EP3283194A1 - Catalyst unit for splitting a decontamination agent introduced into a container for a decontamination process - Google Patents

Catalyst unit for splitting a decontamination agent introduced into a container for a decontamination process

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EP3283194A1
EP3283194A1 EP16721623.3A EP16721623A EP3283194A1 EP 3283194 A1 EP3283194 A1 EP 3283194A1 EP 16721623 A EP16721623 A EP 16721623A EP 3283194 A1 EP3283194 A1 EP 3283194A1
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EP
European Patent Office
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catalyst
catalyst unit
catalytically active
active component
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16721623.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Olivera SCHEUBER
Volker Sigwarth
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SKAN AG
Original Assignee
SKAN AG
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Filing date
Publication date
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    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/804—UV light

Definitions

  • the containment is designed in particular as an isolator, lock or RABS (Restricted Access Barrier System), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
  • RABS Remote Access Barrier System
  • a catalyst unit for example consisting of a single catalyst element in plate shape, as a block diagram
  • the catalyst unit according to FIG. 1A with one UV radiation source arranged on both sides of the catalyst unit on the outside, as a block diagram; a catalyst unit consisting of a single catalyst element, in the form of a concentric hollow cylinder, each with an outer and in the center of the catalyst unit arranged UV radiation source, as a block diagram;
  • the at least one catalyst element 21 consists of: a) a carrier material formed from aluminum ceramics or activated carbon; and b) a catalytically active component in the form of nanoparticles, which is applied to the carrier material by means of chemical plating, formed from silver or silver oxide or a mixture of silver and silver oxide.
  • the catalytically active component on at least one catalyst element 21 is present in relation to the carrier material in the range from 0.05 percent by weight to 0.5 percent by weight, preferably at 0.1 percent by weight.
  • This at least one catalyst element 21 has a catalytically active surface in the range of up to 320m 2 per gram of inserted material, as combination of carrier material plus applied catalytically active component.
  • the specific surface area [m 2 per gram] of the material used does not decrease in relation to the specific surface area [m 2 per gram] of the support medium Is alone, before the order of the nanoparticles.
  • the catalyst unit 1 is intended for splitting a decontamination agent which:
  • a) is contained for a decontamination process in a gas stream, flows through the catalyst unit 1 and exits into an area or a second containment or in the free atmosphere, wherein the exiting gas medium has a non-critical concentration of undegraded decontaminant less than 0.5 ppm, while a concentration greater than 1.0 ppm is defined as critically defined, and preferably the uncritical concentration of undecomposed decontaminant obtained is at most 0.1 ppm;
  • the containment is designed in particular as an isolator, lock or RABS (Restricted Access Barrier System), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
  • RABS Remote Access Barrier System
  • the at least one UV light source 3 or the UV light sources 3 positioned on both sides are so arranged and / or positioned at the UV light source 3 and / or at the catalyst unit 1 arranged guide elements that a maximum of the beam effect of the UV light sources 3 can be achieved on a maximum of the surface of the one catalyst element 21 and all present in the catalyst unit 1 catalyst elements 21; and / or b) the wavelength of the at least one UV light source 3 is set as a function of the nature of the catalytically active component influenced by the carrier.
  • the catalyst unit 1 second variant consists in the simplest embodiment of a single catalyst element 21, but now in the form of a hollow zyünders. On the graphic representation of a catalyst unit 1 with more than one hollow cylindrical catalyst element 21 has been omitted, however, in analogy to the alternative mentioned in Figure 1A such an extended structure can be realized. On the other hand, catalyst unit 1 is immediately provided with the optional UV light sources 3, namely in maximum configuration with one outer UV radiation source 3 arranged in the center of the catalyst unit 1, as can be seen in FIG. 2C.

