Создан способ дезинфекции объема или поверхности, ограничивающей объем, включающий распыление раствора, включающего стерилизующий агент в растворителе, имеющем более низкую точку кипения, чем стерилизующий агент, например ультразвуковое распыление водного пероксида водорода, для образования распыляемого вещества. Распыляемое вещество подвергается воздействию энергии того вида и в течение периода времени, которые достаточны для предпочтительного выпаривания растворителя, а не стерилизующего агента, например, посредством нагревательного элемента, средств, генерирующих инфракрасное, лазерное, микроволновое, радиочастотное или другое излучение; средств индукционного нагревания; средств теплообмена; проводящих средств; конвекционных средств или средств передачи механической энергии. Для увеличения концентрации агента в частицах распыляемого вещества испаряемый растворитель удаляется из газового потока при атмосферном или более высоком давлении и, при необходимости, распыляемое вещество охлаждается до температуры ниже 70 °С. Распыляемое вещество воздействует на объем или поверхности в течение времени, достаточного для стерилизации указанного объема или поверхностей. Предлагается также устройство для осуществления этого способа.

[0001] Способ дезинфекции объема или поверхностей, ограничивающих объем, включающий стадии:

[0002] Способ по п.1, где распыляемое вещество представляет собой раствор пероксида водорода в воде.

[0003] Способ по п.2, где пероксид водорода, распыленный на стадии 1, имеет исходную концентрацию 35% или менее.

[0004] Способ по п.1, где удаление растворителя из распыленного раствора осуществляют путем регулирования относительной влажности в указанном объеме или вблизи указанной поверхности до значения 20-70%.

[0005] Способ по п.4, где относительная влажность на стадии 2 регулируется на уровне от 45 до 65%.

[0006] Способ по любому из предыдущих пунктов, где частицы распыляемого вещества имеют средний диаметр менее чем 1 мкм.

[0007] Способ по любому из предыдущих пунктов, где температура в объеме поддерживается на уровне от 20 до 30 °С.

[0008] Способ по любому из предыдущих пунктов, где распыляемый пероксид подается в объем со скоростью от 0,5 до 1,0 г/м3 подлежащего дезинфекции объема.

[0009] Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-8, включающее

[0010] Устройство по п.9, дополнительно включающее средство для регулирования энергии, подаваемой на стадии (2), для обеспечения предпочтительного выпаривания растворителя, а не растворенного вещества, и для испарения относительно небольшого количества растворенного вещества.

[0011] Устройство по п.10, где средства для распыления, используемого на стадии 1, выбраны из группы, включающей ультразвуковой распылитель, аэрозольные баллончики, струйные распылители и пьезоэлектрические распылители, работающие непрерывно или циклически.

[0012] Устройство по п.11, где распылители включаются и выключаются циклически или через неравномерные интервалы.

[0013] Устройство по п.12, где распылитель работает в течение примерно 15-25 с/мин.

[0014] Устройство по любому из пп.9-13, где стадия 2 проводится средствами, выбранными из средств в виде нагревательного элемента, средств, генерирующих инфракрасное, лазерное, микроволновое, радиочастотное или другое излучение; средств индукционного нагревания; средств теплообмена; проводящих средств; конвекционных средств или средств передачи механической энергии.

[0015] Устройство по любому из пп.9-14, где стадия удаления пара проводится средством, выбранным из средств для пропускания газа через сушащий агент, осушитель или через подходящие молекулярные сита, мембраны, средства для пропускания через центрифугу, средства подходящего циклонного сепаратора или им подобным средством.

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для дезинфекции или обеззараживанию больших открытых поверхностей или пространств, которые могут быть инфицированы бактериями, грибами, вирусами или грибковыми, или бактериальными спорами.

Подлежащее дезинфекции пространство может представлять собой камеру, например транспортировочный контейнер, больничную операционную или больничную палату, внутреннее пространство самолета, или может представлять собой торговый центр, систему метрополитена, склад, силосную яму или другое закрытое или полузакрытое пространство. В целях настоящего изобретения открытые поверхности можно проиллюстрировать поверхностями, или стенами, или перегородками, ограничивающими пространство, или рабочими поверхностями, поверхностями механизмов, кондиционирующими воздух каналами или другими поверхностями, которые находятся внутри, или могут представлять собой замкнутые или, по меньшей мере, частично замкнутые пространства.

