способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов и устройство для его реализации
Классы МПК: | A61L2/12 микроволнового A61L11/00 Способы дезинфекции отбросов (мусора) |
Автор(ы): | Подзорова Е.А., Тарабан В.Б., Кузьма Н.Н., Хуако А.Ю., Майданский С.Я., Ланцов С.И., Мартынов П.Н. |
Патентообладатель(и): | Обнинский центр естественных наук и технологий |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-03-15 публикация патента:
20.01.2004 |
Изобретение относится к медицине и экологии и может использоваться для дезинфекции и стерилизации инфицированных медицинских отходов в больницах. Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов предусматривает увлажнение отходов водным раствором сенсибилизатора в виде поверхностно-активного вещества, периодическое облучение отходов в рабочей полости микроволновой энергией с изотермической выдержкой в паузах между периодами облучения и удаление из полости. Устройство для осуществления способа содержит образующий рабочую полость металлический корпус по меньшей мере с одной двустенной дверью и непрерывный слой теплоизоляции на наружной поверхности корпуса и в междустенном пространстве двери. Источником микроволновой энергии является один или несколько СВЧ-генераторов, подключенных к СВЧ-входам металлического корпуса. На СВЧ-входах выполнена защитная полимерная пленка. Изобретение позволяет сократить удельные энергетические затраты в 5-7 раз при полном разрушении в отходах всех микроорганизмов вегетативных и споровых форм. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов, при котором отходы увлажняют и помещают в рабочую полость, облучают в полости микроволновой энергией и удаляют из полости, отличающийся тем, что увлажнение проводят жидким раствором сенсибилизатора в виде поверхностно-активного вещества с водой в соотношении объемов (1,5-15)% ПАВ, остальное - вода, и массой раствора более 0,1 вес.ч. на одну весовую часть отходов, облучение прерывают и возобновляют, в паузах между облучением проводят изотермическую выдержку отходов с использованием электронных средств управления, по истечении времени облучения проводят последнюю изотермическую выдержку.2. Устройство для обеззараживания медицинских отходов, содержащее образующий рабочую полость металлический корпус с входом и выходом, один или несколько СВЧ-генераторов, выходы которых через СВЧ-адаптеры подключены к СВЧ-входам металлического корпуса, средства питания и охлаждения генераторов, средство управления устройством и наружный кожух, отличающееся тем, что вход и выход металлического корпуса выполнены в виде, по меньшей мере, одной двустенной двери, в междустенном пространстве которой, на наружной поверхности металлического корпуса и СВЧ-адаптерах выполнен непрерывный слой теплоизоляции, а на СВЧ-входах выполнена защитная полимерная пленка.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области медицины и экологии, а именно к обеззараживанию медицинских отходов преимущественно опасных и чрезвычайно опасных классов лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ), и может быть использовано непосредственно в местах первичного образования отходов. Известен микроволновой метод дезинфекции медицинских отходов, заключающийся в том, что медицинские отходы (пластики, стекло, бумага и др.) измельчают, осуществляют предварительный нагрев паром при температуре 140oС и давлении до 4,5
Известные технические решения требуют для своей реализации больших удельных энергетических затрат. Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является способ и устройство для дезинфекции медицинских отходов при помощи микроволнового излучения. (Mikrowellen & HF Telecommunications Magazine, 1993, Vol. 19, N 3, S.179. Имеется перевод "Применение СВЧ-излучения для дезинфекции медицинских отходов". Информационно-аналитический выпуск "Сигнал", серия "Новости зарубежной электроники", N 19 (228), 1993, стр. 24, ГНПП "Исток", г.Фрязино, Московской обл.). Известный способ включает в себя предварительное размалывание отходов, увлажнение их водяным паром и механическое перемещение в полость для микроволнового облучения частотой 2,45 ГГц и мощностью 7,2 кВт. Образующийся конечный продукт в виде гранул (объем которых на 30% меньше исходного объема отходов) представляет собой хорошо продезинфицированный материал, который можно далее утилизировать наряду с другими типами отходов или сжигать в закрытых мусоросжигающих установках. Известное устройство, реализующее этот способ, содержит измельчитель отходов, паровой увлажнитель, рабочую полость с входом и выходом, конвейер для перемещения отходов в рабочую полость и удаления их из полости, шесть СВЧ-генераторов с выходной мощностью 1,2 кВт каждый, выходы которых через СВЧ-адаптеры направлены в рабочую полость, средства питания и охлаждения генераторов, средство управления, а также наружный кожух устройства. Недостатком известного технического решения являются повышенные удельные энергетические затраты (500 Втч/кг), а также большие габариты установки (7,2х3,3х2,8 м) и масса (11 т). Кроме того, известный способ и устройство предназначены для обеззараживания больших объемов медицинских отходов (150 кг/ч) и реализуют непрерывный производственный цикл, поэтому они используются только в крупных больницах и медицинских центрах. Указанные недостатки делают экономически невыгодным использование известного решения в тех ЛПУ, в которых ежедневное количество медицинских отходов меньше указанных объемов, а использование одного такого устройства на группу территориально удаленных друг от друга ЛПУ влечет появление дополнительных затрат, связанных с необходимостью соблюдения правил сбора, хранения и транспортирования отходов к месту их обработки, что увеличивает риск неконтролируемых потерь и возможного заражения. [3. Правила сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.7.728-99. Издание официальное. Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации. Минздрав России. Москва. 1999]
Задачей изобретения является сокращение удельных энергетических затрат во время обеззараживания медицинских отходов при сохранении высоких дезинфицирующих и стерилизующих воздействий способа. Технический результат - сокращение удельных энергетических затрат в (5-7) раз во время обеззараживания медицинских отходов при полном разрушении в отходах всех микроорганизмов как вегетативных, так и споровых форм. Другим техническим результатом, который достигается при решении поставленной задачи, является уменьшение габаритов и массы устройства, реализующего предлагаемый способ. Достижение указанного результата основывается на следующих положениях:
