UVC žiariče sterilAir pre dezinfekciu v klimatizačnej technike

Napriek jednoznačne pozitívnym výsledkom je sterilizácia pomocou ultrafialového žiarenia typu C stále málo využívanou cestou k zvýšeniu hygienickej bezpečnosti klimatizačných zariadení. Množstvo chybných informácií vedie k šíreniu neopodstatnených obáv z prevádzky UV žiaričov, ale aj k preceňovaniu ich možností.

Rozdielne účinky zložiek UV žiarenia UVA, UVB a UVC

Ultrafialové žiarenie objavil nemecký fyzik Johann Wilhelm Ritter v roku 1801. UV žiarenie sa nachádza medzi viditeľnou zložkou svetla a röntgenovým žiarením. Nakoniec až výskum DNA v šesťdesiatych rokoch minulého storočia vysvetlil účinky UV žiarenia na organické látky, kedy fotochemická reakcia vedie k rozpadu štruktúry molekúl deoxyribonukleové kyseliny (DNA).

Najmenej agresívnou časťou UV spektra je zložka A s vlnovou dĺžkou 315–400 nm, ktorá tvorí približne 99 % UV žiarenia prenikajúceho na zemský povrch.

Žiarenie UVB má vlnovú dĺžku v rozsahu od 280 do 315 nm. Prevažne je absorbované ozónom v stratosfére. Jeho energia je schopná rozkladať alebo narušovať bielkoviny alebo iné životne dôležité organické zlúčeniny s vážnymi následkami pre metabolizmus postihnutého jedinca.

Najtvrdšia časť UV spektra je práve zložka C, ktorá je vymedzená vlnovými dĺžkami v rozsahu 250–280 nm a má najvýraznejšie dezinfekčné účinky. Pôsobením tejto zložky žiarenia dochádza k vzniku ozónu. Žiarenie UVC je preukázateľne zhubné (karcinogénne) pre živé organizmy. Na rozdiel od UVB, ktoré dokáže preniknúť len niekoľkými vrstvami buniek, je penetrácia UVC pletivami a tkanivami živých organizmov oveľa väčšia.

Fialové žiarenie a neviditeľné spektrum

Ultrafialové žiarenie má optické vlastnosti viditeľného spektra, je možné ho ohýbať, vychýliť, lomiť, absorbovať a odrážať, ale nie je možné ho vidieť. Typické svetlomodré svetlo z germicídnych výbojok je len vedľajším produktom pri emisii UV žiarenia.

Často používaný termín „UV svetlo“ preto treba brať s rezervou. Stredná frekvencia zložky UVC o vlnovej dĺžke 254 nm, generovaného pre baktericídne účely, leží ďaleko za viditeľným spektrom ľudského oka. Naviac je správanie elektromagnetickej energie vlnovej dĺžky 254 nm pri odraze iné než u vlnových dĺžok nad 400 nm (viditeľné spektrum). Bežné sklenené tabule, ale aj plexisklo, absorbujú takmer 100 % žiarenia UVC, naopak veľmi dobre priepustné je čisté kryštálové sklo, vynikajúce vlastnosti transparentnosti pre UVC žiarenie má aj teflón.

Priame ožiarenie je nutnosť

Rovnako ako viditeľné svetlo, ani ultrafialové lúče nemajú dlhodobý ani akumulačný efekt. Všetko, čo nie je vystavené priamemu alebo nepriamemu ožiareniu, zostáva „v tme“ a bez vplyvu na zníženie množstva choroboplodných zárodkov. Zapínať ultrafialové žiarivky z úsporných dôvodov iba v určitých intervaloch nemá zmysel, pretože sa tým skracuje ich životnosť.

Záleží na dávke

Účinnosť UV dezinfekcie sa riadi princípom „dávky“. Matematicky vyjadrené nie je dávka nič iné ako súčin času pôsobenia (ovplyvneného napríklad rýchlosťou prúdenia vo vzduchotechnickom potrubí alebo klimatizačnej jednotke) a energie žiarenia. Nedostatok času musí byť kompenzovaný úmerne zvýšenou energiou žiarenia. Pri dostatočnej dávke je možné úspešne likvidovať aj vyslovene odolné organizmy ako sú riasy alebo spóry hlavičkových plesní.

Závislosť na teplote

Ako zdroje žiarenia UVC sa používajú nízkotlakové ortuťové výbojky, ktoré výrazne reagujú na teplotné pomery okolitého prostredia. Pri teplote pod 15 °C výkon UVC výbojok rapídne klesá a pri dimenzovaní počtu žiaričov je potrebné brať ohľad na teplotu. Kvalitné výbojky sa preto vyrábajú v niekoľkých verziách podľa teploty okolitého prostredia.

