  Fertőtlenítés klórral

Fertőtlenítés klórral

 Az elemi klór vízben oldva hipoklórossavat képez:

Cl

₂

+ H

₂

O ⇌ HOCl + H+ + Cl-

 Az ionizáció mértékét a pH határozza meg:

HOCl ⇌ H+ + OCl-

1

Fertőtlenítés klórral



A klórt NaOCl v. Ca(OCl)₂ formájában alkalmazzák:

NaOCl  Na⁺ + OCl^- Ca(OCl)₂  Ca⁺ + 2OCl^-

H⁺ + OCl^-  HOCl

Klór + ammónia és más nitrogéntartalmú anyagok (pl.

aminok, iminek)  klóraminok v. N-kloro-vegyületek



pH = 4,5 – 8,5

HOCl + NH₃ ⇌ H₂O + NH₂Cl monoklóramin HOCl + NH₂Cl ⇌ H₂O + NHCl₂ diklóramin



pH < 4,4

HOCl + NHCl₂ ⇌ H₂O + NCl₃ triklóramin ²

A mikroorganizmusok

érzékenysége klórral szemben

Mikroorganizmus Érzékenység

Gram-pozitív baktérium magas Gram-negatív baktériumok magas

Savtűrő baktériumok közepes

Baktériumspórák közepes

Lipofil vírusok közepes

Hidrofil vírusok közepes

Amőbák magas

Algák magas

Gombák közepes

3

A mikroorganizmusok

érzékenysége klórral szemben

pH Cl₂[%] HOCl[%] OCl^-[%]

4 0,5 99,5 0,0

5 0,0 99,5 0,5

6 0,0 96,5 3,5

7 0,0 72,5 27,5

8 0,0 21,5 78,5

9 0,0 1,0 99,0

10 0,0 0,3 99,7

4

Csatorna- és gyűjtőrendszerek

• Ez egy szennyvízhasznosító, mely az egész üzem területén szétterül.

• Hasonlít a hagyományos csatornahálózatra, de ZÁRT RENDSZER!

• Öblítő-, és mosó folyadékok, gőzkondenzátum, szennyvíz tartalmazhat szennyező

mikrobákat.

5

Csatorna- és gyűjtőrendszerek

Általános elrendezések – 1.

6

Csatorna- és gyűjtőrendszerek

Általános elrendezések – 2.

7

Csatorna- és gyűjtőrendszerek Csővezetékek

 Anyag kiválasztásának szempontjai:

◦ Sterilizálandó folyadék kémiai összetétele

◦ Fertőtlenítési mód

◦ Működés körülményei, elhelyezés

◦ várható élettartam

 Csövek és szerelvények illesztésénél fontos figyelembe venni azok hőtágulását

 Steril tömítések használata

⁸

Csatorna- és gyűjtőrendszerek

•

Minden tartályt el kell látni sterilszűrővel, vagy égetővel, hogy megakadályozzuk az aeroszol környezetbe való kijutását.

•

Az egész rendszer fertőtleníthető legyen

•

Ezeket a szennyvízvezetékeket, csak erre a célra

lehet használni, más szennyvízre nem (feleslegesen növelné a költségeket)

•

Padlólefolyó nem lehet nyitott, csak szelepes, külön gyűjtőrendszerrel.

•

Csővezeték anyaga a sterilizálandó folyadékhoz megválasztva, ha földben megy, dupla köpeny (hőtágulás!)

•

Steril tömítések ⁹

Folytonos és szakaszos sterilezők

Előnyök Hátrányok

Szakaszos rendszer - Minden egységből mintát lehet venni.

- Kevésbé bonyolult felszerelést igényel

- Magasabb energiaköltség

- Nagyobb tartályokat igényel a lassú

körforgás miatt Folytonos rendszer - Alacsonyabb

energiaigény

(hatékonyabb fűtés, hűtés)

- A kezelés hatásosabb a rövidebb kezelési

időnek és a magasabb hőmérsékletnek

köszönhetően

- Komplikáltabb felszerelés

- Mintavétel csak plusz tartály beiktatásával lehetséges

- Nagyobb karbantartást igényel

10

Szakaszos Swing-tartály

11

Folytonos sterilező

12

Hőcserélők

Csőköteges

hőcserélő Legkevésbé alkalmas

könnyen beszennyeződik, eltömődik, nehéz tisztítani

Lemezes

hőcserélő Hőátadási együtthatója nagy – kisebb méretű is elég

Szilárd anyagok könnyen eltömíthetik Tömítések folyamatos karbantartása

szükséges (magas T – repedések, klór – korrózió)

Spirális hőcserélő Drágábbak a lemezesnél

Kevesebb karbantartás, tömítőanyag Nehezebben tömődik el

Cső a csőben

hőcserélő Legelőnyösebb megoldás, de a legdrágább is

Nem túl sérülékeny, kevés tisztítás szükséges

Kevésbé korrodálódik, fajlagos hőátadásai felület kicsi

13

Hőntartó

• Hőmérsékleten tartás: hosszú csőszakasz, ezt hívjuk hőntartónak.

