GELT INTERNATIONAL S.R.L.
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Cap. Sociale € 10.000,00 i.v.
Registro Imprese di Bologna REA 535891
Test di verifica di attività germicida di sistema UV
“SanificaAria 30”
BEGHELLI SPA
Referente:
Chiara Piana [email protected]
Data di emissione:
14/07/2020 Revisione:
20TR0026/01
SOMMARIO
1. PREFAZIONE ... 3
2. SCOPO DELL’INDAGINE ... 3
3. MATERIALI E METODI ... 4
3.1 Materiali e strumentazione ... 4
3.2 Procedimento analitico ... 6
4 RISULTATI ... 7
5 CONCLUSIONI ... 9
1. PREFAZIONE
Il Gruppo Beghelli è leader in Italia ed in Europa nel settore dell'illuminazione di emergenza e opera inoltre nel settore dell'illuminazione a risparmio energetico, in quello dei sistemi elettronici per la sicurezza domestica e industriale ed in quello della generazione elettrica fotovoltaica.
Beghelli, per ridurre dall’aria agenti contaminanti, senza interferire con le abitudini delle Persone, ha pensato di utilizzare una tecnologia che replica, intensificandola, la naturale azione purificatrice dell’irraggiamento solare, riducendo o eliminando eventuali sostanze microbiologiche contaminanti. Dall’osservazione della natura nasce quindi uvOxy®, un sistema di sanificazione ambientale che basa la sua tecnologia su una cella di flusso illuminata internamente da una sorgente UV-C, attraverso la quale viene forzata la circolazione dell’aria che ne fuoriesce sanificata, mantenendo il processo sempre efficace e rispettoso dell’ambiente e delle persone. La luce è l’unico elemento che serve, Beghelli la utilizza da anni per la sicurezza e per il comfort delle persone.
In particolare, l’area R&D sta sviluppando diverse apparecchiature che utilizzano luce UV-C per trattare aria.
2. SCOPO DELL’INDAGINE
Beghelli ha sviluppato un sistema denominato SanificaAria 30 con le caratteristiche tecniche riportate in figura 1.
Figura 1: Dispositivo per la sanificazione dell’aria SanificaAria 30 di Beghelli. Il modulo di filtraggio e sanificazione si compone di un sistema di aspirazione a ventole assiali per l’immissione dell’aria all’interno della camera chiusa che contiene la sorgente UV-C, dove viene effettuato il processo di sanificazione. Sono riportate dimensioni e portata del sistema, oltre alle caratteristiche tecniche fornite dal produttore.
CARATTERISTICHE TECNICHE SanificaAria 30 Alimentazione: 230Vac ±10%, 50÷60Hz Interruttore locale sul cavo di alimentazione Assorbimento: 24W
UV-C Lamp: TC 2G11 18W Lunghezza d’onda UV-C: 254nm Portata di sanificazione: 30m3/h Potenza radiante UV-C: 5,5W Lampada UV-C Ozone Free Durata della Cartuccia:12 mesi Livello di rumore: 40dB(A) ad 1 metro Peso: 3,5kg
Il prodotto è classificabile comepurificatore d’aria secondo la norma IEC 60335-2-65 'Household and similar electrical appliance - safety - part 2-65 particular requirements for air cleaning appliances’
Lo scopo del presente progetto è la verifica dell’attività germicida del dispositivo verso microrganismi diversi tra loro per resistenza alla luce UV-C stessa.
3. MATERIALI E METODI
3.1 Materiali e strumentazione
Il test viene condotto seguendo le prescrizioni, per quanto applicabili, della norma tecnica ISO 15714:2019 Method of evaluating the UV dose to airborne microorganisms transiting in-duct ultraviolet germicidal irradiation devices. La norma descrive metodi di prova per laboratori analitici al fine di verificare le performance di dispositivi germicidi ad irraggiamento UV-C posti in condotte di riscaldamento, ventilazione e aria condizionata.
Come nei sistemi descritti dalla norma ISO 15714:2019, il dispositivo in esame di Beghelli è dotato di ventole di aspirazione per forzare aria all’interno del sistema, ha una condotta in cui l’aria attraversa una lampada UV-C ed una ventola che spinge l’aria trattata verso l’esterno.
