Kolimované ozařovací zařízení BSH-03 CBD
BSH-03CBD je přesně konstruovaná kolimovaná ozařovací komora pro reprodukovatelné a dávkově přesné UV ozařování kapalných vzorků. Se třemi 150 W UVC amalgámovými výbojkami zajišťuje homogenní zdroj záření o vysoké intenzitě s vlnovou délkou 254 nm. Systém byl vyvinut na základě standardních metod pro stanovení fluence a dávky popsaných v odborné literatuře podle Boltona a Lindena, Standardization of Methods for Fluence "UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments" (2003) – metodiky, která je považována za referenční ve vědeckém výzkumu UV dezinfekce.
Tento postup byl převzat do normy DIN 19294-1:2020-08, takže BSH-03CBD lze použít ke stanovení průměrné intenzity ozáření (fluence rate) v suspenzi spor.
Inaktivace musí být provedena v zařízení BSH-03CBD v souladu s přílohou D normy DIN 19294-1:2020-08.
Amalgámové výbojky zůstávají po celou dobu experimentu na provozní teplotě; doba expozice je definována výhradně vnitřní clonou (shutterem), kterou UV-MAT reguluje na cílovou dávku. Komoru lze proto během provozu otevírat pro vkládání a vyjímání vzorků, aniž by výbojky vychladly – bezpečnostní monitorování přitom vylučuje jakýkoli únik UV záření.
Ozařovací komora BSH-03CBD je proto spolehlivým a přesným řešením pro vědecký výzkum a průmyslové aplikace UV dezinfekce. Díky robustní konstrukci, bezpečnosti a uživatelsky přívětivé obsluze je nepostradatelným nástrojem v úpravě vody a chemické analýze.
Klíčové vlastnosti UVC kolimovaného ozařovacího zařízení:
- BSH-03CBD je vybaven třemi bezozonovými 150 W UVC amalgámovými výbojkami. Tyto výbojky zajišťují rovnoměrné a vysoké UV ozáření.
- Uzavřený ochranný kryt zcela stíní UVC záření všech tří amalgámových výbojek.
- Ozařovací plocha 60 × 40 cm pojme Petriho misky dodané zákazníkem spolu s magnetickými míchačkami pro suspenze spor podle DIN 19294-1.
- Je zabudován UV referenční senzor pro provoz s řízením dávky.
- Druhý UVC senzor umožňuje snadné nastavení systému.
- UV-MAT Touch reguluje ozařování prostřednictvím UVC referenčního senzoru a po dosažení cílové dávky se vypne.
- Monitorované a blokované dveře: Bezpečnostní mechanismy zabraňují úniku UV záření při otevřených dveřích.
- Základní deska se závitovými otvory umožňuje měření ozařovacího pole a stanovení Petriho faktoru podle Boltona/Lindena.
- Pneumatická desková clona: amalgámové výbojky zůstávají na provozní teplotě, doba expozice je definována pouze clonou.
- Počítadlo provozních hodin – amalgámové výbojky dosahují typické životnosti 3 000 až 5 000 h.
- Surová data a stručné zprávy (PDF) jsou ukládány dodávaným PC softwarem, chráněným heslem s účtem administrátora a operátora.
BSH-03 CBD nebo BSM-03 CBD?
Se třemi 150 W UVC amalgámovými výbojkami emituje BSH-03 CBD prakticky monochromaticky při 254 nm. Tím odpadá spektrální váhování ve výpočtu fluence podle Boltona a Lindena a komora je vhodná jak pro stanovení průměrné intenzity ozáření (fluence rate) podle DIN 19294-1, tak pro inaktivační experimenty při definované UV dávce. S příkonem 550 W při 230 V a životností výbojek 3 000 až 5 000 h je zároveň i ekonomičtější komorou. Kdekoli je vyžadováno polychromatické záření středotlaké výbojky – fotolýza, AOP experimenty, spektrální akční funkce – je odpovídající variantou BSM-03 CBD s 1 kW středotlakou rtuťovou výbojkou.
Ozařování probíhá pomocí UVC výbojek při 254 nm – monochromaticky, takže naměřenou ozářenost lze převést na fluenci bez spektrálního váhování.
Souvislosti a informace
Článek „Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments" od Jamese R. Boltona a Karla G. Lindena (2003) představuje základní standardní postup pro stanovení UV fluence (UV dávky) v laboratorních experimentech. Cílem článku je standardizovat experimentální metody pro UV dezinfekci a zajistit srovnatelnost vědeckých výsledků v oblasti úpravy vody.
