CN101237894B - 空间消毒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种消毒一体积或消毒限定一体积的表面的方法，包括：雾化一种包括在溶剂中的灭菌剂的溶液，所述溶剂的沸点低于所述灭菌剂，例如超声雾化过氧化氢的水溶液，形成喷雾剂。所述喷雾剂在一种能量下处理一定的持续时间，足以使溶剂在灭菌剂汽化之前先汽化，例如，使用加热元件的装置、红外、激光、微波、RF或其他产生辐射的装置；感应加热装置；热交换器装置；传导装置；对流装置；或机械能量转化装置，用以提高所述灭菌剂在喷雾剂颗粒中的浓度。在大气压下或高于大气压的压力下，从气流中去除汽化的溶剂，如果必要的话，冷却所述喷雾剂到低于70℃。所述体积或表面暴露于所述喷雾剂足以使该体积或表面灭菌的一定时间。同时，本发明还公开了实施所述方法的装置。

Description

空间消毒
技术领域
本发明涉及一种对可能会被细菌、真菌、病毒或霉菌或细菌孢子污染的暴露的大表面或空间进行消毒或排除污染的方法和装置。
要消毒的空间可以是腔室，例如集装箱、医院手术室或医院病房、航行器内部，也可以是大型购物中心、地铁系统、仓库、地窖或其他封闭的或半封闭的空间。暴露的表面例如可以是限定所述空间的墙壁或分隔物的表面，或作业表面、机器表面、空调管道或其他内部的、或可被封闭或部分封闭的表面，至少为当前目的而临时封闭或部分封闭的表面。
背景技术
本申请文件中通篇关于在先技术的任何讨论不应理解为承认这样的在先技术为众所周知或构成本领域公知常识的一部分。
消毒这样的大空间和表面最常用的方法包括使用诸如臭氧或二氧化氯的具有氧化作用的或腐蚀性的或有毒的气体，或使用诸如环氧乙烷或诸如戊二醛或甲醛的醛类的气体，这些气体毒性非常大并会在表面上留下潜在的有毒残留。有时候使用蒸汽，但是由于这种方法涉及高温操作对操作者有害，并在表面上留下可能导致生锈的密集的水份。
从健康和环境角度考虑，优选使用过氧化氢或过乙酸作消毒剂。迄今，如在Ronlan的美国专利US6,500,465中所述，认为适用于消毒的过乙酸或过氧化氢的高密度精细气雾剂(气雾剂小滴直径小于50微米)只有在100％相对湿度的条件下是稳定的。
至今气雾剂还存在不能有效渗入被覆盖的表面的普遍问题。这意味着，门锁、铰链等和像椅子下面的地板区域的封闭表面可能会是有机体的避难所。
另一个问题是，气雾剂颗粒倾向于沉降并打湿它们落下的表面，在该表面上留下不希望的必需被清除的残留。在其内容通过引用而合并的我们的共同未决申请“改进的气雾剂”和“膜消毒”(附件中附上副本)中，公开了适用于处理大表面或空间的灭菌剂或消毒剂。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种消毒大表面或消毒一体积的方法，该方法避免或改进了现有技术中至少某些不足之处。本发明的进一步的目的是提供实施该方法的改进的装置和改进的熏蒸消毒剂。
消毒一体积是指消毒所述体积内的空气和空气中可能悬浮的有机体。
优选实施方式的目的是能够消毒诸如手术室、医院病房、冷库、冷藏库、货车、海运集装箱、工厂区域的需要消毒的腔室的表面，优选用可规模化进行的方式来进行。
除非上下文中清楚表明，否则整个说明书和权利要求书中“包括”“comprise”“comprising”等的表述应解释为包括的含义，而不是排他的或穷尽的含义，也就是说，其含义为“包括，但不限于”。
具体实施方式
根据本发明的第一个方面，提供一种消毒一面积或体积的方法，包括步骤：
(1)雾化包括在溶剂中的灭菌剂的溶液，形成在气流中具有精细分散的所述溶液颗粒的喷雾剂，所述溶液包括的溶剂的沸点低于所述灭菌剂的沸点；
(2)将所述喷雾剂置于一种能量之下一定的持续时间，足以使溶剂在灭菌剂汽化之前先汽化，由此提高所述灭菌剂在该喷雾剂颗粒中的浓度，所述能量由加热元件装置、红外、激光、微波、RF或其他辐射产生装置；感应加热装置；热交换器装置；传导装置；对流装置；或机械能量转化装置提供；
(3)在大气压下或高于大气压的压力下从所述气流中去除在步骤2中汽化的溶剂，并且，如果必要的话，冷却所述喷雾剂至70℃以下；和
(4)将所述表面暴露于步骤3的喷雾剂中足以消毒所述面积或体积的一定时间。
