CZ21170U1 - Zařízení pro řízenou degradaci chemických kontaminantů parami peroxidu vodíku - Google Patents

Description

Zařízeni pro řízenou degradaci chemických kontaminantů parami peroxidu vodíku

Oblast techniky

Předmětem technického řešení je zařízení pro simulaci dekontaminačního procesu velkých prostor účinkem par peroxidu vodíku, umožňující stanovení optimálních podmínek degradace biologicky aktivních sloučenin, mechanismu degradace modelových látek pro aplikaci na sloučeniny se složitou strukturou a posouzení vhodnosti materiálů v dekontaminovaných prostorech. Dosavadní stav techniky

Dekontaminace je proces, odstraňující specifické znečištění z kontaminovaného prostoru a povrchu předmětů umístěných v něm, a to především jedná-li se o radioaktivní znečištění a choroboplodné zárodky. Velmi rozšířené jsou především chemické dekontaminační postupy, avšak aplikace chemických činidel s sebou přináší značná rizika, spočívající jednak v nebezpečnosti samotného účinného činidla (např. toxicita, karcinogenita a potenciální výbušnost), tak v možnosti vzniku toxických reziduí, zatěžujících životní prostředí. Je tedy nezbytné vyvíjet nové technologie pro dekontaminaci, jejichž účinná látka by se svou charakteristikou co nejvíce přibližovala tzv. „ideálnímu dekontaminačnímu činidlu**. Toto činidlo by mělo vykazovat vysoký stupeň účinnosti na širokou škálu biologických i chemických kontaminantů, rychlé a dlouhotrvající působení, opakovatelnost použití, cenovou přijatelnost, odolnost vůči organickým materiálům, netoxicitu, snadnou a bezpečnou manipulaci, dlouhodobou skladovatelnost, snadnou likvidaci, materiálovou snášenlivost, snadnou detekovatelnost, nemělo by zanechávat nevratné stopy na ošetřených materiálech a zapáchat. Zvláštním požadavkem je možnost využití daného činidla k dekontaminaci velkých prostor a budov, a to zejména z důvodu rostoucí hrozby teroristických útoků, využívajících chemické a biologické zbraně. Mnoho běžných postupů v rozsáhlých prostorách selhává a jediným možným řešením je využití dekontaminačního prostředku v plynné fázi, jenž umožňuje, díky snadnému rozptylu a penetraci, dekontaminovat i velmi těžko dostupné povrchy.

Jedním z velmi výhodných postupů pro dekontaminaci, splňující řadu z výše uvedených požadavků, je aplikace par peroxidu vodíku - VPHP (zkratka anglického sousloví „Vapor Phase Hydrogen Peroxide“), mezi jejíž hlavní přednosti patří:

- sterilizační účinek na širokou škálu mikroorganismů (viry, bakterie, spory, houby, plísně, kvasinky, měňavky a infekční bílkoviny),

- vyšší antimikrobionální aktivita v porovnání s kapalným roztokem peroxidu vodíku,

- šetrnost k životnímu prostředí (páry peroxidu vodíku se rozkládají na neškodné produkty - vodu a kyslík, které nezanechávají na povrchu dekontaminovaného předmětu žádná toxická rezidua),

- použitelnost za standardních teplotních podmínek, a

- aplikovatelnost na rozsáhlé prostory a těžko dostupná místa.

Použití VPHP se datuje přibližně od roku 1989 (sterilizace těžko dostupných povrchů zubařských nástrojů) (Block S. S.: Disinffection, Sterilization, and Preservation (Block S. S., ed.), kap. 9. Lea & Febiger, Philadelphia 1991). Následný prudký narůst aplikací tohoto dekontaminačního činidla pak směřo.val především do oblasti bio-dekontaminace (farmaceutický, zdravotnický a potravinářský sektor) (Block S. S.: viz výše; Klapeš N, A., Vesley D.: Appl. Environ. Microbiol. 56, 503 (1990)). O vhodnosti použití par peroxidu vodíku k bio-dekontaminaci uzavřených prostor, tedy odstranění choroboplodných mikroorganismů, svědčí i jeho schválení americkou Agenturou pro ochranu životního prostředí (EPA) (McDonnell G., Bonfield P., Hemandez V. D.: Am. J. Infect. Control 35, E34 (2007)).

