino
Medtem ko je dovzetnost patogena za energijo UVC drugačna, se največja absorpcija energije UVC na splošno razume nekje v območju 265-270 nm. Slika 2 prikazuje spekter delovanja treh skupnih ciljnih ali izzivalnih patogenov, ki se uporabljajo pri načrtovanju sistemov za dezinfekcijo vode.
Spekter delovanja običajnih ciljnih/izzivalnih mikrobov pri dezinfekciji vode. Spekter delovanja B. Subtillis, kot je opredeljen v standardu ÖNORM; E. coli, kot je opisano v pregledu UV žarnic Henka FJI Gillerja v WEF 2000; in MS2, kot je bilo ugotovljeno v razdelku Na ta način naprej: Obravnavanje pomislekov glede pristranskosti spektra delovanja v srednjetlačnih UV reaktorjih, Bryan Townsend, et al.
Čeprav imajo vsi ti patogeni največjo absorpcijo pri približno 265 nm, obstaja občutljivost na diskretne valovne dolžine. Tabela 1 prikazuje to razliko v občutljivosti na valovno dolžino glede na njihovo spektralno občutljivost. Inženirji R& D z množenjem emisije UVC diod z utežmi lahko določijo izhodno moč glede na moč, ki je na voljo za dezinfekcijo določenega patogena (tj. Germicidno moč svetlobnega vira).
Z naraščanjem trženja UVC LED diod se povečuje tudi število ponudnikov. To predstavlja več izbire za proizvajalce originalne opreme, hkrati pa poudarja razlike v specifikacijah izdelkov proizvajalcev. Med razvojem ali oblikovanjem izdelka bi lahko bil inženir raje opazoval spekter ločenih LED, da bi primerjal optimalna merila učinkovitosti. Proizvajalci v velikih količinah pa zahtevajo bolj sistematičen pristop za specifikacijo izhodne moči bakterij. Ta pristop zvijanja (normalizacija izhoda LED glede na germicidno moč) ima želeni učinek. Čeprav kompleksni mikrobiološki sistemi ne ponujajo enotnega pristopa, ki bi ustrezal vsem potrebam, je to korak naprej v poenostavitvi, ki inženirju omogoča ustvarjanje trajnostnih modelov za proizvodnjo.
Visoko zmogljive UVC LED diode proizvajalcem omogočajo selitev iz živosrebrnih sijalk v trdne rešitve. Testiranje sistemov na osnovi UVC LED je potrdilo germicidno učinkovitost več kot 99,99%, pri čemer ni bilo nobenega dvoma, da so ti kompaktni, trajni viri energije zakonita alternativa obstoječim nizkotlačnim sistemom na osnovi živosrebrnih žarnic.
Inovatorji vodnega sistema v laboratorijih prepoznajo UVC LED kot uspešno rešitev za razvoj okolju prijaznih, stroškovno učinkovitih sistemov, ne da bi pri tem žrtvovali kakovost laboratorijske vode.
Napisal Mark Pizzuto, direktor za upravljanje izdelkov - razkuževanje, Crystal IS.
