DE102016008324A1

DE102016008324A1 - Desinfektionsvorrichtung und Desinfektionsverfahren

Info

Publication number: DE102016008324A1
Application number: DE102016008324.7A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kling
Original assignee: Lengmo GmbH
Current assignee: Lengmo GmbH
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11
Also published as: WO2018007557A1; EP3481438A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsvorrichtung (100) umfassend ein Gehäuse (10), umfassend wenigstens eine Wandung (12), die einen Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) von einer Außenumgebung (23) der Desinfektionsvorrichtung (100) trennt, mit wenigstens einem Einlass (14)/Auslass (16) für ein oder mehrere Gas(e), einschließend Sauerstoff, in den Innenraum (22) bzw. aus dem Innenraum (22); wenigstens einen Zugang/Abgang (18) für zu desinfizierendes Gut (G) zu/aus dem Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100); wenigstens eine im Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) angeordnete erste Strahlungsquelle (24), die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon in der sauerstoffhaltigen Gasphase erlaubt; wenigstens eine im Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) angeordnete zweite Strahlungsquelle (34), die befähigt ist, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Zersetzung von Ozon unter Bildung von aktivem Sauerstoff in der Gasphase erlaubt; und eine oder mehrere Einrichtung(en), die ein Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen (24, 34) und/oder der Desinfektionseinrichtung (100) erlaubt/erlauben, sowie ein Desinfektionsverfahren unter Verwendung der genannten Desinfektionsvorrichtung (100).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Desinfektionsvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit der eine Desinfektion mittels Einwirken zumindest eines speziellen Desinfektionsmittels aus der Gasphase erreicht werden kann. Noch spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Desinfektionsvorrichtung, mittels derer aktiver Sauerstoff aus der Excimer-Bestrahlung einer Sauerstoff enthaltenden Gasphase und aus dem Zerfall von Ozon in einer Sauerstoff enthaltenden Gasphase auf zu desinfizierendes Gut – im weitesten Sinn – einwirkt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Desinfektionsverfahren, das mittels der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung durchgeführt werden kann.
Ozon (Trisauerstoff) ist ein bei Normalbedingungen (Raumtemperatur, Normdruck von 1 bar ≈ 1000 hPa) gasförmig vorliegender Stoff. Ozon wird großtechnisch durch Elektrolyse von Schwefelsäure, durch Photolyse oder durch stille elektrische Entladung von Luft hergestellt.
Ozon hat ein hohes Potential der Abtötung von Viren, Bakterien und Pilzen. Es war daher bereits im Stand der Technik Gegenstand von Überlegungen, auch im medizinischen Bereich und/oder im Zusammenhang mit Gegenständen, die körpernah zum Einsatz kommen, eine Desinfektion mittels Kontakt mit separat erzeugtem Ozon zu bewirken. Hindernis für einen Einsatz von Ozon zur Desinfektion im Dauereinsatz war und ist die Gefahr, dass die Verwendung von ozonhaltigen Systemen mit dem Risiko eines Entweichens des O₃-Gases in die Umgebung, regelmäßig in die Arbeitsumgebung, verbunden ist. Es erfordert daher immer einen zusätzlichen Aufwand, eine Ozon-Exposition von Menschen, beispielsweise durch das Einatmen von Ozon, selbst in geringen Konzentrationen, zu vermeiden. Das war und ist wegen der Gesundheitsschädlichkeit des Ozons unerwünscht.
Die Entkeimungswirkung von ultravioletter Strahlung ist ebenfalls bekannt. Wirksame Entkeimungs- und Desinfektionsprozesse lassen sich bei Verwendung von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 280 nm (UV-C-Bereich) durchführen.
In Gas-Systemen, die molekularen Sauerstoff enthalten oder aus diesem bestehen, lässt sich Ozon unter kontrollierten Bedingungen u. a. durch Einstrahlen von kurzwelliger ultravioletter Strahlung erzeugen. Andererseits zerfällt Ozon – bei Einstrahlen ultravioletter Strahlung – in Sauerstoff. Dies folgt – allgemein betrachtet – der (reversiblen, von links nach rechts endothermen) chemischen Gleichung 1:
Konkret kann bei der Einstrahlung von sehr kurzwelliger Strahlung (< 175 nm) aktiver Sauerstoff der angeregten Zustände O(³P) und O(¹D) gebildet werden (Gleichung 2): O₂(³Σ_g ^–) → O(³P) + O(¹D) (Gleichung 2)
Weiter wird aus O₂ und O Ozon (O₃) gebildet. Es konnte festgestellt werden, dass beim Zerfall von Ozon durch Bestrahlen mit Licht von Wellenlängen < 265 nm ebenfalls aktiver Sauerstoff entsteht (Gleichung 3): O₃(¹A) + hv → O₂(¹Σ_g ^–) + O(¹D) (Gleichung 3)
Die Desinfektion von zu desinfizierenden Gegenständen (z. B. Gebrauchsgegenständen wie Kämmen oder ärztlichen Instrumenten), Hautpartien (wie z. B. Händen und Armen von Pflegepersonal oder Küchen-Arbeitspersonal) oder Flächen (z. B. Arbeitsflächen im Labor und in der ärztlichen Praxis und im Klinik-, Heim- oder Küchen-Bereich) kann also nur dann praktisch gelingen, wenn ein Entweichen von aktivem Sauerstoff aus einer Desinfektionsvorrichtung in die (Arbeits-)Umgebung zuverlässig verhindert werden kann.
Des Weiteren war sicherzustellen, dass im Innenraum einer Desinfektionsvorrichtung eine gewisse Konzentration an aktivem Sauerstoff und auch ansonsten reproduzierbare Bedingungen (Druck, Temperatur, Feuchtigkeit) herrschen, um kontrollierbar konstante Bedingungen für einen der Arbeitsroutine unterliegenden Desinfektionsvorgang einhalten und gleichbleibende Desinfektions-Ergebnisse erreichen zu können.
Überraschend wurde nun gefunden, dass die vorstehend genannten Aufgaben – und weitere Aufgaben der Erfindung – gelöst werden können mit der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung und mit dem mit einer derartigen Vorrichtung durchführbaren Desinfektionsverfahren gemäß der Erfindung. Insbesondere erwies sich als vorteilhaft, aktiven Sauerstoff durch in-situ-Photolyse von Sauerstoff der Luft durch VUV-Strahlung zu erzeugen und gleichzeitig mit dem Einsatz von UV-Strahlung das gebildete Ozon zu aktivem Sauerstoff gezielt abzubauen (Gleichung 3). Die UV-Strahlung wirkt zusätzlich desinfizierend.