Přestože atmosféra o vysoké koncentraci par peroxidu vodíku se jako silné oxidační prostředí logicky nabízí pro úspěšné použití k degradaci i chemických kontaminantů, informace o podobném využití jsou zcela nedostatečné a omezují se pouze na několik málo informačních zdrojů (Roberts S., Khammo N., McDonnell G., Sewell G. J.: J. Oncol. Pharm. Practice 12, 95 (2006);

-1CZ 21170 Ul

US 7102052; US 2004/0057868; Wagner G. W., Sorrick D. C., Procell L. R., Brickhouse M. D., Mcvey I. F., Schwartz L. I.: Langmuir 23, 1178 (2007)). Z tohoto důvodu se získání znalostí o mechanismu působení a vlivu operačních podmínek na účinnost degradace chemických látek parami peroxidu vodíku stalo cílem výzkumu. Ten má podrobně prostudovat vliv základních operačních podmínek (teploty, koncentrace par peroxidu vodíku, relativní vlhkosti, kondenzace) a případných synergických vlivů (UV zářeni - fotooxidace a jiných chemických aditiv) na účinnost degradace chemických (popř, i biologických) kontaminantů působením VPHP.

Sledována je i možnost použití této metody k likvidaci rizikových chemických látek, zejména farmaceutických substancí, popř. jiných produktů chemických výrob. Tyto sloučeniny a jejich biologicky aktivní metabolity se postupně dostávají do životního prostředí, kde mohou vyvolat řadu nežádoucích účinků. Použití par peroxidu vodíku pro jejich likvidaci je vítanou alternativou doposud užívaných postupů.

Skupina látek, zahrnující farmaceutické substance, vykazuje širokou škálu různých chemických struktur, a proto je nutné podrobně se zabývat mechanismem případné degradace jednotlivého kontaminantů. Ovšem při degradaci léčiv mohou vznikat rezidua různých forem, v některých případech i toxičtější než samotná výchozí substance. Jejich identifikace je pak velice obtížná nejen z důvodu značného počtu vzniklých rozkladných produktů, ale také proto, že cena některých výchozích látek je pro toto studium příliš vysoká. Proto je nezbytné provádět základní výzkum na modelových substancích, tzv. surogátech zvolených farmaceutických substancí, na kterých se bude podrobně monitorovat mechanismus jejich degradace během dekontaminaěního cyklu. Pro zmíněný výzkum je pak nezbytné používat zařízení, které dovoluje opakovaně odebírat vzorky z dekontaminaění atmosféry, aniž by byl ovlivněn průběh a operační podmínky daného dekontaminaěního cyklu.

Většina komerčně používaných generátorů par peroxidu vodíku však pracuje jako uzavřené cyklické zařízení, které je propojeno s prostorem, který má být dekontaminován (WO 2005/016391; US 7354551; GB 2388545). Principem je, že objem vzduchu nebo plynu se vzduchem, který je vháněn do prostoru, se rovná jeho množství, které se navrací zpět do generátoru. Hnací silou pohybu nosného plynu s dekontaminaěním činidlem bývá většinou výkonný větrák (US 7354551; US 5792435; WO 2005/061010), pumpa (WO 00/74734; US 7014813), popř. vývěva (US 4909999) a je-li to možné, tak jsou využívány i ventilační systémy daných prostor (WO 2005/016391).

Páry peroxidu vodíku a vody jsou dosud většinou generovány řízeným (popř. bleskovým) odpařováním roztoku peroxidu vodíku v odpařováku do předem předehřátého a vysušeného cirkulujícího vzduchu, jenž je následně dopravuje do dekontaminovaného prostoru. Tento způsob generování par peroxidu vodíku se využívá jak pro suchý způsob dekontaminace parami peroxidu vodíku (US 5792435; US 2007/0253859), tak pro mokrý způsob (WO 00/74734; US 7025932; EP 1647284), spočívající v řízené kondenzaci dekontaminačního činidla na povrchu materiálů, které mají být tímto činidlem očištěny. V případě velkých prostor lze použít paralelní systém několika odpařováků (WO 98/57673).

K převodu kapaliny do plynné fáze se používá nakapávání vodného roztoku peroxidu vodíku na horký pevný vyhřívaný povrch odpařováku (průměr kapek 1 až 3 mm, teplota povrchu v rozmezí 140 až 180 °C), kde dochází k jeho bleskovému vypařování a vzniklá plynná fáze je odváděna pomocí horkého vzduchu (teplota je shodná s teplotou odpařováku) do sterilizační komory, nebo k objektu, který má být sterilizován (US 4797255), Vyhřívaný povrch může být i porézního charakteru (např. sintrovaná nerezová ocel s velikostí pórů v rozmezí 20 až 80 μτη) (US 6096265). K zajištění homogenního toku par o konstantním složení lze zvolit nastřikování přesně definovaných objemů kapalné směsi na vyhřívaný povrch (90 až 130 °C) odpařovací komory, v určených časových intervalech a v dávkách zaručujících u odpařované směsi stejné složení jaké měla vstupující kapalina (US 4642165). Další možností převodu kapaliny do plynné fáze je využití koaxiálně orientovaných trysek, které umožňují za dostatečně vysokého proudu vzduchu rozprášit kapičky vodného roztoku peroxidu vodíku do plynné fáze a to i při nízké teplotě nosného média

