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UV-Sterilisationsbox zur Wiederverwendung von Einwegmasken

In letzter Zeit besteht ein großes Interesse an der Verwendung von ultravioletter Strahlung als potenzielle Methode zur Sterilisation von Schutzausrüstung zur Wiederverwendung, wie beispielsweise teuren "N95" -Masken.

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In diesem Artikel möchte ich den Aufbau einer Box zur Desinfektion von Objekten mit ultravioletter Strahlung und eine kleine Analyse der Methoden der ultravioletten Sterilisation beschreiben.

UFO Care Minute


Die Pandemie COVID-19, eine potenziell schwere akute Atemwegsinfektion, die durch das SARS-CoV-2-Coronavirus (2019-nCoV) verursacht wird, wurde weltweit offiziell angekündigt. Zu diesem Thema gibt es viele Informationen zu Habré - denken Sie immer daran, dass es sowohl zuverlässig / nützlich sein kann als auch umgekehrt.

Wir bitten Sie dringend, veröffentlichte Informationen zu kritisieren.


Offizielle Quellen

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Beschreibung des Themas des Artikels


Nuke Box ist eine Box zum Sterilisieren der Oberflächen von Objekten in dieser Box. Zuallererst meine ich medizinische Masken, die anscheinend überall fehlen. Und obwohl die restaurierten Masken nicht perfekt sind, ist es besser, zumindest etwas als nichts zu haben, wenn man zwischen dieser und dem Mangel an Schutz im Allgemeinen wählen muss.

Stanford Medicine hat gerade eine Studie über Sterilisationsmethoden mit trockener Heißluft-, Dampf- und UV-Sterilisation und deren Auswirkungen auf die Leistung von mit solchen Methoden sterilisierten N95-Masken gestartet .

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Theorie der UV-Sterilisation


Die UV-Desinfektion ist ein Weg, DNA-Krankheitserreger zu schädigen, so dass sie ihre Fortpflanzungsfähigkeit verlieren und daher steril werden.

Viren reagieren besonders empfindlich darauf, weil sie keine Zellwände oder eine Zellmembran haben. Mit energiereichen Photonen im kurzen UV-Bereich kann die DNA pathogener Mikroorganismen geschädigt werden.

Ultraviolette Strahlung wird üblicherweise in drei Wellenlängenbereiche unterteilt.

Langwellige ultraviolette Strahlung (UV-A) mit einer Wellenlänge von 315-400 nm ist vielen von schwarzen Lampen in Diskotheken bekannt, deren Strahlung weiße T-Shirts, Zöpfe, Armbänder, Augen und sogar ein Lächeln der Tänzer hervorruft, die in der Dämmerung der Tanzfläche leuchten. Die gleichen Lampen finden Sie in Banknotendetektoren.

Mittleres Ultraviolett (UV-B mit einer Wellenlänge von 280-315 nm) führt zu Sonnenbrand und auf lange Sicht zu Hautkrebs.

Und schließlich ist kurzwelliges Ultraviolett (UV-C mit einer Wellenlänge von 100–280 nm) bakterizid und wird von der Ozonschicht in unserer Atmosphäre vollständig absorbiert, was auch bedeutet, dass diese Strahlung in der Natur um uns herum nicht gefunden wird. Wir können dieses Ultraviolett künstlich mit speziellen Lampen erhalten, die Quecksilber und moderne UV-C-LEDs enthalten.

Beachten Sie diese Informationen, wenn Sie mit ultravioletter Strahlung arbeiten. Es ist wichtig, Schutzausrüstung zu verwenden und Ihren Körper, Ihre Augen und alle offenen Wunden vor ultravioletter Strahlung zu schützen, da dies die DNA in menschlichen Zellen schädigen kann ( d. H. Krebs verursachen kann))

Die Fähigkeit, Krankheitserreger zu schädigen, hängt nicht von der Intensität der UV-Lampe ab, sondern von der Dosis, die sie erhalten. Dies ist ein kumulativer Effekt, der der Strahlung sehr ähnlich ist. Wenn Sie die Oberfläche also längere Zeit bestrahlen, können Sie sie steril machen. Dies bedeutet auch, dass Sie die Sterilisationsrate von Geräten steuern können, da eine Erhöhung der Strahlungsintensität die Dosisrate erhöht, die pathogene Mikroorganismen erhalten.

