Kosteus, kondensaatiopiste ja suurin saavutettava vH2O2

Tämä blogikirjoitus on ensimmäinen neljän osan sarjassa, jossa kerromme, miten prosessiparametrit vaikuttavat kondensaatioon ja suurimpaan saavutettavissa olevaan vetyperoksidihöyrypitoisuuteen vH₂O₂-biodekontaminaatiosovelluksissa. 

Tässä sarjassa tuomme esiin neljä prosessiparametrisääntöä.  Mutta ennen kuin siirrymme ensimmäiseen parametriin, joka vaikuttaa kondensaatioon ja suurimpaan saavutettavaan vH₂O₂ ppm -lukemaan, kertaamme kaksi tärkeää arvoa: suhteellisen kosteuden ja suhteellisen saturaation.   

Koska vedellä (H₂O) ja vetyperoksidilla (H₂O₂) on samankaltainen molekyylirakenne, ne molemmat vaikuttavat ilman kondensaatiopisteeseen. Suhteellinen kosteus (HR) ilmaisee kuitenkin vain vesihöyryn määrän ilmassa tietyssä lämpötilassa, kun taas suhteellinen saturaatio ilmaisee vesihöyryn ja vetyperoksidihöyryn määrän ilmassa.  Jos ilmassa on paljon vetyperoksidihöyryä, kondensaatio tapahtuu ennen kuin suhteellinen kosteus on 100 %. Siksi suhteellisen saturaation (RS) mittaus antaa luotettavan kuvan kondensaatiopisteestä. 

Kun suhteellinen saturaatio saavuttaa 100 %RS:n lukeman, höyryseos alkaa kondensoitua. Suhteellinen kosteus ja suhteellinen saturaatio poikkeavat, kun vH₂O₂:ta on läsnä, ja RH:n ja RS:n välinen ero korostuu läsnä olevan vH₂O₂-määrän mukaan.  Kun kondensaatiota tapahtuu (suhteellinen saturaatio on 100 %RS), ppm vH₂O₂ ei voi enää kasvaa. Itse asiassa H2O2-höyrypitoisuus usein laskee, sillä osa VH₂O₂:sta hajoaa vedeksi ja hapeksi kondensaation myötä. Kun tämä tapahtuu, vH₂O₂:ta on injektoitava muutoksen kompensoimiseksi. 

Jos dekontaminaatiovaiheen loppuessa esiintyy pisaroituvaa kondensaatiota, vH₂O₂ ppm -lukemat voivat alussa nousta tuuletuksen aikana, sillä pisarat vapauttavat vH₂O₂:ta takaisin ilmaan.

 Tämä tuo meidät takaisin ensimmäiseen sääntöön:  alkuperäisen kosteusmäärän vähentäminen lisää H2O2-höyryn määrää, jota voidaan käyttää ennen kondensaatiota.  

Alla olevat kuvaajat osoittavat, että suhteellisen kosteuden ollessa suurempi konditiointivaiheessa (koska kosteudenpoistoa ei ole tehty) kondensaatio tapahtuu aiemmin dekontaminaation aikana. Mitä pienempi suhteellinen kosteus on konditioinnin alkaessa, sitä suurempi vH₂O₂ voidaan saavuttaa ennen kondensaatiota.  

Dekontaminaatiovaiheessa osa vH₂O₂:sta hajoaa vedeksi ja hapeksi. Hajoavan vH₂O₂:n määrään vaikuttavat olosuhteet, kuten materiaalit, lämpötila, kosteus ja ilmavirta. Käyttökohteessa odotettu hajoaminen on mitattava.  Seuraavissa kuvaajissa on oletettu, että 10 % vH₂O₂:sta on hajonnut alkuarvosta ja lisää H₂O₂:ta höyrystetään sen kompensoimiseksi.        

Image

Image

Kuten huomaat, kosteudenpoisto ennen konditiointia vaikuttaa suurimpaan saavutettavaan ppm vH₂O₂-lukemaan. Kuvissa 1a ja 1b on käytetty 12 %-m:n vetyperoksidiliuosta, ja kuvissa 1c ja 1d käytetyn liuoksen pitoisuus on 59 %-m. Kuvissa 1a ja 1b on kaksi muuten samanlaista biodekontaminaatiosykliä. Oranssit viivat kuvaavat prosesseja, joissa ei ole kosteudenpoistoa ja joiden konditiointivaihe alkaa suhteellisen kosteuden ollessa 50 %RH. Siniset viivat kuvaavat prosesseja, joissa kosteudenpoisto on tehty 10 %RH:n lukemaan ennen konditiointivaihetta.

Kuvat 1a ja 1c osoittavat kosteudenpoiston vaikutuksen kosteusprosenttiin (suhteellisen kosteuden ja suhteellisen saturaation lukemilla) konditiointi- ja paineenpysäytysvaiheiden aikana. Kuvat 1b ja 1d osoittavat kosteudenpoiston vaikutuksen vetyperoksidihöyryn enimmäismäärään konditiointi- ja paineenpysäytysvaiheiden aikana.

Sarjan toisessa blogikirjoituksessa kerromme, kuinka H₂O₂-liuos vaikuttaa H₂O₂-höyryn määrään, jota voidaan käyttää ennen kondensaation tapahtumista. 
Koko asiantuntijaselvitys, johon nämä blogikirjoitukset perustuvat, on luettavissa täällä: "Kondensaation huomioiminen: vaikutukset höyrystyneen vetyperoksidin avulla toteutettavaan biodekontaminaatioon"