Aplicación del generador de ozono en la esterilización espacial

El ozono es un desinfectante de amplio espectro y altamente eficiente, con una fuerte oxidación y una rápida velocidad de reacción, que ofrece excelentes efectos de desinfección y desodorización. El ozono tiene un efecto significativo sobre la eliminación de microorganismos en el aire. Al utilizar una concentración de ozono de 20 mg/m³ durante 30 minutos, la tasa de eliminación de bacterias naturales supera el 90 %. Actualmente, la esterilización con ozono es uno de los métodos de esterilización más importantes recomendados por las BPM en China.

2.1 Principio de la esterilización con ozono

El mecanismo y proceso de esterilización del ozono pertenecen a procesos bioquímicos, que oxidan y descomponen la glucosa oxidasa necesaria para la oxidación interna de la glucosa en bacterias. También puede interactuar directamente con bacterias y virus, dañando sus orgánulos y ácido ribonucleico, descomponiendo polímeros moleculares grandes como ADN, ARN, proteínas, lípidos y polisacáridos, e interrumpiendo la producción metabólica y los procesos reproductivos de las bacterias. También puede penetrar el tejido de la membrana celular, invadir la membrana celular y actuar sobre las lipoproteínas de la membrana externa y los lipopolisacáridos internos, causando distorsión de la permeabilidad de las células y conduciendo a la lisis y muerte celular. Y los genes genéticos, cepas parasitarias, partículas de virus parasitarios, bacteriófagos, dendritas y pirógenos (metabolitos bacterianos y virales, endotoxinas) en las bacterias muertas se disolverán, desnaturalizarán y destruirán.

2.2 Ventajas de la esterilización con ozono

(1) Tiene alta difusividad: O3 es un gas con buen rendimiento de difusión, sin rincones muertos en el espacio de esterilización, distribución de concentración uniforme en el espacio y efecto de esterilización estable.

(2) La "Especificación Técnica de Desinfección" vigente reconoce al O3 como un fungicida de amplio espectro y alta eficacia. El O3 tiene un buen efecto bactericida sobre diversos microorganismos patógenos, como Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, virus de la hepatitis, hongos, etc. Investigaciones científicas han demostrado que el O3 tiene un potente efecto bactericida y desinfectante, no solo con una potente capacidad bactericida contra diversas bacterias (incluyendo virus de la hepatitis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa y otras bacterias), sino también contra hongos. Hasta el momento, no se ha informado de que el O3 desarrolle resistencia a ciertos microorganismos patógenos, lo que supera la desventaja de los desinfectantes químicos tradicionales.

(3) Después de la desinfección con O3, se descompone naturalmente en O2, que es seguro y no deja residuos, y no hay posibilidad de contaminación secundaria.

(4) Solo se necesita un generador de ozono, cuya materia prima es el aire. Su funcionamiento es sencillo y solo requiere electricidad.

(5) Esterilización a temperatura ambiente, con una amplia gama de aplicaciones.

En los compartimentos pequeños de los coches, se pueden separar o mover y colocar en espacios separados. Generalmente, deben ubicarse en un lugar elevado, ya que el ozono tiene mayor densidad en el aire y tiende a disminuir. El objetivo principal de colocarlos en un lugar elevado es facilitar la propagación del ozono.

Al utilizar el aire circulante del sistema HVAC como portador de ozono, el gas ozono producido por el generador se difunde a toda el área limpia, controlado por la fuente de aire a presión generada por el ventilador de purificación del sistema HVAC, y la concentración de ozono en el aire es uniforme. Sin necesidad de añadir ningún equipo de desinfección al entorno de producción del área limpia, se puede lograr la esterilización. Al mismo tiempo, también puede eliminar diversas bacterias y moho en el sistema HVAC. La práctica ha demostrado que este método de desinfección y esterilización también puede disolver y guiar las bacterias en filtros de alta eficiencia, prolongando su vida útil.

