Мобильная установка для дезинфекции лабораторных помещений после проведения работ с вирусными и бактериальными инфекциями

Полезная модель относится к устройствам экстренного или планового обеззараживания лабораторных помещений после работы с опасными вирусными и бактериальными инфекциями и может быть использована в биотехнологии, микробиологии и медицинской промышленности.
Заявляемое мобильное устройство для обеззараживания лабораторных помещений путем распыления дезинфектанта в газообразной форме в помещениях «заразной» зоны при плановых остановках работы лабораторий на период профилактического освидетельствования инженерных систем обеспечения биологической безопасности и проведения планово-предупредительного ремонта, а также при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций при работе с ПБА I-IV групп опасности в лаборатории.
Известно устройство для стерилизации и/или дезинфицирования поверхности емкости, содержащее генератор пара стерилизующего агента, (стерилизующий агент поддерживается в парообразном состоянии), сопло, сообщающееся с генератором, механизм для перемещения и установки сопла относительно поверхности емкости, перпендикулярной направлению потока пара стерилизующего агента из сопла, и управляющий блок для управления выпуском генерированного пара стерилизующего агента через сопло в емкость и очисткой емкости от выпущенного стерилизующего агента газом из указанного сопла (патент РФ №2275208, МПК A61L 2/00, опубл. 27.04.2006 г.). Устройство обеспечивает высокоскоростную дезинфекцию поверхностей поступающим из сопла парогенератора сухим паром с 35%-ной перекисью водорода в качестве дезинфицирующего материала при относительно высокой температуре, причем остатки паров перекиси водорода затем удаляют из емкости посредством ее продувки горячим воздухом с высокой температурой.
Однако такое устройство не предназначено для обеззараживания поверхностей помещений большой площади, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями. Перекись водорода имеет низкую бактерицидную активность, поэтому для дезинфекции опасных вирусных и бактериальных инфекций ее не применяют.
Известна машина для комплексной дезинфекции сельскохозяйственных производственных помещений птицеводческих комплексов, содержащая установленные на самоходном шасси с двигателем емкости для воды, пенообразователя и дезинфицирующего раствора с системой подогрева, соединенные с насосом, компрессор, смеситель, систему трубопроводов и выходной гибкий шланг с насадками. Причем смеситель на входе соединен с насосом и через редуктор давления и ресивер - с компрессором, а на выходе - с гибким шлангом (патент РФ №2099088, A61L 2/00, опубл. 20.12.1997 г.).
Большие габариты и масса машины ограничивают ее мобильность и применение при обеззараживании поверхностей многочисленных помещений лабораторных помещений, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями.
Известно устройство дезинфекции водяным паром, содержащее парогенератор и сопло, подсоединенное к парогенератору (международная заявка WO 9948538, A61L 2/07, опубл. 30.09.1999 г.). Устройство обеспечивает один вид дезинфицирующего воздействия -водяным паром, что не позволяет подавить патогенную флору, имеющуюся в лабораторных помещениях, предназначенных для работы с опасными вирусными и бактериальными инфекциями.
Известна машина для дезинфекции, содержащая парогенератор, источники перекиси водорода, источник дезинфицирующего вещества в виде надуксусной кислоты, средство для смешивания водяного пара и надуксусной кислоты и эжектор смеси (международная заявка WO 2011076947, A61L 2/22, опубл. 30.06.2011 г.).
Однако такие устройства не предназначены для обеззараживания поверхностей большой площади в лабораторных помещениях, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями.
Известно устройство для дезинфекции и санитарной обработки объектов с помощью водяного пара, содержащее емкость для размещения дезинфицирующей жидкости, добавляемой в пар во время его подачи, трубчатый корпус, образующий камеру для выпуска пара от источника сжатого пара, имеющую ручку для переноса и сопло, встроенное вовнутрь камеры на закрытом ее конце, причем камера открыта на другом конце для подачи пара к объекту дезинфекции и имеет площадь поперечного сечения больше, чем поперечное сечение отверстия сопла в 30-150 раз, а емкость для размещения дезинфицирующей жидкости закреплена снаружи трубчатого корпуса с возможностью подачи указанной жидкости в полость камеры для смешивания ее с паром перед дезинфекцией объекта (патент РФ №2409390, A61L 2/07, опубл. 20.01.2011 г.). Устройство позволяет дезинфицировать небольшие по размерам объекты с малой рабочей поверхностью, в том числе хирургические и/или медицинские инструменты и оборудование.