Описание предшествующего уровня техники

Любое обсуждение предшествующего уровня техники по всему описанию никоим образом не следует рассматривать как допущение того, что такой предшествующий уровень техники широко известен или составляет часть общеизвестных представлений в данной области.

Наиболее широко используемый способ дезинфекции таких больших пространств и поверхностей включает использование газов, таких как озон или диоксид хлора, которые являются окисляющими или коррозионными и токсичными, или могут включать такие газы, как оксид этилена, или альдегиды, такие как глутаральдегид или формальдегид, которые крайне токсичны и которые оставляют потенциально вредные остатки на поверхностях. Иногда используется пар, и он вреден для оператора ввиду высокой температуры, связанной с ним, и оставляет плотную влагу на поверхности, которая может привести к образованию ржавчины.

С точки зрения перспективы для здоровья и экологии было бы предпочтительно использовать в качестве дезинфицирующего агента пероксид водорода или перуксусную кислоту. До настоящего времени, как обсуждается в патенте США № 6500465, выданном Ronlan, мелкие аэрозоли высокой плотности (с диаметром капелек аэрозоля менее чем 50 мкм) перуксусной кислоты или пероксида водорода, подходящие для дезинфекции, считались устойчивыми только при относительной влажности 100%.

Также до настоящего времени аэрозолям была свойственна общая проблема в том, что они были неэффективны в проникновении на покрытые поверхности. Это означало, что дверные замки, крючки и им подобные, а также закрытые поверхности, такие как, например, область пола под стулом, могли содержать организмы.

Другая проблема состоит в том, что частицы аэрозоля имеют тенденцию к осаждению и смачиванию поверхностей, на которые они падают, оставляя нежелательный остаток на поверхности, которые нужно счищать.

Задача изобретения

Задачей настоящего изобретения является предоставление способа дезинфекции большой площади или дезинфекции объема, в котором отсутствуют или уменьшены, по меньшей мере, некоторые из недостатков предшествующего уровня техники. Еще одной задачей изобретения является предоставление усовершенствованного устройства и усовершенствованных фумигантов для осуществления способа.

Под дезинфекцией объема подразумевается, что дезинфицируются воздух в объеме и организмы, если они взвешены в воздухе.

Задачей предпочтительных вариантов осуществления является обеспечение возможности дезинфекции поверхностей в камерах, таких как операционные, палаты больниц, холодные помещения, холодильники, вагоны, морские контейнеры, фабричные области, где требуется дезинфекция, и осуществление этого средствами, которые можно применять в наращиваемых масштабах.

Пока контекст ясно не требует иного, по всему описанию и в формуле изобретения слова «содержат », «содержащие » и им подобные следует рассматривать во включающем смысле, в отличие от исключающего или исчерпывающего смысла; то есть в смысле «включают, но не ограничиваются ».

Краткое описание сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение предоставляет способ дезинфекции области или объема, включающий стадии:

(1) распыления раствора, содержащего стерилизующий агент в растворителе, для образования распыляемого вещества из мелко разделенных частиц раствора в потоке газа, причем указанный раствор включает растворитель, имеющий более низкую точку кипения, чем стерилизующий агент;

(2) воздействия на распыляемое вещество энергией того вида и длительности, которые достаточны для предпочтительного выпаривания растворителя относительно стерилизующего агента, посредством чего увеличивается концентрация агента в частицах распыляемого вещества;

(3) удаления растворителя, испарившегося на стадии (2), из газового потока при давлении, равном или превышающем атмосферное, и, при необходимости, охлаждения распыляемого вещества до температуры ниже 70 °С; и

(4) воздействия на указную поверхность распыляемым веществом со стадии 3 в течение времени, достаточного для дезинфекции указанной площади или объема.

В предпочтительных вариантах осуществления распыляемое вещество представляет собой раствор пероксида водорода в воде желательно при исходной концентрации 35% или менее. При желании, настоящим способом можно стерилизовать твердую поверхность или поверхности, содержащие указанный объем.

В соответствии со вторым аспектом изобретение предоставляет способ дезинфекции большой площади или объема, включающий стадии:

(1) воздействия на указанную поверхность или введение в указанный объем распыляемого вещества, включающего раствор пероксида водорода в воде; и

(2) регулирования относительной влажности в объеме или вблизи указанной поверхности до уровня от 20 до 70%.

