АППАРАТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕЗИНФЕКЦИИ И ДЕСТРУКЦИИ МЕДИЦИНСКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно, к установкам для утилизации медицинских отходов, преимущественно класса Б (эпидемиологически опасные отходы) и В (чрезвычайно эпидемиологически опасные отходы), согласно классификации СанПиН 2.1.7.2790-10 [СанПиН 2.1.7.2790-10 “Санитарно-эпидемиологические требования к обращению с медицинскими отходами”]. Заявляемое устройство сможет найти применение в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ), эпидемиологических лабораториях, аптеках, научно-исследовательских и медицинских учреждениях и иных организациях, в которых образуются медицинские отходы класса Б и В. Его назначение - дезинфекция и переработка потенциально инфицированных отходов, таких как острые и колющие предметы, имеющие контакт с кровью больного человека (использованный одноразовый инструментарий - системы для переливания растворов, шприцы, скальпели, зонды, катетеры, интубационные трубки и т.п.), стекло, пластик, отработанные перевязочные материалы, гигиенические прокладки, одежда медперсонала, пеленки, и т.д.
В контексте данной заявки термин “деструкция” означает - “трансформация структуры обрабатываемых отходов, приводящая к изменению их внешнего вида до степени, исключающей возможность их повторного применения”.
Известны многочисленные устройства, позволяющие осуществлять дезинфекцию медицинских отходов с одновременной деструкцией перерабатываемых изделий и материалов.
Известно Устройство для термической стерилизации инфицированных отходов [патент RU №61560, опубл. 10.03.2007], содержащее герметизируемую термоизолированную камеру обработки, внутри которой расположены средства измельчения, выполненные в виде вращающихся ножей, и источник нагрева - ТЭНы, расположенные в нижней части камеры обработки, и обеспечивающие температуру внутри камеры 250°C. Устройство также имеет в своем составе систему для создания атмосферы, не поддерживающей окисление продуктов переработки, а соответственно, предназначенное для подавления процессов воспламенения отходов внутри камеры. Система ножей производит измельчение отходов до пылевидного состояния и в процессе измельчения и перемешивания перерабатываемые отходы разогреваются по всей глубине, тем самым обеспечивается стерилизация инфицированных отходов. Основным недостатком указанной конструкции является ее сложность, наличие быстро изнашиваемых в процессе интенсивной эксплуатации ножей, припекание к стенкам камеры полимерных отходов, а также необходимость применения дополнительных средств, предотвращающих воспламенение образующейся в процессе переработки пылеобразной массы.
Известна Комплексная установка для утилизации твердых медицинских отходов [патент RU №108819, опубл. 10.03.2007]. Установка имеет в своем составе устройство для обеззараживания и стерилизации отходов, выполненное в виде контейнера, содержащего рабочую камеру, в которой осуществляется стерилизация отходов насыщенным паром в условиях вакуума, а также имеет устройство для деструктуризации отходов, выполненное в виде прессовальной машины, на выходе которой отходы получают в виде брикетов. Недостатком конструкции является ее сложность и энергоемкость, а также необходимость перегрузки обрабатываемых отходов из одного технологического узла в другой.
В приведенных выше аналогах и других известных устройствах [патенты RU №, №83415, 96507, 100403, 140164] деструкция отходов осуществляется механическим способом.
Известно Устройство для утилизации отходов медицинского происхождения [патент RU 2430798, опубл. 10.10.2011], принятое за прототип, в котором деструкция твердых медицинских отходов осуществляется методом температурного воздействия. Устройство содержит камеру переработки, выполненную в виде цилиндрической плавильной емкости с крышкой, установленной на опорной плите, имеющей отверстие по центру. Емкость имеет сферическую нижнюю часть с выпускным литником, выходящим через отверстие в монтажной плите, и средства для термического воздействия на отходы в виде ТЭНов, размещенных между наружной боковой поверхностью емкости и кожухом. ТЭНы изолированы от кожуха термоизоляционным материалом из асбестовых листов и теплоизоляционным материалом из минеральной ваты. ТЭНы расположены тремя группами по высоте. Выпускной литник имеет в верхней части дополнительный ТЭН, а в нижней части - шибер, расположенный под опорной плитой. Устройство для транспортировки переработанных отходов выполнено в виде тележки с установленными на ней формами для заливки расплавленной массы. Прототип не требует предварительного измельчения утилизируемых материалов. Однако для его успешной работы нужна предварительная сортировка медицинских отходов, т.к. устройство предназначено для переработки материалов, температура плавления которых не превышает 200°C. Наличие среди отходов объектов из стекла, полиамидов, полиэстера и других материалов, температура плавления которых выше 200°C, может привести к закупорке литника и выходу устройства из работоспособного состояния, а проталкивание расплава является опасным процессом. Полимерные отходы припекаются к стенкам камеры, и после каждого цикла необходимо очищение стенок. Другим недостатком устройства является необходимость неоднократной дозагрузки камеры в процессе цикла переработки, то есть открывания крышки камеры и опускания дополнительной партии в объем, внутри которого находится расплав, что несет в себе опасность ожогов персонала, обслуживающего устройство, а также выброс в помещение горячих паров. Отсутствие системы отвода и фильтрации газов, выделяемых при плавлении отходов, также является недостатком устройства по прототипу, т.к. делает процесс экологически небезопасным. Кроме того, процесс переработки является весьма энергоемким, т.к. полный цикл составляет 5-6 часов.