Die Erfindung betrifft daher eine Desinfektionsvorrichtung, umfassend

– ein Gehäuse, umfassend wenigstens eine Wandung, die einen Innenraum der Desinfektionsvorrichtung von einer Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung trennt, mit
– wenigstens einem Einlass/Auslass für ein oder mehrere Gas(e), einschließend Sauerstoff, in den Innenraum bzw. aus dem Innenraum;
– wenigstens einen Zugang/Abgang für zu desinfizierendes Gut zu/aus dem Innenraum der Desinfektionsvorrichtung;
– wenigstens eine im Innenraum der Desinfektionsvorrichtung angeordnete erste Strahlungsquelle, die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon in der sauerstoffhaltigen Gasphase erlaubt; und
– wenigstens eine im Innenraum der Desinfektionsvorrichtung angeordnete zweite Strahlungsquelle, die befähigt ist, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Zersetzung von Ozon unter Bildung von aktivem Sauerstoff in der Gasphase erlaubt; und
– eine oder mehrere Einrichtung(en), die ein Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen und/oder der Desinfektionseinrichtung erlaubt/erlauben.

In besonderen Ausführungsformen betrifft die Erfindung eine wie nachfolgend näher beschriebene Geräte-Desinfektionsvorrichtung, die Einrichtungen zum Einführen und Entnehmen von zu desinfizierendem Gut in den Innenraum und aus dem Innenraum umfasst. Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Geräte-Desinfektionsvorrichtung umfasst mindestens eine dicht verschließbare Öffnung in der Wandung oder umfasst ein Gehäuse, das durch Klappen oder Schwenken oder Rollen von Teilen des Gehäuses geöffnet und wieder verschlossen werden kann.
In weiteren besonderen Ausführungsformen betrifft die Erfindung weiter eine wie nachfolgend näher beschriebene Haut-Desinfektionsvorrichtung, vorzugsweise Körperhaut-Desinfektionsvorrichtung, insbesondere Hand- und Unterarm-Desinfektionsvorrichtung, die eine oder mehrere Öffnung(en) zum Einführen oder Herausnehmen eines oder mehrerer Körperteil(e), insbesondere der Hände und Unterarme, von der Außenumgebung in den Desinfektionsmittelvorrichtungs-Innenraum und vom Innenraum der Desinfektionsvorrichtung in die Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung umfasst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den von Patentanspruch 1 abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 definiert.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Desinfektionsverfahren unter Verwendung von aktivem Sauerstoff und Ozon als desinfizierendes Mittel in einer Sauerstoff und gegebenenfalls weitere(s) Gas(e) enthaltenden Gasmischung in einem im Wesentlichen gegenüber der Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung durch mindestens eine Wand abgeschlossenen Innenraum der Desinfektionsvorrichtung, wobei man das zu desinfizierende Gut der Einwirkung von aktivem Sauerstoff und/oder Ozon, der/das durch Bestrahlen einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre mit Vakuum-Ultraviolett-Strahlung durch eine erste Strahlungsquelle in situ erzeugt wird, in vorbestimmter Konzentration über eine vorbestimmte Zeit und unter definierter Atmosphäre aussetzt, und der Einwirkung von aktivem Sauerstoff, der durch gezieltes Bestrahlen der Ozon enthaltenden Atmosphäre durch Ultraviolett-Strahlung durch eine zweite Strahlungsquelle in situ erzeugt wird, in vorbestimmter Konzentration über eine vorbestimmte Zeit und unter definierter Atmosphäre aussetzt.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Desinfektionsverfahrens sind in den von Patentanspruch 12 abhängigen Ansprüchen 13 bis 15 definiert.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben. Die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung betreffen jedoch beispielhafte, dem besseren Verständnis der Erfindung dienende und die Erfindung in keiner Weise beschränkende Ausführungsformen. In den Figuren zeigen:
1 eine schematische Schnittzeichnung einer allgemeinen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung;
2 eine schematische Schnittzeichnung einer Ausführungsform einer Geräte-Desinfektionsvorrichtung; und
3 eine schematische Schnittzeichnung einer Ausführungsform einer Haut-Desinfektionsvorrichtung, insbesondere einer Hände- und Unterarm-Desinfektionsvorrichtung.
Für die weitere detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen wird nun Bezug auf 1 genommen, ohne die Erfindung auf eine Desinfektionsvorrichtung 100 mit dem in 1 gezeigten Aufbau zu beschränken.
Eine Desinfektionsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung umfasst ein von mindestens einer Wandung 12 umgebenes Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 umfasst mindestens eine Wandung 12, die den Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 von der Außenumgebung 23 der Desinfektionsvorrichtung 100 trennt.
Das Gehäuse 10 der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 kann jede beliebige zweckmäßige Form haben und kann beispielsweise Rechteck-Form (Würfel, Quader) haben oder kann halbrunde (Halbkugel), umgekehrt halbrunde (umgekehrte Halbkugel-(z. B. Wannen-)) oder runde (Kugel) Form haben. Ein Fachmann kann die Form der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung aus ihm bekannten zweckmäßigen Formen frei wählen und ist bei der Wahl in keiner Weise beschränkt, insbesondere nicht auf die in 1 gezeigte Quaderform. Dementsprechend hat das Gehäuse 10 einer erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 mindestens eine Wand 12, beispielsweise eine Wand 12 (Kugel), zwei Wände 12 (Halbkugel), vier Wände (Tetraeder), sechs Wände (Quader, wie im schematischen Querschnitt von 1 gezeigt), ohne die Erfindung auf diese Formen zu beschränken.