Čistota vody ovplyvňuje výkon

Logickou aplikáciou UVC žiaričov je dezinfekcia cirkulačných nádrží adiabatických zvlhčovačov a chladičov v klimatizačných jednotkách. Zatiaľ čo vo vzduchu – pokiaľ nie je príliš znečistený –možno energiu UV žiarenia ľahko zistiť aj vo vzdialenosti 10 m, voda má v závislosti na obsahu minerálov veľkú absorpčnú schopnosť.

Zakalenie média má o účinnosti UV zariadenia iba malú výpovednú hodnotu, pre stanovenie účinnosti je vždy nutné vykonávať meranie prestupu žiarenia o vlnovej dĺžke 254 nm. Všeobecne možno povedať, že soli obsahujúce železo a organické látky pohlcujú UV žiarenie veľmi intenzívne, naopak alkalické soli (ako bežná kuchynská soľ) transparentnosť prakticky neobmedzujú. Použitie UV žiaričov pre dezinfekciu čiastočne alebo úplne demineralizovanej vody je preto veľmi účinné.

Životnosť UV žiaričov

Životnosť kvalitných UVC žiaričov je približne 12 000 hodín. Po tomto čase neprestane výbojka fungovať, ale jej účinnosť postupne klesá na hodnotu 75 % nominálneho výkonu. Životnosť je uvádzaná pri kontinuálnom zapnutí/svietení. Každé ďalšie štartovanie výbojky skracuje jej životnosť o niekoľko hodín.

Ozón ako strašiak

Častým argumentom proti použitiu UV žiarenia je obava z produkcie ozónu, ktorý je vďaka vysokej reaktivite od určitej koncentrácie toxický. Pôsobením UV žiarenia dochádza k rozpadu dvojatómových molekúl kyslíka O₂ pri vzniku voľných molekúl kyslíka a ozónu O₃. Je nutné si uvedomiť, že UVC výbojky generujú žiarenie o vlnovej dĺžke 253,7 nm, zatiaľ čo k produkcii O₃ dochádza pôsobením žiarenia o vlnovej dĺžke 185 nm. Na výrobu ozónu sa používajú špeciálne UV výbojky určené iba pre toto použitie.

Nie sú zárodky ako zárodky

Čím jednoduchší a menší je organizmus, tým rýchlejšie je možné ho účinne zlikvidovať lúčmi UVC. Patogénne zárodky je možné účinne likvidovať už malou energiou, avšak na likvidáciu vyšších organizmov (riasy) alebo producentov spórov (plesne) je potrebné omnoho viac energie (tabuľka 1).

Bezpečnosť pri práci a ochrana zdravia

Nepopulárne pravidlá o nosení ochranných pomôcok sa pri práci v prostredí so zapnutými výbojkami UVC naozaj oplatí dodržiavať. Podráždená pokožka a pálenie očí veľmi skoro prinútia každého k vzorovému BOZP. Na rozdiel od práce s rôznymi chemickými dezinfekčnými látkami však nehrozí alergia z vdýchnutia či postriekania, v okamžiku vypnutia žiaričov je prostredie bez akéhokoľvek rizika.

Aplikácia UVC žiaričov SterilAir

Švajčiarska firma SterilAir sa zaoberá výrobou germicídnych výbojok a ich aplikáciou už od roku 1939. Oblasti použitia ich výrobkov môžeme rozdeliť do niekoľkých skupín – ponorné žiariče a prietokové reaktory pre dezinfekciu technologických vôd, priestorové žiariče, UVC generátory pre dezinfekciu plôch výparníkov chladiacich zariadení a pásových dopravníkov v potravinárskom priemysle.

Z hľadiska dezinfekcie vzduchotechnických zariadení je dôležité umiestniť výbojky za filtre triedy F7. Dôležitým elementom vzduchotechnických zariadení, ktorý by mal byť ošetrený UV žiarením, sú povrchy chladičov a eliminátorov kvapiek. Pre dostatočnú účinnosť je nutné dodržať nízku rýchlosť prúdenia vzduchu a zvoliť umiestnenie UVC žiaričov do komory s vysoko odrazovým povrchom.

Záver

UVC žiariče predstavujú vysoko efektívny spôsob dezinfekcie vzduchotechnických zariadení bez použitia chemikálií a toxických látok. Ich použitie predstavuje jednoduchú inštaláciu s okamžitým efektom, minimálnymi nákladmi na prevádzku a údržbu s možnosťou dodatočnej inštalácie do existujúceho systému.

Tabuľka 1: Dávky UVC žiarenia pre likvidáciu rôznych patogénnych častíc

Potrebné dávky UVC žiarenia v µWs/cm²
pre deaktiváciu niektorých mikroorganizmov s účinnosťou 90 %

Ing. Anton Šalátek

https://www.flair.cz/

Zdroj: PR článok Flair, a.s