Следует также отметить общий недостаток, присущий описанным выше аналогам: при плотной загрузке камеры медицинскими отходами наблюдается резкое уменьшение количества дезинфицирующего агента, способного проникнуть к центру загрузки, что приводит к значительному снижению эффективности процесса дезинфекции.
В основу полезной модели поставлена задача устранения указанных недостатков и создание аппарата для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов класса Б и В, без применения механических способов деструкции. Достигаемый технический результат - уменьшение энергоемкости аппарата при отсутствии необходимости предварительной сортировки медицинских отходов по критерию температуры плавления материала (“универсальность”).
Поставленная задача решается путем изменения конструкции.
Аппарат для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов имеет в своем составе герметичную термокамеру переработки, снабженную герметичной крышкой. Между внешней и внутренней боковыми коаксиальными стенками корпуса термокамеры размещены электронагревательные элементы, распределенные по высоте стенки. От прототипа отличается тем, что термокамера переработки снабжена системой циркуляции воздуха, имеющей замкнутый контур. Приточные патрубки системы циркуляции воздуха присоединены к донной части корпуса термокамеры и соединены с воздухораспределителем, который выполнен в виде осевой перфорированной трубки. Всасывающие патрубки системы циркуляции воздуха присоединены к верхней части корпуса термокамеры, и соединены посредством внешних воздуховодов с вентиляционными насосами. Верхняя часть корпуса образует камеру для сбора газов и к ней присоединен патрубок выхода газов в фильтрационную систему, снабженный электромагнитным клапаном.
В предпочтительном варианте реализации электронагревательные элементы выполнены гибкими (использованы гибкие электронагреватели - ГЭНы), они образуют цилиндрическую спираль, распределенную по высоте стенки корпуса термокамеры. ГЭНы могут быть распределены иным образом, например, в виде зигзагов вдоль образующей цилиндрической поверхности корпуса прямоугольные меандры, образующие замкнутое цилиндрическое кольцо. Возможно применение трубчатых электронагревателей (ТЭНов), но это приведет к увеличению габаритов установки.
Внутренние стенки термокамеры могут иметь перфорацию, что увеличивает теплоотдачу ГЭНов. На стенки изнутри термокамеры может быть нанесено антипригарное покрытие - тефлон или силикон.
Для того чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации.
Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено: Фиг. 1 - схематичное изображение установки, в состав которой входит аппарат для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов, Фиг. 2 - заявляемый аппарат.
На общей платформе 1 установки смонтирован аппарат 2 для термической дезинфекции и деструкции медицинских отходов (далее аппарат), блок управления 3 и блок 4 фильтрационной системы.
Аппарат имеет герметичную крышку 5. Корпус имеет внешнюю и внутреннюю боковые стенки 6 и 7 соответственно, расположенные коаксиально, и являющиеся стенками термокамеры 8. Между стенками 6 и 7 размещены гибкие электронагревательные элементы 9 (ГЭНы), образующие цилиндрическую спираль, витки которой равномерно распределены по высоте стенки 7. Днище внешней стенки термокамеры выполнено глухим (не имеет сливного отверстия). Внутренняя стенка 7 имеет перфорацию и на ее внутреннюю поверхность нанесено тефлоновое покрытие. ГЭНы отделены от стенки 6 слоем термоизоляции (на Фиг. 2 не показаны).
Термокамера 8 снабжена системой циркуляции воздуха, имеющей замкнутый контур. Приточные патрубки 10 системы циркуляции воздуха расположены в донной части термокамеры. Они проходят в зазоре между внешним и внутренним днищем и соединены с воздухораспределителем 11. Воздухораспределитель 11 выполнен в виде осевой (расположенный по геометрической оси корпуса) трубки, в стенках которой выполнена перфорация. Всасывающие патрубки 12 системы циркуляции воздуха присоединены к верхней части термокамеры 8, и соединены внешними (расположенными за пределами корпуса) воздуховодами 13 с вентиляционными насосами 14, нагнетающими воздух в приточные патрубки 10. Верхняя часть корпуса образует камеру 15 для сбора газов и к ней присоединен патрубок выхода газов в фильтрационную систему. На патрубке установлен электромагнитный клапан 16, открывающий/перекрывающий доступ газов в блок 4 фильтрационной системы. Клапан 16 устроен таким образом, что подсасывает воздух из окружающей среды, что приводит к охлаждению газов, поступающих в блок 4.