-2CZ 21170 Ul (vzduchu). Lepších výsledků je ale dosahováno zvýšením teploty pod bod varu peroxidu vodíku a vody (US 6746652). K atomizaci kapalného roztoku peroxidu vodíku lze rovněž využít ultrazvukové atomizéry (US 4296068; US 4680163), popř. sprej a pro následné odpaření atomizovaných molekul lze využít mikrovlnné energie (US 2005/0260096).

Popsána byla i zařízení, v nichž se vodný roztok peroxidu vodíku odpařuje přímo v uzavřeném sterilizovaném prostoru a páry jsou tak v přímém kontaktu s předměty, jež mají být sterilizovány (US 4169123; US 4230663).

Zvýšení účinnosti par peroxidu vodíku je studováno zejména pro zkrácení doby potřebné pro dekontaminaci daného prostoru. Nejzajímavější postupy zahrnují využití par peroxidu vodíku v ío kombinaci s UV zářením (US 4366125), případně s přídavkem jiných chemických aditiv (např. bazických aminů (Wagner G. W., Sorrick D. C. a spol., viz výše; US 7102052)), anebo aplikaci par peroxidu vodíku ve formě nízkoteplotní plasmy (US 4643876). Neméně důležitá je rychlá aerace dekontaminovaného prostoru, která je z hlediska časové náročnosti nejdelší fází dekontaminačního cyklu parami peroxidu vodíku. Jejího značného urychlení lze dosáhnout přeháněním vzduchu nasyceného parami peroxidu vodíku přes katalytické konvertory na bázi uhlíkatých částic s anorganickými, katalyticky aktivními substancemi (např. vzácnými kovy) (EP 0882492; US 7132083).

Doposud byl k likvidaci chemických a biologických kontaminantů pomocí par peroxidu vodíku uplatňován jednoduchý a dosti omezený přístup, spočívající v prostém vystavení daného konta20 minantu účinku par peroxidu vodíku po určitou dobu. Ve většině případů je na dekontaminaci nahlíženo jako na uzavřený systém („black box“), aniž by bylo studováno, co přesně se s daným kontaminantem během expozice děje. Ovšem přesné stanovení dostačující doby a optimálních operačních podmínek je nezbytné nejen pro úspěšnou dekontaminaci, ale i ke snížení finančních nákladů celého procesu (nižší spotřeba kapalného peroxidu vodíku na odpařování, nižší namáhá25 ní materiálů ošetřovaných tímto činidlem, kratší doba odstávky daného zařízení aj.) a ke zpřesnění informací potřebných pro následnou aplikaci tohoto procesu k dekontaminaci větších prostor Či složitějších sloučenin.

Podstata technického řešeni

Popisované zařízení, označované rovněž jako laboratorní peroxybox, umožňuje provádět řízenou degradaci chemických (popř. biologických) kontaminantů pomocí par peroxidu vodíku (VPHP) za proměnných operačních podmínek, jako jsou teplota, koncentrace par peroxidu vodíku a počáteční relativní vlhkost; umožňuje také práci nad nebo pod rosným bodem směsi par peroxidu vodíku a vody a studium synergického vlivu UV záření, popř. jiných aditiv (např. aminy), na účinnost tohoto dekontaminačního činidla. Účelně vyřešený konstrukční systém odběru vzorků z tohoto zařízení dovoluje monitorovat kinetiku degradace daného kontaminantů parami peroxidu vodíku za zvolených operačních podmínek, aniž by muselo dojít k přerušení dekontaminačního cyklu.

Předmětem tohoto technického řešení je zařízení pro řízenou degradaci chemických kontaminantů parami peroxidu vodíku, tvořené boxem z tabulí, slepených do tvaru pravidelného kolmého rovnoběžnostěnu, jehož jedinou odnímatelnou část tvoří vrchní víko, opatřené otvory různých velikostí, které umožňují připojit k boxu různé monitorovací jednotky s externí měřicí sondou (např. teploměr, vlhkoměr, sondu pro měření koncentrace par peroxidu vodíku) a přídavná zařízení (transportéry sušidla, dávkovači kanylu roztoku peroxidu vodíku přiváděného z membránového dávkovacího Čerpadla, umístěného rovněž vně víka); plynotěsné spojení víka se stěnami boxu zajišťuje pryžové těsnění, uvnitř boxu jsou na jeho dně symetricky umístěny sušicí jednotky, do nichž je pomocí transportérů dávkováno sušidlo, vstup - výstup kondicionovaného vzduchu, což je vhodně upravený vzduch, ohřátý a obsahující v sobě požadované množství vody, popř. vysušený, který se upravuje v závislosti na okolních podmínkách, zajišťují kohouty ve svislých protilehlých stranách boxu a zdroj elektrické energie boxuje umístěn pod kostrou boxu.

