Humidité, point de condensation et vapeur de peroxyde d’hydrogène, vH2O2, max. atteignable

Le présent blog constitue le premier d'une série de 4 dans laquelle nous décrivons comment les paramètres de processus influencent la condensation et la concentration maximale atteignable de vapeur de peroxyde d'hydrogène dans le cadre des applications de bio-décontamination à la vH₂O₂. 

Cette série est pour nous l'occasion de proposer quatre règles de paramètres de processus de base.  Mais avant d'aborder le premier paramètre qui a un impact sur la condensation et la quantité de vH₂O₂  max. atteignable, nous allons passer en revue deux valeurs importantes : l'humidité relative et la saturation relative.   

Parce que l'eau (H₂O) et le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) ont des structures moléculaires similaires, les deux ont un impact sur le point de condensation de l'air. Cependant, l'humidité relative (HR) indique uniquement le niveau de vapeur d'eau dans l'air à une température donnée, tandis que la saturation relative indique le niveau de vapeur d'eau ainsi que celui de vapeur de peroxyde d'hydrogène dans l'air.  Dans un air contenant de la vapeur de peroxyde d'hydrogène, la condensation se produit à 100 % d'humidité relative. Par conséquent, le point de condensation peut être anticipé de manière fiable avec la mesure de saturation relative (SR). 

Lorsque la saturation relative atteint 100 %, le mélange de vapeur commence à se condenser. L'humidité relative et la saturation relative diffèrent en présence de vH₂O₂ et la différence entre HR et SR est en outre impactée par la quantité de vH₂O₂ présente.  Une fois que la condensation se produit (la saturation relative a atteint 100 % SR), la quantité de vH₂O₂ en ppm ne peut plus augmenter. En fait, la concentration de vapeur de H2O2 diminue souvent à mesure que la vH₂O₂ se décompose en eau et en oxygène lors de la condensation. Lorsque cela se produit, il convient d'injecter davantage de vH₂O₂ pour compenser. 

S'il y a des gouttes de condensation à la fin de la phase de décontamination, les valeurs en ppm de vH₂O₂  peuvent initialement augmenter pendant l'aération, car les gouttelettes rejettent de la vH₂O₂ dans l'air.

 Cela nous amène à la première règle :  Réduire le niveau d'humidité initial augmente la quantité de vapeur de H2O2 qui peut être utilisée avant la condensation.  

Les graphiques ci-dessous illustrent que lorsque l'humidité relative est plus élevée au début de la phase de conditionnement (car la déshumidification n'a pas été effectuée), la condensation se produit plus tôt lors de la décontamination. Par conséquent, plus l'humidité relative est faible au début du conditionnement, plus la quantité max. atteignable de vH₂O₂ en ppm avant le début de la condensation est élevée.  

Pendant la phase de décontamination, une quantité certaine de vH₂O₂ se décompose en eau et oxygène. La quantité de vH₂O₂ qui se décompose dépend de conditions telles que les suivantes : matériaux, température, humidité et débit d'air. La décomposition réelle attendue dans certaines conditions doit être mesurée.  Sur les graphiques suivants, nous avons supposé que 10 % de la quantité de vH₂O₂ se sont décomposés à partir de sa valeur initiale et qu'une quantité plus importante de H₂O₂ est vaporisée pour compenser.        

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Comme indiqué, la déshumidification avant le conditionnement influence la valeur max. atteignable de vH₂O₂ en ppm. Sur les figures 1a et 1b, la solution de peroxyde d'hydrogène utilisée est à 12 %-m ; les figures 1c et 1d utilisent une solution de concentration de 59 %-m. Les figures 1a et 1b présentent deux cycles de bio-décontamination par ailleurs similaires ; les lignes oranges indiquent des processus sans déshumidification et une phase de conditionnement qui commence avec une humidité relative (HR) à 50 %. Les lignes bleues montrent les processus où la déshumidification a été achevée à 10 % (HR) avant la phase de conditionnement.

Les figures 1a et 1c montrent l'effet de la déshumidification sur le pourcentage d'humidité, indiqué par l'humidité relative et la saturation relative, pendant les phases de conditionnement et de temporisation. Les figures 1b et 1d montrent l'effet de la déshumidification sur la vapeur de peroxyde d'hydrogène maximale atteignable pendant les phases de conditionnement et de temporisation.

Dans notre deuxième blog de cette série, nous allons illustrer la façon dont la solution de H₂O₂ affecte la quantité de vapeur de H₂O₂ qui peut être utilisée avant que la condensation ne se produise. 
Pour lire l'intégralité du livre blanc sur lequel reposent ces blogs, rendez-vous sur la page Web suivante : « La condensation en considération : influences sur la bio-décontamination à la vapeur de peroxyde d'hydrogène »