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Title:
CATALYST UNIT FOR SPLITTING A DECONTAMINATION AGENT INTRODUCED IN A CONTAINMENT FOR A DECONTAMINATION PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/165033
Kind Code:
A1
Abstract:
The catalyst unit (1) for splitting a decontamination agent introduced in a containment for a decontamination process comprises at least two different catalyst elements (21-25) which are designed such that their respective highest efficiency is reached during splitting of the decontamination agent in different concentration ranges of the decontamination agent. The at least two different catalyst elements (21-25) of the catalyst unit (1) consist of different catalytically active components applied to identical substrate materials by way of chemical plating and/or of identical catalytically active components applied to different substrate materials by way of chemical plating. A first catalyst element (21) of the at least two different catalyst elements (21-25) comprises aluminum ceramics or activated carbon as the substrate material, manganese oxide or Prussian blue [iron(III)-hexacyanoferrate(ll/lllI)] being applied to the substrate material as the catalytically active component in the form of nanoparticles. A second catalyst element (22) of the at least two different catalyst elements (21-25) comprises aluminum ceramics or activated carbon as the substrate material, silver or silver oxide or a mixture of silver and silver oxide being applied to the substrate material as the catalytically active component in the form of nanoparticles. The catalytically active component on the respective catalyst element is present in a ratio of 0.05 wt.-% to 0.5 wt.-%, preferably 0.1 wt.-%, relative to the substrate material. With the catalyst unit (1) a non-critical concentration of not decomposed decontamination agent lower than 0.5 ppm, preferably 0.1 ppm at most can be achieved.

Inventors:
SCHEUBER OLIVERA (CH)
SIGWARTH VOLKER (CH)
Application Number:
PCT/CH2016/000063
Publication Date:
October 20, 2016
Filing Date:
April 11, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SKAN AG (CH)
International Classes:
B01D53/00; A61L2/00; A61L2/20; B01D53/86; B01J23/34; B01J23/50; B01J35/00
Domestic Patent References:
WO2004028668A12004-04-08
WO2008109252A12008-09-12
WO2011085735A12011-07-21
Foreign References:
EP0661089A21995-07-05
US20080170971A12008-07-17
US20140294670A12014-10-02
EP2388128A22011-11-23
DE19736336A11999-02-25
EP0882492A11998-12-09
Attorney, Agent or Firm:
ULLRICH, GERHARD (CH)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Katalysatoreinheit (1) zur Aufspaltung eines für einen Dekon- taminationsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoreinheit (1 ) zumindest zwei verschiedene Katalysatorelemente (21-25) aufweist, wobei die Katalysatorelemente (21-25) so beschaffen sind, dass deren jeweils höchster Wirkungsgrad bei der Aufspaltung des Dekontaminationsmittels in verschiedenen Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels eintritt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a) die zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente (21 -25) der Katalysatoreinheit (1) gebildet sind von:

b) auf identischem Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen unterschiedlichen katalytisch aktiven Komponenten; und/oder

c) auf verschiedenen Trägermaterialien mitteis chemischer Plattierung aufgetragener identischer katalytisch aktiver Komponente; wobei:

d) ein erstes Katalysatorelement (21) der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente (21 - 25) als Trägermaterial Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Manganoxid oder Preussischblau [Eisen(ll!)-hexacyanidoferrat(ll/llll)] in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist; und

e) ein zweites Katalysatorelement (22) der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente (21-25) als Trägermaterial Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Silber und Silberoxid in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist.

3. Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die katalytisch aktive Komponente am jeweiligen Katalysatorelement (21-25) im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden ist; b) das jeweilige Katalysatorelement (21 -25) eine katalytisch wirksame Oberfläche im Bereich von bis zu 320m2 pro Gramm eingesetztem Werkstoff, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, aufweist; und

c) sich das spezifische Oberflächenmass [m2 pro Gramm] des eingesetzten Werkstoffs, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, durch die aufgetragenen Nanopartikel, in Relation zum spezifischen Oberflächenmass [m2 pro Gramm] des Trägermaterials allein, vor dem Auftrag der Nanopartikel, nicht verkleinert.

4. Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

a) Manganoxid oder Preussischblau [Eisen(lll)-hexacyanidoferrat(ll/llll)] als katalytisch aktive Komponente für ein erstes Katalysatorelement (21) zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer ersten Konzentration eingesetzt ist; und

b) Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Silber und Silberoxid als katalytisch aktive Komponente für ein zweites Katalysatorelement (22) zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer zweiten Konzentration, welche niedriger als die erste Konzentration ist, eingesetzt ist.

5. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Katalysatorelemente (21 -25) innerhalb einer Katalysatoreinheit (1) gemäss deren Wirkungsgrad vom optimalen Wirkungsgrad in höheren Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels hin zum optimalen Wirkungsgrad in niedrigeren Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels kaskadenförmig abgestuft angeordnet sind.

6. Katalysatoreinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Katalysatorelemente (21-25) einer Katalysatoreinheit (1) so beschaffen sind, dass jeweils zwei innerhalb der kaskadenförmigen Abstufung benachbart liegende Katalysatorelemente (21 ,22;22,23;23,24;24,25) sich hinsieht- lieh ihrer jeweiligen Bereiche um den optimalen Wirkungsgrad partiell überschneiden.

7. Katalysatoreinheit (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatorelemente (21 -25) der Katalysatoreinheit (1) angeordnet sind als:

a) eine Platte mit darin enthaltenen verschiedenen Katalysatorelementen (21-25) mit einer gasdichten Umkleidung (4), welche einen offenen Einlass (8) zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit (1) und einen offenen Auslass (9) aus der Katalysatoreinheit (1) zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt; oder

b) im Paket hintereinander stehende Platten mit einer gasdichten Umkleidung (4), welche einen offenen Einlass (8) in das Paket zum Einströmen des Prozessstroms in die Katalysatoreinheit (1) und einen offenen Auslass (9) aus dem Paket zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt; oder

c) im Paket konzentrisch ineinander stehende Hohlzylinder mit einer gasdichten Umkleidung (4), welche einen offenen Einlass (8) in das Paket zum Einströmen des Prozessstroms in die Katalysatoreinheit (1) und einen offenen Auslass (9) aus dem Paket zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt.

8. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Katalysatoreinheit (1) zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt ist, welches:

aa) sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt; ab) vorzugsweise in Aerosolform in das Containment gelangt; und

ac) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3] ist; und

b) das Containment insbesondere als Isolator, Schleuse oder RABS (Restricted Access Barrier System) ausgebildet ist, einschliesslich mobiler und stationärer Art, wie Mittel zum Transport und Räume zur Behandlung, Isolation und/oder Diagnostik von Patienten, sowie Produktionsräume und Laboratorien.

9. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Katalysatoreinheit (1 ) zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt ist, welches für einen Dekontaminationsprozess in einem Gasstrom enthalten ist, die Katalysatoreinheit (1 ) durchströmt und in ein Areal oder ein zweites Containment oder in die freie Atmosphäre austritt, wobei das austretende Gasmedium eine unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel kleiner als 0.5 ppm hat, während eine Konzentration grösser 1.0 ppm als kritisch definiert gilt; wobei vorzugsweise:

b) die erzielte unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel maximal 0.1 ppm beträgt.

10. Katalysatoreinheit (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prozesses der Aufspaltung auf die Katalysatoreinheit (1 ) zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle (3) gerichtet ist.

1 1 . Katalysatoreinheit (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle (3) seitlich der Katalysatoreinheit (1 ) oder zwischen den Katalysatorelementen (21 -25) angeordnet ist.

12. Katalysatoreinheit (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquellen (3) angeordnet sind:

a) äusserlich der Katalysatoreinheit (1); oder

b) jeweils zwischen benachbarten Katalysatorelementen (21 -25); oder c) äusserlich der Katalysatoreinheit (1 ) und zwischen benachbarten Katalysatorelementen (21 -25).

13. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines Maximums bei der Intensivierung der katalytischen Wirkung: a) die zumindest eine UV-Lichtquelle (3) so beschaffen und positioniert ist und/oder an der UV-Lichtquelle (3) und/oder an der Katalysatoreinheit (1) Leitelemente angeordnet sind, dass ein Maximum der Strahlwirkung der UV-Lichtquelle (3) auf ein Maximum der Oberfläche der Katalysatorelemente (21-25) erzielbar ist; und/oder

b) die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle (3) in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des jeweiligen Katalysatorelements (21-25) mit einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten katalytisch aktiven Komponente eingestellt ist.

Description:
Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminations- prozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminationsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels. Die Katalysatoreinheit besitzt zumindest zwei Katalysatorelemente. Das einzelne Katalysatorelement ist mit einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten katalytisch aktiven Komponente versehen. Als Containments gelten insbesondere Isolatoren. z.B. für die pharmazeutisch-chemische Industrie, Schleusen und Sicherheitswerkbänke, z.B. für mikrobiologische Arbeiten oder Arbeiten mit toxischen Stoffen. Der Begriff umfasst ferner alle Typen von RABS (Restricted Access Barrier System), einschliesslich mobiler und stationärer Art, wie Mittel zum Transport und Räume zur Behandlung, Isolation und/oder Diagnostik von Patienten, sowie Produktionsräume und Laboratorien.

Stand der Technik

Die DE 197 36 336 A1 offenbart eine Katalysatoreinheit zur Zersetzung von Luftschadstoffen, insbesondere von Wasserstoffperoxid. Vorgeschlagen wird eine definierte Schüttungstiefe mit einer speziellen Körnung. Die Schüttung besteht im Wesentlichen aus reinem Metalloxid der Metalle Cu, Mn, Fe, Co, Ni oder Gemischen davon, wobei die Metalloxide auf einem Trägermateriai aufgebracht sein können. Dem Meta!loxid bzw. dem Gemisch können Zusätze von Edelmetallen, wie Pt oder Pd, beigegeben sein. Diese Katalysatoreinheit erfordert jedoch eine grössere Anzahl von Katalysatorplatten bzw. eine entsprechende Dicke, so dass im System ein relativ hoher Druckverlust auftritt und somit der Einsatz in Containments höhere Kosten verursacht oder der Wirkungsgrad eher bescheiden bleibt. Ausserdem ist der Herstellungsprozess einer solchen Katalysatoreinheit aufwendig und kostenintensiv, wodurch der Einsatz im Vergleich zur Leistungsfähigkeit eher beschränkt ist.

Die EP 0 882 492 A1 hat eine Anlage zur Reinigung eines Gasstroms von mit- geführtem Wasserstoffperoxid ebenfalls unter Verwendung einer Katalysatoreinheit zum Gegenstand. Das katalytisch wirksame Material ist Mangan-, Eisen- oder Kupferoxid, welches auf ein hydrophobes Trägermaterial, z.B. ein Zeolith in Form schüttfähiger Stücke, aufgebracht ist. Die hierin vorgeschlagene Katalysatoreinheit verlangt ebenfalls eine beträchtliche Baugrösse mit dem Ergebnis, dass im Betrieb ein hoher Druckverlust auftritt und somit der Einsatz in Containments höhere Kosten verursacht oder insgesamt der Wirkungsgrad effizienter sein sollte. Auch erscheinen der Herstellungsprozess und die damit verbundenen Kosten als unvorteihaft.