Die Dosis wird in μW * s / cm 2 (Mikrowattsekunde pro Quadratzentimeter) gemessen oder manchmal wird μJ / cm 2 (Mikrojoule pro Quadratzentimeter) verwendet. Obwohl die ungewöhnlichen Einheiten beängstigend sind, ist die Formel zur Berechnung der Dosis recht einfach:

Dosis = (Intensität der Strahlung an diesem bestimmten Punkt) x (Belichtungszeit)

In meinem Fall verwende ich beispielsweise eine bakterizide 10-W-Lampe mit einer Nennleistung von 2,7 W in einem UV-Spektrum mit einer Wellenlänge von 254 nm. Diese Strahlung an einem Punkt 7 cm von der Lampe ergibt theoretisch eine Intensität von 1364 μW / cm 2 . Die Berechnungen werden etwas später sein.

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Die

UV-Desinfektion ist recht einfach anzuwenden. Sie nehmen eine kurzwellige Ultraviolettlampe und richten sie auf die Oberfläche, die Sie desinfizieren möchten.

In der Praxis hängt die Berechnung der Strahlungsintensität an einem bestimmten Punkt von der Form der verwendeten Strahlungsquelle ab. Wenn wir einige offensichtliche Annahmen treffen, kann die Berechnung der Intensität recht einfach sein. Annehmen, dass:

  1. .
  2. ( r ) , , (L) ( r << L).

Mit solchen Annahmen können wir die theoretische Intensität berechnen, die auf einer zylindrischen Oberfläche in einem Abstand r von der Ultraviolettlampe verteilt ist.

Intensität = Gesamtleistung der ultravioletten Strahlungsquelle) / (Zylinderoberfläche)

d.h.
Intensität = P / (2 * PI * r * L) , wobei
P die von der Lampe abgestrahlte Leistung ist, L die Länge der Lampe ist, r der Abstand zu dem Punkt ist, an dem wir die Intensität messen möchten.

Ich habe versucht, eine schöne Computerzeichnung zu erstellen, um dies zu veranschaulichen, war aber enttäuscht und habe sie stattdessen irgendwie manuell gemalt:

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Unter idealen Bedingungen beträgt die Intensität bei Verwendung einer Lampe mit einer Länge von 45 cm und einer Leistung von 2,7 W im ultravioletten Bereich 1364 μW / cm 2 an einem Punkt in einem Abstand von 7 cm von der Lampe. Dies sind die tatsächlichen Werte für dieses Design. Ferner können wir den erhaltenen Intensitätswert verwenden und die theoretisch notwendige Zeit berechnen, um die Oberfläche von einem bestimmten Virus zu sterilisieren.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass ich erwähnt habe, dass obwohl ich eine 10-W-Lampe verwende, ihre Leistung in einem kurzen Ultraviolett nur 2,7 W beträgt. Dies ist eines der Hauptmerkmale der Lampen, da die verbleibende Leistung in anderen Spektralbereichen elektromagnetischer Strahlung abgegeben wird - ein wunderschönes blaues Licht, das wir sehen können, und in Form von Wärme.