Wie aus 1 ersichtlich, trennt das mindestens eine Wand oder Wandung 12 umfassende Gehäuse 10 den Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 gegenüber der Außenumgebung 23. Die Begriffe „trennt” und „trennen” und „trennend”, wie sie in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet werden, werden für die vorliegende Erfindung dahingehend verstanden, dass – außer an den dafür besonders vorgesehenen Stellen – der Gasraum des Innenraums 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 und der Gasraum der Außenumgebung 23 der Desinfektionsvorrichtung 100 nicht im Sinne eines ohne Weiteres möglichen Gasaustausches miteinander in Verbindung stehen. Im Innenraum 22 der Vorrichtung 100 gebildetes oder den Innenraum 22 der Vorrichtung 100 füllendes Gas, insbesondere Ozon-haltiges, aktiven Sauerstoff enthaltendes oder aus Ozon bestehendes Gas im Innenraum 22 der Vorrichtung 100 verlässt diesen Innenraum 22 nicht durch die mindestens eine Wand 12, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Auslässe(n) 16, die nachfolgend erläutert werden. Genauso wenig kann in der Außenumgebung 23 der Desinfektionsvorrichtung 100 vorhandenes Gas in den Innenraum 22 der Vorrichtung 100 eindringen, insbesondere nicht durch die mindestens eine Wand oder Wandung 12, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Einlässe(n) 14, die nachfolgend erläutert werden.
Für den Einlass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen von der Außenumgebung 23 in den Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 einerseits und für den Auslass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen vom Innenraum 22 in die Außenumgebung 23 der Desinfektionsvorrichtung 100 wird erfindungsgemäß ein Einlass 14 bzw. Auslass 16 an der Wand 12 bzw. durch die Wand 12 des Gehäuses 10 der Desinfektionsvorrichtung vorgesehen. Möglich sind auch je ein Einlass 14 und ein Auslass 16 getrennt voneinander. Die genaue Zahl von Einlässen 14 oder Auslässen 16 kann der Fachmann den Gegebenheiten entsprechend auswählen; deren Zahl ist weder durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen noch durch die Figuren beschränkt. Naturgemäß hängen die Zahl der Einlässe 14 und die (davon unabhängige) Zahl der Auslässe 16 von der Größe (beispielsweise dem Innenvolumen) der Desinfektionsvorrichtung 100, von der Menge des/der passierenden Gase(s) und gegebenenfalls auch noch von anderen Parametern ab; in aller Regel – ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken – wird jedoch ein Einlass 14 und ein Auslass 16 ausreichen, um benötigte Gasmengen passieren zu lassen. Bei entsprechender Einrichtung der Technologie ist sogar ein einziger Durchlass 14/16 durch die Wand 12 bzw. durch eine Wand 12 denkbar, der – beispielsweise abwechselnd – sowohl als Einlass 14 als auch als Auslass 16 eines Gases oder einer Mischung mehrere Gase genutzt werden kann.
Welcher Art der/die erfindungsgemäß vorhandene(n) wenigstens eine Einlass 14 bzw. Auslass 16 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen ist/sind, ist dem Fachmann in diesem technischen Bereich geläufig und kann den Gegebenheiten entsprechend gewählt werden. Denkbare Beispiele ist/sind beispielsweise ein Ventil oder mehrere Ventile, das/die beispielsweise für die Doppelnutzung als Einlass 14 und Auslass 16 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen auch als Mehrweg-Ventil(e) ausgestaltet sein kann/können. Ein Ventil bzw. mehrere Ventile ist/sind auch deswegen bevorzugt, weil am Einlass bzw. Auslass von Gas(en) in die bzw. aus der erfindungsgemäße(n) Desinfektionsvorrichtung 100 u. U. auch Ozon, aktiver Sauerstoff oder andere, der menschliche Gesundheit (und damit auch der Arbeitsumgebung) nicht unbedingt förderliche Gase beteiligt sein kann/können, deren freies Einströmen in den Innenraum 22 der Vorrichtung 100 bzw. freier Austritt in die Außenumgebung 23 der Vorrichtung 100 unerwünscht ist. Ventile erlauben nicht nur eine Steuerung, beispielsweise eine Dosierung, der durchfließenden Gasmenge, sondern bieten auch eine leckfreie Verbindung zwischen den Gasräumen innerhalb (22) und außerhalb (23) der Desinfektionsvorrichtung 100.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, kann der Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 eine Einrichtung 42 umfassen, die einer schnellen, homogenen Verteilung von in den Innenraum 22 einströmendem Gas oder einer mehrere Gase umfassenden Gasmischung im Innenraum der Desinfektionsvorrichtung 100 und/oder der homogenen Verteilung von im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 aktivem Sauerstoff und/oder generiertem Ozon und/oder der Aufrechterhaltung gleicher sonstiger Reaktionsbedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt usw.) im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 dienen kann. Solche Verteil-Einrichtungen 42 sind dem Fachmann im Grundsatz bekannt und können daher den Gegebenheiten entsprechend hinsichtlich Art, Funktionsweise und Dimensionierung vom Fachmann frei gewählt werden. Zur Verteilung von einem oder mehreren Gasen kann/können beispielsweise ein oder mehrere Ventilator(en), Gebläse 42 oder ein oder mehrere glatte(s) oder mit Verwirbelungen ermöglichenden Einrichtungen versehene(s) Leitblech(e) oder auch eine oder mehrere Strahldüse(n) im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 dienen. Eine oder mehrere der genannten Einrichtungen 42 kann/können an dafür passenden Stellen im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 positioniert vorgesehen werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige beispielhafte Einrichtungen 42 zur homogenen Verteilung von Gasen im Innenraum 22 der Vorrichtung 100 beschränkt.
Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass Ozon, aktiver Sauerstoff und Luft unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen; die gleichmäßige Verteilung der Gase im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 ist bei der Anordnung von Verteil-Vorrichtungen 42 besonders zu berücksichtigen. Zum Erreichen einer Desinfektion mittels der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 ist es erforderlich, zu desinfizierende Geräte (G) oder – allgemein – zu desinfizierendes Gut (G) im weitesten Sinn in den Innenraum 22 des Desinfektionsvorrichtung 100 einzubringen, wo sie/es mit dem zu generierenden Desinfektionsmittel aktiver Sauerstoff und/oder Ozon und mit UV-Strahlung in Kontakt gebracht werden können/kann. Zum Zweck der Verbringung des zu desinfizierenden Guts (G) in den Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 umfasst letztere wenigstens einen Zugang/Abgang 18. Geeignete Zugänge/Abgänge 18 kennt ein in diesem technischen Gebiet bewanderter Fachmann und kann sie ohne Beschränkung den Gegebenheiten des Einzelfalls entsprechend anhand geeigneter Kriterien auswählen. Zu diesen Kriterien gehören beispielsweise die Größe und Komplexität des zu desinfizierende Guts (G) – im weitesten Sinn. Als Zugänge oder Abgänge 18 geeignet sind beispielsweise verschließbare Türen oder Deckel 18 in der Gehäusewand 12 oder der Gehäusewand 12 vorgelagerte Schleusen. Die genannten Beispiele beschränken jedoch die Erfindung nicht.