A differenza di quanto descritto nella norma tecnica, il sistema di Beghelli ha dimensioni particolarmente ridotte in confronto ai sistemi di trattamento aria, quindi anche
l’apparecchiatura di test è stata proporzionalmente ridotta. In ogni caso, il test viene condotto come descritto nella norma, ovvero inoculando microrganismi prima della lampada UV e raccogliendoli dopo la lampada UV (figura 2).
Figura 2: rappresentazione schematica del set di prova. I microrganismi vengono inoculati a monte della lampada UV-C (IN) e raccolti a valle della stessa (OUT).
Per il test vengono utilizzati i microrganismi di prova descritti al paragrafo 6 della stessa, ovvero quanto riportato in tabella 1.
Tabella 1: microrganismi di prova utilizzati nel test, come da paragrafo 6 della norma.
MICRORGANISMO DI PROVA GRUPPO DOSE D90*
(J/m2)
Serratia marcescens
ATCC 13880 Batterio Gram negativo < 25
Bacillus subtilis
ATCC 6633 Batterio Gram positivo 25 ÷ 120
Cladosporium sphaerospermum
ATCC 11289 Fungo > 120
* Dose UV-C effettiva necessaria ad abbattere il 90% dei microrganismi
I microrganismi vengono raccolti dopo la lampada UV sia a lampada spenta (come riferimento di controllo) sia a lampada accesa (come risultanza del sistema germicida). Ognuna delle due prove viene condotta in triplo, con un’accettabilità di differenze relative < 50% (paragrafo 7.3.2 della ISO 15714:2019). La lampada viene preriscaldata per 15 minuti prima della raccolta dei microrganismi, come da paragrafo 7.3.1.
La portata di prova è stata regolata sulla base delle caratteristiche commerciali del dispositivo Beghelli, anziché quelle suggerite dalla norma, poiché più realistiche all’impiego effettivo del sistema.
Per il test viene utilizzata una lampada con già 100 ore di funzionamento (burn-in time, come da paragrafo 4.6 della ISO 15714:2019).
Per il test viene utilizzato un prototipo che differisce dal sistema commerciale per l’assenza di un rivestimento interno riflettente (parte 2 della figura 3). Questo rende l’attività germicida del prototipo meno efficiente poiché la luce UV-C non viene riflessa dalle pareti amplificandone la potenza.
Figura 3: In alto: rappresentazione schematica del sistema SanificaAria 30 commerciale: 1) carter esterno in metallo satinato; 2) protezione interna in metallo lucidato riflettente; 3) lampada UV-C interna. In basso: prototipo di prova: 1) carter esterno in metallo satinato come dispositivo commerciale; 2) mancante la protezione interna in metallo lucidato riflettente commerciale; 3) lampada UV-C interna come dispositivo commerciale; 4) visione della parte interiore del carter esterno non riflettente come da parte 1.
1 2
3
1 3
4
3.2 Procedimento analitico
Le analisi sono state effettuate presso il laboratorio accreditato UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 Tecnal srl, in collaborazione con Gelt International srl, tra il 12/06/2020 ed il 13/07/2020.
I microrganismi di prova sono stati introdotti in un nebulizzatore e convogliati davanti alla ventola di entrata del flusso di aria nel SanificaAria 30. A 10 cm di distanza dall’uscita dell’aria trattata viene posta una pompa di aspirazione SAS per la raccolta dei microrganismi. Le piastre della SAS vengono poi incubate per la successiva conta delle colonie.
La figura 4 rappresenta il set di prova.
Figura 4: set di prova di SanificaAria 30. I microrganismi vengono inseriti in un nebulizzatore (in rosso) e convogliati nel sistema (in verde) a monte del flusso d’aria (indicato dalla freccia gialla), quindi raccolti con SAS su piastra (in blu).