Natürlich sind unsere Annahmen sehr perfekt und wir haben es mit einem realen System zu tun. An den Enden der Lampe werden Nebenwirkungen beobachtet, die Strahlungsleistung kann ungleichmäßig verteilt werden, die Lampen benötigen Zeit zum Aufwärmen usw. Daher können wir unser ideales Modell des Sterilisators so gestalten, dass wir uns sicher fühlen. Aus diesem Grund dauert es theoretisch unter idealen Bedingungen 3,67 Sekunden, um SARS-CoV-2 zu neutralisieren, und in der praktischen medizinischen Forschung werden Zahlen von 300 Sekunden (5 Minuten) bis 1800 Sekunden (30 Minuten) genannt. Fehler werden tragisch sein, daher sind alle Forscher bei der Bewertung der erforderlichen Sterilisationszeit sehr vorsichtig.

Bevor wir mit dem Bau der Nuke Box beginnen, werden wir zwei Aussagen machen über:

  • : , , Covid-19. , Covid-19, . , , .
  • : (https://definitions.uslegal.com/g/good-samaritans/). , - . , .

Nuke Box


Im Folgenden wird Schritt für Schritt beschrieben, wie ich eine Sterilisationsbox baue, in der sich die Masken in einem Abstand von nicht mehr als 7 cm von den oberen und unteren Quellen der ultravioletten Strahlung befinden.

Zuallererst ist es SICHERHEIT! Bitte bedecken Sie die exponierten Hautpartien Ihres Körpers mit dicken Kleidern, eventuelle Hautschäden und tragen Sie eine Schutzbrille durch ultraviolette Strahlung. Versuchen Sie auch, nicht zu viel Zeit in unmittelbarer Nähe von Strahlungsquellen zu verbringen, während diese eingeschaltet sind.

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In diesem Handbuch werde ich werkseitige UV-Lampen verwenden ( elektronische Vorschaltgeräte zum Zünden von bakteriziden Lampen können sich im Hochstrom von Lampen für Standardlampen unterscheiden) Leuchten können leicht gekauft werden und werden mit den erforderlichen Komponenten (Vorschaltgerät, Anlasser, T8-Lampengröße) und Kabeln geliefert. Ich werde auch ultraviolette bakterizide Lampen verwenden. Bei in Japan hergestellten Lampen handelt es sich um die GL-Serie (in diesem Fall die Toshiba GL-10), die für eine bakterizide Lampe steht und von Panasonic, NEC und Toshiba hergestellt wird. Sie sind in Nennleistungen von 10 W bis 40 W und in verschiedenen Größen erhältlich. In den USA wird es sich um die TÜV-Serie (Tubular UltraViolet) von Philips Lighting handeln.

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Dies sind spezielle Niederdruck-Quecksilber-Leuchtstofflampen. Aufgrund der thermionischen Elektronenemission von Elektronen ionisiert die erhitzte Kathode Quecksilberatome und zwingt sie, Licht mit unterschiedlichen Frequenzen zu emittieren, von denen eine eine Länge von 254 nm hat. Dies liegt sehr nahe am Peak der Absorption von DNA bei einer Wellenlänge von 260 nm und der Energie von Photonen, die mit DNA kollidieren, diese beschädigen und Krankheitserregern die Fähigkeit zur Vermehrung entziehen.

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Lampen geben auch sichtbares Licht und Wärme ab. Das gibt ihnen einen coolen Cyber-Punk-Glanz ...

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Das Zusammenbauen einer Sterilisationsbox ist eigentlich recht einfach. Ich werde zwei solide Plastikschubladen nehmen und sie übereinander legen. Ich werde auch die Drahtschnur im Inneren befestigen und Büroklammern aus Federstahl verwenden, um die Masken an der Schnur zu befestigen.

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Ich beginne mit dem Bohren von Löchern in eine von zwei Plastikkisten in Abständen, die der Breite der N95-Maske entsprechen, die etwa 15 cm beträgt.