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Abstract

The catalyst unit (1) for splitting a decontamination agent introduced into a container for a decontamination process has at least one catalyst element (21). This catalyst element (21) first consists of a carrier material made of aluminum ceramics or activated carbon, and also of a catalytically active component in the form of nanoparticles, applied to the carrier material by means of chemical plating, and made of silver or silver oxide or of a silver and silver oxide mixture. The catalytically active component on the at least one catalyst element (21) is present in the range from 0.05 weight percent to 0.5 weight percent relative to the carrier material. The at least one catalyst element (21) has a catalytically effective surface in the range of up to 320m2 per gram of used material, as a combination of carrier material plus applied catalytically active component. With the catalyst unit (1), an non-critical concentration of non-degraded decontamination agent of lower than 0.5 ppm, preferentially a maximum of 0.1 ppm can be achieved. The container is configured in particular as an isolator, sluice or RABS (Restricted Access Barrier System), as well as being of a mobile and stationary type, such as means for transportation, and spaces for treatment, isolation and/or diagnosis of patients, as well as production spaces and laboratories.

Description

Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminations- prozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels  Catalyst unit for splitting a decontamination agent introduced into a containment for a decontamination process
Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminationsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels. Die Katalysatoreinheit besitzt zumindest ein Katalysatorelement. 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 toxi¬ schen 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. The present invention relates to a catalyst unit for splitting a decontaminating agent introduced into a containment for a decontamination process. The catalyst unit has at least one catalyst element. The individual catalyst element is provided with a catalytically active component applied to a carrier material. Especially insulators are considered containment, eg for the pharmaceutical and chemical industry, locks and safety cabinets, eg for microbiological work or working with toxi ¬ rule fabrics. The term also includes all types of Restricted Access Barrier System (RABS), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
Stand der Technik State of the art
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, Ml oder Gemischen davon, wobei die Metalloxide auf einem Trägermaterial aufgebracht sein können. Dem Metailoxid 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.  DE 197 36 336 A1 discloses a catalyst unit for the decomposition of air pollutants, in particular of hydrogen peroxide. Proposed is a defined filling depth with a special grain size. The bed consists essentially of pure metal oxide of the metals Cu, Mn, Fe, Co, Ml or mixtures thereof, wherein the metal oxides can be applied to a support material. Additives of noble metals, such as Pt or Pd, may be added to the metal oxide or the mixture. However, this catalyst unit requires a larger number of catalyst plates or a corresponding thickness, so that in the system, a relatively high pressure loss occurs and thus the use in containment causes higher costs or the efficiency remains rather modest. In addition, the production process of such a catalyst unit is complicated and expensive, whereby the use is rather limited compared to the performance.
Die EP 0 882 492 A1 hat eine Anlage zur Reinigung eines Gasstroms von mit- geführtem Wasserstoffperoxid ebenfalls unter Verwendung einer Katalysatorein¬ heit 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. EP 0 882 492 A1 has a plant for the purification of a gas stream from mit- led hydrogen peroxide also using a Katalysatorein ¬ unit to the subject. The catalytically active material is manganese, iron or copper oxide, which is applied to a hydrophobic carrier material, for example a zeolite in the form of pourable pieces. The catalyst unit proposed herein also requires a considerable size with the result that in operation a high pressure loss occurs and thus the use in containment causes higher costs or overall the efficiency should be more efficient. Also, the manufacturing process and the associated costs appear to be unadvantageous.
Schliesslich enthält die WO 201 /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 Dekoniaminationsmittel 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 elektrolytisch aufgebracht ist. Auch bei dieser Katalysatoreinheit wird der Wirkungsgrad als steigerungsbedürftig angesehen sowie der Herstellungsprozess als zu kostenintensiv. Finally, WO 201/085 735 A1 contains a decontamination arrangement, in particular for pharmaceutical applications, with a space to be decontaminated, in particular an isolator chamber, and with a cleaning device designed for extracting gaseous and / or vaporous decontamination agent from the room air. The deconaminating agent is in particular hydrogen peroxide. The room air is circulated through the cleaning device by means of at least one fan, which comprises a catalyst unit which is based on the chemical splitting of the decontamination agent on a manganese oxide or palladium-coated support structure as a reactive or catalytically active material. The support structure is designed as an open-pore metal foam structure or as a lattice structure, to which the active material is applied electrolytically. Even with this catalyst unit, the efficiency is considered to be in need of improvement and the manufacturing process as too costly.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
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. Given the current state of the art in catalyst units with rather modest efficiencies at relatively high production costs whose use for the splitting of decontamination agents has limited meaning. Therefore, the object of the invention is to provide a catalyst unit which is more efficient in terms of efficiency, by means of which the decontamination agent contained in a substantially gaseous process stream is reduced to almost 100%. The efficiency to be improved includes the objective that with the catalyst unit and large volume flows can be processed at the lowest possible pressure losses. The catalyst unit to be created should bring the occurring during the decontamination of water to an advantageous level. Furthermore, the process used for producing the catalyst unit and the materials used for the production should be as economical as possible.
