Descontaminatie met waterstofperoxidedamp

Afbeelding 1: Principe van H₂O₂-decontaminatie

Afbeelding 2: Verloop van de H₂O₂-decontaminatie

Afbeelding 1: Stoomgenerator voor het verdampen van waterstofperoxide

Dipl. Ing. Michael Mohr, Schülke & Mayr GmbH, Hygiene International, Engineering – Life Sciences

Voor desinfectie van oppervlakken, apparatuur en producten zijn er verschillende methoden. Over het algemeen spreekt men van de klassieke “manuele” desinfectie, waarbij gebruiksklare of uit concentraat vervaardigde desinfectiemiddelen via vegen of sprayen op de oppervlakken worden aangebracht.

In zeldzame gevallen gebeurt het echter dat de manuele desinfectie niet het vereiste resultaat bereikt. De redenen hiervoor zijn divers. Enerzijds kan het zijn dat het desinfectiemiddel een te beperkt werkingsspectrum heeft en bijvoorbeeld geen werkzaamheid tegen sporen vertoont, anderzijds dat de oorzaak en bron van de besmetting niet wordt herkend. Ook bij de herverwerking van een gevoelige productieruimte, zoals een cleanroom bij ingebruikname, na onderhoudswerkzaamheden of bij calamiteiten, is manuele desinfectie vaak niet voldoende om de microbiologische omgevingstatus te herstellen.

Een zeer succesvolle methode die de laatste jaren steeds meer in de praktijk is gebracht, is het verdampen van waterstofperoxide (H2O2). Bij deze technologie wordt waterstofperoxide druppelsgewijs verdampt totdat er een microcondensatie op alle oppervlakken plaatsvindt. De daaruit voortvloeiende werkzaamheid tegen micro-organismen is uiterst breed, ook tegen sporen. Na het decontaminatieproces wordt het waterstofperoxide katalytisch afgebroken tot water en zuurstof. Dit eenvoudige basisprincipe wordt uitgevoerd met speciaal op elkaar afgestemde stoomgenerators en hoogwaardig waterstofperoxide.

Het principe van de technologie

De H2O2-oplossing druppelt op een heet plaat en verdampt onmiddellijk. Een luchtstroom neemt de warme damp op, koelt deze af tot kamertemperatuur en verdeelt de damp gelijkmatig in de ruimte. De H2O2-concentratie in de ruimte wordt voortdurend gecontroleerd en aangepast aan de luchtvochtigheid en kamertemperatuur.

Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden zoals temperatuur en luchtvochtigheid wordt de ruimte zo behandeld dat de waterstofperoxide-damp het dauwpunt (= condensatiepunt) bereikt. Vervolgens wordt de verdamping gestopt en begint de holdfase. In deze fase wordt alleen de zich op de oppervlakken gelijkmatig condensende H2O2 vervangen en wordt de concentratie in de lucht constant gehouden.

Microcondensatie

Met microcondensatie wordt de gelijkmatige bevochtiging van alle oppervlakken en het daarop contact maken tussen werkzame stof en micro-organismen bedoeld. Dit begint bij het bereiken van het dauwpunt en markeert het begin van de werkingsfase. Deze wordt ook de holdfase genoemd, omdat hier de concentratie van H2O2 in de lucht constant wordt gehouden. Hierdoor ontstaat een optisch onzichtbare, naadloze film met een dikte van ca. 2-6 µm op de oppervlakken. Een zichtbare laag is pas vanaf een dikte van ca. 50 µm zichtbaar.

Als de H2O2-concentratie onder het dauwpunt zou liggen, zou het contact tussen H2O2-moleculen en het oppervlak, evenals de daarop aanwezige kiemen, slechts toevallig plaatsvinden. Alleen door microcondensatie wordt een optimale decontaminatie in de gehele ruimte en op alle oppervlakken bereikt.

Het principe van microcondensatie maakt ook een uitstekende microbiologische werkzaamheid mogelijk zonder dat de omgevingscondities zoals temperatuur en luchtvochtigheid hoeven te worden aangepast. Dit is een groot voordeel ten opzichte van andere systemen, omdat er geen tijd en energie hoeft te worden besteed aan het drogen en koelen van de lucht. (zie Fig. 1)

Hoe ziet de decontaminatiecyclus eruit?

De decontaminatie bestaat uit vier fasen: de conditionering van het apparaat, de beluchting van de ruimte, de inwerktijd en de ventilatie of katalytische afbraak van H2O2.