Al termine dell’analisi, viene determinata l’attività germicida come tasso di inattivazione, espressa come:
N0/N(%) oppure log (N0/N)
Dove
N0 = numero di batteri vitali recuperati (in UFC) all’uscita del sistema SanificaAria30 a lampada spenta
N = numero di batteri vitali recuperati (in UFC) all’uscita del sistema SanificaAria30 a lampada accesa
Le prove vengono effettuate settando la pompa SAS alla stessa portata del sistema per non influenzarne la fluidodinamica (30 m3/h), in ambiente microbiologicamente controllato a temperatura ambientale di 26,1 °C e 38% di umidità relativa.
Vengono raccolti diversi volumi di aria (10, 100 e 1.000 litri) come messa a punto della più idonea concentrazione di microrganismi (come previsto dal paragrafo 7.3.1 della norma).
4 RISULTATI
I risultati del test per le analisi di Serratia marcenscens sono riportati nella Tabella 2.
Prova a lampada spenta Prova a lampada accesa
UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L
Replica 1 3000 1600 NC 0 60 9
Replica 2 2600 1300 NC 0 30 13
Replica 3 5500* 1400 NC 0 50 11
Media 2800* 1433 NC 0 47 11
Tabella 2: Risultati delle prove con Serratia marcenscens a lampada UV-C spenta ed a lampada UV-C accesa, ognuna effettuata in triplo, raccogliendo su piastra un volume di aria di 10, 100 e 1000 litri con SAS posta all’uscita dell’aria trattata da SanificaAria 30 di Beghelli. NC: non contabili. Rapporti di prova in allegato.
* Il dato della terza replica viene scartato nel calcolo della media poiché la differenza relativa con gli altri dati risulta maggiore del 50% (requisito di cui al punto 7.3.2 della ISO 15714:2019)
Quindi, il tasso di inattivazione risulta
N0/N(%) = 99,9 % (dati relativi a 10 litri di aria trattata) N0/N(%) = 96,7 % (dati relativi a 100 litri di aria trattata)
I risultati del test per le analisi di Bacillus subtilis sono riportati nella Tabella 3.
Prova a lampada spenta Prova a lampada accesa
UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L
Replica 1 900 720 NC 300 80 130
Replica 2 900 770 NC 0 140 118
Replica 3 1100 840 NC 0 150 106
Media 967 777 NC 100 123 118
Tabella 3: Risultati delle prove con Bacillus subtilis a lampada UV-C spenta ed a lampada UV-C accesa, ognuna effettuata in triplo, raccogliendo su piastra un volume di aria di 10, 100 e 1000 litri con SAS posta all’uscita dell’aria trattata da SanificaAria 30 di Beghelli. NC: non contabili. Rapporti di prova in allegato.
Quindi, il tasso di inattivazione risulta
N0/N(%) = 89,7 % (dati relativi a 10 litri di aria trattata) N0/N(%) = 84,1 % (dati relativi a 100 litri di aria trattata)
I risultati del test per le analisi di Cladosporiumsphaerospermum sono riportati nella Tabella 4.
Prova a lampada spenta Prova a lampada accesa
UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L UFC a 10L UFC a 100L UFC a 1000L
Replica 1 4000 1700 NC 3500 1000 NC
Replica 2 7700* 1600 NC 3000 1200 NC
Replica 3 4500 1600 NC 3300 540** NC
Media 4250* 1633 NC 3267 1100** NC
Tabella 4: Risultati delle prove con Cladosporium sphaerospermum a lampada UV-C spenta ed a lampada UV-C accesa, ognuna effettuata in triplo, raccogliendo su piastra un volume di aria di 10, 100 e 1000 litri con SAS posta all’uscita dell’aria trattata da SanificaAria 30 di Beghelli. NC: non contabili. Rapporti di prova in allegato.