Однако и такое устройство не предназначено для обеззараживания поверхностей большой площади в лабораторных помещениях, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями.
Известна установка для обработки рабочих поверхностей дезинфицирующим раствором с помощью водяного пара, содержащая генератор пара с паропроводом и соплом, встроенным в трубчатый корпус, имеющий открытый конец для выпуска дезинфицирующего раствора с водяным паром, и емкость для дезинфицирующего раствора.
Емкость для дезинфицирующего раствора образована внутри трубчатого корпуса и выполнена в виде камеры с внешним входным патрубком для подсоединения к автономному источнику дезинфицирующего раствора. Указанная камера выполнена с возможностью теплообмена с соплом и введения дезинфицирующего раствора в канал сопла (патент РФ №2554770, МПК A61L 2/07, опубл. 27.06.2015 г.). Технология обработки рабочих поверхностей дезинфицирующим раствором с помощью водяного пара включает образование смеси дезинфицирующего раствора и водяного пара в процессе обработки рабочей поверхности. В качестве дезинфицирующего раствора применен гумат, а указанная смесь представляет собой аэрозоль гумата в водяном паре. Аэрозоль гумата в водяном паре имеет температуру не менее 60°С и дисперсность 5-10 мкм. Концентрация гуматов в водяном паре составляет от 80 до 150 мл/л. Выпуск аэрозоля гумата в водяном паре на рабочую поверхность для обработки осуществляют на расстоянии не более 0,5 метров от указанной поверхности. Обработку рабочей поверхности осуществляют однократно в течение 15-20 секунд аэрозолем гумата в водяном паре.
Однако устройство также не предназначено для обеззараживания поверхностей большой площади в лабораторных помещениях, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями. Кроме того, аэрозоль дезинфектанта в водяном паре отрицательно влияет на оборудование и приборы лабораторий при обеззараживании указанных помещений.
Известно устройство для приготовления дезинфектанта для обеззараживания лабораторных помещений, предназначенных для работы с вирусными и бактериальными инфекциями (патент на полезную модель №191517, МПК A61L 2/20, опубл. 09.08.2020 г.). Устройство включает источник подачи газообразного нагретого теплоносителя под давлением и емкость с дезинфектантом, соединенная трубопроводом с источником подачи газообразного нагретого теплоносителя под давлением, отличающееся тем, что источник подачи газообразного нагретого теплоносителя под давлением выполнен в виде закрученного в спираль трубчатого теплообменника типа «труба в трубе», внешняя груба которого выполнена с возможностью соединения через электроклапан с источником перегретого водяного пара, а один конец внутренней трубы теплообменника выполнен с возможностью соединения с источником сжатого воздуха, другой ее конец соединен трубопроводом через электромагнитный клапан подачи нагретого сжатого воздуха с емкостью с дезинфектантом, причем емкость выше уровня заполнения ее дезинфектантом выполнена с возможностью соединения с входным отверстием закольцованного трубопровода с форсунками, имеющими клапаны, для подачи дезинфектанта в лабораторные помещения, в которых расположен указанный закольцованный трубопровод. Устройство дополнительно снабжено блоком управления и контроля, соединенным с электроклапаном подачи нагретого сжатого воздуха в емкость с дезинфектантом, и электроклапаном для подачи перегретого водяного пара во внешнюю трубу теплообменника.