Toto zařízení je charakteristické tím, že dávkovači kanyla, vedoucí z injektoru kapalného roztoku

-3CZ 21170 Ul peroxidu vodíku, ústí uvnitř boxu nad stojánkem upevněným do středu dna boxu, na který jsou postupně směrem od kanyly uchyceny síťka, nesoucí odpařovací povrch peroxidu vodíku a síťka, pod kterou je umístěn ventilátor, zajišťující proudění vzduchu orientované ke dnu boxu. Ventilátor je propojený s hnacím motorem (umístěn pod kostrou boxu), který je vybavený vlastním externím chlazením. Stěny boxu jsou opatřeny izolačním pláštěm a ve dně boxu je umístěno regulovatelné topení. Protilehlé svislé stěny boxu jsou opatřeny otvory, přičemž na jedné svislé stěně boxu je jeden otvor, do kterého je vlepena trubice na níž je připojen kompenzační vak a na protilehlé svislé stěně boxu je alespoň jeden otvor, do kterého je vlepena trubice, opatřená aeračním otvorem, tedy otvorem umožňujícím vstup vzduchu do trubice (profuk vzorku), a umožňující zavádění a vyjímání vzorků dovnitř a vně boxu, prostřednictvím nosičů nesoucích komory, ve kterých jsou umístěny podložky s nanesenými vzorky, přičemž komory jsou od sebe odděleny těsněním a O-kroužkem. Nosiče jsou do boxu zaváděny přes trubice po vodicích tyčích. Víko boxu může být dle potřeby vybaveno zdrojem ultrafialového světla.

Význakem předloženého zařízení je skutečnost, že box z tabulí i trubice k zavádění vzorků a trubice pro kompenzační vak jsou skleněné.

Význakem předloženého zařízení je dále skutečnost, že odpařovací povrch na síťce pro nakapání peroxidu vodíku je tvořen porézním savým materiálem.

Význakem předloženého zařízení je i skutečnost, že porézním savým materiálem odpařovacího povrchu je porézní savý keramický materiál.

Dalším význakem předkládaného zařízení je skutečnost, že víko boxu je případně opatřeno dvěma skleněnými komorami, jejichž dno tvoří křemenné sklo a v nichž jsou prostřednictvím pomocných klem (nastavitelných svorek) upevněny rtuťové výbojky jako zdroj ultrafialového světla, které jsou ve svrchní části pokryty kovovým pláštěm, na němž je připevněna kovová trubka pro cirkulující chladicí vodu z externí vodní lázně, a rtuťové výbojky jsou napájeny externím zdrojem.

Rtuťové výbojky mohou být v komorách víka upevněny pomocí klem v proměnné vzdálenosti od křemenného skla, čímž lze docílit proměnné intenzity záření.

Význakem předkládaného zařízení je dále to, že mezi podložkou se vzorkem a držákem je umístěna alespoň jedna přídavná podložka. Podložka se vzorkem tak může být v komoře nosiče upevněna pomocí těchto přídavných podložek v proměnné vzdálenosti od osy tohoto nosiče. Proměnná vzdálenost, a tedy počet možných použitých přídavných podložek, je omezena maximální vzdáleností, při které již není prakticky možné zasunovat či vysunovat vzorky z laboratorního peroxyboxu.

Zařízení podle technického řešení využívá jednoduché metody odpaření kapalného roztoku peroxidu vodíku o různých koncentracích z porézního savého materiálu k vytvoření ovzduší plynného peroxidu vodíku v dekontaminaěním prostoru. Jeho jedinečnost nespočívá jen v možnosti nastavení různých výchozích podmínek dekontaminace, ale zejména v možnosti průběžného odebírání vzorků studovaných kontaminantů pro vyhodnocení kinetiky jejich degradace účinkem par peroxidu vodíku, aniž by bylo nutné dekontaminaění proces přerušit, anebo by byly změněny podmínky, za nichž proces probíhá (včetně tlaku par peroxidu vodíku a vody).