* Il dato della seconda replica viene scartato nel calcolo della media poiché la differenza relativa con gli altri dati risulta maggiore del 50% (requisito di cui al punto 7.3.2 della ISO 15714:2019)
** Il dato della terza replica viene scartato nel calcolo della media poiché la differenza relativa con gli altri dati risulta maggiore del 50% (requisito di cui al punto 7.3.2 della ISO 15714:2019)
Quindi, il tasso di inattivazione risulta
N0/N(%) = 23,1 % (dati relativi a 10 litri di aria trattata) N0/N(%) = 32,7 % (dati relativi a 100 litri di aria trattata)
5 CONCLUSIONI
La norma tecnica ISO 15714:2019 riporta che i diversi microrganismi di prova esprimono resistenze diverse alla luce UV-C (paragrafo 6) richiedendo dosi UV di
• < 25 J/m2 per Serratia marcenscens,
• tra 25 e 120 J/m2 per Bacillus subtilis,
• > 120 J/m2 per Cladosporiumsphaerospermum
I risultati ottenuti confermano che il dispositivo SanificaAria Beghelli ha una dose UV-C effettiva compresa tra 25 e 120 J/m2, inattivando fino al 90 % dei microrganismi Gram positivi e fino al 99% dei Gram negativi di prova. Il fungo di prova, Cladosporium sphaerospermum, viene inattivato non oltre il 33 % poiché in effetti richiederebbe dosi UV maggiori.
All’Allegato C, la norma ISO 15714:2019 riporta molteplici dati di letteratura scientifica relativi alle dosi UV-C (D90) richieste per abbattere il 90% di microrganismi diversi, batteri, virus, funghi e altri. Sulla base dei dati edotti dalle prove di laboratorio che mostrano una capacità comprovata del sistema SanificaAria 30 di esprimere una dose D90 di circa 120 J/m2, è possibile dedurre una lista di microrganismi che in linea teorica e sulla base di dati di letteratura, possono essere abbattuti dallo stesso sistema (evidenziati in verde in tabella 5).
Tabella 5: Dati riportati in Tabella C.1 della ISO 15714:2019 all’Allegato C. In verde sono evidenziati i microrganismi con dose D90 < 120 J/m2, mentre in rosso quelli con dose D90 > 120 J/m2.
Type Microorganism State k m2/J
D90
J/m2 Source Bacteria B. atrophaeus (B. globigii) Sp 0,016 144 EPA (2006)
Bacillus subtilis Veg 0,168 58 14 Nakamura (1987) Bacillus subtilis spores Sp 0,026 89 Peccia (2001) Bacillus subtilis spores Sp 0,015 5 149 Ke (2009) Bacillus subtilis spores Sp 0,027 85 Peccia (2001) Burkholderia cepacia Veg 0,211 5 11 Fletcher (2004) Burkholderia cepacia Veg 0,105 2 22 Fletcher (2004) Escherichia coli Veg 0,723 3 Webb (1970) Escherichia coli Veg 0,218 11 Webb (1970) Escherichia coli Veg 0,219 11 Rentschler (1942) Escherichia coli Veg 0,181 13 Rentschler (1942) Escherichia coli Veg 0,156 11 15 Luckiesh (1949) Escherichia coli Veg 0,965 2 Koller (1939) Escherichia coli Veg 0,205 11 Koller (1939) Francisella tularensis Veg 0,009 256 Beebe (1959) Francisella tularensis Veg 0,008 288 Beebe (1959) Mycobacterium bovis BCG Veg 0,242 10 Riley (1976) Mycobacterium bovis BCG Veg 0,19 12 Peccia (2002) Mycobacterium bovis BCG Veg 0,12 19 Ko (2000) Mycobacterium bovis BCG Veg 0,07 33 Ko (2000) Mycobacterium
parafortuitum Veg 0,18 13 Peccia (2001) Mycobacterium
parafortuitum Veg 0,05 46 Peccia (2001) Mycobacterium