Однако указанное устройство является стационарным, сложно в изготовлении и эксплуатации, требует наличие системы подачи пара.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является инкубатор для разведения птиц с фумигационным устройством (патент Китая №207083825, МПК A61L 2/20, опубл. 13.03.2018 г.) В инкубаторе размещена установочная стойка для размещения нескольких видов яиц, на внутренней стенке инкубатора расположен стерилизационный бокс-фумигатор. Бокс-фумигатор включает камеру смешения компонентов для фумигации и две камеры для размещения жидких компонентов фумигации, заполненные соответственно растворами перманганата калия и формальдегида. Две камеры для компонентов фумигации соединены трубопроводами с камерой смешения компонентов фумигации, а в указанных трубопроводах установлены регулирующие электроклапаны. Регулирующие клапаны соединены через контроллер с устройством регулирования времени (таймером). В камере смешения компонентов фумигации расположен перешивающий механизм, выполненный в виде вертикального вала с лопатками и приводом вращения вала. В стенке верхней части камеры смешения компонентов фумигации расположено множество отверстий для выхода воздуха, над которыми расположено устройство для дозирования и рассеивания газообразного фумигационного реагента внутри инкубатора, выполненного в виде горизонтально расположенной лопасти с приводом его вращения.
Однако указанное устройство является сложным конструктивно, выполнено в стационарном варианте для использования в одном конкретном помещении и не может перемещаться для дезинфекции других контаминированных помещений. Реакция между растворами формальдегида и перманганата калия происходит медленно, в связи с чем в реакторе устанавливают мешалку для интенсификации реакции и вентилятор для перемещения продуктов реакции к месту обработки помещений, что усложняет фумигационное устройство-прототип. Кроме того, данный фумигатор не может обеспечивать надежную сохранность оборудования и приборов, находящихся в контаминированном помещении вследствие недостаточно эффективного удаления из паров стерилизующего реагента остатков жидких и твердых компонентов реакции.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание более простого устройства для обеззараживания контаминированных лабораторных помещений за счет упрощения средств подачи реагентов в реакционную камеру и обеспечения мобильности заявляемому устройству, а также повышение сохранности оборудования и приборов указанных контаминированных лабораторий за счет более эффективного удаления из паров стерилизующего реагента остатков жидких и твердых компонентов реакции.
Указанный технический результат достигается тем, что мобильная установка для дезинфекции лабораторных помещений после проведения работ с вирусными и бактериальными инфекциями, содержащая корпус, в котором расположена реакционная камера, верхняя торцевая стенка которой выполнена съемной и перфорированной для вывода паров стерилизующего реагента, емкость для жидкого реагента с трубопроводом подачи, имеющим электромагнитный клапан для регулирования подачи жидкого реагента формальдегида в реакционную камеру, узел дистанционного управления электромагнитным клапаном, пульт управления которым установлен вне контаминированной зоны и узел подачи паров стерилизующего реагента для обработки контаминированной зоны, согласно полезной модели, корпус установки выполнен в виде емкости со съемной крышкой, расположен на платформе с колесами, а на дне реакционной камеры указанного корпуса расположена зона для размещения порошкообразного реагента перманганата калия, трубопровод емкости для подачи жидкого реагента установлен на крышке корпуса установки над съемной торцевой перфорированной стенкой реакционной емкости и снабжен конусом-отбойником, установленным вершиной перед выходным отверстием указанного трубопровода соосно последнему и с зазором относительно его кромок, узел подачи паров стерилизующего реагента представляет собой многоступенчатый сепаратор для удаления остатков жидких и твердых компонентов реакции, установленный на крышке корпуса установки, входные отверстия которого расположены внутри корпуса установки над съемной торцевой перфорированной стенкой реакционной емкости, а выходные его отверстия -снаружи корпуса установки; в трубопроводе емкости для подачи жидкого реагента перед электромагнитным клапаном установлена съемная шайба с калиброванным отверстием для регулирования расхода при подаче жидкого реагента в реакционную камеру и управления реакцией между жидким и порошкообразным реагентами.