Schliesslich enthält die WO 2011/085 735 A1 eine Dekontaminationsanordnung, insbesondere für pharmatechnische Anwendungen, mit einem zu dekontaminierenden Raum, insbesondere einem Isolatorraum, sowie mit einer zum Entziehen von gas- und/oder dampfförmigem Dekontaminationsmittel aus der Raumluft ausgebildeten Reinigungseinrichtung. Das Dekontaminationsmittel ist insbesondere Wasserstoffperoxid . Die Raumluft wird mittels mindestens einem Gebläse im Kreislauf durch die Reinigungseinrichtung gefördert, welche eine Katalysatoreinheit umfasst, die zum chemischen Aufspalten des Dekontaminationsmittels auf einer mit Manganoxid oder Palladium beschichteten Trägerstruktur als reaktives oder katalytisch wirksames Material basiert. Die Trägerstruktur ist als offenporige Metallschaumstruktur oder als Gitterstruktur ausgebildet, auf welche das wirksame Material eiektrolytisch aufgebracht ist. Auch bei dieser Katalysatoreinheit wird der Wirkungsgrad als steigerungsbedürftig angesehen sowie der Herstellungsprozess als zu kostenintensiv.

Aufgabe der Erfindung

Angesichts des bisherigen Standes der Technik bei Katalysatoreinheiten mit eher bescheidenen Wirkungsgraden bei relativ hohen Herstellungskosten ist deren Einsatz zur Aufspaltung von Dekontaminationsmitteln nur begrenzt sinnvoll. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine im Wirkungsgrad effizientere Katalysatoreinheit zu schaffen, mittels der in einem im wesentlichen gasförmigen Prozessstrom enthaltenes Dekontaminationsmittel auf nahezu 100% abgebaut wird. Der zu verbessernde Wirkungsgrad schliesst die Zielstellung ein, dass mit der Katalysatoreinheit auch grosse Volumenströme bei möglichst geringen Druckverlusten verarbeitet werden können. Die zu schaffende Katalysatoreinheit soll die bei der Dekontamination vorkommenden Wasseranteile auf ein vorteilhaftes Mass bringen. Weiter sollen der zur Herstellung der Katalysatoreinheit zur Anwendung kommende Prozess sowie die zur Herstellung eingesetzten Materialien möglichst kostengünstig sein.

Eine spezielle Aufgabe für die zu schaffende Katalysatoreinheit besteht darin, dass das aufzuspaltende Dekontaminationsmittel im Prozessstrom einer durchgeführten Dekontamination in einem Containment gemäss der breiten Definition im Anwendungsgebiet auftritt.

Übersicht über die Erfindung

Die konzipierte Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminati- onsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels weist zumindest zwei verschiedene Katalysatorelemente auf, welche so beschaffen sind, dass deren jeweils höchster Wirkungsgrad bei der Aufspaltung des Dekontaminationsmittels in verschiedenen Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels eintritt.

Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert: Die zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente der Katalysatoreinheit sind gebildet von:

a) auf identischem Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen unterschiedlichen katalytisch aktiven Komponenten; und/oder

b) auf verschiedenen Trägermaterialien mittels chemischer Plattierung aufgetragener identischer katalytisch aktiver Komponente; wobei;

c) ein erstes Katalysatoreiement der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente als Trägermaterial Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Manganoxid oder Preussischblau [Eisen(lll)-hexacyanidoferrat(ll/lll!)] in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist; und d) ein zweites Kataiysatorelement der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente als Trägermaterial Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Silber und Silberoxid in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist.

Die katalytisch aktive Komponente am jeweiligen Katalysatorelement ist im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden. Das jeweilige Katalysatorelement weist eine katalytisch wirksame Oberfläche im Bereich von bis zu 320m 2 pro Gramm eingesetztem Werkstoff, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, auf. Das spezifische Oberflächenmass [m 2 pro Gramm] des eingesetzten Werkstoffs, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, verkleinert sich nicht durch die aufgetragenen Nanopartikel, in Relation zum spezifischen Oberflächenmass [m 2 pro Gramm] des Trägermaterials allein, vor dem Auftrag der Nanopartikel.