Existen varios métodos para instalar el generador de ozono:

(1) Colocación separada o móvil en una habitación separada (como se mencionó anteriormente)

(2) Ensamblado en la unidad de aire acondicionado (este método de disposición generalmente instala el host después del filtro de eficiencia media o antes del filtro de alta eficiencia, pero debido a la contaminación del aire proveniente del suministro de aire acondicionado, el generador de ozono frecuentemente falla y no puede continuar funcionando, por lo que este método es básicamente innecesario)

(3) El generador de ozono se coloca fuera de la unidad de aire acondicionado y la tubería de ozono está conectada al conducto principal de suministro de aire.

Método de cálculo: Al utilizar el sistema HVAC para la dosificación centralizada, el generador de ozono debe seleccionarse según el siguiente método: primero, calcule el volumen real de desinfección con ozono. Este volumen se divide en tres partes: V = V1 + V2 + V3, V1 (volumen del área limpia), V2 (volumen del sistema de purificación de aire) y V3 (volumen de pérdida de aire durante la circulación). En el proceso de cálculo, V3 equivale al 1,2 % del volumen total de aire del sistema de circulación.

W=C*V/D

W: La salida real del generador de ozono utilizado es en gramos por hora;

V: Volumen real de desinfección con ozono;

D: El coeficiente de agotamiento de la capa de ozono es 0,4208.

Si la concentración de ozono diseñada es de 5 ppm para bacterias transportadas por el aire y el volumen de desinfección es de 10 000 m3

Caudal de aire de suministro 100000m3/h

V1=10000m3

V2=ignorado

Bz=100000*1,2%=1200

Volumen real de desinfección con ozono V=V1+V2+V3=11200m3

Dosificación de ozono

W=C*V/D=5*2,14*11200/0,4208=284,79 g/h, la salida recomendada del generador de ozono es 300 g/h.

(1) El efecto de esterilización K del ozono es el producto de la concentración real C de ozono y el tiempo de acción T, es decir, K = C × T. La desinfección con ozono requiere alcanzar al menos una concentración umbral. Si la concentración es inferior a la concentración umbral, no se puede lograr el efecto de esterilización, y si es demasiado alta, aumentará los costos operativos. Por lo tanto, se debe calcular el tiempo necesario para seleccionar un generador de ozono con un rango de concentración adecuado.

(2) El efecto de esterilización del ozono es óptimo en condiciones de humedad del 70-80%, y es deficiente cuando la humedad es inferior al 45%. Por lo tanto, en general, se debe prestar atención a aumentar adecuadamente la humedad ambiental.

(3) Las especies microbianas, la temperatura, el pH de la materia orgánica, la turbidez y el color del agua, así como las sustancias reductoras en el espacio de desinfección, pueden afectar el efecto bactericida del ozono y deben controlarse durante su uso.

(4) El ozono es tóxico para los humanos. Cuando se utiliza ozono para la esterilización, se prohíbe estrictamente la entrada al personal.

(5) El ozono es un oxidante potente que puede dañar diversos artículos. Cuanto mayor sea la concentración, mayor será la gravedad del daño. Puede causar manchas de óxido verde en las láminas de cobre, envejecimiento del caucho, decoloración, reducción de la elasticidad, fragilidad, roturas y decoloración de las telas. Se debe tener cuidado al usarlo.

(6) Debido a que el ozono solo se puede producir in situ, la forma más económica y tecnológicamente avanzada de generarlo es mediante descarga corona. El ozono tubular ofrece las ventajas de una estructura sencilla, un rendimiento fiable, bajos costes operativos y una regulación flexible.

El ozono, un nuevo método de desinfección y esterilización que se introdujo relativamente tarde y que no se ha utilizado durante mucho tiempo en China, ofrece las ventajas de no dejar zonas muertas, no dejar residuos, un alto poder de esterilización, usar aire como materia prima, ser de fácil manejo y tener un bajo costo. Por lo tanto, es necesario y oportuno explorar su aplicación en la industria de la desinfección de espacios. Sin embargo, debido a ciertos problemas en el diseño y la aplicación de este sistema, se requiere mayor investigación por parte de personal técnico especializado.