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. A special task for the catalyst unit to be created is that the decontamination agent to be split up occurs in the process stream of a decontamination carried out in a containment according to the broad definition in the field of application.
Übersicht über die Erfindung Overview of the invention
Die konzipierte Katalysatoreinheit zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminati- onsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels besitzt zumindest ein Katalysatorelement. Dieses Katalysatorelement besteht zunächst aus einem Trägermaterial, gebildet aus Aluminiumkeramik oder Aktivkohle, und ferner aus einer auf das Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen katalytisch aktiven Komponente in Form von Nanopartikeln, gebildet aus Silber oder Silberoxid oder einer Mischung aus Silber und Silberoxid.  The designed catalyst unit for splitting a decontamination agent introduced into a containment for a decontamination process has at least one catalyst element. This catalyst element consists initially of a support material formed from aluminum ceramics or activated carbon, and further comprising a catalytically active component in the form of nanoparticles, formed from silver or silver oxide or a mixture of silver and silver oxide, applied to the support material by means of chemical plating.
Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert: Die katalytisch aktive Komponente am zumindest einen Katalysatorelement ist im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden. Das zumindest eine Katalysatorelement weist eine katalytisch wirksame Oberfläche im Bereich von bis zu 320m2 pro Gramm eingesetztem Werkstoff, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, auf. Das spezifische Oberflächenmass [m2 pro Gramm] des eingesetzten Werkstoffs, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, verkleinert sich nicht durch die aufgetragenen Nanopartikel, in Relation zum spe- zifischen Oberflächenmass [m2 pro Gramm] des Trägermaterials allein, vor dem Auftrag der Nanopartikel. Specific embodiments of the invention are defined below: The catalytically active component on at least one catalyst element is present in the range from 0.05% by weight to 0.5% by weight, preferably 0.1% by weight, relative to the support material. The at least one catalyst element has a catalytically active surface in the range of up to 320m 2 per gram of inserted material, as a combination of carrier material plus applied catalytically active component on. The specific surface mass [m 2 per gram] of the material used, as a combination of carrier material plus applied catalytically active component, does not decrease by the applied nanoparticles, in relation to the spe- surface mass [m 2 per gram] of the support material alone, before application of the nanoparticles.
Die Katalysatoreinheit umfasst: The catalyst unit comprises:
a) zumindest ein plattenförmiges Katalysatorelement oder mehrere im Paket hintereinander stehende derartige Katalysatorelemente mit einer gasdichten Um- kleidung, welche einen offenen Einlass zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit und einen offenen Auslass zum Ausströmen des Prozessstroms aus der Katalysatoreinheit besitzt; oder a) at least one plate-shaped catalyst element or a plurality of such catalyst elements in a package with a gas-tight clothing, which has an open inlet for flowing a process stream into the catalyst unit and an open outlet for the outflow of the process stream from the catalyst unit; or
b) zumindest ein hohlzylindrisches Katalysatorelement oder mehrere im Paket konzentrisch ineinander stehende derartige Katalysatorelemente mit einer gasdichten Umkleidung, welche einen offenen Einlass zum Einströmen des Prozessstroms in die Katalysatoreinheit und einen offenen Auslass zum Ausströmen des Prozessstroms aus der Katalysatoreinheit besitzt. b) at least one hollow cylindrical catalyst element or a plurality of such catalyst elements concentric with each other in the package with a gas-tight casing which has an open inlet for flowing the process stream into the catalyst unit and an open outlet for discharging the process stream from the catalyst unit.
Die Katalysatoreinheit ist zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt, welches: The catalyst unit is intended for splitting a decontamination agent which:
a) sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt; b) vorzugsweise in Aerosolform in das Containment gelangt; und a) has sporicidal activity and thereby causes at least a 3-log reduction; b) preferably enters the containment in aerosol form; and
c) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3] ist. c) is preferably hydrogen peroxide [H2O2] or nitrogen dioxide [NO2] or peroxyacetic acid [C2H4O3] or a mixture of hydrogen peroxide [H2O2] and peroxyacetic acid [C2H4O3].