parafortuitum Veg 0,12 19 Xu (2003)
Mycobacterium phlei Veg 0,036 5 63 Riley (1976) Mycobacterium phlei Veg 0,1 23 Kethley (1973) Mycobacterium phlei Veg 0,14 16 Gillis (1974) Mycobacterium smegmatis Veg 0,19 12 Gillis (1974) Mycobacterium
tuberculosis Veg 0,472 1 5 Riley (1976) Pseudomonas aeruginosa Veg 0,572 1 4 Sharp (1940) Pseudomonas fluorescens Veg 0,477 3 3 VanOsdell (2002) Serratia indica Veg 0,011 209 Harstad (1954) Serratia marcescens Veg 0,939 2 Fletcher (2003) Serratia marcescens Veg 0,095 24 Fletcher (2003) Serratia marcescens Veg 0,286 7 8 UVDI (2001) Serratia marcescens Veg 0,575 4 Ko (2000) Serratia marcescens Veg 0,02 115 Ko (2000) Serratia marcescens Veg 0,444 9 5 Sharp (1940) Serratia marcescens Veg 0,113 20 Nakamura (1987) Serratia marcescens Veg 0,07 33 Peccia (2001) Serratia marcescens Veg 0,92 3 Lai (2004) Serratia marcescens Veg 0,430 5 3 VanOsdell (2002) Serratia marcescens Veg 0,45 5 Peccia (2001) Serratia marcescens Veg 2,2 1 Lai (2004)
Staphylococcus albus (1) Veg 0,099 5 23 Rentschler (1942) Staphylococcus albus (2) Veg 0,044 52 Rentschler (1942) Staphylococcus aureus Veg 0,113 20 Nakamura (1987) Staphylococcus aureus Veg 0,347 6 7 Sharp (1940) Staphylococcus aureus Veg 0,960 2 2 Luckiesh (1949) Staphylococcus aureus Veg 0,962 2 Luckiesh (1946) Staphylococcus epidermis Veg 0,162 1 14 VanOsdell (2002)
Staphylococcus epidermis Veg 0,008 29 VanOsdell (2002) Staphylococcus epidermis Veg 0,113 20 Nakamura (1987) Streptococcus agalactiae Veg 0,434 2 5 Luckiesh (1949) Streptococcus pyogenes Veg 1,561 1 Luckiesh (1949)
Virus Adenovirus dsDNA 0,068 34 Walker (2007) Adenovirus dsDNA 0,039 59 Walker (2007) Adenovirus dsDNA 0,055 42 Jensen (1964) Bacteriophage MS2 ssRNA 0,048 26 Walker (2007) Bacteriophage MS2 ssRNA 0,038 61 Walker (2007) Bacteriophage MS2 ssRNA 0,81 3 Tseng (2005) Bacteriophage MS2 ssRNA 0,64 4 Tseng (2005) Coliphage öX-174 ssDNA 0,71 3 Tseng (2005) Coliphage öX-174 ssDNA 0,53 4 Tseng (2005) Coliphage T7 dsDNA 0,33 7 Tseng (2005) Coliphage T7 dsDNA 0,22 10 Tseng (2005) Coronavirus ssRNA 0,377 3 Walker (2007) Coxsackievirus ssRNA 0,111 21 Jensen (1964)
phage phi 6 dsRNA 0,43 5 Tseng (2005)
phage phi 6 dsRNA 0,31 7 Tseng (2005)
Sindbis virus ssRNA 0,104 22 Jensen (1964) Vaccinia virus dsDNA 2,54 1 McDevitt (2007) Vaccinia virus dsDNA 0,153 15 Jensen (1964)
Fungi and
Others Aspergillus amstelodami Sp 0,003 44 669 Luckiesh (1949) Aspergillus niger Sp 0,000 58 398 4 Luckiesh (1949) Aspergillus versicolor Sp 0,006 384 VanOsdell (2002) Aspergillus versicolor Sp 0,003 768 VanOsdell (2002) Aspergillus versicolor Sp 0,016 6 139 VanOsdell (2002) Aspergillus versicolor Veg 0,024 96 Nakamura (1987) Cladosporium herbarum Sp 0,003 7 622 Luckiesh (1949) C. sphaerospermum Sp 0,002 1 143 9 VanOsdell (2002) Mucor mucedo Sp 0,003 99 577 Luckiesh (1949) Penicillium chrysogenum Sp 0,001 8 164 5 VanOsdell (2002) Penicillium chrysogenum Sp 0,004 34 531 Luckiesh (1949) Rhizopus nigricans Sp 0,008 61 267 Luckiesh (1949) Scopulariopsis brevicaulis Sp 0,003 44 289 0 Luckiesh (1949) Torula sphaerica VegY 0,099 86 23 Luckiesh (1949)
Dott.ssa Chiara Piana