- реальные медицинские отходы (бинты, вата, бумага, стекло, органические операционные отходы и т.д.) являются существенно неоднородными с точки зрения их способности поглощать энергию микроволновых колебаний. Для достижения гарантированного микроволнового воздействия на все части обеззараживаемой массы медицинских отходов время облучения должно быть выбрано исходя из наихудшего показателя поглощения микроволновой энергии. Увеличение времени облучения приводит к дополнительным энергетическим затратам. Этих затрат можно избежать, если обрабатываемые отходы сделать однородными. В известном способе и устройстве эта однородность достигается путем предварительного размалывания отходов. Однако такой способ придания однородности обрабатываемым отходам не может быть признан рациональным, так как измельчение является энергоемким процессом. Кроме того, технологическое оборудование, используемое для измельчения и перемещения обеззараживаемых отходов, оказывается зараженным и само требует периодического обеззараживания, например, при проведении профилактических и ремонтных работ. Увлажнение обрабатываемых отходов водяным паром хотя и приводит к тому, что способность всех составляющих поглощать микроволновую энергию приближается к поглощающей способности воды, но все же требует больших энергетических затрат и не дает хорошего смачивания;
- согласно положениям теории смачивания поверхностей твердых тел жидкостями краевой угол смачивания зависит от соотношения сил притяжения между молекулами твердого тела и жидкости и сил межмолекулярного притяжения в жидкости. Во всех случаях несмачиваемости межмолекулярное притяжение в жидкости превышает силы притяжения молекул жидкости к молекулам твердого тела и между поверхностями образуется энергетический барьер, препятствующий их сближению;
- для преодоления этого барьера вместо энергозатратного теплового возбуждения молекул жидкости (что имеет место в прототипе при увлажнении отходов водяным паром) для улучшения смачивания отходов можно использовать другие методы, например регуляторы смачивания;
- достигнутое тепловое состояние отходов можно поддерживать неизменным без подвода микроволновой или иной энергии в течение того времени, при котором еще сохраняется губительное тепловое воздействие на содержащиеся в отходах микроорганизмы, а по истечении этого времени, если это необходимо, цикл микроволнового облучения можно повторить. Поставленная задача решается тем, что в способе обеззараживания инфицированных медицинских отходов, при котором отходы увлажняют и помещают в рабочую полость, облучают в полости микроволновой энергией и удаляют из полости, увлажнение проводят жидким раствором сенсибилизатора в виде поверхностно-активного вещества (ПАВ) с водой в соотношении объемов (1,5-15)% ПАВ, остальное - вода, и массой раствора более 0,1 весовых частей на одну весовую часть отходов, облучение прерывают и возобновляют, в паузах между облучением проводят изотермическую выдержку отходов с использованием электронных средств управления, после поглощения отходами микроволновой энергии облучение прекращают и проводят последнюю изотермическую выдержку. Кроме того, поставленная задача решается тем, что в устройстве для обеззараживания инфицированных медицинских отходов, содержащем образующий рабочую полость металлический корпус с входом и выходом, один или несколько СВЧ-генераторов, выходы которых через СВЧ-адаптеры подключены к СВЧ-входам металлического корпуса, средства питания и охлаждения генераторов, средство управления устройством и наружный кожух, вход и выход металлического корпуса выполнены в виде по меньшей мере одной двустенной двери, в междустенном пространстве которой, на наружной части металлического корпуса и СВЧ-адаптерах выполнен непрерывный слой теплоизоляции, а на СВЧ входах выполнена защитная полимерная пленка. Сокращение времени микроволнового облучения (или уменьшения энергетических затрат), необходимого для разрушения в отходах микроорганизмов и их спор, достигается за счет увлажнения отходов жидким раствором сенсибилизатора в виде ПАВ с водой в соотношении объемов (1,5-15)%, остальное - вода и массой раствора более 0,1 весовых частей на одну весовую часть отходов. Это улучшает смачиваемость всех фрагментов отходов за счет того, что в межфазном пространстве "поверхность микроорганизма - поверхность молекулы воды" существующий энергетический барьер заменяется ориентированным адсорбционным слоем, который повышает чувствительность микроорганизмов к механическому воздействию на их клеточную стенку полярных молекул воды, поворачивающихся дважды за период микроволнового воздействия вокруг своего электрического центра. Дополнительное сокращение времени микроволнового облучения достигается за счет введения изотермической выдержки отходов, длительность которой определяется качеством теплоизоляции корпуса рабочей полости устройства от окружающей среды и в предлагаемом устройстве достигает не менее половины длительности микроволнового облучения. Концентрация ПАВ в растворе выбирается максимальной в указанных пределах при обеззараживании отходов органического происхождения, микробиологических культур и штаммов, поверхность фрагментов которых имеет сильно выраженные водоотталкивающие свойства, а также пищевых отходов из инфекционных отделений; минимальная концентрация ПАВ назначается для случая относительно сухих медицинских отходов, (загрязненные ватно-марлевые и текстильные материалы, бумага, целлюлоза, пластики, стекло, металл и др.), когда в составе отходов не содержится фрагментов органического происхождения. Максимальная масса раствора выбирается из соотношения 0,25 весовых частей раствора на одну весовую часть отходов только для относительно сухих медицинских отходов, не содержащих фрагментов органического происхождения. Плотность таких отходов, как показывает практика, составляет (0,3-0,4) кг/л. Минимальная масса раствора в соотношении не менее 0,1 весовых частей раствора на одну весовую часть отходов выбирается для медицинских отходов органического происхождения, микробиологических культур и штаммов, имеющих плотность (0,7-0,8) кг/л. Уровень энергии микроволнового облучения назначается в зависимости от класса опасности отходов и от степени стойкости микроорганизмов к микроволновому и термическому воздействию. При обеззараживании опасных медицинских отходов, так называемых отходов класса Б (потенциально инфицированные отходы; материалы и инструменты, загрязненные выделениями, в том числе кровью; выделения пациентов; патологоанатомические отходы; органические операционные отходы (органы, ткани и т.д.); все отходы из инфекционных отделений (в том числе пищевые); отходы из микробиологических лабораторий, работающих с микроорганизмами 3-4 групп патогенности; биологические отходы вивариев) при условии, что вид содержащихся в отходах микроорганизмов известен, (например, присутствуют только вегетативные формы, а споровые отсутствуют)), энергию микроволнового облучения устанавливают на уровне 50 Втч/кг (энергозатраты составят 1,3