Ultrafialové záření se osvědčilo jako účinná metoda inaktivace patogenních mikroorganismů v pitné vodě a odpadních vodách.
Mechanismus je založen na absorpci UV záření nukleovými kyselinami, což vede k dimerizaci pyrimidinových bází a tím zabraňuje replikaci DNA nebo RNA. Zvláště účinné jsou vlnové délky kolem 254 nm, jaké vyzařují nízkotlaké rtuťové výbojky.
V literatuře existují značné rozdíly, pokud jde o konstrukci, kalibraci a provádění UV experimentů. Lišil se mimo jiné typ lampy, vzdálenost od vzorku, homogenita záření a způsob výpočtu dávky. Tato variabilita znesnadňovala srovnávání dávkově-účinkových křivek a vedla k nejistotám v regulačních aplikacích i při technické realizaci UV dezinfekčních systémů.
Bolton a Linden vyvinuli jednotnou metodiku pro stanovení fluence, která je použitelná jak pro monochromatické (nízkotlaké), tak pro polychromatické (středotlaké) zdroje UV záření (BSM-03CBD), a navrhli ozařovací komoru. Cílem ozařovací komory je dosáhnout homogenního, kvazi-paralelního ozáření vodní hladiny, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení fluence.
Protokol obsahuje:
- mechanickou konstrukci ozařovací komory,
- kalibraci měřicích přístrojů,
- matematickou korekci parametrů záření,
- a rovněž pokyny pro mikrobiologické a bezpečnostní aspekty
Popis standardního protokolu:
Fluence je definována jako součin intenzity fluence (E) a doby ozařování (t):
Měření se provádí radiometrem, jehož senzor je umístěn ve výšce vodní hladiny. Pro zvýšení přesnosti měření se zohledňuje několik korekčních faktorů:
- Faktor odrazu: ztráta v důsledku odrazu na vodní hladině (~2,5 %)
- Petriho faktor: korekce nehomogenity v oblasti vzorku (měl by být > 0,9)
- Vodní faktor: zohlednění absorpce UV záření ve vodě podle Beerova–Lambertova zákona
- Faktor divergence: korekce ne zcela paralelního průběhu paprsku
U středotlakých lamp se navíc zohledňuje senzorový faktor (spektrální citlivost detektoru) a germicidní faktor (váhování vlnových délek).
Mikrobiologický zkušební postup
- Míchání: homogenní promíchání suspenze bez vzniku víru.
- Ozařování různými hodnotami dávky
- Opakování: nejméně tři opakování pro každou hodnotu dávky; dávkově-účinkové křivky provádět nejméně dvakrát.
- Randomizace: náhodné pořadí ozařování za účelem minimalizace systematických chyb.
- Vyhodnocení: výpočet log10 redukce mikroorganismů v závislosti na dávce a lineární regrese pro stanovení UV citlivosti.
Článek definuje úplný, mezinárodně uznávaný protokol pro standardizaci testů UV dezinfekce v laboratorním měřítku.
Díky přesným korekčním metodám, definovaným konstrukčním požadavkům a mikrobiologickým pokynům poskytuje základ pro reprodukovatelné a srovnatelné výsledky při stanovení vztahů mezi UV fluencí a účinkem.
Metoda Bolton & Linden (2003) zůstává referenčním standardem pro laboratorní testování se systémy kolimovaného paprsku a má klíčový význam pro regulační aplikace, jako je DIN 19294, validační testování a vývoj průmyslových technologií UV dezinfekce.
Stanovení dávkového příkonu: co ukáže zkouška s kolimovaným paprskem
Zkouška s kolimovaným paprskem odpovídá na otázku, kterou žádné měření v provozu nezodpoví: jakou dávku vzorek skutečně obdržel? Ozářenost na povrchu vzorku se změří a korigují se čtyři faktory – Petriho faktor, faktor odrazu, faktor divergence a faktor vody. Až součin korigovaného dávkového příkonu a doby expozice je dávka, kterou lze porovnat s literaturou a s ekvivalentní redukční dávkou reaktoru.
Základní metoda podle Boltona a Lindena je podrobně popsána níže v části „Background & Information" společně se standardním protokolem. Jak takto stanovená dávka vstupuje do validace reaktoru, je uvedeno v části UV úprava vody.
BSH-03 CBD je konstruován přesně pro tuto zkoušku: monochromatické ozařování při 254 nm, definovaná ozařovaná plocha, měřená ozářenost a expozice řízená dávkou – takže se nastavuje dávka, a ne čas na stopkách. Pro polychromatické zkoušky se středotlakou výbojkou je k dispozici BSM-03 CBD.