Manganoxid oder Preussischblau [£isen(lll)-hexacyanidoferrat(ll/llll)] ist als katalytisch aktive Komponente für ein erstes Katalysatorelement zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer ersten Konzentration eingesetzt. Hingegen ist Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Silber und Silberoxid als katalytisch aktive Komponente für ein zweites Katalysatorelement 22 zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer zweiten Konzentration eingesetzt, welche niedriger als die erste Konzentration ist.

Die einzelnen Katalysatorelemente können innerhalb einer Katalysatoreinheit gemäss deren Wirkungsgrad vom optimalen Wirkungsgrad in höheren Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmitteis hin zum optimalen Wirkungsgrad in niedrigeren Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels kaskadenför- mig abgestuft angeordnet sein. Hierbei können die einzelnen Katalysatorelemente einer Katalysatoreinheit so beschaffen sind, dass jeweils zwei innerhalb der kas- kadenförmigen Abstufung benachbart liegende Katalysatorelemente sich hinsieht- lieh ihrer jeweiligen Bereiche um den optimalen Wirkungsgrad partiell überschneiden.

Die Katalysatorelemente der Katalysatoreinheit sind angeordnet als:

a) eine Platte mit darin enthaltenen verschiedenen Katalysatorelementen mit einer gasdichten Umkleidung, welche einen offenen Einlass zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit und einen offenen Auslass aus der Katalysatoreinheit zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt; oder b) im Paket hintereinander stehende Platten mit einer gasdichten Umkleidung, welche einen offenen Einlass in das Paket zum Einströmen des Prozess- stroms in die Katalysatoreinheit und einen offenen Auslass aus dem Paket zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt; oder

c) im Paket konzentrisch ineinander stehende Hohlzylinder mit einer gasdichten Umkleidung, welche einen offenen Einlass in das Paket zum Einströmen des Prozessstroms in die Katalysatoreinheit und einen offenen Auslass aus dem Paket zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt.

Die Katalysatoreinheit ist zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt, welches:

a) sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt; b) vorzugsweise in Aerosolform in das Containment gelangt; und

c) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3] ist.

Das Containment ist insbesondere als Isolator, Schleuse oder RABS (Restricted Access Barrier System) ausgebildet, einschliesslich mobiler und stationärer Art, wie Mittel zum Transport und Räume zur Behandlung, Isolation und/oder Diagnostik von Patienten, sowie Produktionsräume und Laboratorien.

Die Katalysatoreinheit ist zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt, welches für einen Dekontaminationsprozess in einem Gasstrom enthalten ist, die Katalysatoreinheit durchströmt und in ein Areal oder ein zweites Containment oder in die freie Atmosphäre austritt. Hierbei hat das austretende Gasme- dium eine unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel kleiner als 0.5 ppm, während eine Konzentration grösser 1.0 ppm als kritisch definiert gilt. Vorzugsweise beträgt die erzielte unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel maximal 0.1 ppm.

Während des Prozesses der Aufspaltung ist auf die Katalysatoreinheit zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle gerichtet. Die zumindest eine UV-Lichtquelle ist seitlich der Katalysatoreinheit oder zwischen den Katalysatorelementen angeordnet.

Die UV-Lichtquellen sind angeordnet:

a) äusserlich der Katalysatoreinheit; oder

b) jeweils zwischen benachbarten Katalysatorelementen; oder

c) äusserlich der Katalysatoreinheit und zwischen benachbarten Katalysatorelementen.

Zur Erzielung eines Maximums bei der Intensivierung der katalytischen Wirkung. a) ist die zumindest eine UV-Lichtquelle so beschaffen und positioniert und/oder sind an der UV-Lichtquelle und/oder an der Katalysatoreinheit Leiteiemente angeordnet, dass ein Maximum der Strahlwirkung der UV-Lichtquelle auf ein Maximum der Oberfläche der Katalysatorelemente erzielbar ist; und/oder b) ist die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des jeweiligen Katalysatorelements mit einer auf einem Träge rmaterial aufgebrachten katalytisch aktiven Komponente eingestellt.

