Camera a fascio collimato BSH-03 CBD
Il BSH-03CBD è una camera di irraggiamento a fascio collimato progettata con precisione per l'irraggiamento UV riproducibile e accurato in termini di dose di campioni liquidi. Con tre lampade all'amalgama UVC da 150 W, garantisce una sorgente di radiazione omogenea e ad alta intensità a 254 nm. Il sistema è stato sviluppato sulla base dei metodi standard per la determinazione della fluenza e della dose descritti nella letteratura tecnica secondo Bolton & Linden, Standardization of Methods for Fluence "UV Dose Determination in Bench-Scale UV Experiments" (2003) – la metodologia considerata il riferimento nella ricerca scientifica sulla disinfezione UV.
La procedura è stata adottata nella norma DIN 19294-1:2020-08, in modo che il BSH-03CBD possa essere utilizzato per determinare il tasso di fluenza medio nella suspensione di spore.
L'inattivazione deve essere eseguita in un BSH-03CBD conformemente all'Allegato D della DIN 19294-1:2020-08.
Le lampade all'amalgama rimangono alla temperatura di esercizio durante tutto l'esperimento; il tempo di esposizione è definito esclusivamente dall'otturatore interno, che l'UV-MAT regola in funzione della dose target. La camera può quindi essere aperta durante il funzionamento per caricare e scaricare i campioni senza far raffreddare le lampade – il monitoraggio di sicurezza esclude qualsiasi emissione UV durante questa operazione.
La camera di irraggiamento BSH-03CBD rappresenta quindi una soluzione affidabile e precisa per la ricerca scientifica e le applicazioni industriali della disinfezione UV. La sua costruzione robusta, la sicurezza e il funzionamento intuitivo la rendono uno strumento indispensabile nel trattamento delle acque e nell'analisi chimica.
Caratteristiche principali del dispositivo a fascio collimato UVC:
- Il BSH-03CBD è equipaggiato con tre lampade all'amalgama UVC da 150 W, senza ozono. Queste lampade garantiscono un'irradiazione UV uniforme e elevata.
- L'alloggiamento protettivo chiuso schermatura completamente la radiazione UVC delle tre lampade all'amalgama.
- L'area di irraggiamento di 60 × 40 cm accoglie piastre di Petri fornite dal cliente insieme ad agitatori magnetici per le suspensioni di spore secondo la DIN 19294-1.
- È integrato un sensore UV di riferimento per il funzionamento a controllo di dose.
- Un secondo sensore UVC consente una facile configurazione del sistema.
- L'UV-MAT Touch regola l'irraggiamento tramite il sensore di riferimento UVC e si disattiva una volta raggiunta la dose target.
- Porta monitorata e con interblocco: meccanismi di sicurezza impediscono l'emissione di radiazione UV quando la porta è aperta.
- La piastra di base con filettature a vite consente di misurare il campo di irraggiamento e di determinare il fattore di Petri secondo Bolton/Linden.
- Otturatore a piastra pneumatico: le lampade all'amalgama rimangono alla temperatura di esercizio, il tempo di esposizione è definito esclusivamente dall'otturatore.
- Contaore di funzionamento – le lampade all'amalgama raggiungono una durata tipica da 3.000 a 5.000 h.
- I dati grezzi e i rapporti brevi (PDF) vengono memorizzati dal software PC fornito, protetto da password con un account amministratore e un account operatore.
BSH-03 CBD o BSM-03 CBD?
Con tre lampade all'amalgama UVC da 150 W, il BSH-03 CBD emette praticamente in modo monocromatico a 254 nm. Questo elimina la ponderazione spettrale dal calcolo della fluenza secondo Bolton e Linden e rende la camera adatta sia alla determinazione del tasso di fluenza medio secondo la DIN 19294-1, sia agli esperimenti di inattivazione a una dose UV definita. Con 550 W a 230 V e una durata delle lampade da 3.000 a 5.000 h, è anche la camera più economica. Ovunque sia richiesta la radiazione policromatica di una lampada a media pressione – fotolisi, esperimenti AOP, funzioni d'azione spettrale – la BSM-03 CBD con la sua lampada a vapori di mercurio a media pressione da 1 kW è la variante adatta.
L'irraggiamento avviene tramite lampade UVC a 254 nm – monocromatiche, in modo che l'irradianza misurata possa essere convertita in una fluenza senza ponderazione spettrale.
Contesto & Informazioni
L'articolo "Standardization of Methods for Fluence (UV Dose) Determination in Bench-Scale UV Experiments" di James R. Bolton e Karl G. Linden (2003) presenta una procedura standard di base per la determinazione della fluenza UV (dose UV) negli esperimenti di laboratorio. L'obiettivo dell'articolo è standardizzare i metodi sperimentali per la disinfezione UV e garantire la comparabilità dei risultati scientifici nel trattamento delle acque.