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Installieren Sie anschließend Leuchtstofflampen in Kunststoffboxen. Ich beschloss, ein Loch zu bohren und das Kabel abzuschneiden, damit ich die Lichter innen installieren und den Schalter außen lassen konnte. Ich habe dies hauptsächlich zu meiner eigenen Bequemlichkeit getan und weil ich mit Elektrizität und Löten arbeiten kann. In Wahrheit müssen Sie diesen Teil der Anweisungen nicht befolgen. Sie können die Kabel einfach intakt lassen und durch die Verbindungsstelle der Boxen herausziehen, damit Sie die Drähte nicht abschneiden oder löten müssen.

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Ich bohrte mehrere Löcher in Plastikboxen und befestigte die Leuchtstofflampen mit Schrauben und Muttern.

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Ziehen Sie dann die Schnur durch die gebohrten Löcher, um eine Art Wäscheleine für die Befestigung in der Schachtel mit den sterilisierten Masken herzustellen. Ich habe eine doppelte Wäscheleine gemacht, weil es wichtig ist, dass die Maske so ausgerichtet ist, dass die Lampen von oben und unten darauf leuchten.

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Ich befestigte die zweite Lampe am Boden der zweiten Plastikbox. Das Kabel muss nicht montiert werden.

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Jetzt können wir die beiden Schubladen verbinden, eine Küchenuhr hinzufügen und eine Nuke Box bekommen.

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Ich hoffe, das ist eine nützliche Anweisung. Ich persönlich bin daran interessiert, Masken zur Wiederverwendung zu sterilisieren. Die Mutter und die Schwester meiner Frau sind Krankenschwestern, die in Krankenhäusern und Kliniken in Melbourne und London arbeiten. Die Klinik meiner Schwiegermutter hat nicht genug Masken, und wahrscheinlich passiert dasselbe in Großbritannien. Ich hoffe, wenn sie ihre Masken irgendwann wiederverwenden müssen, gibt es eine Möglichkeit, sie für sie und ihre Patienten sicher zu machen.



Verbesserungen


Hier sind einige der Verbesserungen, die ich vornehmen würde:

Mehr Lampenleistung : Dies ist nur ein Prototyp. Wenn wir Masken massensterilisieren wollten, würden wir 40-W-Lampen verwenden. Der Sterilisator kann mehr Masken platzieren und diese schneller sterilisieren.

Mehr Strahlungsleistung : Wir können auch mehrere Strahlungsquellen darüber und darunter platzieren. Durch die Installation von zwei Strahlungsquellen und einer Maskenreihe können Sie die Bestrahlungsintensität jeder Maske verdoppeln. Dies halbiert die Sterilisationszeit.

Große Schachtel: Ich würde auch versuchen, so viele Masken wie möglich zu platzieren, ohne sich gegenseitig zu verdecken. Hier ist ein Beispieldiagramm mit zwei Maskenreihen. Wenn so etwas für die Massensterilisation verwendet wird, müssen Sie die Zeit und die Anzahl der Masken optimieren, die in jedem Zyklus sterilisiert werden können. Hier ist ein grobes Beispiel dafür, wie ich das Einfügen von zwei Maskenreihen in einen Nuke Box-Prototyp getestet habe. Sie können 6 Masken in diesen Prototyp einfügen.

Wenn Sie einen Sterilisator mit einer 40-W-Leuchtstofflampe in voller Größe mit mehreren Lampen oben und unten hergestellt haben, können Sie jedes Mal, wenn Sie den Sterilisationszyklus starten, viel mehr Masken verarbeiten.

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Ein Kommentar zu dem Artikel von mir: Vor zwei Jahren habe ich eine solche UV-Lampe bei Aliexpress gekauft.



Sie ähnelt der in diesem Design verwendeten, aber das Kit verfügt über einen praktischen Timer für 5.15.30, 60 Minuten mit verzögertem Start. Und die Lampe hat die Fähigkeit, eine Kette von mehreren solchen Lampen konsistent aufzubauen.

Ich empfehle auch einen kürzlich erschienenen Artikel über Habré Coronavirus 2019-nCoV. FAQ zum Atemschutz und zur Desinfektion .

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