Kurzbeschreibunq der beigefügten Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1A - Eine Katalysatoreinheit in plattenförmiger Gestalt, bestehend aus zwei hintereinander angeordneten, verschiedenen Katalysatorelementen, als Blockschema;

Figur 1 B - die Katalysatoreinheit gemäss Figur 1A, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema; Figur 1 C - eine Katalysatoreinheit, bestehend aus zwei voneinander beabstandet angeordneten, verschiedenen Katalysatorelementen, in Gestalt von Platten, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit und einer zusätzlich zwischen den beiden Katalysatorelementen angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema;

Figur 2A - eine Katalysatoreinheit, bestehend aus mehreren hintereinander stehenden, verschiedenen Katalysatorelementen, in Gestalt von Platten, als Blockschema;

Figur 2B - die Katalysatoreinheit gemäss Figur 2A, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema;

Figur 2C - eine Katalysatoreinheit, bestehend aus mehreren voneinander beabstandet angeordneten, verschiedenen Katalysatorelementen, in Gestalt von Platten, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit und zusätzlich jeweils einer zwischen benachbarten Katalysatorelementen angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema;

Figur 3A - eine Katalysatoreinheit, bestehend aus zwei verschiedenen Katalysatorelementen, in Gestalt von konzentrisch ineinander stehenden Hohlzylindern, mit je einer aussen und im Zentrum der Katalysatoreinheit und zusätzlich einer zwischen den benachbarten Katalysatorelementen angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema;

Figur 3B - die Katalysatoreinheit gemäss Figur 3A mit gewechseltem Einlass und Auslass, als Blockschema; und

Figur 3C - die Katalysatoreinheit gemäss Figur 3A, im vertikalen Schnitt auf der Linie A-A.

Ausführungsbeispiel

Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung der erfindungsgemässen Katalysatoreinheit zur Aufspaltung von in einem zumindest im wesentlichen gasförmigen Prozessstrom enthaltenen Dekon- taminationsmittel. Hierbei werden zwei Grundvarianten mit verschiedenen Modifikationen dargestellt.

Figur 1A

Diese Katalysatoreinheit 1 erster Variante besteht aus einem Paket mit zwei verschiedenen Katalysatorelementen 21 ,22 in Gestalt von hintereinander stehenden Platten. Das Plattenpaket ist mit einer gasdichten Umkleidung 4 versehen, welche einen offenen Einlass 8 in das Paket zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit 1 und einen offenen Auslass 9 aus dem Paket zum Ausströmen des Prozessstroms besitzt. Damit wird der gesamte Prozessstrom vom Einlass 8 durch die Katalysatoreinheit 1 hin zum Auslass 9 geführt. Die beiden unterschiedlichen Katalysatorelemente 21 ,22 sind so beschaffen, dass deren jeweils höchster Wirkungsgrad bei der Aufspaltung des im Prozessstrom mitgeführten Dekontaminationsmittels in verschiedenen Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels eintritt. Alternativ kann die Katalysatoreinheit 1 auch nur aus einer Platte bestehen, an welcher einerseits ein erstes Katalysatorelement 21 und andererseits ein davon verschiedenes zweites Katalysatorelement 22 angeordnet ist.

Die zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente 21 ,22 der Katalysatoreinheit 1 sind gebildet von:

a) auf identischem Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen unterschiedlichen katalytisch aktiven Komponenten; und/oder

b) auf verschiedenen Trägermaterialien mittels chemischer Plattierung aufgetragener identischer katalytisch aktiver Komponente; wobei:

c) ein erstes Katalysatorelement 21 der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente 21 ,22 als Trägermaterial Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Manganoxid oder Preussischbiau [Eisen(lll)-hexacyanidoferrat(ll/IIII)] in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist; und

d) ein zweites Katalysatorelement 22 der zumindest zwei verschiedenen Katalysatorelemente 21 ,22 als Trägermateria! Aluminiumkeramik oder Aktivkohle hat, und auf dem Trägermaterial als katalytisch aktive Komponente Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Si'ber und Silberoxid in Form von Nanopartikeln aufgetragen ist.