Degradace různorodých kontaminantů může být za různé teploty ěi vlhkosti prováděna nejen účinkem par peroxidu vodíku, ale její průběh může být urychlen také působením ultrafialového záření, které má samo o sobě dekontaminaění účinek, nebo přídavkem jiných chemických aditiv.

Monitorování operačních podmínek a sledování degradace chemického, popř. biologického kontaminantů parami peroxidu vodíku v průběhu dekontaminačního cyklu, které umožňuje zařízení podle předkládaného vynálezu, laboratorní peroxybox, je důležité pro:

- nalezení optimálních operačních podmínek, zaručujících spolehlivou inaktivaci daného kontaminantu parami peroxidu vodíku, které jsou nezbytné pro následnou aplikaci této dekontaminační metody ve velkých prostorách,

-4CZ 21170 Ul

- stanovení účinné, tedy dostačující doby pro inaktivaci daného kontamínantu (detoxikaci či deaktivaci, tj. ztrátu biologické aktivity nebezpečných chemických látek nebo usmrcení biologického kontamínantu) za různých operačních podmínek, a

- především u chemických kontamínantu, určení jejich degradačního mechanismu parami peroxidu vodíku za definovaných operačních podmínek, jehož znalost je žádoucí pro následnou aplikaci této metody u strukturně podobných, avšak mnohem složitějších substancí (přechod ze surogátů, jednoduchých substancí, na biologicky aktivní substance, mající složité molekuly), a také pro

- studium odolnosti různých konstrukčních, stavebních a dekorativních materiálů (vyskytujících se v prostorách případného uplatnění této metody) vůči parám peroxidu vodíku za různých operačních podmínek a stanovení ideálních podmínek vedoucích k minimálnímu poškození materiálů.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje boční nákres zařízení pro řízenou degradaci chemických kontaminantů parami peroxidu vodíku s vyznačenými součástmi zařízení.

Obr. 2 ukazuje nákres vnitřní součásti boxu, sloužící k odpaření roztoku peroxidu vodíku.

Obr. 3 znázorňuje boční pohled na součásti boxu, sloužící k zavádění a vyjímání testovaných vzorků a průhled z bodu A.

Obr, 4 znázorňuje boční nákres výhodného provedení víka boxu s vestavěným zdrojem UV záření.

Obr. 5 znázorňuje emisní spektrum vhodných rtuťových výbojek (LT 15W/UV-C).

Příklady provedení

Pro konstrukci tohoto zařízení, laboratorního peroxyboxu, byly voleny materiály vykazující vysokou odolnost a kompatibilitu vůči peroxidu vodíku. Hlavním kriteriem jejich výběru byla především eliminace případného nežádoucího rozkladu par peroxidu vodíku danými materiály. Jako základní konstrukční materiály byly proto použity a vhodně upraveny: sklo (ošetřené silanízačním Činidlem dichlordimethylsilanem), křemenné sklo, pasivovaná nerezová ocel AISI 304 (pasivovaná 20% roztokem HNO₃), teflon®, viton®, polypropylen, polyvinylchlorid a silikonový tmel DC 881.

Příklad 1

Provedení podle předkládaného technického řešení je znázorněno na obrázku 1. Základní kostru zařízení tvoří skleněné tabule I, které jsou slepeny pomocí acetátového tvrzeného silikonového tmelu do boxu tvaru kvádru (vnitřní objem boxuje 0,06 m³). Jedinou odnímatelnou částí tohoto boxu je víko 2, v němž se nachází řada otvorů, umožňujících připojit k boxu různé monitorovací jednotky s externí kabelážnf sondou, jako teploměr 3, vlhkoměr 4, sondu 5 pro měření koncentrace par peroxidu vodíku a přídavná zařízení, jako transportéry 6 sušidla 7 a dávkovači kanylu 8 roztoku peroxidu vodíku. Dokonalou plynotěsnost mezi víkem 2 a tělem boxu (skleněné tabule 1), zaručuje kompaktní zoubkovité pryžové těsnění 9. V protilehlých bočních stěnách boxu se nacházejí celkem tri otvory, na jedné stěně jeden otvor a na protilehlé stěně dva otvory, do nichž jsou acetátovým tvrzeným silikonovým tmelem vlepeny na jedné straně skleněná trubice 11 pro kompenzační vak 12 a na protilehlé straně dvě skleněné trubice 10, které slouží k odebírání vzorků zkoumané substance během VPHP dekontaminačního cyklu, všechny o stejném vnějším průměru (85 mm), který je menší než průměr příslušných otvorů v bočních stěnách boxu (87 mm).

