Устройство для дезинфекции (варианты)
Полезная модель относится к области медицины и микробиологии, а именно к способам дезинфекции микроорганизмов в воздухе, на поверхности помещений, материалов и оборудования и предназначено для использования при обработке жилых и служебных помещений, в частности, магазинов, кафе и ресторанов, учреждений систем здравоохранения и образования, а также может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности, ветеринарии, строительной индустрии и смежных областях. Предлагается устройство для дезинфекции на основе полихромной ультрафиолетовой лампы, генерирующей фотоплазму, которая установлена выше обрабатываемого объекта таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны. В качестве варианта лампа может быть дополнительно оснащена отражателем, формирующим поток в заданном направлении или каналом для передачи обработанного воздуха. Устройство обеспечивает практически полное удаление бактерий различной природы, позволяя, в частности, создавать и поддерживать в помещении стерильные зоны без их изоляции от основного помещения.
Полезная модель относится к области медицины и микробиологии, а именно к способам дезинфекции микроорганизмов в воздухе, на поверхности помещений, материалов и оборудования и предназначено для использования при обработке жилых и служебных помещений, в частности, магазинов, кафе и ресторанов, учреждений систем здравоохранения и образования, а также может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности, ветеринарии, строительной индустрии и смежных областях.
В настоящее время для обеззараживания и дезинфекции помещений наряду с их обработкой жидкими, газообразными и аэрозольными дезинфектантами широко используют методы, базирующиеся на основе использования различных излучателей лучистой энергии.
Так, в частности, практикуют обработку инфицированных поверхностей альфа-частицами (RU 2314833, 2006), световыми потоками различного диапазона, в частности потоками инфракрасного, синего и фиолетового света (RU 2111768, 1996; RU 2131636, 2006; RU 2337713, 2007). Если дезинфекция с использованием потоков видимого света не нашла широкого применения в связи с ее низкой эффективностью, то использование для дезинфекции ультрафиолетового излучения используется достаточно широко для дезинфекции помещений.
В основном, для этих целей применяют бактерицидные облучатели различных типов, содержащие открытые и экранированные бактерицидные лампы. Бактерицидные лампы конструктивно не отличаются от люминесцентных трубчатых ламп и являются ртутными лампами низкого давления. Они служат источником излучения, большая часть спектра которого приходится на область излучения с длиной волны 254-258 нм, которое губительно действует на многие виды бактерий (SU 1713593, 1992; US 5505904, 1996; RU 2031659, 1992; RU 2226110, 2002; RU 2273914, 2004). Лампа, как правило, представляет собой корпус с размещенными в нем продольно бактерицидными облучателями, рефлектор, пусковую и управляющую аппаратуру.
Открытые лампы используются для быстрой дезинфекции воздуха помещений, свободных от людей, так как коротковолновое ультрафиолетовое излучение опасно для здоровья. Экранированные лампы используют для облучения верхних слоев воздуха в помещениях в присутствии людей. Нижние слои воздуха при этом обеззараживаются за счет конвекции.
Недостатком подобных ламп является создание сильного фона ультрафиолетового излучения, вследствие чего его можно применять только в свободных от людей помещениях. Кроме того при работе таких ламп происходит образование значительных количеств озона, который вредно воздействует на легкие людей и многие материалы.
Известно устройство для дезинфекции помещений за счет использования ионов воздуха, в котором воздух обрабатывают электронами газового разряда (коронного, тлеющего или дугового) с высокой напряженностью электрического поля (Чижевский А.Л. Руководство по применению ионизированного воздуха. - М.: Госпланиздат, 1959; RU 2021822, 1994) Примером устройства для осуществления этого способа является, в частности, люстра тлеющего разряда Чижевского
Недостатками подобных устройств являются относительно низкая эффективность обеззараживания вследствие высокой скорости оседания ионов на отрицательный электрод и поверхности помещения, необходимость использования высокого напряжения (100 кВ), высокая концентрация озона и окислов азота, а также большие затраты электроэнергии, идущие на нагрев воздуха и сжигание кислорода.
Известен метод дезинфекции материалов с использованием кислородной плазмы низкого давления (RU 2038096, 1992), однако этот метод имеет серьезные ограничения, т.к. процесс стерилизации идет при температуре не менее, чем при 220°С.
В настоящее время разработана технология получения фотоплазмы, позволяющей обеспечивать одновременно, как получения озона в небольших, безопасных для людей концентрациях, так и ионов воздуха, способных существовать в данной композиции достаточно длительное время.