Die katalytisch aktive Komponente am jeweiligen Katalysatorelement 21 ,22 ist im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden. Das jeweilige Katalysatorelement 21 ,22 weist eine katalytisch wirksame Oberfläche im Bereich von bis zu 320m 2 pro Gramm eingesetztem Werkstoff, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, auf.

Durch das Auftragen der Nanopartikel verkleinert sich das spezifische Oberflä- chenmass [m 2 pro Gramm] des eingesetzten Werkstoffs, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, nicht, in Relation zum spezifischen Oberflächenmass [m 2 pro Gramm] des Trägermaterials allein, vor dem Auftrag der Nanopartikel.

Manganoxid oder Preussischblau [Eisen(lll)-hexacyanidoferrat(ll/llll)] ist als katalytisch aktive Komponente für ein erstes Katalysatorelement 21 zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer ersten Konzentration eingesetzt. Hingegen ist Silber oder Silberoxid oder eine Mischung aus Silber und Silberoxid als katalytisch aktive Komponente für ein zweites Katalysatorelement 22 zum Abbau von Dekontaminationsmittel im Bereich einer zweiten Konzentration eingesetzt, welche niedriger als die erste Konzentration ist.

Die Katalysatoreinheit 1 ist zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt, welches:

a) für einen Dekontaminationsprozess in einem Gasstrom enthalten ist, die Katalysatoreinheit 1 durchströmt und in ein Areal oder ein zweites Containment oder in die freie Atmosphäre austritt, wobei das austretende Gasmedium eine unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel kleiner als 0.5 ppm hat, während eine Konzentration grösser 1 .0 ppm als kritisch definiert gilt, und vorzugsweise die erzielte unkritische Konzentration an nicht abgebautem Dekontaminationsmittel maximal 0.1 ppm beträgt;

b) eine sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt;

c) vorzugsweise in Aerosoiform in das Containment gelangt; und

d) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3] ist.

Das Containment ist insbesondere als Isolator, Schleuse oder RABS (Restricted Access Barrier System) ausgebildet, einschliesslich mobiler und stationärer Art, wie Mittel zum Transport und Räume zur Behandlung, Isolation und/oder Diagnostik von Patienten, sowie Produktionsräume und Laboratorien.

Figur 1 B

Während des Prozesses der Aufspaltung ist auf die Katalysatoreinheit 1 zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle 3 gerichtet; hier ist jeweils eine UV-Lichtquelle 3 beidseits der Katalysatoreinheit 1 angeordnet.

Zur Erzielung eines Maximums bei der Intensivierung der katalytischen Wirkung: a) ist die zumindest eine UV-Lichtquelle 3 bzw. sind die beidseits positionierten UV-Lichtquellen 3 so beschaffen und positioniert und/oder sind an der UV- Lichtquelle 3 und/oder an der Katalysatoreinheit 1 Leitelemente angeordnet, dass ein Maximum der Strahlwirkung der UV-Lichtquellen 3 auf ein Maximum der Oberfläche der Katalysatorelemente 21 ,22 erzielbar ist, und/oder b) ist die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle 3 bzw. sind die beidseits positionierten UV-Lichtquellen 3 in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des jeweiligen Katalysatorelements 21 ,22 mit einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten katalytisch aktiven Komponente eingestellt. Figur 1 C

In Abwandlung zur vorherigen Figur 1 B besteht die Katalysatoreinheit 1 nun aus zwei voneinander beabstandet angeordneten, verschiedenen Katalysatorelementen 21 ,22, wiederum in Gestalt von Platten, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit 1 und einer zusätzlich zwischen den beiden Katalysatorelementen 21 ,22 angeordneten UV-Strahlungsquelle 3.