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.  The containment is designed in particular as an isolator, lock or RABS (Restricted Access Barrier System), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
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 Gasmedium 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. The catalyst unit is intended for splitting a decontamination agent, which is contained in a gas stream for a decontamination process, flows through the catalyst unit and exits into an area or a second containment or into the free atmosphere. Here, the escaping gas medium has a non-critical concentration of undegraded decontaminant less than 0.5 ppm, while a concentration greater than 1 .0 ppm is considered critically defined. The uncritical concentration of undecomposed decontaminant obtained is preferably not more than 0.1 ppm.
Während des Prozesses der Aufspaltung ist auf das zumindest eine Katalysatorelement zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle gerichtet. During the process of splitting, at least one activated UV light source is directed onto the at least one catalyst element in order to intensify the catalytic effect.
Die zumindest eine UV-Lichtquelle ist angeordnet: The at least one UV light source is arranged:
a) äusserlich der Katalysatoreinheit; oder a) outside the catalyst unit; or
b) zwischen benachbarten Katalysatorelementen; oder b) between adjacent catalyst elements; or
c) zentrisch in einer hohlzylindrischen Katalysatoreinheit mit einem oder mehreren Katalysatorelementen. c) centrically in a hollow cylindrical catalyst unit with one or more catalyst elements.
Alternativ ist jeweils eine UV-Lichtquelle angeordnet: Alternatively, a UV light source is arranged in each case:
a) äusserlich der Katalysatoreinheit; und a) outside the catalyst unit; and
b) jeweils zwischen benachbarten Katalysatorelementen; und b) each between adjacent catalyst elements; and
c) zentrisch in einer hohlzylindrischen Katalysatoreinheit mit einem oder mehreren Katalysatorelementen. c) centrically in a hollow cylindrical catalyst unit with one or more catalyst elements.
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 Leitelemente angeordnet, dass ein Maximum der Strahlwirkung der UV-Lichtquelle auf ein Maximum der Oberfläche des einen Katalysatorelements oder der mehreren Katalysatorelemente erzielbar ist; und/oder To achieve a maximum in the intensification of the catalytic effect: a) the at least one UV light source is designed and positioned, and / or guide elements are arranged on the UV light source and / or on the catalyst unit such that a maximum of the UV radiation effect Light source can be achieved on a maximum of the surface of the one or more catalyst element elements; and or
b) ist die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der durch den Träger beeinflussten katalytisch aktiven Komponente eingestellt. b) the wavelength of the at least one UV light source is set as a function of the nature of the catalytically active component influenced by the carrier.
Kurzbeschreibunq der beigefügten Zeichnungen Brief description of the accompanying drawings
Es zeigen: Eine Katalysatoreinheit, beispielhaft bestehend aus einem einzigen Katalysatorelement in Plattengestalt, als Blockschema; Show it: A catalyst unit, for example consisting of a single catalyst element in plate shape, as a block diagram;
die Kataiysatoreinheit gemäss Figur 1A, mit je einer aussen beidseits der Katalysatoreinheit angeordneten UV-Strahlungsquelle, als Blockschema; eine Katalysatoreinheit, bestehend aus einem einzigen Katalysatorelement, in Gestalt eines konzentrischen Hohlzylinders, mit je einer aussen und im Zentrum der Katalysatoreinheit angeordneten UV- Strahlungsquelle, als Blockschema;  the catalyst unit according to FIG. 1A, with one UV radiation source arranged on both sides of the catalyst unit on the outside, as a block diagram; a catalyst unit consisting of a single catalyst element, in the form of a concentric hollow cylinder, each with an outer and in the center of the catalyst unit arranged UV radiation source, as a block diagram;
die Katalysatoreinheit gemäss Figur 2A mit gewechseltem Einiass und Auslass, als Blockschema; und  the catalyst unit according to Figure 2A with a changed Einiass and outlet, as a block diagram; and
die Katalysatoreinheit gemäss Figur 2A, im vertikalen Sc nitt auf der Linie A-A.  the catalyst unit according to FIG. 2A, in vertical section on the line A-A.