Die erfindungsgemäße Desinfektionsvorrichtung 100 umfasst weiter als essentielle Einrichtung wenigstens eine im Innenraum 11 des Gehäuses 10 angeordnete Strahlungsquelle 24. Diese ist befähigt, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die direkte und schnelle Bildung von aktivem Sauerstoff aus Ozon in der Gasphase in exakt vorgebbaren Mengen erlaubt. Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, Ozon bzw. aktiven Sauerstoff in guter Quantenausbeute bei geeigneten Wellenlängen des Vakuum-ultravioletten Lichts generierenden Strahlungsquellen, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von VUV-Licht die Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe und/oder Form der Vorrichtung) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon mindestens ein Excimer-Strahler 24 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren mit Xenon-Gas betriebene Excimer-Strahler Temperaturunabhängig energiereiche (> 7 eV) sogenannte VUV-Strahlung, besonders bevorzugt mit einer Wellenlänge von λ = 172 nm. Bruchteile von Sekunden (im Nanosekunden-Bereich) nach Einschalten eines Excimer-Strahlers wird VUV-Strahlung auf im Gasraum vorhandenen Sauerstoff eingestrahlt. Dieser wird angeregt und so aktiver Sauerstoff und Ozon erzeugt. Die eingestrahlte Energie ermöglicht die definierte Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon, beispielsweise in einem Sauerstoff enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100, ohne eine Bildung von Stickoxid aus dem (ebenfalls in der Luft enthaltenen) Stickstoff zu bewirken.
Für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 reicht es aus, dass eine einzige, zur Bildung von Ozon gemäß der obigen Gleichung zu einer Emission von VUV-Strahlung befähigte Strahlungsquelle 24, weiter bevorzugt ein Excimer-Strahler 24, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt: Ein Fachmann kann deren Zahl den Gegebenheiten des Einzelfalls anpassen, beispielsweise der Größe der Desinfektionsvorrichtung 100, ohne auf die Zahl „eine Strahlungsquelle 24 (z. B. ein Excimer-Strahler)” beschränkt zu sein.
Mittels der wenigstens einen im Innenraum 22 des Gehäuses 10 der Desinfektionsvorrichtung 100 angeordneten Strahlungsquelle 24, die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die Bildung von aktivem Sauerstoff bzw. von Ozon in der Gasphase erlaubt, kann für das erfindungsgemäße, unter Verwendung der Desinfektionsvorrichtung 100 durchführbare Desinfektionsverfahren, das weiter unten im Einzelnen beschrieben wird, sichergestellt werden, dass aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in der erforderlichen Konzentration im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 generiert wird und diese Konzentration über die Dauer des Desinfektionsverfahrens aufrecht erhalten wird. Selbstverständlich hängt die Konzentration von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon im gesamten Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 – neben anderen Faktoren – vom Volumen des Innenraums 22 ab.
Die Konzentration von aktivem Sauerstoff liegt eine Sekunde bis wenige Sekunden nach der Einstrahlung von VUV-Licht der genannten Wellenlänge für eine Zeit von (beispielsweise) 1 s bis 1 min, in Abhängigkeit von der Lampeneffizienz und der Betriebsweise, bei Werten im Bereich von 50 ppm bis 5000 ppm. Infolgedessen kann die Dauer des Desinfektionsverfahrens im Bereich von wenigen Sekunden bis 10 Minuten liegen, vorzugsweise im Bereich von 2 Sekunden bis 2 Minuten.
Erfindungsgemäß umfasst die Desinfektionsvorrichtung 100 zusätzlich mindestens eine weitere Strahlungsquelle 34 im Innenraum 22 des Gehäuses 10 der Desinfektionsvorrichtung 100. Diese weitere Strahlungsquelle 34 ist befähigt, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die den kurzzeitigen, durch Licht induzierten Zerfall von Ozon zu Sauerstoff unter gleichzeitiger Bildung weiteren aktiven Sauerstoffs (siehe die obige Gleichung 3) erlaubt. Damit kann man nicht nur die Konzentration von aktivem Sauerstoff auf einen für konstante Desinfektionsbedingungen erforderlichen Wert des aktiven Sauerstoffs einregulieren (siehe obige Reaktionsgleichung 3), sondern auch überschüssiges Ozon am Ende des Desinfektionsvorgangs in Sauerstoff umwandeln. Deswegen tritt kein Ozon in die Außenumgebung 23 der Desinfektionsvorrichtung 100 aus, wenn der Desinfektionsvorgang abgeschlossen ist.
Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, Ozon bei geeigneten Wellenlängen des ultravioletten Lichts in Sauerstoff umsetzenden Strahlungsquellen 34, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von UV-Licht die Umsetzung von Ozon in Sauerstoff in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen 34 zur Umsetzung von Ozon in Sauerstoff den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe oder der Form der Vorrichtung) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur gezielten Umwandlung von Ozon zu aktivem Sauerstoff und damit zu einer geregelten Reduzierung der Ozon-Konzentration mindestens ein UV-Strahlung emittierender Niederdruck-Strahler 34 verwendet, beispielsweise ein Quecksilber-Niederdruckstrahler (9 W) der Firma Osram (HNS, betrieben mit einem geeigneten elektrischen Vorschaltgerät). Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren geeignete UV-Niederdruckstrahler UV-Strahlung einer Wellenlänge von λ = 254 nm. Dies ermöglicht die Bildung von Sauerstoff aus Ozon gemäß der obigen Gleichung 3, beispielsweise in einem Ozon enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100. Dadurch wird im Betrieb sowohl die Konzentration an Ozon bzw. aktivem Sauerstoff reguliert, als auch reagiert eventuell noch vorhandenes Ozon vor Abschluss des Desinfektionsvorgangs zu Sauerstoff ab.
In aller Regel reicht es für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 aus, dass eine einzige, zum Abbau von Ozon gemäß der obigen Gleichung 3 zu einer Emission von UV-Strahlung befähigte weitere Strahlungsquelle 34, weiter bevorzugt ein UV-Hg-Niederdruckstrahler 34, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann mehrere derartige Strahlungsquellen 34, beispielsweise zwei oder mehr weitere UV-Niederdruckstrahler 34, aufweisen, was der Fachmann den Gegebenheiten des Einzelfalls, beispielsweise der Größe und/oder der Form der Desinfektionsvorrichtung 100, anpassen kann.