- выходная мощность каждого СВЧ-генератора 500 Вт;
- рабочая частота (2450

- подводимая мощность 1300 Вт;
- объем рабочей полости 170 л. Выбор и установка необходимого режима работы (задаваемый уровень СВЧ-мощности) и время обработки (длительность облучения и длительность изотермической выдержки), а также отключение СВЧ-мощности при попытке открыть любую из дверей и невозможность включения СВЧ-мощности при открытой двери или отсутствии загрузки рабочей полости осуществляется электронным средством управления 9. Уровни индустриальных помех и плотности потока СВЧ-мощности, создаваемые работающей установкой, соответствуют установленным стандартами требованиям. Предложенное устройство устанавливается и закрепляется в общей стене двух смежных помещений медицинского подразделения ЛПУ таким образом, чтобы двери устройства выходили в разные помещения. Это дает возможность выделить изолированные друг от друга помещения для еще не обеззараженных отходов и уже обеззараженных и исключить возможность пересечения их путей и совместного хранения. Оба помещения отвечают требованиям к внутрикорпусным помещениям для временного хранения медицинских отходов, указанным в ссылке [3]. Пример осуществления способа и работы устройства. В двух сосудах приготавливают жидкий раствор сенсибилизатора - в одном сосуде минимальной концентрации 1,5%-ный, во втором - максимальной концентрации 15%-ный. Растворы готовят следующим образом. В оба сосуда наливают по N литров воды питьевой ГОСТ 2874. Затем в первый сосуд вливают 15


(0,3-0,4) кг/л


в мешок равномерно выливают максимальную из указанных пределов массу раствора: (9,45















Класс A61L11/00 Способы дезинфекции отбросов (мусора)