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.
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
3
Бактерицидная полихромная ультрафиолетовая лампа BioZone была установлена в помещении бактериологической лаборатории объемом 60 м. 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/см<sup>2</sup>
Используемый вариант
Концентрация микроорганизмов после воздействия аэрозолем, КОЕ/см<sup>2</sup>
Е.coli 7,0×10<sup>5</sup>
Контроль
1,0×10<sup>5</sup>
Вариант 1
0
Вариант 2
0
Вариант 3
0,1×10<sup>1</sup>
Прототип
1,8×10<sup>2</sup>
Вас. thurengiensis 1,4×10<sup>5</sup>
Контроль
1,2×10<sup>5</sup>
Вариант 1
1,0×10<sup>1</sup>
Вариант 2
1,2×10<sup>1</sup>
Вариант 3
1,3×10<sup>2</sup>
Прототип
0,2×10<sup>4</sup>
Е. coli 7,0×10<sup>5</sup>
Контроль
1,2×10<sup>5</sup>
Вариант 1
0,7×10<sup>1</sup>
Вариант 2
1,0×10<sup>2</sup>
Вариант 3
1,5×10<sup>2</sup>
Прототип
1,2×10<sup>3</sup>
Вас. thurengiensis 1,4×10<sup>5</sup>
Контроль
1,3×10<sup>5</sup>
Вариант 1
4,3×10<sup>2</sup>
Вариант 2
3,2×10<sup>2</sup>
Вариант 3
0,2×10<sup>3</sup>
Прототип
4,3×10<sup>3</sup>
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).
2
До включения лампы были проведены смывы со 100 см 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<sup>∗</sup>
0
Нижний ярус
80000<sup>∗</sup>
30000<sup>∗∗</sup>
Средний ярус
22000<sup>∗</sup>
40<sup>∗∗</sup>
Средний ярус
63000<sup>∗</sup>
35000<sup>∗∗</sup>
Верхний ярус
350<sup>∗</sup>
10<sup>∗∗</sup>
Верхний ярус
600<sup>∗</sup>
800<sup>∗∗</sup>
Стена
140<sup>∗</sup>
10<sup>∗∗</sup>
стена
80<sup>∗</sup>
120<sup>∗∗</sup>
<sup>∗</sup> - бактерии группы кишечной палочки обнаружены
<sup>∗∗</sup> - 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.