在优选的实施方式中，所述喷雾剂为过氧化氢水溶液，理想情况下其初始浓度为35％或更低。如需要，所述方法可对所述表面或包含所述体积的表面进行灭菌。所述喷雾剂颗粒的平均粒径小于1微米。所述体积中的温度维持在20～30℃。所述过氧化物喷雾剂以每立方米被消毒体积0.5～1.0克的流量释放到所述体积中。
根据本发明的第二方面，提供了一种消毒大面积或体积的方法，包括步骤：
(1)将所述表面暴露于包括过氧化氢水溶液的喷雾剂中或将所述喷雾剂引入所述体积中；和
(2)控制所述体积中或所述表面附近的相对湿度为20％～70％RH。
根据本发明的第三个方面，提供一种消毒一体积或消毒限定一体积的表面的装置，包括：
(1)制备喷雾剂的雾化器，所述喷雾剂包括悬浮在气体中精细分散的溶液颗粒，所述溶液包括灭菌剂和溶剂；
(2)向所述喷雾剂供给足以选择性蒸发至少部分所述溶剂的能量，从而提高喷雾剂颗粒中的灭菌剂浓度的装置，所述能量由加热元件装置、红外、激光、微波、RF或其他辐射产生装置；感应加热装置；热交换器装置；传导装置；对流装置；或机械能量转化装置提供；和
(3)在大气压下从所述气体中分离溶剂蒸汽的装置；
(4)使所述要灭菌的表面与所述喷雾剂接触的分散装置，所述分散装置包括一个或多个挡板或鼓风机，其中所述在大气压下从所述气体中分离溶剂蒸汽的装置位于所述分散装置的下游。
所述消毒一体积或消毒限定一体积的表面的装置进一步包括将所述要灭菌的表面与所述喷雾剂接触的装置。所述消毒一体积或消毒限定一体积的表面的装置进一步包括控制步骤(2)中提供的能量以保证溶剂先于溶质被汽化，并且较少的溶质被汽化的装置。其中用于步骤(1)中雾化的装置选自由连续运行或循环运行的超声波雾化器、喷雾器、喷气式雾化器和压电雾化器所组成的组中。所述雾化器周期地或以不规则的时间间隔接通或断开。所述雾化器每分钟运行15～25秒。其中去除蒸汽的步骤用选自将所述气体通过干燥剂、脱水剂，或通过适宜的分子筛、膜的装置；通过离心分离机的装置；合适的旋风分离器装置的装置来实现。
下面结合附图示例性更具体地描述本发明。
参考图1，其示意性表示了本发明的第一实施方式。在图1中，展示了要消毒的腔室1的垂直截面。腔室1由墙壁2、3、地板4和天花板5所限定(剩下的墙壁和入口未示出)。在该腔室中，有超声雾化器6，其作为我们共同未决的申请“改进的气雾剂”中图3和图4中所述的种类的例子，在本申请中为图2和图3。在本实施例中，包含在储液器7中的35％的过氧化氢水溶液通过进料管道8进料给雾化器6。在本实施例中，雾化器6在进气口9从腔室1中吸入空气。雾化器6产生的喷雾剂从喷雾剂出口10排出，并通过鼓风机12的吸入端的管道11吸入，从鼓风机12的压力侧泵出到加热器13。来自雾化器6的喷雾剂穿过加热器13的加热元件，从加热器出口14通过管道15被导向到分散装置16，从那里使其充满所述腔室体积。除湿单元20在21处从腔室1中抽取空气，冷却并除湿，然后在预定的温度和相对湿度下将其返还到该空间中。在本实施例中，除湿单元20为空调系统。
在运行中，雾化器6雾化来自储液器7的包括过氧化氢水溶液的溶液，形成在其气流中具有精细分散的所述溶液颗粒的喷雾剂。水的沸点低于过氧化氢。在本实施例中，所述喷雾剂在加热器13中被加热至足以在过氧化物汽化之前先汽化水，从而提高所述喷雾剂颗粒中的过氧化物浓度至约60～70％，并降低所述颗粒大小，如在我们共同未决申请中所述。
分散装置16可以是一个或多个挡板，其可以是静态的或被驱动的，或可以是其他装置例如用以分散所述喷雾剂的鼓风机。在本发明的这个实施方式中，所述喷雾剂在通过加热器13时分离出的水蒸汽由空调系统20在大气压下或高于大气压的压力下从腔室1中去除，其从该空间中抽取喷雾剂和水蒸汽，去除水蒸汽后将冷却的喷雾剂返还到该空间中。
处理过的喷雾剂由比雾化器产生的未处理的颗粒(微米颗粒)粒径更小的颗粒(纳米颗粒)组成，所以其从气流中沉降的倾向要小得多。所述更小的颗粒还具有大得多的扩散速率和渗入有覆盖物的空间的能力。所述处理过的喷雾剂的浓度要比未处理的喷雾剂或进料溶液高很多。在我们的共同未决的申请“改进的气雾剂”中，来自雾化器的喷雾剂在热交换器中被加热，然后在冷凝器中冷却来去除水(参见那个申请的图2，来自雾化器5的蒸汽在17中被加热，然后在20中冷却以去除水)。在本申请的图1中，通过用空调20控制空间1中的相对湿度，得到与我们的共同未决的申请中实施例相似的效果。
如在我们的共同未决申请中的更详细描述：