Um die Bestrahlungsstärke zu verbessern, können die Wände des Innenraums 22 der Desinfektionsvorrichtung 100 mit reflektierenden Elementen versehen werden. Solche reflektierenden Elemente kennt der Fachmann aus der Praxis und kann sie den Gegebenheiten und Erfordernissen entsprechend anpassen. Beispiele für reflektierende Elemente sind reflektierende Materialien enthaltende Wandelemente (z. B. verspiegeltes Aluminium mit passivierender Oberfläche) oder metallisierte Kunststoff-(PC- oder PP-)Flächen. Die reflektierenden Elemente können insbesondere befähigt sein, eine gerichtete Reflexion der Strahlung herbeizuführen.
Wie dem Fachmann bekannt ist, hängt der Erfolg von Desinfektionsverfahren neben einer ausreichenden Desinfektionsmittel-Konzentration auch von anderen Verfahrens-Parametern ab. Als solche sind beispielsweise der Druck, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Atmosphäre des Desinfektionsraums zu nennen. Selbstverständlich ist der Erfolg des Desinfektionsverfahrens auch stark vom Typ des/der abzutötenden Keime(s) abhängig.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass in Raumluft (im Innenraum 22 der Desinfektionsvorrichtung 100) bei Wahl der genannten Verfahrensparameter im Bereich von Raumtemperatur (25°C) und 60% Luftfeuchtigkeit sehr gute Desinfektionsergebnisse erzielt werden, wie beispielsweise eine Keimreduktion von > 4 log-Stufen. Dies wird beispielsweise in den experimentellen Beispielen nachfolgend weiter im Einzelnen erläutert. So konnte mit der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 innerhalb einer Prozesszeit von 4 Sekunden eine Keimreduktion (E. coli) um mehr als 4 log-Stufen erreicht werden.
Die Desinfektionsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung umfasst als essentielle Komponente auch eine Steuerung. Diese steuert selbständig oder Sensorgesteuert, den Betrieb der UV-Strahlung emittierenden Strahlungsquellen 24, 34, um optimale Entkeimungs-Ergebnisse zu erzielen. Die Steuerung kann auch den Betrieb anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung steuern, beispielsweise der Verteilungs-Einrichtungen 42.
Darüber hinaus kann eine Steuerung den Prozess überwachen (z. B. zur Einhaltung bestimmter Prozessparameter, Temperatur, Feuchtigkeit) und im Notfall, beispielsweise bei Ozon-Austritt, eine Sicherheitsabschaltung bewirken.
Die Steuerung kann zentral angelegt sein oder als Mikrocontroller in die einzelnen elektronischen Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte) einer Strahlungsquelle oder einer Gruppe von Strahlungsquellen oder anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung 100 integriert sein. Eine zentrale Steuerung kann innerhalb der Desinfektionsvorrichtung 100 oder außerhalb angeordnet sein.
In einer besonderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung als Desinfektionsvorrichtung eine Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 mit den in der vorstehenden Beschreibung näher definierten essentiellen und/oder bevorzugten Merkmalen. Ein anschauliches, jedoch nicht beschränkendes Beispiel einer solchen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 ist in 2 gezeigt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 weiter im Einzelnen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 umfasst, wie die oben allgemein beschriebene Desinfektionsvorrichtung 100, ein von mindestens einer Wandung 212 umgebenes Gehäuse 210. Das Gehäuse 210 umfasst mindestens eine Wandung 212, die den Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 von der Außenumgebung 223 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 trennt.
Das Gehäuse 210 der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 kann jede beliebige zweckmäßige Form haben, beispielsweise – ohne Beschränkung – Rechteck-Form (Würfel, Quader) oder halbrunde (Halbkugel), umgekehrt halbrunde (umgekehrte Halbkugel-(z. B. Wannen-)) oder runde (Kugel) Form haben. Ein Fachmann kann die Form der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 aus ihm bekannten zweckmäßigen Formen frei wählen und ist bei der Wahl in keiner Weise beschränkt, insbesondere nicht auf die in 2 gezeigte Quaderform. Dementsprechend hat das Gehäuse 210 einer erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 mindestens eine Wand 212, beispielsweise eine Wand 212 (Kugel), zwei Wände 212 (Halbkugel), vier Wände (Tetraeder), sechs Wände (Quader, wie im schematischen Querschnitt von 2 gezeigt), ohne die Erfindung auf diese Formen zu beschränken.
Wie aus 2 ersichtlich, trennt das mindestens eine Wand oder Wandung 212 umfassende Gehäuse 210 den Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 gegenüber der Außenumgebung 223. Im Innenraum 222 der Vorrichtung 200 gebildetes oder den Innenraum 222 der Vorrichtung 200 füllendes Gas, insbesondere Ozon-haltiges, aktiven Sauerstoff umfassendes Gas oder aus Ozon bestehendes Gas im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200, verlässt diesen Innenraum 222 nicht durch die mindestens eine Wand 212, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Auslässe(n) 216, die nachfolgend erläutert werden. Genauso wenig kann in der Außenumgebung 223 der Gerätedesinfektionsvorrichtung 200 vorhandenes Gas in den Innenraum 222 der Vorrichtung 200 eindringen, insbesondere nicht durch die mindestens eine Wand oder Wandung 212, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Einlässe(n) 214, die nachfolgend erläutert werden.
Für den Einlass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen von der Außenumgebung 223 in den Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 einerseits und für den Auslass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen vom Innenraum 222 in die Außenumgebung 223 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 werden erfindungsgemäß mindestens je ein Einlass 214 und mindestens je ein Auslass 216 an der Wand 212 bzw. durch die Wand 212 des Gehäuses 210 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 vorgesehen. Möglich sind jedoch auch je ein Einlass 14 und ein Auslass 216 getrennt voneinander. Die genaue Zahl von Einlässen 214 oder Auslässen 216 kann der Fachmann den Gegebenheiten entsprechend auswählen; deren Zahl ist weder durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen noch durch die Figuren beschränkt. Naturgemäß hängen die Zahl der Einlässe 214 und die (davon unabhängige) Zahl der Auslässe 216 von der Größe (beispielsweise dem Innnenvolumen) und/oder Form der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200, von der Menge des/der passierenden Gase(s) und gegebenenfalls auch noch von anderen Parametern ab; in aller Regel – ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken – wird jedoch ein Einlass 214 und ein Auslass 216 ausreichen, um benötigte Gasmengen passieren zu lassen. Bei entsprechender Einrichtung der Technologie ist sogar ein einziger Durchlass 214/216 durch die Wand 212 bzw. durch eine Wand 212 denkbar, der – beispielsweise abwechselnd – sowohl als Einlass 214 als auch als Auslass 216 eines Gases oder einer Mischung mehrerer Gase genutzt werden kann.