Внутри блока 4 фильтрационной системы расположен дымовой фильтр 17 и за ним последовательно по потоку установлен угольный фильтр 18. За угольным фильтром расположен насос 19 фильтрационной системы. Очищенные потоки воздуха выходят из фильтрационной системы через выходное отверстие 20. Блок управления 3 обеспечивает включение насосов 14 и 19, клапана 16, и управляет режимами включения ГЭНов.
Установка работает следующим образом.
Медицинские отходы класса Б и В, согласно требованиям СанПиН предварительно собранные в одноразовую упаковку (пакеты, контейнеры), размещают в термостойких пакетах 21, которые закрываются при помощи стяжек, загружают в термокамеру 8. В отдельных случаях могут дополнительно использоваться специальные загрузочные корзины, а в термостойких пакетах может быть размещен наполнитель, способный адсорбировать жидкие медицинские отходы и переводить их в гелеобразное состояние. После герметичного закрывания крышки 5 с пульта блока управления 3 осуществляют включение установки (включение ГЭНов) и производится нагрев внутреннего объема термокамеры с размещенными отходами до температуры 200°C, которая отражается на дисплее блока управления 3. Включается система циркуляции воздуха и насосы 14 подают воздух, который распространяется по высоте и объему камеры, выходя через отверстия воздухораспределителя 11 (осевой перфорированной трубки). В верхней части термокамеры 8 нагретый воздух забирается во внешние воздуховоды и снова подается внутрь термокамеры 8. Это позволяет быстро и равномерно нагреть пакеты с отходами по всему объему термокамеры 8. Отходы выдерживают в термокамере при температуре 200°C в течение 30 минут, режим контролируется и поддерживается системой управления, что обеспечивает надежность процесса дезинфекции. Затем происходит процесс охлаждения и фильтрации газов, образовавшихся в результате термического воздействия. По команде с блока управления ГЭНы 9 отключаются, вентиляторы 14 продолжают работу, открывается электромагнитный клапан 16 и газы, накопившиеся в камере 15, откачиваются насосом 19 в блок 4 фильтрационной системы, где проходят двухстадийную систему очистки, в процессе чего удаляется даже запах отходящих газов. По завершении отвода и очистки отходящих газов осуществляется ручная выгрузка термостойких пакетов с медицинскими отходами.
В процессе тепловой обработки происходит дезинфекция медицинских отходов. Исследования показали, что эффективность обеззараживания, характеризуемая общим микробным числом (ОМЧ) после цикла обработки не превышает 10.
Кроме того, в процессе термического воздействия происходит физическая модификация и весьма существенное уменьшение объема (приблизительно на 20%) и трансформация формы обрабатываемых отходов. Часть материалов подплавляется, превращая обрабатываемые отходы в бесформенную, спекшуюся массу, что исключает их повторное применение. Использование установки приводит к возможности дальнейшего обращения обработанных медицинских отходов класса Б и В совместно с медицинскими отходами класса А, что позволяет вывозить их на полигоны твердых бытовых отходов.
Продолжительность цикла утилизации отходов с учетом времени загрузки и выгрузки не превышает 1,2 часа. При максимальной загрузке рабочей камеры - 60 кг разработанная промышленная установка способна перерабатывать при 8-ми часовом рабочем дне 400 кг медицинских отходов. Данной мощности достаточно для утилизации всех отходов класса Б и В для 350 коечного стационара.
Таким образом, заявляемый аппарат производит эффективную дезинфекцию медицинских отходов класса Б и В и не требует предварительного измельчения обрабатываемых материалов. Наличие замкнутой системы циркуляции нагретого воздуха, имеющей воздухораспределитель, расположенный по оси камеры, позволяет быстро и равномерно нагреть пакеты с отходами по всему объему термокамеры. Поскольку деструкция не сопровождается полным расплавлением отходов, установка обладает низкими показателями энергоемкости при высокой производительности. Утилизация осуществляется без предварительной сортировки медицинских отходов по критерию температуры плавления материала, и таким образом, является универсальной. Наличие системы фильтрации газов повышает экологичность использования, безопасность для персонала. Установка удобна в эксплуатации и обслуживании, компактна, легко транспортируема, т.к. расположена на мобильной платформе.
Полученные результаты лабораторных исследований по оценке эффективности работы стерилизатора с использованием тест-микроорганизмов Mycobacterium tuberculosis, Candida albicans, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, вируса гепатита С свидетельствуют об уничтожении 100,000% тест-культур микроорганизмов во всех режимах.