Теперь изобретение будет конкретнее описано только в виде примера со ссылкой на сопровождающие чертежи.

На фиг. 1 схематически показан первый вариант осуществления изобретения. На фиг. 1 показана подлежащая дезинфекции камера 1 в вертикальном разрезе. Камера 1 ограничена стенками 2, 3, полом 4 и потолком 5 (причем остальные стены и вход не показаны). Внутри камеры имеется ультразвуковой распылитель 6, например, того вида, который показан здесь на фиг. 2 и 3. В распылитель 6 подан в этом примере 35% раствор пероксида водорода в воде, помещенный в резервуар 7, через магистраль подачи 8. Распылитель 6 засасывает воздух через воздушный впуск 9, в этом примере изнутри камеры 1. Распыляемое вещество, генерированное распылителем 6, выходит из выпуска распыляемого вещества 10, всасывается через трубопровод 11 на стороне всасывания вентилятора 12 и прокачивается от стороны давления вентилятора 12 к нагревателю 13. Распыляемое вещество от распылителя 6 проходит по нагревательному элементу в нагреватель 13 и направляется из впуска 14 нагревателя через трубопровод 15 к диспергирующему устройству 16, откуда он проникает в объем камеры. Блок удаления влаги 20 засасывает воздух изнутри камеры 1 в точке 21, охлаждает и удаляет из него влагу и возвращает его в помещение при заданной температуре и относительной влажности. В настоящем примере блок удаления влаги 20 представляет собой систему кондиционирования воздуха.

При работе распылитель 6 распыляет раствор, включающий пероксид водорода в воде из резервуара 7 для образования распыляемого вещества из мелко разделенных частиц раствора в воздушном потоке. Вода имеет более низкую точку кипения, чем пероксид водорода. В этом примере распыляемое вещество нагревается в нагревателе 13 до уровня, достаточного для испарения воды в предпочтение пероксиду, для увеличения посредством этого концентрации пероксида в частицах распыляемого вещества примерно до 60-70% и уменьшения размера частиц, как обсуждается в одновременно рассматриваемых заявках заявителя.

Диспергирующее устройство 16 может представлять собой одну или более диафрагм, которые могут быть стационарными или приводимыми в движение, или может представлять собой другое средство, такое как вентилятор, для диспергирования распыляемого вещества. В этом варианте осуществления изобретения водяной пар, удаленный из распыляемого вещества во время прохождения через нагреватель 13, удаляется из камеры 1 системой 20 кондиционирования воздуха при атмосферном давлении или выше него, которое засасывает распыляемое вещество и водяной пар из помещения, удаляет водяной пар и возвращает охлажденное распыляемое вещество в пространство.

Обработанное распыляемое вещество состоит из частиц, имеющих меньший размер (наночастицы), чем необработанные частицы, продуцируемые распылителем (микрочастицы) и поэтому имеющие гораздо меньшую тенденцию к осаждению из газового потока. Более мелкие частицы также имеют гораздо большую скорость диффузии и способность проникать в закрытые пространства. Обработанное распыляемое вещество имеет гораздо более высокую концентрацию, чем необработанное распыляемое вещество или подаваемый раствор. В настоящей фиг. 1 путем регулирования относительной влажности внутри пространства 1 системой 20 кондиционирования воздуха распыляемое вещество из распылителя нагревалось в теплообменнике и затем охлаждалось в конденсаторе для удаления.

Можно использовать другие стерилизующие агенты, и стерилизующий агент может быть растворен в других растворителях.

Можно использовать другие виды распылителя.

В распылитель можно подавать другие газы.

Очень предпочтительны аэрозоли раствора пероксида водорода в воздухе.

Растворитель может удаляться в предпочтение биоциду подачей энергии другими путями.

Вода может удаляться из камеры другими средствами.

Желательно регулировать относительную влажность и температуру в заданных пределах, как подробно указано в настоящем описании.

В настоящей заявке кондиционирование воздуха может принимать форму проточной системы помещения или может представлять собой портативный блок, расположенный в помещении. В блоке нет необходимости использовать конденсатор, такой как устройство с двойным циклом, которое поглощает влагу во время одного цикла, а затем сушится, выпуская влагу наружу, во время второго цикла, в то время как двойной блок поглощает влагу, например устройство, показанное на фиг. 4, в котором поток распыляемого вещества поступает в трубопровод 171 в точке 173 и выходит в точке 174, а противоток воздуха или другого сухого газа 176 проходит с любой стороны полупроницаемой мембраны 172. Капельки распыляемого вещества, выходящие в точке 174, более концентрированы, чем при поступлении в точке 173.