·可以使用其他灭菌剂，所述灭菌剂可以溶于其他溶剂中
·可以使用其他种类的雾化器
·其他气体可以进料给所述雾化器
·非常优选过氧化氢的空气溶液
·可以通过以其他方式提供能量在除去所述生物杀灭剂之前先除去所述溶剂
·可以用其他装置从所述腔室中去除水
·理想的是将相对湿度和温度控制在如那一申请中所述的预定的范围内
在本申请中，所述空调可以是管道式空调系统的形式，也可以是放置在所述空间中的便携式单元。所述单元不需要使用冷凝器，但是可以是诸如一种在一个循环中吸收湿气的双循环系统的干燥器系统，于是，当二者之一的单元吸收湿气时，在另一个循环中排出的湿气被干燥，或者一种诸如我们的共同未决申请“膜浓缩器”中公开的装置，如图4中所示的装置，其中喷雾剂流从173进入管道171，并在174排出，而反向流动的空气或另一种干燥气体176在半透膜172的某一侧穿过。从174出来的喷雾剂小滴比它们在173处进入时更浓缩。
可以使用催化破坏装置(catalytic destructor)从该腔室中去除过量的过氧化氢。储液器、雾化器、鼓风机和加热器可在便携单元中结合，该便携单元可以在腔室间移动，并且，如果需要的话，单独的空气干燥系统和空气调节系统也可以制成便携式的，用于与所述雾化器同样的腔室中，或可与所述雾化器单元结合。
下面通过实施例说明优选的实施方式。
在该实施方式中，使用35％过氧化氢水溶液作为生物杀灭剂。所述装置的组成包括：雾化器系统(array)(在循环系统中的6×2cm直径的转换器)，加热器元件，第一和第二鼓风机和除湿器系统。所用的除湿器为适当放置于所述空间中的小空气调节单元。第一鼓风机的目的是推动纳米颗粒从加热器进入到该空间，第二鼓风机的目的是保证气雾剂均等分散于该空间的所有表面。
发现非常理想的是所述阵列中的转化器都同步化，否则其产生的波形可能会在液体中互相抵消掉而导致到所述加热器中的过氧化物喷雾剂不能有效产生。
实施例1
在一个容积为8立方米的立方体中进行实验。
在层流柜中，向塑料皮氏培养皿(Techno-Plas，澳大利亚)上的样品用大约对数6(log6)水平的接种物涂敷，风干2小时。将所述样品放置于所述空间的不同位置，包括墙壁上、地板上和天花板上。在下面的实施例中，所述样品放置于邻近角落的墙壁的中间，和大致在所述空间中间的地板上，并暴露于经过如参考图1所述的处理后的过氧化氢喷雾剂中。
除非另外说明，其操作条件为：
溶液：35％过氧化氢
温度：25℃
RH：在45％～65％间变动，有时75％
喷雾器系统：2.4MHz
过氧化氢蒸汽：300-500ppm
加热器后的气流(Air flow post heater)：每小时400～600立方米
加热器温度：80～90℃
过氧化氢供给量：最佳大约每立方米每分钟0.75克，即该8立方米空间中12.6克。
对于各种细菌得到的结果如下：
(表格中“TNTC”＝太多以致于数不清，“ND”＝未做)
表1示出其中使用开放的细菌携带体的实验的结果。
表2示出除了所述细菌携带体在关闭的培养皿中，即带盖子的培养皿中之外，基本相同的条件下的实验结果。关闭的皮氏培养皿允许通过很窄的缝隙的渗入。这些培养皿和盖子被特殊设计使其与培养器环境进行气体交换，而保持该培养皿免受外部微生物污染。
表3和表4示出了黑曲霉的实验结果。
实施例2
在69立方米的腔室中重复实施例1的实验，其实验条件除了表5中列出的之外，与实施例1基本相同。
表5表明了所述方法可放大规模到69立方米房间的可扩缩性。
总的来说，使用嗜热脂肪芽孢杆菌检测的结果表明，在550ppm条件下，在墙壁上和地板上都可得到大于6对数的减少。
实施例3
空气通过催化破坏系统(catalytic destructor system)再循环(在本实施例中，用包括氧化铝的金属氧化物混合物)，通过去除过量的过氧化物来“净化”该空间。否则，这些过氧化物可以通过在该空间中再循环所述调节好的干燥空气而被更缓慢地分解破坏，或可能通过升高温度来促进这一过程。在16立方米的空间中，将最大大约400～700ppm的过氧化氢蒸汽含量降低至大约10ppm大约需要一个小时。最后的10ppm需要非常长的时间才能明显降低。
从此处的公开可明显得知，本申请文件中公开的特征可以与我们的共同未决的申请中的特征或其特征的组合相结合，并且这种结合也落在本发明此处公开的范围内。
表1
表2