In de eerste, relatief korte fase wordt het systeem opgestart, worden de omgevingsparameters gemeten en wordt de verwarmingsplaat voorverwarmd.

In de daaropvolgende beluchtingsfase wordt H2O2-oplossing verdampt en wordt de ruimte met de damp gevuld tot het dauwpunt wordt bereikt. Dit kan per ruimte verschillen in tijd, afhankelijk van de grootte en de omgevingsomstandigheden.

Tijdens de daaropvolgende inwerktijd ontplooit H2O2 zijn volledige werkzaamheid door de gelijkmatige microcondensatie op alle oppervlakken. (zie Fig. 2)

De laatste fase is de ventilatiefase. Hier wordt de H2O2-damp via een katalysator milieuvriendelijk en residu vrij afgebroken tot water en zuurstof. De duur van deze fase hangt af van de grootte van de ruimte. Om het proces te versnellen, kunnen speciale aanvullende apparatuur worden ingezet of kan het centrale ventilatiesysteem worden aangesloten.

Uitvoering & randvoorwaarden

Om een succesvolle decontaminatie met H2O2-verdampen uit te voeren, moeten enkele randvoorwaarden worden nageleefd. Voor beluchting met H2O2 is geen vergunning vereist en hoeft niet door een “door de staat erkende desinfectant” te worden uitgevoerd, maar desalniettemin is waterstofperoxide een gevaarlijke chemische stof voor de mens, die alleen met bepaalde veiligheidsmaatregelen mag worden gebruikt.

De ventilatiesystemen moeten tijdens de gehele eerste drie fasen in de te decontamineren ruimte worden uitgeschakeld. Daarnaast moeten de deuren en alle andere openingen “gasdicht” worden afgesloten of afgedicht. Dit voorkomt dat H2O2-damp via lekkages in ruimtes terechtkomt waar medewerkers werken. Tot slot dient een decontaminatie met waterstofperoxide uitsluitend door speciaal geschoold personeel te worden uitgevoerd. (zie afbeelding 1)

Ruimtedesinfectie als service

Naast de aanschaf van eigen generators is er ook de mogelijkheid om de ruimtedesinfectie uit te laten voeren als externe service. Deze service omvat het volledige proces, van voorbereiding inclusief risicobeoordeling en procedurebeschrijving, via uitvoering door speciaal geschoolde technici, tot GMP-conforme evaluatie en documentatie.

Proces van decontaminatie:

1. Terreinbezoek om de ruimtelijke omstandigheden vast te stellen, zoals bijvoorbeeld: volume van de ruimte, indeling, uitrusting, materialen, klimaatbeheersing, toegangen en nooduitgangen
2. Offerte opstellen
3. Informatie over arbeidsveiligheid, voorbereidingsmaatregelen en veiligheidsinstructies
4. Uitvoering ter plaatse – omgeving voorbereiden, veiligheidsinstructies, opstellen van apparatuur en positionering van biologische indicatoren, uitvoering van decontaminatie, afbouw van apparatuur en voorbereiding van de bio-indicatoren voor evaluatie
5. Evaluatie – onderzoek van de bio-indicatoren, tussentijdse rapportage
6. Eindrapport - documentatie van de service in een uitgebreid rapport met alle parameters, evenals de procedure en resultaten van het proces

De kosten voor de service worden voor elke toepassing individueel berekend en variëren afhankelijk van de benodigde inspanning. In de meeste gevallen is het uitvoeren van een service goedkoper dan het aanschaffen van eigen apparatuur en uitrusting.

Conclusie

De decontaminatie met waterstofperoxide biedt een interessante alternatieve methode voor een soms zeer uitgebreide handmatige desinfectie van volledige ruimtes en hun inventaris.

Het is zeer effectief tegen alle bekende kiemen, inclusief sporen, en bovendien residu vrij en milieuvriendelijk in vergelijking met andere methoden.

De decontaminatie is vooral geschikt voor het reinigen van hoogsensitive gebieden of ruimtes die besmet zijn met bijzonder hardnekkige kiemen of onbekende bronnen, omdat elke oppervlakte in de ruimte wordt gedesinfecteerd.

Aangezien de apparatuur vaak een investering met zich meebrengt en vooral geschoold en opgeleid personeel nodig is voor de uitvoering van een ruimtedesinfectie, is het vanwege de genoemde voorwaarden niet voor elk bedrijf zinvol om zo’n decontaminatie zelf uit te voeren. Hiervoor kan gebruik worden gemaakt van een service, zoals bijvoorbeeld de Schulke Decon Service.