Каталитический деструктор можно использовать для удаления избыточного пероксида из камеры. Резервуар, распылитель, вентилятор и нагреватель могут комбинироваться в портативном блоке, который может перемещаться из камеры в камеру, и, при желании, отдельное устройство для сушки воздуха или кондиционирования воздуха может быть изготовлено портативным для использования в той же камере, что и распылитель, или оно может комбинироваться с блоком распылителя.

Теперь в качестве примера будет описан предпочтительный вариант осуществления. В этом варианте осуществления 35% пероксид водорода в воде использовался в качестве биоцида. Компоненты устройства включали конструкцию распылителя (6 преобразователей диаметром по 2 см в круговом расположении), элемент нагревателя, первый и второй вентилятор и осушающее устройство. Использованное осушающее устройство представляло собой небольшой кондиционирующий воздух блок, расположенный соответствующим образом внутри пространства. Назначением первого вентилятора было продвижение наночастиц от нагревателя в пространство, а назначением второго вентилятора было обеспечение равного распределения аэрозоля по всем поверхностям внутри пространства.

Было обнаружено, что очень желательно, чтобы преобразователи внутри конструкции были синхронизированы, иначе продуцируемые формы волн могут потенциально подавить друг друга внутри жидкости, приводя к неэффективной продукции пероксидного распыляемого вещества и его поступлению в нагреватель.

Пример 1.

Были проведены испытания в объеме 8 м ³ кубической формы.

Образцы покрывали посевным материалом на уровнях приблизительно log 6 и сушили воздухом в течение 2 ч на пластиковых чашках Петри (Techno-Plas, Australia) в камере с ламинарным потоком. Образцы помещали в различные положения в помещении, включая расположение на стенах, полу и потолке. В представленном ниже примере образцы помещали в центр стены, примыкающей к углу, и на пол приблизительно в центр помещения и подвергали воздействию пероксидного распыляемого вещества, обработанного, как описано со ссылкой на фиг. 1.

Если не указано другое, рабочие условия были следующие:

Результаты, полученные для различных бактерий, были следующие:

(в таблице "TNTC" = слишком многочисленны для подсчета, "NG" = не делалось).

В табл.1 показаны результаты эксперимента, в котором были использованы открытые носители.

В табл. 2 показаны результаты для тех же условий, за исключением того, что носители в закрытых чашках Петри, т.е. чашки с крышками. Закрытые чашки Петри обеспечивают возможность проникновения через очень узкие зазоры. Чашки и крышки специфически сконструированы для обеспечения возможности газообмена со средой инкубатора, в то же время поддерживая отсутствие внешнего микробного загрязнения чашек.

В табл. 3 и 4 показаны результаты для Aspergillus niger.

Пример 2.

Повторяли испытание примера 1 в камере 69 м ³ , по существу, в таких же условиях, за исключением того, что показано в табл. 5. В табл. 5 показана возможность наращивания масштаба способа до помещения 69 м ³ . В целом, результаты, полученные с Bacillus stearothermophilus, показали, что при 550 м.д. можно получить их снижение более чем 6 log и на стенах, и на полу.

Пример 3.

Воздух рециркулировал через устройство каталитического деструктора (с использованием в этом примере смеси оксидов металлов, включая оксид алюминия) для «обеззараживания » помещения путем удаления избыточного пероксида. Иначе, пероксид может медленнее разрушаться рециркуляцией кондиционированного сухого воздуха внутри пространства или, возможно, путем увеличения температуры для содействия протеканию процесса. Снижение уровней пероксидного пара примерно до 10 м.д. с максимума приблизительно 400-700 м.д. в помещении 16 м ³ заняло приблизительно 1 ч. Снижение в значительной степени конечной концентрации 10 м.д. заняло гораздо боле длительное время.

В той степени, которая очевидна из содержащегося здесь описания, признаки, раскрытые в настоящем описании, можно комбинировать с признаками или комбинациями признаков, раскрытых в одновременно рассматриваемых заявках заявителей, и такие комбинации находятся в пределах объема раскрытого здесь изобретения.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5