Ausführungsbeispiel embodiment
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 Dekontaminationsmittel. Hierbei werden zwei Grundvarianten dargestellt und dazu verschiedene Modifikationen erwähnt.  The detailed description of the catalyst unit according to the invention for splitting decontamination agents contained in an at least substantially gaseous process stream is given below with reference to the attached drawings. Two basic variants are shown and various modifications are mentioned.
Figur 1A Figure 1A
Diese Katalysatoreinheit 1 erster Variante besteht beispielhaft aus einem einzigen Katalysatorelement 21 in Plattengestalt und ist mit einer gasdichten Umkleidung 4 versehen, welche einen offenen Einiass 8 zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit 1 und einen offenen Auslass 9 zum Ausströmen des Prozessstroms aus der Katalysatoreinheit 1 besitzt. Damit wird der gesamte Prozessstrom vom Einiass 8 durch die Katalysatoreinheit 1 hin zum Auslass 9 geführt. Alternativ kann die Katalysatoreinheit 1 auch aus mehreren im Paket hintereinander angeordneten derartigen plattenförmigen Katalysatorelementen 21 bestehen.  This catalyst unit 1 of the first variant consists, for example, of a single catalyst element 21 in the form of a plate and is provided with a gastight casing 4 which has an open inlet 8 for the flow of a process stream into the catalyst unit 1 and an open outlet 9 for the outflow of the process stream from the catalyst unit 1 , Thus, the entire process flow from Einiass 8 is guided through the catalyst unit 1 to the outlet 9. Alternatively, the catalyst unit 1 can also consist of a plurality of such plate-shaped catalyst elements 21 arranged one behind the other in the package.
Das zumindest eine Katalysatorelement 21 besteht aus: a) einem Trägermaterial, gebildet aus Aluminiumkeramik oder Aktivkohle; und b) einer auf das Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen ka- talytisch aktiven Komponente in Form von Nanopartikeln, gebildet aus Silber oder Silberoxid oder einer Mischung aus Silber und Silberoxid. The at least one catalyst element 21 consists of: a) a carrier material formed from aluminum ceramics or activated carbon; and b) a catalytically active component in the form of nanoparticles, which is applied to the carrier material by means of chemical plating, formed from silver or silver oxide or a mixture of silver and silver oxide.
Die katalytisch aktive Komponente am zumindest einen Katalysatorelement 21 ist im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden. Dieses zumindest eine Katalysatorelement 21 weist eine katalytisch wirksame Oberfläche im Bereich von bis zu 320m2 pro Gramm eingesetztem Werkstoff, als Kombina tion aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, auf. The catalytically active component on at least one catalyst element 21 is present in relation to the carrier material in the range from 0.05 percent by weight to 0.5 percent by weight, preferably at 0.1 percent by weight. This at least one catalyst element 21 has a catalytically active surface in the range of up to 320m 2 per gram of inserted material, as combination of carrier material plus applied catalytically active component.
Durch das Auftragen der Nanopartikel verkleinert sich das spezifische Oberflä- chenmass [m2 pro Gramm] des eingesetzten Werkstoffs, als Kombination aus Trägermaterial plus aufgetragener katalytisch aktiver Komponente, nicht, in Relation zum spezifischen Oberflächenmass [m2 pro Gramm] des Trägermaieria Is allein, vor dem Auftrag der Nanopartikel. By applying the nanoparticles, the specific surface area [m 2 per gram] of the material used, as a combination of support material plus applied catalytically active component, does not decrease in relation to the specific surface area [m 2 per gram] of the support medium Is alone, before the order of the nanoparticles.
Die Katalysatoreinheit 1 ist zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt, welches: The catalyst unit 1 is intended for splitting a decontamination agent which:
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; a) is contained for a decontamination process in a gas stream, flows through the catalyst unit 1 and exits into an area or a second containment or in the free atmosphere, wherein the exiting gas medium has a non-critical concentration of undegraded decontaminant less than 0.5 ppm, while a concentration greater than 1.0 ppm is defined as critically defined, and preferably the uncritical concentration of undecomposed decontaminant obtained is at most 0.1 ppm;
b) eine sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt; b) has a sporicidal effect and thereby causes at least a 3-log reduction;
c) vorzugsweise in Aerosoiform in das Containment gelangt; und c) preferably enters the containment in aerosol form; and
d) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3] ist. d) preferably hydrogen peroxide [H2O2] or nitrogen dioxide [NO2] or Peroxyacetic acid [C2H4O3] or a mixture of hydrogen peroxide [H2O2] and peroxyacetic acid [C2H4O3].