Фотоплазма - ионизированное состояние воздуха, возникающее под воздействием ультрафиолета с длиной волны от 100 до 200 нм. Фотоны ультрафиолета передают свою энергию кислороду воздуха. Возникают атомарный кислород в различных нестабильный состояниях, возбужденный двухатомный кислород с повышенными окислительными свойствами, озон и ОН-радикалы (образуются из молекул испаренной воды). Вследствие высокой окислительной способности, фотоплазма обладает ярко выраженными бактерицидными и дезодорирующими свойствами.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является установка для дезинфекции с использованием полихромной ультрафиолетовой лампы (ПУЛ), которая в отличие от бактерицидных (254 нм) и озон-генерирующих (180 нм) ламп обладает расширенным спектром излучения - от 100 до 300 нм (Ю.А.Чугунова и др. Вестник СПб ГМА им А.А.Мечникова, 2008, 3, с 133-135). Данная лампа помещается на стене при входе в помещение. При этом производимая им фотоплазма действует не только в приборе, но и вне его, поступая с воздухом в помещение, где происходит обеззараживание поверхностей под действием окислителей, содержащихся в фотоплазме. В результате, такая лампа обеспечивает снижение бактериальной обсемененности в 2-3 раза, что превышает показатели, достигаемые с помощью ультрафиолетового облучения.
Общим недостатком известных устройств для обработки помещений является недостаточная эффективность дезинфекции, а также невозможность проведения эффективной и безопасной «точечной» дезинфекции отдельных зон, находящихся на территории больших помещений.
Задачей, решаемой авторами, являлось повышение эффективности дезинфекции.
Данная задача была решена в ходе реализации предположения авторов, что получаемая фотоплазма может обладать большим удельным весом по сравнению с окружающим воздухом и может быть направлена в нужном направлении за счет расположения лампы в пространстве определенным образом, а также за счет применения системы отражателей.
Технический результат достигался за счет использования одного из следующих вариантов выполнения установки.
По первому варианту установка включает в себя Пул, снабженной фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, а также отражателя, формирующего поток в заданном направлении в виде одной из стенок или верхнего перекрытия обрабатываемой зоны, причем в качестве Пул используют приборы BioZone или иные устройства аналогичного типа, например, получаемые по RU 2258545, 2004 или RU 2300324, 2005
По второму варианту установка включает в себя Пул, снабженной фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны снабженную каналом (например, трубкой или системой трубок) по которому обработанный в лампе воздух поступает в зону воздействия, причем в качестве Пул используют приборы BioZone или иные устройства аналогичного типа, например, получаемые по RU 2258545, 2004 или RU 2300324, 2005.
Общим для всех установок является наличие зоны, в которую помещен обрабатываемый объект, и Пул, снабженной фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, причем в качестве Пул используют ультрафиолетовые лампы типа прибора Bio-Zone, а также наличие приспособлений, обеспечивающих формирование обработанного излучением воздушного потока, содержащего фотоплазму.
Выбор конкретного варианта определяется исходя из требований к уровню дезинфекции, мощности используемой лампы и особенностей помещения, в котором осуществляется обработка.
В качестве обрабатываемой зоны может выступать часть помещения, приборы, оборудование, открытые и закрытые емкости, например, фасовочные камеры на пищевых производствах. В последнем случае фотоплазма поступает в камеру вместе с воздушным потоком через противопыльные фильтры.
В качестве фиксирующего элемента обычно используется подставка, штатив, подвес, зажимные устройства и иные традиционно используемые элементы.
Общая схема устройства приведена на фиг.1, где используются следующие обозначения:
1 - лампа; 2 - обрабатываемый объект; 3 - отражатель; 4 - направляющая трубка. 5 - фиксатор.
Пунктиром обозначено направление потоков фотоплазмы.
Устройство работает следующим образом. Лампы 1 устанавливаются на штативах 5 или подвешиваются с помощью зажима 5 на заданном расчетном расстоянии от обрабатываемого объекта 2. При необходимости лампу 1 оборудуют отражателем 3 или направляющими трубками 4. После включения тока лампа 1 генерирует фотоплазму, которая направляется на объект 2, деконтаминирую организмы. При этом активные формы кислорода, ионизированного полихромной лампой, а также ОН-радикалы, возникающие из молекул испаренной воды в зоне прямого облучения полихромной лампой, формируют локальную микробиологически чистую зон в направлении потока фотоплазмы. Одновременно радикалы, содержащиеся в потоке фотоплазмы, возбуждают цепные процессы в окружающем воздухе распространяя антибактериальный эффект по помещению, что приводит к существенному снижению общей бактериальной обсемененности помещения.
Преимуществами заявляемого устройства является возможность создания и поддержания достаточно стерильной зоны в производственных и иных помещениях, когда отгораживание указанной зоны перегородками невозможно по технологическим причинам.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения иллюстрируются следующим примером.
Пример 1. Изучение влияния компоновки установки на дезинфекционную активность
Бактерицидная полихромная ультрафиолетовая лампа BioZone была установлена в помещении бактериологической лаборатории объемом 60 м3. на высоте 2,5 метра и на расстоянии 5 м от контрольных образцов.