Многоступенчатый сепаратор для удаления остатков жидких и твердых компонентов реакции из паров стерилизующего реагента выполнен в виде стакана со съемной крышкой, внутри которого установлены соосно горизонтальная перегородка с осевым отверстием и цилиндрическая гильза, опирающаяся одним торцом в горизонтальную перегородку, а другим торцом - в крышку стакана с образованием нижней приемной, осевой промежуточной и выходной кольцевой камер, причем в цилиндрических боковых стенках указанных камер выполнены сквозные отверстия для сообщения их между собой.
Использование в качестве компонентов реакции жидкий раствор формальдегида, подаваемого дозированно через калиброванную шайбу в реакционную камеру с сухим порошком перманганата калия обеспечивается более интенсивная реакция с образованием паров формальдегида, который под давлением за счет собственной кинетической энергии подается в контаминированное лабораторное помещение вследствие чего (по сравнению с прототипом, патент Китая №207083825) не требуется перемешивающего устройства и вентилятора для перемещения паров реагента из реакционной камеры в зону обработки контаминированного помещения, а также размещения их в каждом помещении инкубатора. Мобильная компактная установка для дезинфекции легко перемещается из одного контаминированного помещения в другое для их обработки вследствие чего не требуется создавать сложные стационарные установки для дезинфекции с системами подведения реагентов в каждое помещение (патент на полезную модель РФ №191517, аналог).
Полезная модель поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-3. На фиг. 1 приведена общая схема мобильной установки для дезинфекции помещений. На фиг. 2 изображен многоступенчатый сепаратор, а на фиг. 3 - электромагнитный клапан.
Мобильная установка 1 для дезинфекции лабораторных помещений после проведения работ с вирусными и бактериальными инфекциями содержит корпус 2, выполненный в виде емкости 3 со съемной крышкой 4 и расположен на платформе 5 с колесами 6 для мобильного перемещения установки 1. В емкости 3 установлена съемная горизонтальная перфорированная перегородка 7, образующая в нижней части емкости 3 реакционную камеру 8. Перегородка 7 является верхней торцевой стенкой реакционной камеры 8 и служит для вывода паров стерилизующего реагента через отверстия 9 наружу, а на дне 10 реакционной камеры 8 указанного корпуса 2 расположена зона 11 для размещения порошкообразного реагента перманганата калия.
Перфорированная перегородка 7 представляет собой лист из нержавеющей стали с перфорацией отверстиями диаметром 10 мм, со специально подобранным шагом перфорации, равном 10 мм. Подобранный шаг перфорации позволяет образующимся парам формальдегида равномерно выделяться в окружающую среду.
Установка 1 также содержит емкость 12 для жидкого реагента с трубопроводом 13 подачи указанного реагента в реакционную камеру 3, установленные на крышке 4 корпуса 2. Трубопровод 13 имеет электромагнитный клапан 14 для регулирования расхода жидкого реагента. Выходной конец трубопровода 13 расположен в емкости 3 над перфорированной перегородкой 7 и снабжен конусом-отсекателем 15, установленным вершиной перед выходным отверстием трубопровода 13 соосно последнему и с зазором относительно его кромок. Геометрические размеры конуса-отсекателя 15 рассчитаны и выполнены таким образом, чтобы восходящие с большой скоростью пары формальдегида из реакционной камеры 8 создавали в области вершины конуса-отсекателя 15 эффект эжекции для того, чтобы не препятствовать поступлению встречного потока раствора формальдегида в реакционную камеру 8.