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. The containment is designed in particular as an isolator, lock or RABS (Restricted Access Barrier System), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
Figur 1 B Figure 1 B
Während des Prozesses der Aufspaltung ist auf das zumindest eine Katalysatorelement 21 zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle 3 gerichtet; hier ist jeweils eine UV-Lichtquelle 3 beidseits der Katalysatoreinheit 1 mit dem nu einen Katalysatorelement 21 angeordnet. Besteht die Katalysatoreinheit 1 aus mehreren identischen, voneinander beabstandet angeordneten Katalysatorelementen 21 , kann man alternativ oder zusätzlich auch zwischen benachbarten Katalysatorelementen 21 UV-Lichtquellen 3 vorsehen .  During the process of splitting, at least one activated UV light source 3 is directed onto the at least one catalyst element 21 in order to intensify the catalytic effect; Here, in each case a UV light source 3 is arranged on both sides of the catalyst unit 1 with the nu a catalyst element 21. If the catalyst unit 1 consists of a plurality of identical catalyst elements 21 arranged at a distance from each other, it is alternatively or additionally also possible to provide UV light sources 3 between adjacent catalyst elements 21.
Zur Erzielung eines Maximums bei der I ntensivierung 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 des einen Katalysatorelements 21 bzw. aller in der Katalysatoreinheit 1 vorhandenen Katalysatorelemente 21 erzielbar ist; und/oder b) ist die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle 3 in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der durch den Träger beeinflussten katalytisch aktiven Komponente eingestellt. To achieve a maximum in the intensification of the catalytic effect: a) the at least one UV light source 3 or the UV light sources 3 positioned on both sides are so arranged and / or positioned at the UV light source 3 and / or at the catalyst unit 1 arranged guide elements that a maximum of the beam effect of the UV light sources 3 can be achieved on a maximum of the surface of the one catalyst element 21 and all present in the catalyst unit 1 catalyst elements 21; and / or b) the wavelength of the at least one UV light source 3 is set as a function of the nature of the catalytically active component influenced by the carrier.
Figuren 2A bis 2C FIGS. 2A to 2C
Die Katalysatoreinheit 1 zweiter Variante besteht in der simpelsten Ausführung aus einem einzigen Katalysatorelement 21 , allerdings nun in Gestalt eines Hohl- zyünders. Auf die zeichnerische Darstellung einer Katalysatoreinheit 1 mit mehr als einem hohlzylindrischen Katalysatorelement 21 wurde verzichtet, gleichwohl ist in Analogie zur bei Figur 1A genannten Alternative 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 angeordneten UV-Strahlungsquelle 3, wie in Figur 2C ersichtlich. The catalyst unit 1 second variant consists in the simplest embodiment of a single catalyst element 21, but now in the form of a hollow zyünders. On the graphic representation of a catalyst unit 1 with more than one hollow cylindrical catalyst element 21 has been omitted, however, in analogy to the alternative mentioned in Figure 1A such an extended structure can be realized. On the other hand, catalyst unit 1 is immediately provided with the optional UV light sources 3, namely in maximum configuration with one outer UV radiation source 3 arranged in the center of the catalyst unit 1, as can be seen in FIG. 2C.