Figure GSB00001055619300091
表3
Figure GSB00001055619300092
表4
Figure GSB00001055619300101
表5
Figure GSB00001055619300102

Claims (14)

1.一种消毒一体积或消毒限定一体积的表面的方法，包括步骤：
(1)雾化包括在溶剂中的灭菌剂的溶液，形成在气流中具有精细分散的所述溶液颗粒的喷雾剂，所述溶液包括的溶剂的沸点低于所述灭菌剂的沸点；
(2)将所述喷雾剂置于一种能量之下一定的持续时间，足以使溶剂在灭菌剂汽化之前先汽化，由此提高所述灭菌剂在该喷雾剂颗粒中的浓度，所述能量由加热元件装置、红外、激光、微波、RF或其他辐射产生装置；感应加热装置；热交换器装置；传导装置；对流装置；或机械能量转化装置提供；
(3)在大气压下或高于大气压的压力下从所述气流中去除在步骤(2)中汽化的溶剂，其中步骤(3)通过控制所述体积中或所述表面附近的相对湿度为20％～70％相对湿度而进行；和
(4)将所述体积或表面暴露于步骤(3)的喷雾剂中足以使所述体积或表面进行灭菌的一定时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述喷雾剂为过氧化氢的水溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤(1)中雾化的过氧化氢的初始浓度为35％或更低。
4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)中当采用的溶液是35％过氧化氢时，其操作条件为：相对湿度被控制在45％～65％，温度控制在25℃，喷雾器系统控制在2.4MHz，过氧化氢蒸汽控制在300-500ppm，加热器后的气流控制在每小时400～600立方米，加热器温度控制在80～90℃，以及过氧化氢供给量控制在每立方米每分钟0.75克。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述喷雾剂颗粒的平均粒径小于1微米。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述体积中的温度维持在20～30℃。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述过氧化物喷雾剂以每立方米被消毒体积0.5～1.0克的流量释放到所述体积中。
8.一种消毒一体积或消毒限定一体积的表面的装置，包括：
(1)制备喷雾剂的雾化器，所述喷雾剂包括悬浮在气体中精细分散的溶液颗粒，所述溶液包括灭菌剂和溶剂；
(2)向所述喷雾剂供给足以选择性蒸发至少部分所述溶剂的能量，从而提高喷雾剂颗粒中的灭菌剂浓度的装置，所述能量由加热元件装置、红外、激光、微波、RF或其他辐射产生装置；感应加热装置；热交换器装置；传导装置；对流装置；或机械能量转化装置提供；和
(3)在大气压下从所述气体中分离溶剂蒸汽的装置；
(4)使所述要灭菌的表面与所述喷雾剂接触的分散装置，所述分散装置包括一个或多个挡板或鼓风机，其中所述在大气压下从所述气体中分离溶剂蒸汽的装置位于所述分散装置的下游。
9.根据权利要求8所述的装置，进一步包括将所述要灭菌的表面与所述喷雾剂接触的装置。
10.根据权利要求8或9所述的装置，进一步包括控制步骤(2)中提供的能量以保证溶剂先于溶质被汽化，并且较少的溶质被汽化的装置。
11.根据权利要求10所述的装置，其中用于步骤(1)中雾化的装置选自由连续运行或循环运行的超声波雾化器、喷雾器、喷气式雾化器和压电雾化器所组成的组中。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述雾化器周期地或以不规则的时间间隔接通或断开。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述雾化器每分钟运行15～25秒。
14.根据权利要求8～13中任一项所述的装置，其中去除蒸汽的步骤用选自将所述气体通过干燥剂、脱水剂，或通过适宜的分子筛、膜的装置；通过离心分离机的装置；合适的旋风分离器装置的装置来实现。
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