Welcher Art der/die erfindungsgemäß vorhandene(n) wenigstens eine Einlass 214 bzw. Auslass 216 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen sind, ist dem Fachmann in diesem technischen Bereich geläufig und kann den Gegebenheiten entsprechend gewählt werden. Denkbare Beispiele ist/sind beispielsweise ein Ventil oder mehrere Ventile, das/die beispielsweise für die Doppelnutzung als Einlass 214 und Auslass 216 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen auch als Mehrweg-Ventil(e) ausgestaltet sein kann/können. Ein Ventil bzw. mehrere Ventile ist/sind auch deswegen bevorzugt, weil am Einlass bzw. Auslass von Gas(en) in die bzw. aus der erfindungsgemäße(n) Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 u. U. auch Ozon, aktiver Sauerstoff oder andere, der menschlichen Gesundheit (und damit auch der Arbeitsumgebung) nicht unbedingt zuträgliche Gase beteiligt sein kann/können, deren freies Einströmen in den Innenraum 222 der Vorrichtung 200 bzw. freier Austritt in die Außenumgebung 223 der Vorrichtung 200 unerwünscht ist. Ventile erlauben nicht nur eine Steuerung, beispielsweise eine Dosierung, der durchfließenden Gasmenge, sondern bieten auch eine leckfreie Verbindung zwischen den Gasräumen innerhalb (222) und außerhalb (223) der Desinfektionsvorrichtung 200.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, kann der Innenraum 222 der Gerätedesinfektionsvorrichtung 200 eine Einrichtung 242 (in 2 in der geschlossenen, gestrichelt gezeichneten Ausführungsform mit 242' bezeichnet) umfassen, die einer schnellen, homogenen Verteilung von in den Innenraum 222 einströmendem Gas oder einer mehrere Gase umfassenden Gasmischung im Innenraum 222 der Desinfektionsvorrichtung 200 und/oder der homogenen Verteilung von im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 aktivem Sauerstoff oder generiertem Ozon und/oder der Aufrechterhaltung gleicher sonstiger Reaktionsbedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt usw.) im Innenraum 222 der Gerätedesinfektionsvorrichtung 200 dienen kann. Solche Verteil-Einrichtungen 242, 242' sind dem Fachmann im Grundsatz bekannt und können daher den Gegebenheiten entsprechend hinsichtlich Art, Funktionsweise und Dimensionierung vom Fachmann frei gewählt werden. Zur Verteilung von einem oder mehreren Gasen kann/können beispielsweise ein oder mehrere Ventilator(en), Gebläse 242, 242' oder ein oder mehrere glatte(s) oder mit Verwirbelungen ermöglichenden Einrichtungen versehene(s) Leitblech(e) oder auch eine oder mehrere Strahldüse(n) im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 dienen. Eine oder mehrere der genannten Einrichtungen 242, 242' kann/können an dafür passenden Stellen im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 positioniert vorgesehen werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige beispielhafte Einrichtungen 242, 242' zur homogenen Verteilung von Gasen im Innenraum 222 der Vorrichtung 200 beschränkt.
Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass Ozon, aktiver Sauerstoff und Luft unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen; die gleichmäßige Verteilung der Gase im Innenraum 222 der Desinfektionsvorrichtung 200 ist bei der Anordnung von Verteilvorrichtungen 242 besonders zu berücksichtigen.
Zum Erreichen einer Desinfektion mittels der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 ist es erforderlich, zu desinfizierende Geräte (G) oder – allgemein – zu desinfizierendes Gut (G) im weitesten Sinn in den Innenraum 222 des Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 einzubringen, wo sie/es mit dem zu generierenden Desinfektionsmittel aktivem Sauerstoff bzw. Ozon und UV-Strahlung in Kontakt gebracht werden können/kann. Zum Zweck der Verbringung des zu desinfizierenden Guts (G) in den Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 umfasst letztere wenigstens einen Zugang/Abgang 218. Geeignete Zugänge/Abgänge 218 kennt ein in diesem technischen Gebiet bewanderter Fachmann und kann sie ohne Beschränkung den Gegebenheiten des Einzelfalls entsprechend anhand geeigneter Kriterien auswählen. Zu diesen Kriterien gehören beispielsweise die Größe, Form und Komplexität des zu desinfizierende Guts (G) – im weitesten Sinn. Als Zugänge oder Abgänge 218 geeignet sind beispielsweise verschließbare Türen oder Deckel 218 in der Gehäusewand 212 oder der Gehäusewand 212 vorgelagerte Schleusen. Die genannten Beispiele beschränken jedoch die Erfindung nicht.
2 zeigt eine Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200, deren obere Wandung als um eine Achse parallel zu einer oberen Kante des Gehäuses 210 schwenkbarer Deckel 211 ausgebildet ist – in 2 in durchgezogenen Linien halb aufgeschwenkt gezeigt und in gestrichelten Linien geschlossen gezeigt. Dieser Deckel 211 kann gegenüber den oberen Kanten der anderen Wandungen 212 mit Dichtungen 213, 213' abdichtbar sein und mit einem Sicherheitsverschluss 213, 213' verschließbar sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zusammen mit einem anderen Merkmal oder mit mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung verwirklicht sein kann, ist der vorgenannte Sicherheitsverschluss 213, 213' mit der Steuerung der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 elektronisch verbunden. Die Steuerung gestattet ein Starten des Betriebs der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 nur dann, wenn der Sicherheitsverschluss 213, 213' ordnungsgemäß verschlossen ist. Andererseits wird über die Elektronik der Geräte-Steuerung der Betrieb der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 sofort gestoppt, wenn sich der Sicherheitsverschluss 213, 213' unbeabsichtigt öffnet.