Кроме того, установка 1 содержит узел 16 дистанционного управления электромагнитным клапаном 14, включающий пульт управления, установленный вне обрабатываемой контаминированной зоны, т.е. в чистой зоне и узел 17 подачи паров стерилизующего реагента для обработки контаминированной зоны. Узел 17 представляет собой многоступенчатый сепаратор для удаления остатков жидких и твердых компонентов реакции из паров стерилизующего реагента, установленный на крышке 4 корпуса 2 установки 1. Многоступенчатый сепаратор 17 выполнен в виде стакана 18 со съемной крышкой 19, внутри которого установлены соосно горизонтальная перегородка 20 с осевым отверстием 21 и цилиндрическая гильза 22, опирающаяся одним торцом в горизонтальную перегородку 20, а другим торцом - в крышку 19 стакана 18 с образованием нижней приемной камеры 23, осевой промежуточной камеры 24 и выходной кольцевой камеры 25. Причем в цилиндрических боковых стенках указанных камер 23, 24 и 25 выполнены сквозные отверстия 26, 27 и 28 соответственно для сообщения их между собой и выброса паров формальдегида из реакционной камеры 8 установки 1 наружу. Входные отверстия 26 сепаратора 17 расположены внутри емкости 3 корпуса 2 установки 1 над съемной перфорированной перегородкой 7 (верхней стенкой реакционной емкости 8), а выходные отверстия 28 - снаружи корпуса 2 установки 1. В трубопроводе 13 емкости 12 для подачи жидкого реагента перед электромагнитным клапаном 14 установлена съемная шайба 29 с калиброванным отверстием 30 для регулирования расхода при подаче жидкого реагента в реакционную камеру 8 и управления реакцией между жидким и порошкообразным реагентами. Диаметр съемной калибровочной шайбы 29 подобран таким образом, что раствор формалина попадает в реакционную камеру 8 с сухим перманганатом калия с требуемой скоростью стекания, обеспечивающей равномерное протекание реакции.
Мобильная установка 1 для дезинфекции лабораторных помещений после проведения работ с вирусными и бактериальными инфекциями работает следующим образом.
3
Мобильную установку 1 устанавливают в контаминированное помещение. На дно реакционной камеры 8 помещается необходимое количество перманганата калия и устанавливается съемная перфорированная перегородка 7 в корпусе 2. В емкость 12 заливается необходимое количество водного раствора формальдегида. Электромагнитный шаровой клапан 14 с электроприводом находится в положении «закрыто». Устройство готово к работе. Из электрощитовой «чистой» зоны выключается электропитание всех розеток 220 В, расположенных в «заразной» зоне. Узел 16 дистанционного управления электромагнитным клапаном 14 включаются в «обесточенную» розетку. Подготовительные работы закончены, оператор выходит в «чистую» зону. После этого из электрощитовой «чистой» зоны включается электропитание розеток «заразной» зоны, при этом электромагнитный клапан 14 открывается дистанционно с пульта узла 16 и раствор формальдегида из емкости 12 подается по трубопроводу 13 на конус-отсекатель 15, создающий эффект эжекции в районе сливного трубопровода 13 раствора формальдегида, что позволяет подавать его более равномерно в реакционную камеру 8 на поверхность порошка перманганата калия. В реакционной камере 8 инициируется реакция восстановления с выделением большого количества тепла и повышением давления за счет чего происходит испарение формальдегида. Количественное соотношение реактивов рассчитывается в пропорции формальдегид: вода: перманганат калия в соотношении 1:0,5:1,5, таким образом, чтобы на 1 м объема помещения приходилось не менее 25 мл формальдегида.
Пары формальдегида под давлением перемещаются и три раза изменяют направление своего движения проходя через перфорированную перегородку 7 и далее трехступенчатый сепаратор 18, что не позволяет жидким и твердым компонентам реакции попадать в обрабатываемое помещение, равномерно распределяясь по всему его объему.
В начале протекания реакции восстановления перманганата калия образовавшиеся пары формальдегида вместе с захваченными ими жидкими (капли) и твердыми (остатки порошка перманганата калия) компонентами реакции поднимаются вверх и проходят через перфорированную перегородку 7, функцией которой является предварительное разделение паров и других компонентов реакции. Во время прохождения указанной смеси через перфорированную перегородку 7 происходит потеря части кинетической энергии реакции, в результате чего более 50% жидких и твердых компонентов реакции остаются в реакционной камере 8.
Пары формальдегида с остатками жидких и твердых компонентов реакции поступают через отверстия 26 в приемную камеру 23 сепаратора, где так же теряется часть кинетической энергии указанной реакции, вследствие чего происходит дальнейшее разделение паров формальдегида от жидких и твердых компонентов реакционной смеси.