Princip převedení peroxidu vodíku z kapalné do plynné fáze spočívá v nadávkování definovaného objemu vodného roztoku peroxidu vodíku pomocí membránového dávkovacího čerpadla Γ3

-5CZ 21170 Ul (popř. polypropylenové injekční stříkačky), teflonovou kanylou 8 na vhodně savý odpařovací povrch 14, jenž je umístněn na nerezové síťce 15. uchycené ve stojánku 16, který se nachází ve středu spodní části těla boxu. Uvnitř stojánku 16 se nachází vycentrovaný ventilátor 17, který zajišťuje vytvoření dostatečného proudění vzduchu potřebného pro samotné odpaření roztoku peroxidu vodíku, ale také pro rovnoměrnou distribuci vzniklé plynné fáze ve vnitřním prostoru boxu. Směr proudění je orientován ke dnu boxu (obrázek 2) pro zabránění případného utržení celistvých kapek roztoku peroxidu vodíku, zejména při dávkování, z odpařovacího povrchu 14. V případě, že dojde k prosáknutí roztoku peroxidu odpařovacím povrchem 14, je vzniklá kapka zachycena pomocí níže umístěné jemné nerezové síťky 18. odkud dojde k jejímu následnému odpaření. Motor 19 pohánějící ventilátor 17, (2600 otáČek/mín) je umístěn pod kostrou boxu, propojení jeho hřídele s ventilátorem 17 ie provedeno pomocí nerezové ocelové osičky 20, procházející stěnou boxu přes gufero 21, zhotovené z teflonu a vitonových O-kroužků. Aby se box od motoru 19 nezahříval, je jeho izolační plášť 22 ve spodní Části těla boxu zdvojen a motor je vybaven svým vlastním externím chlazením 21. Pod kostrou boxu je umístěn také zdroj elektrické energie 24 celého boxu.

Ohřev vnitřního prostoru boxuje zajištěn regulovatelným topením 25, tvořeným topnou spirálou, zabudovanou v první vrstvě izolačního pláště 22 pod skleněnou tabulí 1 dna boxu. K zabránění vzniku kondenzace na stěnách a vnitřních prostorech tohoto zařízení jsou stěny boxu opatřeny izolačním pláštěm 22, který zabraňuje nežádoucí kondenzaci při změně okolní teploty a rovněž eliminuje případnou degradaci fotolabilních organických substancí světelným zářením. Uvnitř boxu jsou umístěny sušicí jednotky 26, tvořené čtvercovými miskami z jemného nerezového síta, do nichž je pomocí transportérů 6 ve formě skleněných trubic dávkováno sušidlo 7 (molekulové síto CALSIT 5, tj. křemičitan vápenato-hlinitý, tepelně upravené vystavením teplotě 250 °C po dobu 2 hodin) v množstvích, jenž zabraňují dosažení rosného bodu v atmosféře peroxyboxu.

Podložky 27 (podložní mikroskopické sklíčko nebo jiný vhodný inertní povrch) s naneseným vzorkem zkoumané organické látky jsou umístěny do držáků 28 (mřížovma z nerezové oceli, tzv. tahokov) příslušné komory 29 nerezového nosiče 30. V laboratorním peroxyboxu se nacházejí dva nosiče 30, z nichž každý disponuje pěti komorami 29. Do každé z těchto komor 29 lze umístit současně čtyři podložky 27 se vzorky, čímž je zaručena dostatečná věrohodnost měření. Jednotlivé komory 29 jsou od sebe odděleny teflonovým těsněním 31 a vitonovým O-kroužkem 32 (obrázek 3). Nosiče 30 jsou do boxu zavedeny přes trubice 10 a postupně po vodicích tyčích 33 zcela zasunuty do vnitřního prostoru boxu. Zpětně umožňuje postupné vysunování nosiče 30 vyjímání podložek 27 se vzorky z atmosféry VPHP (z prostoru boxu) během dekontaminačního cyklu. Komora 29 se vzorkem je nejprve povytažena do trubice 10 pod aerační otvor 34 umístěný v trubici 10. kde pomocí profuku vzduchem dochází ke snížení koncentrace par peroxidu vodíku na bezpečnou úroveň (obrázek 3). Poté dalším popotáhnutím nosiče 30 je možné komoru 29 zcela vysunout z trubice 10, z držáku 28 odebrat podložku 27 se vzorkem a ten podrobit příslušné analýze. Aby při vysouvání jednotlivých vzorků nevznikl v zařízení podtlak, je na trubici 11, umístěné v protější boční stěně peroxyboxu vzhledem k trubicím JO, nasazen kompenzační polypropylenový vak 12. který při vysunování komor 29 mimo peroxybox, k odebrání vzorků z podložek 27, snižuje svůj objem a zajišťuje tak neměnnost atmosférického tlaku v zařízení.