Die erfindungsgemäße Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 umfasst weiter als essentielle Einrichtung wenigstens eine im Innenraum 211 des Gehäuses 210 angeordnete Strahlungsquelle 224. Diese ist befähigt, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die schnelle Bildung von aktivem Sauerstoff in vorgegebener Konzentration aus Ozon in der Gasphase durch die Reaktion in exakt vorgebbaren Mengen erlaubt. Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, Ozon bzw. aktiven Sauerstoff in guter Quantenausbeute bei geeigneten Wellenlängen des Vakuum-ultravioletten Lichts generierenden Strahlungsquellen, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von UV-Licht die Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen zur Generierung von aktivem Sauerstoff und Ozon den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe und/oder der Form der Vorrichtung) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon mindestens ein Excimer-Strahler 224 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren mit Xenon-Gas betriebene Excimer-Strahler energiereiche (> 7 eV) sogenannte VUV-Strahlung einer Wellenlänge von λ = 172 nm. Bruchteile von Sekunden (im Nanosekunden-Bereich) nach Einschalten eines Excimer-Strahlers wird VUV-Strahlung auf im Gasraum vorhandenen Sauerstoff eingestrahlt. Dieser wird angeregt und so aktiver Sauerstoff und Ozon erzeugt. Die eingestrahlte Energie ermöglicht die definierte Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon, beispielsweise in einem Sauerstoff enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200, ohne eine Bildung von Stickoxid aus dem (ebenfalls in der Luft enthaltenen) Stickstoff zu bewirken, wodurch eine unerwünschte Stickoxid-Bildung praktisch verhindert wird.
Für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 reicht es aus, dass eine einzige, zur Bildung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon gemäß der obigen Gleichung zu einer Emission von VUV-Strahlung befähigte Strahlungsquelle 224, weiter bevorzugt ein Excimer-Strahler 224, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt: Ein Fachmann kann deren Zahl den Gegebenheiten des Einzelfalls anpassen, beispielsweise der Größe der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200, ohne auf die Zahl „eine Strahlungsquelle 224 (z. B. ein Excimer-Strahler)” beschränkt zu sein.
Mittels der wenigstens einen im Innenraum 222 des Gehäuses 210 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 angeordneten Strahlungsquelle 224, die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die Bildung von aktivem Sauerstoff bzw. von Ozon in der Gasphase erlaubt, kann für das erfindungsgemäße, unter Verwendung der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 durchführbare Desinfektionsverfahren, das weiter unten im Einzelnen beschrieben wird, sichergestellt werden, dass aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in der erforderlichen Konzentration im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 generiert wird und diese Konzentration über die Dauer des Desinfektionsverfahrens aufrecht erhalten wird. Selbstverständlich hängt die Konzentration von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon im gesamten Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 – neben anderen Faktoren – vom Volumen des Innenraums 222 ab.
Die Konzentration an aktivem Sauerstoff liegt eine Sekunde bis wenige Sekunden nach der Einstrahlung von VUV-Licht der genannten Wellenlänge für eine Zeit von (beispielsweise) 1 s bis 1 min, in Abhängigkeit von der Lampeneffizienz und der Betriebsweise, bei Werten im Bereich von 50 ppm bis 5000 ppm. Infolgedessen kann die Dauer des Desinfektionsverfahrens im Bereich von wenigen Sekunden bis 10 Minuten liegen, vorzugsweise im Bereich von 2 Sekunden bis 2 Minuten.
Erfindungsgemäß umfasst die Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 zusätzlich mindestens eine weitere Strahlungsquelle 234 im Innenraum 222 des Gehäuses 210 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200. Diese weitere Strahlungsquelle 234 ist befähigt, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die den kurzzeitigen, durch Licht induzierten Zerfall von Ozon zu Sauerstoff unter gleichzeitiger Bildung weiteren aktiven Sauerstoffs (siehe die obige Gleichung 3) erlaubt. Damit kann man nicht nur die Konzentration von aktivem Sauerstoff auf einen für konstante Desinfektionsbedingungen erforderlichen Wert des aktiven Sauerstoffs einregulieren (siehe obige Reaktionsgleichung 3), sondern auch überschüssiges Ozon am Ende des Desinfektionsvorgangs in Sauerstoff umwandeln. Deswegen tritt kein Ozon in die Außenumgebung 223 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 aus, wenn der Desinfektionsvorgang abgeschlossen ist.
Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, Ozon bei geeigneten Wellenlängen des ultravioletten Lichts in Sauerstoff umsetzenden Strahlungsquellen 234, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von UV-Licht die Umsetzung von Ozon in Sauerstoff in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen 234 zur Umsetzung von Ozon in Sauerstoff den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe oder der Form der Vorrichtung) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur Regelung der Konzentration von Ozon und zur Abreaktion von Ozon zu Sauerstoff mindestens ein UV-Strahlung emittierender Niederdruck-Strahler 234 verwendet, beispielsweise ein Quecksilber-Niederdruckstrahler (9 W) der Firma Osram (HNS, betrieben mit einem geeigneten elektrischen Vorschaltgerät). Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren geeignete UV-Niederdruckstrahler UV-Strahlung einer Wellenlänge von λ = 254 nm. Dies ermöglicht die Bildung von Sauerstoff aus Ozon gemäß der obigen Gleichung 3, beispielsweise in einem Ozon enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200. Dadurch wird im Betrieb sowohl die Konzentration an Ozon bzw. aktivem Sauerstoff reguliert, als auch reagiert eventuell noch vorhandenes Ozon vor Abschluss des Desinfektionsvorgangs zu Sauerstoff ab.
In aller Regel reicht es für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Desinfektionsvorrichtung 100 aus, dass eine einzige, zum Abbau von Ozon gemäß der obigen Gleichung 3 zu einer Emission von UV-Strahlung befähigte weitere Strahlungsquelle 234, weiter bevorzugt ein UV-Hg-Niederdruckstrahler 234, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann mehrere derartige Strahlungsquellen 234, beispielsweise zwei oder mehr weitere UV-Niederdruckstrahler 234, aufweisen, was der Fachmann den Gegebenheiten des Einzelfalls, beispielsweise der Größe und/oder der Form der Desinfektionsvorrichtung 100, anpassen kann.
Um die Bestrahlungsstärke zu verbessern, können die Wände des Innenraums 222 der Desinfektionsvorrichtung 200 mit reflektierenden Elementen versehen werden. Solche reflektierenden Elemente kennt der Fachmann aus der Praxis und kann sie den Gegebenheiten und Erfordernissen entsprechend anpassen. Beispiele für reflektierende Elemente sind reflektierende Materialien enthaltende Wandelemente (z. B. verspiegeltes Aluminium mit passivierender Oberfläche) oder metallisierte Kunststoff-(PC- oder PP-)Flächen. Die reflektierenden Elemente können insbesondere verwendet werden, um eine gerichtete Reflexion der Strahlung herbeizuführen.