Далее пары формальдегида с незначительным остатком жидких и твердых компонентов реакции поступают через осевое отверстие 21 в промежуточную камеру 24 трехступенчатого сепаратора и через отверстия 27 меняя направление движения на 180°, поступают в выходную кольцевую камеру 25 сепаратора, где полностью очищаются от остатков жидких и твердых компонентов реакции. Через выходные отверстия 28 сепаратора 18 пары формальдегида попадают в воздух рабочей зоны, полностью обеззараживая воздух и все поверхности помещения, включая поверхности ограждающих строительных конструкций (ОСК) и лабораторного оборудования. Время протекания реакции раствора формальдегида с порошком перманганата калия составляет 10-15 минут .После экспозиции, продолжительностью 24 часа, помещение проветривается, мобильная установка 1 разбирается и очищается от остатков компонентов реакции.
Пример 1. Экспериментальные данные о количестве используемых компонентов реакционной смеси.
Установка 1 была испытана в реальных условиях «заразной» зоны для обработки вирусологических боксированных помещений как полностью герметизированных, так и при работе в помещениях «дежурной» вентиляции, предназначенной для поддержания декомпрессионного режима в «заразной» зоне в процессе дезобработки.
3
При обработке герметизированных вирусологических боксированных помещений соотношение компонентов реакционной смеси соответствует требованиям СП 1.3.3118-13 и составляет 12,5-17,5 мл/м формальдегида на 12,5-157,5 г перманганата калия при температуре 20-25°С и относительной влажности в помещении 60-92%.
3
3
6
2
При обработке вентилируемых вирусологических боксированных помещений «заразной» зоны соотношение компонентов реакционной смеси составляет 25-50 мл/м формалина на 16-32 г (1,56:1) перманганата калия при температуре 20-25°С и относительной влажности в помещении 60-92%. Пример 2. Для проведения заключительной дезинфекционной обработки вирусологического боксированного помещения «заразной» зоны V=144 м, с помощью заявляемой установки 1, при работающей дежурной вентиляции, предназначенной для поддержания декомпрессионного режима в помещении в течение 24 часов, были взяты 3,6 л формалина и 2,304 кг перманганата калия (1,56:1). В качестве тест-культуры использовали штамм Bacillus thuringiensis ssp. thuringiensis 221 (H1) депонированный в Коллекции бактерий, бактериофагов, грибов ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора под номером В-911 (В-622), нанесенный на тест-объекты в концентрации 1⋅10 клеток/см. Готовые тест-объекты (25-30 шт. на помещение) размещали на стенах помещения, на разной высоте (от 1 до 4 м), на горизонтальных поверхностях, включая пол, потолок, кроме того, по 2 тест-объекта помещали внутри ящиков лабораторных столов, шкафов, в холодильник, термостат; в полости боксов микробиологической безопасности 2-3 классов, технологического оборудования, оргтехники, на задних стенках оборудования и в других труднодоступных местах. После проведения возгонки формалина с помощью перманганата калия и экспозиции, в течение 24 часов, тест-объекты высевали на плотную питательную среду.
Все микробиологические исследования проводили в соответствии с требованиями руководства Р 4.2.2643-10.
Учет результатов показал 100% эффективность дезобработки, то есть жизнеспособных тест-объектов, с нанесенной на них тест-культурой не было выявлено.
Мобильная установка 1 предназначается для проведения заключительной дезинфекции (плановой или в случае аварии) лабораторных помещений, в которых проводятся работы с возбудителями любых особо опасных инфекций вирусной и бактериальной природы и отличается от аналогов тем, что формалин в ней испаряется, за счет реакции с перманганатом калия, быстро создавая необходимую концентрацию паров формальдегида в воздухе рабочей зоны, обеспечивая 100% эффективность дезинфекции помещений. Заявляемая установка обеспечивает полное обеззараживание лабораторных помещений в соответствии с требованиями санитарно-эпидемиологических правил по организации работ с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности) СП 1.3. 3118-13.