Kohout 35 pro vstup kondicionovaného vzduchu je umístěn u dna svislé stěny boxu pod trubicemi 10 a kohout 36 pro výstup kondicionovaného vzduchu se nachází v homí Části protilehlé stěny boxu nad trubicí U- Tyto kohouty lze použít jednak pro kondicionaci, tedy nastavení počáteční relativní vlhkosti v atmosféře boxu před zavedením dekontaminačního Činidla, ale také pro aeraci celého peroxyboxu po ukončení dekontaminačního cyklu, a to způsobem, kdy je kohoutem 35 zaváděn do boxu technický vzduch z tlakové lahve a kohoutem 36 odchází vzduch nasycený parami peroxidu vodíku z boxu do probublávačky, obsahující přesycený vodný roztok manganistanu draselného nebo suspenzi oxidu manganičitého ve vodě a dále do digestoře.

Nej vhodnějším keramickým materiálem pro odpařovací povrch k nakapávání vodného roztoku peroxidu vodíku je nízkopovrchová alumina (2,7 m²/g), tedy vysoce odolný a vzhledem k peroxidu vodíku vysoce kompatibilní α-oxid hlinitý, tvarovaný do formy nudliček. Výška vrstvy

-6CZ 21170 Ul aluminy se pohybuje v rozmezí od 0,5 do 2 cm (25 až 100 g), v závislosti na očekávaném množství dávkovaného kapalného roztoku peroxidu vodíku do boxu.

Příklad 2

Výhodné provedení podle předkládaného technického řešení je znázorněno na obrázku 4. Labo5 ratomí peroxybox volitelně umožňuje využití synergického účinku UV záření v kombinaci s parami peroxidu vodíku (fotooxidace) pro degradaci organických kontaminantu. Ve víku 2 boxu jsou zabudovány dvě 15W nízko-tlaké rtuťové výbojky 37 (Welux LT 15W/UV-C), emitující záření především v oblasti 254 nm, tj. UV-C germicidní záření. Tyto výbojky 37 nepřicházejí do přímého kontaktu s parami peroxidu vodíku, ale jsou umístěny ve skleněných komorách 38, které io jsou připevněny na spodní Část víka 2 boxu, jejichž dno je tvořeno křemenným sklem 39 propouštějícím záření uvedené vlnové délky (obrázek 5). Aby nedocházelo k nežádoucímu ohřevu dekontaminační atmosféry uvnitř boxu, jsou výbojky 37, upevněné v komorách prostřednictvím pomocných klem 40, ve svrchní části obaleny měděným pláštěm 41, na jehož povrchu se nachází měděná trubka 42, ve které proudí cirkulující voda z vodní lázně 43, zajišťující účinné chlazení, is Měděný plášť 41 rovněž chrání obsluhu zařízení před nebezpečným ozářením. Délka světelné dráhy v základním postavení výbojek 37 je rovna 6 cm (intenzita dopadajícího UV-C záření je 2,50 ± 0,01 mW/cm²). Jednoduchou změnou polohy klem 40, tedy odsunutím, či přiblížením výbojky 37 směrem od, nebo ke křemennému dnu skleněné komory 38, nebo změnou výšky podložky 27 na držáku 28 (pomocí přídavných podložek vhodně vytvarovaných z tahokovu z nerezové oceli) nosiče 30, lze libovolně měnit intenzitu dopadajícího UV-C záření (přibližně v rozmezí od 0,1 až do 4 mW/cm²). Pro zachování neměnné intenzity dopadajícího záření během dekontaminačního procesu jsou využívány pouze tři prostřední komory 29 na každém z nosičů 30 (dohromady tedy šest komor). Výbojky rovněž disponují vlastním externím zdrojem 44. Příklad 3

Laboratorní peroxybox lze výhodně použít k monitorování synergického účinku chemických aditiv (např. primárních, sekundárních a terciárních aminů) na efektivitu VPHP k degradaci chemického kontaminantu. Na odpařovací povrch 14 se nadávkuje definovaný objem vodného roztoku peroxidu vodíku a pomocí polypropylenové injekční stříkačky se v časovém odstupu od 0 do 45 minut aplikuje teflonovou kanylou 8 na stejný odpařovací povrch 14 vodný roztok pří30 dávného chemického aditiva.