La luce ultravioletta si è affermata come metodo efficiente per l'inattivazione di microrganismi patogeni nell'acqua potabile e nelle acque reflue.
Il meccanismo si basa sull'assorbimento della radiazione UV da parte degli acidi nucleici, che porta alla dimerizzazione delle basi pirimidiniche e quindi impedisce la replicazione del DNA o dell'RNA. Le lunghezze d'onda intorno ai 254 nm, come quelle emesse dalle lampade a mercurio a bassa pressione, sono particolarmente efficaci.
Nella letteratura esistono grandi differenze riguardo alla progettazione, alla taratura e all'esecuzione degli esperimenti UV. Tra l'altro, variavano il tipo di lampada, la distanza dal campione, l'omogeneità della radiazione e il calcolo della dose. Questa variabilità rendeva difficile confrontare le curve dose-risposta e portava a incertezze nelle applicazioni normative e nell'implementazione tecnica dei sistemi di disinfezione UV.
Bolton e Linden hanno sviluppato una metodologia uniforme per la determinazione della fluenza, applicabile sia a sorgenti di luce UV monocromatiche (bassa pressione) che policromatiche (media pressione) (BSM-03CBD), e propongono una camera di irraggiamento. L'obiettivo della camera di irraggiamento è ottenere un irraggiamento omogeneo e quasi parallelo della superficie dell'acqua, al fine di garantire una distribuzione uniforme della fluenza.
Il protocollo comprende:
- la costruzione meccanica della camera di irraggiamento,
- la taratura degli strumenti di misura,
- la correzione matematica dei parametri di radiazione,
- nonché linee guida per aspetti microbiologici e di sicurezza
Descrizione del protocollo standard:
La fluenza è definita come il prodotto della velocità di fluenza (E) e del tempo di irraggiamento (t):
La misurazione viene eseguita con un radiometro il cui sensore è posizionato all'altezza della superficie dell'acqua. Per aumentare la precisione della misurazione, vengono presi in considerazione diversi fattori di correzione:
- Fattore di riflessione: perdita dovuta alla riflessione sulla superficie dell'acqua (~2,5%)
- Fattore di Petri: correzione per la disomogeneità sull'area del campione (dovrebbe essere > 0,9)
- Fattore acqua: considerazione dell'assorbimento UV nell'acqua secondo la legge di Beer–Lambert
- Fattore di divergenza: correzione per il percorso del fascio non completamente parallelo
Per le lampade a media pressione, vengono inoltre presi in considerazione il fattore del sensore (sensibilità spettrale del rivelatore) e il fattore germicida (ponderazione delle lunghezze d'onda).
Procedura di prova microbiologica
- Agitazione: miscelazione omogenea della sospensione senza formazione di vortice.
- Irraggiamento con diversi valori di dose
- Repliche: almeno tre ripetizioni per valore di dose; eseguire le curve dose-risposta almeno due volte.
- Randomizzazione: ordine casuale dell'irraggiamento per minimizzare gli errori sistematici.
- Valutazione: calcolo della riduzione log10 dei microrganismi in funzione della dose e regressione lineare per determinare la sensibilità UV.
L'articolo definisce un protocollo completo e riconosciuto a livello internazionale per la standardizzazione dei test di disinfezione UV su scala di laboratorio.
Attraverso metodi di correzione precisi, requisiti di progettazione definiti e linee guida microbiologiche, fornisce la base per risultati riproducibili e comparabili nella determinazione delle relazioni fluenza-effetto UV.
Il metodo Bolton & Linden (2003) rimane lo standard di riferimento per i test di laboratorio con sistemi a fascio collimato ed è centrale per applicazioni normative come la DIN 19294, i test di validazione e lo sviluppo di tecnologie industriali di disinfezione UV.
Determinazione della fluence rate: cosa fornisce la prova del fascio collimato
La prova del fascio collimato risponde a una domanda a cui nessuna misurazione in impianto puo rispondere: quale fluenza ha effettivamente ricevuto il campione? L'irradianza sulla superficie del campione viene misurata e corretta con quattro fattori – fattore di Petri, fattore di riflessione, fattore di divergenza e fattore acqua. Solo il prodotto della fluence rate corretta e del tempo di esposizione e una fluenza confrontabile con la letteratura e con la reduction equivalent fluence di un reattore.
Il metodo di base di Bolton e Linden e descritto in dettaglio piu sotto, alla voce "Background & Information", insieme al protocollo standard. Il modo in cui una fluenza determinata in questo modo confluisce nella convalida di un reattore e illustrato in UV water treatment.