• Hőntartó hossza=cső

keresztmetszete/folyadék átlagos sebessége (turbulens ármalást feltételezve)

• Folyadék tartózkodási ideje a csőben: függ az áramlási sebességtől és a sebességprofiltól

• Turbulens áramlás legyen

14

Hőntartó

•

2000<Re<4000: lamináris, parabolikus

sebességprofila cső közepén lévő anyag kisebb ideig tartózkodik a csőben, mint a falnál lévő.

•

10000<Re<20000: turbulens, majdnem sima sebességprofilazonos tartózkodási idő.

•

Gazdasági szempont: az a vmin, ahol az áramlás átmegy turbulensbe.

•

Nem lehet v túl nagy sem  erózió

•

Általában: 2 m/s alatt.







 d  v Re

15

Hőntartó

Turbulens áramlástól való eltérés oka: axiális

visszakeveredés, megnövelheti a sávszélességet.

Ezeket az eltéréseket a Peclet-szám írja le.

Ahogy Pe, az áramlás megközelíti a turbulens áramlást.

V: átlagos folyadék sebesség L: sterilező szakasz hossza

D_z: axiális diszperziós koefficiens

D z

vL Pe  /

16

Kibocsátott gáz sterilezése

• Kazettaszűrők: kiszűri az apró részecskéket

• Ne tömődjön el: a szűrőházat gőzköpennyel vesszük körül, így a hőmérséklet harmatpont felett marad.

17

Műszerezettség-szabályozás

•

A biohulladék kezelő rendszereket teljesen automata működésűre kell tervezni.

•

A műszer nem csak méri, hanem rögzíti is a fontos kezelési paramétereket.

•

Automata rendszer sorrendszabályozója:

- PCL: programozható logikai szabályozó - DSC: megosztási szabályozó rendszer.

•

Paraméterek figyelése

•

^hibajelzők

18

Szuperkritikus vizes oxidáció

• SCWO: a folytonos sterilezés egyik lehetséges utódja

• A folyékony hulladékot sűrítik.

• Addig hevítik, míg a víz kritikus pontja feletti körülményeket érnek el.

• 22 MPa, 374C

• Minden szerves komponens gyorsan és szinte tökéletesen oxidálódik.

• A szuperkritikus körülményeket a szerves

anyagok oxidációja által előállított energiával

tartjuk fenn.

¹⁹

Műszaki beállítási javaslatok

•

Kerüljük a nyomásszabályozó szelepek használatát.

Használjunk olyan hasadólemezeket, amelyek veszély esetén a többit is riasztják.

•

Csőkapcsolások: peremes kapcsolatok helyett hegesztés (szivárgás miatt)

•

Szereljünk fel mintavevő rendszert

•

Forró gőz kondenzátum figyelembevétele:

ellennyomást okoz a gyűjtőtartályban, vagy eltömíti a kivezető szűrőket.

•

Gyűjtőtartájok a gyűjtőrendszer legalacsonyabb pontján legyenek.

•

Kerüljük a nyitott csövek használatát (pl. lefolyó)

20

Műszaki beállítási javaslatok

•

Több szűrő legyen, ha az egyik eltömődne!

•

Minimalizáljuk a rendszerek közti szennyeződés

lehetőségét: elválasztó csőszakaszok használatával vagy puffertartályokkal.

•

Kémiai rendszerekben a pH-t a legkedvezőbb hőmérséklethez állítsuk be, hogy lerövidítsük a

kezelési időt. Magasnyomású pumpa használatával a mikrobákat védő szilárd anyagok „feltörhetőek”.

•

Automatizálásnál törekedjünk a tökéletességre!

•

Automatizált rendszereket szereljük fel vészjelzővel és adatgyűjtővel!

21

Validálás

•

Itt azt jelenti: az eljárás megbízható, megismételhető sejtszám csökkenést ér el.

•

Validálási eljárás:

•

Installálási rész (IQ)

•

Működési rész (OQ)

Szükséges eljárás és kezelési körülmények meghatározása

•

Feldolgozási rész (PQ) sterilezési folyamat

•

Ha a rendszer tartalmaz rekombináns mikroorganizmust  validálás E. coli-val

•

Ha nincs  B. stearothermophilus ²²

• Köszönjük a figyelmet!

23