Technické údaje – UVC zařízení s kolimovaným paprskem
| Vnitřní komora | 60 × 40 × 25 cm |
| Rozměry | 130 × 62 × 76 cm |
| Hmotnost | ~ 65 kg |
| Příkon | 550 W |
| Síťové napájení | 230 V, 6 A; 3 × 110/208 V, 8 A volitelně |
| Provozní teplota | 15 až 30 °C |
| Vlhkost | < 80 % nekondenzující |
| Životnost lamp | typicky 3 000 h až 5 000 h |
| Počet lamp | 3 |
| Typ lampy | UVC amalgamové lampy 150 W |
| bez ozonu | ano |
| Teplota vzorku | Pokojová teplota + ~ 1–2 °C |
| Ovládání clony | Pneumatické, 4–6 bar |
| Chlazení | 1 x DN 100 |
Spektra ozařovací komory BSH-03 CBD
Tři UVC amalgamové výbojky emitují prakticky monochromaticky při 254 nm. To je předpoklad pro určení fluence podle Boltona & Lindena a DIN 19294-1: s jedinou spektrální čárou nedochází ke spektrálnímu váhování přes absorpci vzorku a Petriho faktor, faktor odrazu a vodní faktor lze vypočítat pro tuto jedinou vlnovou délku. Výbojky jsou bez ozonu; složka o vlnové délce 185 nm by změnila plynnou fázi nad vzorkem.
Vybavení v detailu
Kromě zabudovaného referenčního UV senzoru a druhého UVC senzoru platí pro senzory komory následující:
 | Senzory Vhodné materiály zajišťují senzorům vynikající dlouhodobou stabilitu. Jsou metrologicky navázaně kalibrovány, lze je rekalibrovat a jsou dodávány s továrním kalibračním listem nebo kalibračním listem ISO 17025. |
Řízení ozařování UV-MAT Touch
UV-MAT Touch se ovládá pomocí vysoce rozlišujícího kapacitního dotykového displeje. Procesor Cortex ARM zajišťuje odolnost a možnost aktualizace - nové funkce lze instalovat přímo na místě. Zařízení i software pro PC jsou kompatibilní s Windows 10 a 11. Jednokanálová i vícekanálová ozařování jsou zobrazena číselně i graficky, spolu s oscilogramy a nastaveními. Parametry se nastavují přímo na zařízení a jsou chráněny heslem. Zařízení řídí ozařování pomocí referenčního senzoru UVC a po dosažení cílové dávky se vypne.
| Displej | kapacitní dotykový displej, 5″ WVGA |
| Zobrazení na displeji | ozářenost a dávka, zobrazení osciloskopu |
| Rychlost záznamu dat | nastavitelná: 1 s až 1 h |
| Doba záznamu | > 24 000 h |
| Rozhraní pro ukládání | 1 × USB flash disk (až 32 GB) |
Objednací čísla, rozsah dodávky, příslušenství a varianty
| Verze | Objednací číslo |
|---|---|
| Kolimátorové zařízení BSH-03CBD | 860915 |
Kolimátorové zařízení vytváří paralelní UVC pole pro stanovení fluence podle Boltona.
| Verze | Objednací číslo |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
Komora je řízena pomocí UV-MAT Touch. Ten měří ozářenost prostřednictvím UVC referenčního senzoru, po dosažení cílové dávky vypne ozařování a dokumentuje ozařování.
| Označení | Objednací číslo |
|---|---|
| Senzory radiometru | 814412 |
Komora pracuje s vestavěným referenčním UV senzorem; druhý UVC senzor usnadňuje nastavení a měření ozařovacího pole. Další spektrální rozsahy jsou uvedeny pod senzory radiometru.
| Označení | Objednací číslo |
|---|---|
| Náhradní lampa | 860814H |
| Služba | Objednací číslo |
|---|---|
| Kalibrace | CAL254 |
| Kalibrace 17025 | 17025 |
CAL254 je kalibrace měřicího kanálu při 254 nm; kromě toho nabízíme akreditovanou kalibraci podle ISO/IEC 17025.
Publikace využívající ozařovací komory UV
Pro toto konkrétní zařízení nevedeme samostatnou bibliografii – publikace obvykle uvádějí produktovou řadu, nikoli konkrétní model. Zde je uvedeno 10 nejnovějších prací, ve kterých byly použity ozařovací komory UV.
Downloads
Katalogové listy jsou k dispozici v němčině a angličtině. Závazná je anglická verze.