Il BSH-03 CBD e costruito appositamente per questa prova: irraggiamento monocromatico a 254 nm, un'area irradiata definita, irradianza misurata ed esposizione controllata in dose – cosi che una prova venga impostata come fluenza e non come lettura del cronometro. Per le prove policromatiche con lampada a media pressione, accanto ad esso si affianca il BSM-03 CBD.
Dati tecnici del dispositivo a fascio collimato UVC
| Camera interna | 60 × 40 × 25 cm |
| Dimensioni | 130 × 62 × 76 cm |
| Peso | ~ 65 kg |
| Potenza assorbita | 550 W |
| Alimentazione di rete | 230 V, 6 A; 3 × 110/208 V, 8 A opzionale |
| Temperatura di esercizio | da 15 a 30 °C |
| Umidità | < 80% senza condensazione |
| Durata delle lampade | tipicamente da 3.000 h a 5.000 h |
| Numero di lampade | 3 |
| Tipo di lampada | lampade ad amalgama UVC 150 W |
| senza ozono | sì |
| Temperatura del campione | Temperatura ambiente + ~ 1–2 °C |
| Controllo otturatore | Pneumatico, 4–6 bar |
| Raffreddamento | 1 x DN 100 |
Spettri della camera di irraggiamento BSH-03 CBD
Le tre lampade UVC ad amalgama emettono in modo praticamente monocromatico a 254 nm. Questo è il presupposto per determinare la fluenza secondo Bolton & Linden e DIN 19294-1: con una singola riga non vi è alcuna ponderazione spettrale sull'assorbimento del campione, e il fattore di Petri, il fattore di riflessione e il fattore dell'acqua possono essere calcolati per quell'unica lunghezza d'onda. Le lampade sono senza ozono; una componente 185-nm modificherebbe la fase gassosa sopra il campione.
Attrezzatura in dettaglio
Oltre al sensore di riferimento UV integrato e al secondo sensore UVC, per i sensori della camera si applica quanto segue:
 | Sensori Materiali adeguati conferiscono ai sensori un'eccellente stabilità a lungo termine. Sono tarati in modo riferibile, possono essere sottoposti a nuova taratura e vengono forniti con un certificato di taratura di fabbrica o ISO 17025. |
Il controllo di irraggiamento UV-MAT Touch
L'UV-MAT Touch viene azionato tramite un touchscreen capacitivo ad alta risoluzione. Un processore Cortex ARM garantisce durata e possibilità di aggiornamento - nuove funzioni possono essere installate in loco. Il dispositivo e il software per PC sono compatibili con Windows 10 e 11. Le irradiazioni a canale singolo e multicanale vengono visualizzate numericamente e graficamente, insieme a oscillogrammi e alle impostazioni. I parametri vengono impostati direttamente sul dispositivo e sono protetti da password. Esso controlla l'irraggiamento tramite il sensore di riferimento UVC e si disattiva una volta raggiunta la dose target.
| Display | display touch capacitivo, 5″ WVGA |
| Uscita display | irradianza e dose, vista oscilloscopio |
| Frequenza di registrazione dati | regolabile: da 1 s a 1 h |
| Periodo di registrazione | > 24.000 h |
| Interfaccia di memorizzazione | 1 × chiavetta USB (fino a 32 GB) |
Codici d'ordine, contenuto della fornitura, accessori e versioni
| Versione | Codice ordine |
|---|---|
| Dispositivo a fascio collimato BSH-03CBD | 860915 |
Il dispositivo a fascio collimato produce un campo UVC parallelo per la determinazione della fluenza secondo Bolton.
| Versione | Codice ordine |
|---|---|
| UV-MAT Touch | 820930CH |
La camera è controllata dal UV-MAT Touch. Esso misura l'irradianza tramite il sensore di riferimento UVC, si spegne una volta raggiunta la dose target e documenta l'irraggiamento.
| Denominazione | Numero d'ordine |
|---|---|
| Sensori radiometrici | 814412 |
La camera funziona con un sensore di riferimento UV integrato; un secondo sensore UVC facilita l'impostazione e la misurazione del campo di irraggiamento. Ulteriori intervalli spettrali sono elencati alla voce sensori radiometrici.
| Denominazione | Numero d'ordine |
|---|---|
| Lampada di ricambio | 860814H |
| Servizio | Numero d'ordine |
|---|---|
| Taratura | CAL254 |
| Taratura 17025 | 17025 |
CAL254 è la taratura del canale di misura a 254 nm; offriamo inoltre la taratura accreditata secondo ISO/IEC 17025.
Pubblicazioni che utilizzano camere di irraggiamento UV
Non teniamo una bibliografia separata per questo singolo dispositivo – le pubblicazioni generalmente citano la famiglia di prodotti, non il modello. Qui sono elencati i 10 lavori più recenti in cui sono state utilizzate camere di irraggiamento UV.
Downloads
Le schede tecniche sono disponibili in tedesco e inglese. Fa fede la versione inglese.