Průmyslová využitelnost

Uvedené zařízeni lze využít především v institucích, pracujících s rizikovými látkami, ať už biologického Či chemického původu, jejichž hlavním cílem je účinně dekontaminovat povrchy znečištěné těmito látkami, tedy likvidovat tyto látky, popř. převádět tyto látky na látky méně toxické a vytvářet preventivní opatření, vedoucí k eliminaci těchto látek v případě jejich nežádoucího úniku do životního prostředí (průmyslová havárie, teroristický útok aj.). Možnými upotřebiteli tak mohou být především instituce z farmaceutického, zdravotnického, veterinárního, potravinářského a armádního sektoru.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   40 1. Zařízení pro řízenou degradaci chemických kontaminantů parami peroxidu vodíku, tvořené boxem z tabulí (1), slepených do tvaru pravidelného kolmého rovnoběžnostěnu, jehož jedinou odnímatelnou částí je svrchní víko (
2. 2), opatřené otvory různých velikostí, pro připojení k boxu různých monitorovacích jednotek s externí měřicí sondou jako teploměr (3), vlhkoměr (4), sonda (5) pro měření koncentrace par peroxidu vodíku a přídavná zařízení, jako transportéry (6) sušidla

   -7CZ 21170 Ul (7), dávkovači kanyla (8) roztoku peroxidu vodíku, přiváděného z membránového dávkovacího čerpadla (13), umístěného rovněž vně víka (2), přičemž pryžové těsnění (9) zajišťuje plynotěsnost víka (2), přičemž uvnitř boxu jsou na jeho dně symetricky umístěny sušicí jednotky (26), do nichž je pomocí transportérů (6) dávkováno sušidlo (7), přičemž vstup a výstup kondicionova5 ného vzduchu je zajištěn kohouty (35, 36) uspořádanými ve svislých protilehlých stěnách boxu a zdroj (24) elektrické energie boxu je umístěn pod kostrou boxu, vyznačující se tím, že dávkovači kanyla (8) ústí uvnitř boxu nad stojánkem (16), upevněným do středu dna boxu, na který jsou postupně směrem od kanyly (8) uchyceny síťka (15), nesoucí odpařovací povrch (14), a síťka (18), pod níž je umístěn ventilátor (17) zajišťující proudění vzduchu ke dnu boxu a proío pojený s hnacím motorem (19), který je vybavený vlastním externím chlazením (23) a který je umístěn pod kostrou boxu, přičemž stěny boxu jsou opatřeny izolačním pláštěm (22) a ve dně boxuje umístěno regulovatelné topení (25), přičemž na jedné svislé stěně boxu je jeden otvor, do kterého je vlepena trubice (11) na níž je připojen kompenzační vak (12) a na protilehlé svislé stěně boxuje alespoň jeden otvor, do kterého je vlepena trubice (10) umožňující zavádění a vy15 jímání vzorků dovnitř a vně boxu, která je opatřena aeračním otvorem (34), přičemž přes trubici (10) je do boxu po vodicí tyči (33) zaveden nosič (30), na kterém jsou uspořádány komory (29), v komorách (29) jsou umístěny držáky (28), na nichž jsou upevněny podložky (27) se vzorky, přičemž komory (29) jsou od sebe odděleny těsněním (31) a O-kroužkem (32), přičemž víko boxu (2)je s výhodou opatřeno zdrojem ultrafialového světla.

   20 2. Zařízení pro řízenou degradaci chemických látek parami peroxidu vodíku podle nároku 1, vyznačující se tím, že box z tabulí (1), trubice (10) k zavádění a vyjímání vzorků a trubice (11) pro kompenzační vak jsou skleněné.
3. 3. Zařízení pro řízenou degradaci chemických látek parami peroxidu vodíku podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že odpařovací povrch (14) na síťce (15) je tvořen poréz25 ním savým materiálem.
4. 4. Zařízení pro řízenou degradaci chemických látek parami peroxidu vodíku podle nároku 1,2 nebo 3, vyznačující se tím, že porézním savým materiálem odpařovacího povrchu (14) je porézní savý keramický materiál.
5. 5. Zařízení pro řízenou degradaci chemických látek parami peroxidu vodíku podle nároků 1

   30 až 4, vyznačující se tím, že mezi podložkou (27) se vzorkem a držákem (28) je umístěna alespoň jedna přídavná podložka.
6. 6. Zařízení pro řízenou degradaci chemických látek parami peroxidu vodíku podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že víko (2) boxu je opatřeno dvěma skleněnými komorami (38), jejichž dno tvoří křemenné sklo (39) a v nichž jsou pomocnými kle35 mami (40) upevněny rtuťové výbojky (37) jako zdroj ultrafialového světla, které jsou ve vrchní části opatřeny kovovým pláštěm (41) a kovovou trubkou (42) pro cirkulující chladicí vodu z externí vodní lázně (43) a jsou napájeny externím zdrojem (44).