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 Montageelement 41 aufseiten des Einlasses 8, wobei dann der Auslass 9 von der Mantelfläche der Katalysatoreinheit 1 gebildet wird (s. Figur 2A). 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 2B). The cylindrical-shape catalyst unit 1 has at one axial end a gas-tight seal 40 and at the other end a e.g. plate-shaped mounting element 41. In one modification, the mounting element 41 is located on the side of the inlet 8, in which case the outlet 9 is formed by the lateral surface of the catalyst unit 1 (see FIG. In the other modification, the mounting element 41 is arranged on the side of the outlet 9, in which case the inlet 8 takes place via the jacket surface of the catalyst unit 1 (see FIG.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Katalysatoreinheit (1) zur Aufspaltung eines für einen Dekontaminati- onsprozess in ein Containment eingebrachten Dekontaminationsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass 1. catalyst unit (1) for splitting onsprozess for a Dekontaminati- onsprozess introduced into a containment decontamination agent, characterized in that
a) die Katalysatoreinheit (1) zumindest ein Katalysatorelement (21) besitzt, welches besteht aus: a) the catalyst unit (1) has at least one catalyst element (21), which consists of:
b) einem Trägermaterial, gebildet aus Aluminiumkeramik oder Aktivkohle; und c) einer auf das Trägermaterial mittels chemischer Plattierung aufgetragenen katalytisch aktiven Komponente in Form von Nanopartikeln, gebildet aus Silber oder Silberoxid oder einer Mischung aus Silber und Silberoxid. b) a carrier material formed from aluminum ceramics or activated carbon; and c) a catalytically active component in the form of nanoparticles, formed from silver or silver oxide or a mixture of silver and silver oxide, applied to the carrier material by means of chemical plating.
2. Katalysatoreinheit (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 2. Catalyst unit (1) according to claim 1, characterized in that
a) die katalytisch aktive Komponente am zumindest einen Katalysatorelement (21 ) im Verhältnis zum Trägermaterial im Bereich von 0.05 Gewichtsprozent bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise mit 0.1 Gewichtsprozent, vorhanden ist; a) the catalytically active component is present on the at least one catalyst element (21) in relation to the support material in the range from 0.05 weight percent to 0.5 weight percent, preferably at 0.1 weight percent;
b) das zumindest eine Katalysatorelement (21) 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 b) the at least one catalyst element (21) has a catalytically active surface in the range of up to 320m 2 per gram of the material used, as a combination of carrier material plus an applied catalytically active component; and
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. c) is the specific surface mass [m 2 per gram] of the material used, as a combination of support material plus applied catalytically active component, by the applied nanoparticles, in relation to the specific surface mass [m 2 per gram] of the support material alone, before the application of Nanoparticles, not downsized.
3. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoreinheit (1 ) umfasst: 3. Catalyst unit (1) according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the catalyst unit (1) comprises:
a) zumindest ein plattenförmiges Katalysatorelement (21) oder mehrere im Paket hintereinander stehende derartige Kataiysatorelemente (21 ) mit einer gasdichten Umkleidung (4), welche einen offenen Einlass (8) zum Einströmen eines Prozessstroms in die Katalysatoreinheit (1 ) und einen offenen Auslass (9) zum Ausströmen des Prozessstroms aus der Katalysatoreinheit (1) besitzt; oder b) zumindest ein hohlzylindrisches Katalysatorelement (21 ) oder mehrere im Paket konzentrisch ineinander stehende derartige Katalysatorelemente (21 ) mit einer gasdichten Umkleidung (4), welche einen offenen Einlass (8) zum Einströmen des Prozessstroms in die Katalysatoreinheit (1) und einen offenen Auslass (9) zum Ausströmen des Prozessstroms aus der Katalysatoreinheit (1 ) besitzt. a) at least one plate-shaped catalyst element (21) or more in the package behind one another such Kataiysatorelemente (21) with a gas-tight casing (4) having an open inlet (8) for flowing a Process flow into the catalyst unit (1) and an open outlet (9) for the outflow of the process stream from the catalyst unit (1) has; or b) at least one hollow cylindrical catalyst element (21) or a plurality of catalyst elements (21) concentric with one another in the package with a gastight casing (4) having an open inlet (8) for flowing the process stream into the catalyst unit (1) and an open catalyst Outlet (9) for the outflow of the process stream from the catalyst unit (1) has.
4. Katalysatoreinheit (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Catalyst unit (1) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that
a) die Katalysatoreinheit (1) zur Aufspaltung eines Dekontaminationsmittels bestimmt ist, welches: a) the catalyst unit (1) is intended for splitting a decontamination agent, which comprises:
aa) sporizide Wirkung aufweist und dabei zumindest eine 3-log-Reduktion bewirkt; ab) vorzugsweise in Aerosolform in das Containment gelangt; und aa) has sporicidal activity and thereby causes at least a 3-log reduction; ab) preferably enters the containment in aerosol form; and
ac) vorzugsweise Wasserstoffperoxid [H2O2] oder Stickstoffdioxid [NO2] oder Peroxyessigsäure [C2H4O3] oder eine Mischung aus Wasserstoffperoxid [H2O2] und Peroxyessigsäure [C2H4O3J ist; und ac) is preferably hydrogen peroxide [H2O2] or nitrogen dioxide [NO2] or peroxyacetic acid [C2H4O3] or a mixture of hydrogen peroxide [H2O2] and peroxyacetic acid [C2H4O3J; and
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. b) the containment is designed in particular as an isolator, lock or RABS (Restricted Access Barrier System), including mobile and stationary types, such as means of transport and rooms for the treatment, isolation and / or diagnosis of patients, as well as production rooms and laboratories.
5. Katalysatoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5. Catalyst unit (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that
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. a) the catalyst unit (1) is intended for splitting a decontamination agent which is contained in a gas stream for a decontamination process, flows through the catalyst unit (1) and exits into an area or a second containment or into the free atmosphere, wherein the exiting gas medium uncritical concentration of undecomposed decontaminant has less than 0.5 ppm, while a concentration greater than 1.0 ppm is defined as critically defined: wherein preferably: b) the uncritical concentration of undecomposed decontaminant obtained is at most 0.1 ppm.
6. Katalysatoreinheit (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prozesses der Aufspaltung auf das zumindest eine Katalysatorelement (21) zwecks Intensivierung der katalytischen Wirkung zumindest eine zugeschaltete UV-Lichtquelle (3) gerichtet ist. 6. catalyst unit (1) according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that during the process of splitting on the at least one catalyst element (21) for the purpose of intensifying the catalytic effect at least one switched UV light source (3) is directed.
7. Katalysatoreinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine UV-Lichtquelle (3) angeordnet ist: 7. Catalyst unit (1) according to claim 6, characterized in that the at least one UV light source (3) is arranged:
a) äusserlich der Katalysatoreinheit (1 ); oder a) on the outside of the catalyst unit (1); or
b) zwischen benachbarten Katalysatorelementen (21 ,21); oder b) between adjacent catalyst elements (21, 21); or
c) zentrisch in einer hohlzylindrischen Katalysatoreinheit (1) mit einem oder mehreren Katalysatorelementen (21 ,21). c) centrically in a hollow cylindrical catalyst unit (1) with one or more catalyst elements (21, 21).
8. Katalysatoreinheit (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine UV-Lichtquelle (3) angeordnet ist: 8. Catalyst unit (1) according to claim 6, characterized in that in each case a UV light source (3) is arranged:
a) äusserlich der Katalysatoreinheit (1); und a) on the outside of the catalyst unit (1); and
b) jeweils zwischen benachbarten Katalysatorelementen (21 ,21); und b) each between adjacent catalyst elements (21, 21); and
c) zentrisch in einer hohlzylindrischen Katalysatoreinheit (1) mit einem oder mehreren Katalysatorelementen (21 ,21). c) centrically in a hollow cylindrical catalyst unit (1) with one or more catalyst elements (21, 21).
9. Kataiysatoreinheit (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines Maximums bei der Intensivierung der katalytischen Wirkung: 9. Kataiysatoreinheit (1) according to at least one of claims 6 to 8, characterized in that to achieve a maximum in the intensification of the catalytic effect:
a) die zumindest eine UV-Lichtquelie (3) so beschaffen und positioniert ist und/oder an der UV-Lichtquelie (3) und/oder an der Katalysatoreinheit (1 ) Leitelemente angeordnet sind, dass ein Maximum der Strahlwirkung der UV-Licht- queile (3) auf ein Maximum der Oberfläche des einen Katalysatorelements (21 ) oder der mehreren Katalysatorelemente (21 ,21 ) erzielbar ist; und/oder b) die Wellenlänge der zumindest einen UV-Lichtquelle (3) in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der durch den Träger beeinflussten katalytisch aktiven Komponente eingestellt ist. a) the at least one UV Lichtquelie (3) is so arranged and positioned and / or on the UV Lichtquelie (3) and / or on the catalyst unit (1) guide elements are arranged such that a maximum of the beam effect of UV light (3) can be achieved on a maximum of the surface of the one catalyst element (21) or the plurality of catalyst elements (21, 21); and / or b) the wavelength of the at least one UV light source (3) is set as a function of the nature of the catalytically active component influenced by the carrier.
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