Umidità, punto di condensazione e valore massimo raggiungibile di vH2O2

Questo blog è il primo di una serie di 4 parti in cui descriviamo come i parametri di processo influenzino la condensazione e la concentrazione massima raggiungibile di vapore di perossido di idrogeno durante le applicazioni di biodecontaminazione con vH₂O₂. 

In questa serie proponiamo quattro regole fondamentali relative ai parametri di processo.  In attesa di affrontare il primo parametro che influenza la condensazione e il livello ppm massimo raggiungibile di vH₂O₂ , esamineremo due valori importanti: l'umidità relativa e la saturazione relativa.   

Dal momento che l'acqua (H₂O) e il perossido di idrogeno (H₂O₂) presentano strutture molecolari simili, entrambi influenzano il punto di condensazione dell'aria. Tuttavia, l'umidità relativa (RH) indica solo il livello di vapore acqueo presente nell'aria a una data temperatura, mentre la saturazione relativa indica il livello di vapore acqueo e di vapore di perossido di idrogeno presente nell'aria.  Nell'aria che contiene vapore di perossido di idrogeno, la condensa si verifica prima del 100% di umidità relativa. Pertanto, il punto di condensazione può essere anticipato in modo affidabile con la misurazione della saturazione relativa (RS). 

Quando la saturazione relativa raggiunge un valore pari al 100%, la miscela di vapore si condensa. L'umidità relativa e la saturazione relativa differiscono ogni volta che è presente vH₂O₂ e la differenza tra RH e RS viene ulteriormente influenzata dalla quantità di vH₂O₂ presente.  Una volta avvenuta la condensazione (la saturazione relativa ha raggiunto il 100% RS), il livello ppm di vH₂O₂ non può più aumentare. In effetti, la concentrazione di vapore di H2O2 tenderà a diminuire quando parte di vH₂O₂ si decomporrà in acqua e ossigeno per effetto della condensazione. Quando ciò si verifica, è necessario iniettare una maggiore quantità di vH₂O₂ per compensare. 

Se al termine della fase di decontaminazione è presente condensa che gocciola, le letture del valore ppm di vH₂O₂ potrebbero inizialmente aumentare durante l'aerazione in quanto le goccioline rilasciano nell'aria vH₂O₂.

 Questo ci riconduce alla prima regola:  abbassando il livello di umidità iniziale si aumenta la quantità di vapore di H2O2 che può essere utilizzata prima della condensazione.  

I grafici sottostanti illustrano che quando l'umidità relativa è maggiore all'inizio della fase di condizionamento (perché non è stata eseguita la deumidificazione), durante la decontaminazione la condensa si verifica prima. Pertanto, minore è l'umidità relativa all'inizio del condizionamento, maggiore è il livello ppm massimo raggiungibile di vH₂O₂ prima che si formi la condensa.  

Durante la fase di decontaminazione, parte di vH₂O₂ si decomporrà in acqua e ossigeno. La quantità di vH₂O₂ che si decompone dipenderà da condizioni quali: materiali, temperatura, umidità e flusso d'aria. È necessario misurare la decomposizione effettiva prevista in determinate condizioni.  Nei grafici seguenti abbiamo ipotizzato che il 10% di vH₂O₂ si è decomposto rispetto al suo valore iniziale, mentre una maggiore quantità di H₂O₂ viene vaporizzata per compensare.        

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Come mostrato, la deumidificazione prima del condizionamento influenza il livello ppm massimo raggiungibile di vH₂O₂. Nelle figure 1a e 1b, la soluzione di perossido di idrogeno utilizzata è pari al 12%-m; le figure 1c e 1d utilizzano una soluzione di concentrazione del 59%-m. Le figure 1a e 1b mostrano due cicli di biodecontaminazione altrimenti simili; le linee arancioni indicano processi senza deumidificazione e una fase di condizionamento che inizia con umidità relativa al 50 %UR. Le linee blu mostrano i processi in cui la deumidificazione è stata completata al 10% di umidità relativa prima della fase di condizionamento.

Le figure 1a e 1c mostrano l'effetto della deumidificazione sulla percentuale di umidità, indicata da umidità relativa e saturazione relativa, durante le fasi di condizionamento e pausa. Le figure 1b e 1d mostrano l'effetto della deumidificazione sul livello massimo raggiungibile di vapore di perossido di idrogeno durante le fasi di condizionamento e di pausa.

Nel secondo blog di questa serie, illustreremo come la soluzione di H₂O₂ influenza la quantità di vapore di H₂O₂ che può essere utilizzata prima che si formi la condensa. 
Per leggere il documento completo su cui si basano questi blog, visitare la seguente pagina Web: "Considerazioni sulla condensa: influenza nella biodecontaminazione con perossido di idrogeno vaporizzato"