Figuren 2A bis 2C

Diese Figurenfolge illustriert lediglich eine Modifikation der ersten Variante gemäss den Vorgängerfiguren 1A-1 C. Anstelle der zuvor nur zwei verschiedenen Katalysatorelemente 21 ,22 besteht die Katalysatoreinheit 1 jetzt aus mehreren hintereinander stehenden, verschiedenen Katalysatorelementen 21-25, wiederum in Gestalt von Platten. Die hier bis fünf verschiedenen Katalysatorelemente 21 -25 sind so beschaffen, dass deren jeweils höchster Wirkungsgrad bei der Aufspaltung des Dekontaminationsmittels in verschiedenen Konzentrationsbereichen des Dekontaminationsmittels eintritt.

Identisch vorhanden sind die Umkleidung 4 sowie der Einlass 8 und der Auslass 9 (s. Figur 2A). Zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung ist jeweils eine UV- Lichtquelle 3 beidseits der Katalysatoreinheit 1 angeordnet (s. Figur 2B). Ordnet man die verschiedenen Katalysatorelemente 21-23 voneinander beabstandet an, lässt sich zusätzlich zu den jeweils aussen beidseits der Katalysatoreinheit 1 positionierten UV-Lichtquellen 3 auch zwischen benachbarten Katalysatorelementen 21-23 jeweils eine UV-Lichtquelle 3 installieren (s. Figur 2C).

Besondere Vorteile für die Katalysatoreinheit 1 ergeben sich, indem die einzelnen Katalysatorelemente 21 -25 innerhalb einer Katalysatoreinheit 1 gemäss deren Wirkungsgrad vom optimalen Wirkungsgrad in höheren Konzentrationsbereichen der Problemkomponente hin zum optimalen Wirkungsgrad in niedrigeren Konzentrationsbereichen der Problemkomponente kaskadenförmig abgestuft angeordnet sind.

In spezieller Ausführungsform der Katalysatoreinheit 1 sind deren einzelne Kataly- satorelemente 21 -25 so beschaffen, dass jeweils zwei innerhalb der kaskaden- förmigen Abstufung benachbart liegende Katalysatorelemente 21 ,22;22,23;23,24;24,25 sich hinsichtlich ihrer jeweiligen Bereiche um den optimalen Wirkungsgrad partiell überschneiden.

In der nachstehenden Tabelle sind dazu drei Beispiele für den strukturellen Aufbau einer Katalysatoreinheit 1 aufgeführt:

Figuren 3A bis 3C

Die Katalysatoreinheit 1 zweiter Variante besteht aus zwei verschiedenen Katalysatorelementen 21 ,22, allerdings nun in Gestalt von konzentrisch ineinander stehenden Hohlzylindern. Auf die zeichnerische Darstellung einer Katalysatoreinheit 1 mit mehr als zwei verschiedenen hohlzylindrischen Katalysatorelementen 21 ,22 wurde verzichtet, gleichwohl ist in Analogie zur Figurengruppe 2A - 2C ein solcher erweiterter Aufbau realisierbar. Hingegen ist Katalysatoreinheit 1 sogleich mit den optionalen UV-Lichtquellen 3 versehen und zwar in Maximalausstattung mit je einer aussen und im Zentrum der Katalysatoreinheit 1 und zusätzlich einer zwischen den benachbarten Katalysatorelementen 21 ,22 angeordneten UV-Strahlungsquelle 3, wie in Figur 3C ersichtlich. Die eine zylindrische Form bildende Katalysatoreinheit 1 besitzt an einem axialen Ende einen gasdichten Verschluss 40 und am anderen Ende ein z.B. plattenför- miges Montageelement 41. In einer Modifikation befindet sich das Montageele- ment 41 aufseiten des Einlasses 8, wobei dann der Auslass 9 von der Mantelfläche der Katalysatoreinheit 1 gebildet wird (s. Figur 3A). In der anderen Modifikation ist das Montageelement 41 aufseiten des Auslasses 9 angeordnet, wobei dann der Einlass 8 über die Mantelfläche der Katalysatoreinheit 1 erfolgt (s. Figur 3B).