Бактериальная суспензия наносилась на плоские образцы площадью 225 см, покрытые латексной краской и подсушивалась на воздухе в течение 1 часа, после чего включалась ПУЛ. Время экспозиции составляло 10 минут.
По варианту 1 образцы помещались в камеру, открытую со стоны облучения.
По варианту 2 между ЛУЛ и образцами до расстояния 59 см до них был протянут «рукав» из полиэтиленовой пленки диаметром 30 см.
По варианту 3 дополнительные элементы отсутствовали.
Результаты, полученные при использовании лампы в режиме прототип- при входе в помещение приведены в графе «Прототип» Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||
Влияние комплектации установки на дезинфицирующую активность | ||
Микроорганизм, начальная концентрация, КОЕ/см2 | Используемый вариант | Концентрация микроорганизмов после воздействия аэрозолем, КОЕ/см 2 |
Е.coli 7,0×105 | Контроль | 1,0×10 5 |
Вариант 1 | 0 | |
Вариант 2 | 0 | |
Вариант 3 | 0,1×10 1 | |
Прототип | 1,8×10 2 | |
Вас. thurengiensis 1,4×105 | Контроль | 1,2×10 5 |
Вариант 1 | 1,0×10 1 | |
Вариант 2 | 1,2×10 1 | |
Вариант 3 | 1,3×10 2 | |
Прототип | 0,2×10 4 | |
Е. coli 7,0×105 | Контроль | 1,2×10 5 |
Вариант 1 | 0,7×10 1 | |
Вариант 2 | 1,0×10 2 | |
Вариант 3 | 1,5×10 2 | |
Прототип | 1,2×10 3 | |
Вас. thurengiensis 1,4×105 | Контроль | 1,3×10 5 |
Вариант 1 | 4,3×10 2 | |
Вариант 2 | 3,2×10 2 | |
Вариант 3 | 0,2×10 3 | |
Прототип | 4,3×10 3 |
Как следует из приведенных данных использование заявляемого
Пример 2. Бактерицидная полихромная ультрафиолетовая лампа BioZone была установлена в холодильной камере рыбы объемом 200 куб. м с расположенными в ней трехярусными стеллажами на высоте 3 м над группой из стеллажей сбоку таким образом, что в конус облучения попадали все три яруса одного из стеллажей (вариант 3).
До включения лампы были проведены смывы со 100 см2 каждого яруса обрабатываемого стеллажа, а также соседнего стеллажа, воздействие на который возможно в результате конвекционных потоков воздуха в помещении.
Затем аналогичная процедура была произведена через сутки работы лампы. Анализ проб проводился в соответствии с МУ 2657-82. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||
Результаты облучения лампой BioZone стеллажей холодильной камеры. | |||||
Обрабатываемый стеллаж | Соседний стеллаж | ||||
Место взятия пробы | Количество микроорганизмов, КОЕ | Место взятия пробы | Количество микроорганизмов, КОЕ | ||
До облучения | После облучения | До облучения | После облучения | ||
Нижний ярус | 50000 | 0 | Нижний ярус | 80000 | 30000 |
Средний ярус | 22000 | 40 | Средний ярус | 63000 | 35000 |
Верхний ярус | 350 | 10 | Верхний ярус | 600 | 800 |
Стена | 140 | 10 | стена | 80 | 120 |
- бактерии группы кишечной палочки обнаружены | |||||
- бактерии группы кишечной палочки не обнаружены |
Анализ полученных результатов показал, что размещение лампы по заявляемой схеме приводит к практически полному удалению бактерий различной природы, в то время как использование прибора по стандартной схеме ведет к гибели только некоторого количества микроорганизмов, наиболее чувствительных к облучению, в частности, бактерий группы кишечной палочки.
1. Устройство для дезинфекции, включающее в себя ультрафиолетовую лампу, снабженную фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны таким образом, чтобы ось излучаемого потока была направлена в сторону обрабатываемой зоны, а также отражателем, формирующим поток в заданном направлении, отличающееся тем, что в качестве ультрафиолетовой лампы оно содержит полихромную ультрафиолетовую лампу BioZone, а в качестве отражателя - одну из стенок или верхнее перекрытие обрабатываемой зоны.
2. Устройство для дезинфекции, включающее в себя ультрафиолетовую лампу, снабженную фиксатором, обеспечивающим расположение лампы выше обрабатываемой зоны, отличающееся тем, что в качестве ультрафиолетовой лампы оно содержит полихромную ультрафиолетовую лампу BioZone, причем лампа снабжена каналом, по которому обработанный в лампе воздух поступает в зону воздействия.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве канала используются полые трубки.