Wie dem Fachmann bekannt ist, hängt der Erfolg von Desinfektionsverfahren neben einer ausreichenden Desinfektionsmittel-Konzentration auch von anderen Verfahrens-Parametern ab. Als solche sind beispielsweise der Druck, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Atmosphäre des Desinfektionsraums zu nennen. Selbstverständlich ist der Erfolg des Desinfektionsverfahrens auch stark vom Typ des/der abzutötenden Keime(s) abhängig.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass in Raumluft (im Innenraum 222 der Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200) bei Wahl der genannten Verfahrensparameter im Bereich von Raumtemperatur (25°C) und 60% Luftfeuchtigkeit sehr gute Desinfektionsergebnisse erzielt werden, wie beispielsweise eine Keimreduktion von > 4 log-Stufen. Dies wird beispielsweise in den experimentellen Beispielen nachfolgend weiter im Einzelnen erläutert. So konnte mit der erfindungsgemäßen Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 innerhalb einer Einwirkzeit von aktivem Sauerstoff auf das zu desinfizierende Gut (G) von 4 Sekunden eine Verringerung von Keimen (E. coli) um mehr als 4 log-Stufen erreicht werden.
Die Desinfektionsvorrichtung 200 gemäß der Erfindung umfasst als essentielle Komponente auch eine Steuerung. Diese steuert selbständig oder Sensorgesteuert, den Betrieb der UV-Strahlung emittierenden Strahlungsquellen 224, 234, um optimale Entkeimungs-Ergebnisse zu erzielen. Die Steuerung kann auch den Betrieb anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung steuern, beispielsweise der Verteilungs-Einrichtungen 242.
Darüber hinaus kann eine Steuerung den Prozess überwachen (z. B. zur Einhaltung bestimmter Prozessparameter, Temperatur, Feuchtigkeit) und im Notfall, beispielsweise bei Ozon-Austritt, eine Sicherheitsabschaltung bewirken.
Die Steuerung kann zentral angelegt sein oder als Mikrocontroller in die einzelnen elektronischen Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte) einer Strahlungsquelle oder einer Gruppe von Strahlungsquellen oder anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung 200 integriert sein. Eine zentrale Steuerung kann innerhalb der Desinfektionsvorrichtung 200 oder außerhalb angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 kann Anwendung finden im Bereich der Desinfektion von Geräten im medizinischen Bereich, beispielsweise bei der Aufbereitung bereits benutzter medizinischer Geräte oder bei der Vorbereitung neuer Geräte für eine Behandlung (z. B. chirurgischer Geräte wie Endoskope, Katheter, Drainagen usw., Geräte zum chirurgischen oder zahnmedizinischen Behandeln von Mensch und Tier wie Skalpelle, Spatel, Klammern, Bohrer, Fräser usw.), bei der Aufbereitung oder Vorbereitung von Geräten zur Behandlung von Mensch und Tier im körpernahen (z. B. Körperpflege-)Bereich (z. B. Kämme, Bürsten, Zahnbürsten, Scheren, Scherköpfe, Hobel für die menschliche Körperpflege, Haarpflege, Hautpflege, Nagelpflege, Zahnpflege; die Fellpflege, Hufpflege, Mähnenpflege von Pferden; die Fellpflege, Krallenpflege von Katzen, Hunden; die Gefieder- und Krallenpflege bei Vögeln, um nur wenige beispielhafte Anwendungsbereiche zu nennen, die der Fachmann den jeweiligen Erfordernissen entsprechend auswählen kann).
In einer weiteren besonderen Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine Haut-Desinfektionsvorrichtung, vorzugsweise eine Körperhaut-Desinfektionsvorrichtung 300, insbesondere eine Hände- und/oder Unterarm-Desinfektionsvorrichtung 300, mit den vorstehend in der Beschreibung näher definierten essentiellen und/oder bevorzugten Merkmalen. Die erfindungsgemäße Haut-, Körperhaut- bzw. Hände- und/oder Unterarm-Desinfektionsvorrichtung 300, nachfolgend meist kurz beispielhaft, ohne die Erfindung zu beschränken: Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, umfasst insbesondere eine oder mehrere Öffnungen 318, weiter bevorzugt eine Öffnung 318, die dem Einführen (vor dem Beginn eines Desinfektionsvorgangs) und Entnehmen (nach Abschluss des Desinfektionsvorgangs) eines oder mehrerer Körperteil(e) (K), insbesondere dem Einführen der Hände und gegebenenfalls der Unterarme, eines Benutzers/einer Benutzerin von der Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 in den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 und dem Entnehmen der Hände und gegebenenfalls Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin vom Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 in die Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 dienen soll(en).
Ein anschauliches, jedoch nicht beschränkendes Beispiel einer solchen Körper-Desinfektionsvorrichtung 300 ist in 3 als beispielhafte Ausführungsform einer Hände- und/oder Unterarm-Desinfektionsvorrichtung 300 gezeigt. Diese wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beispielhaft in 3 gezeigte Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 weiter im Einzelnen beschrieben, ohne auf diese besondere Ausführungsform einer Haut-, Körperhaut- und/oder Hände- und/oder Unterarm-Desinfektionsvorrichtung 300 („Hände-Desinfektionsvorrichtung 300”) gemäß 3 beschränkt zu sein.
Die erfindungsgemäße Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 umfasst, wie die oben allgemein beschriebene Desinfektionsvorrichtung 100, ein von mindestens einer Wandung 312 umgebenes Gehäuse 310. Das Gehäuse 310 umfasst mindestens eine Wandung 312, die den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 von der Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 trennt.
Das Gehäuse 310 der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 kann jede beliebige zweckmäßige Form haben, beispielsweise – ohne Beschränkung – Rechteck-Form (Würfel, Quader) oder halbrunde (Halbkugel), umgekehrt halbrunde (umgekehrte Halbkugel- (z. B. Wannen-)) oder runde (Kugel) Form haben. Ein Fachmann kann die Form der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 aus ihm bekannten zweckmäßigen Formen frei wählen und ist bei der Wahl in keiner Weise beschränkt, insbesondere nicht auf die in 3 gezeigte Form. Dementsprechend hat das Gehäuse 310 einer erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 mindestens eine Wand 312, beispielsweise eine Wand 312 (Kugel), zwei Wände 312 (Halbkugel), vier Wände (Tetraeder), sechs Wände (Quader, wie im schematischen Querschnitt von 3 gezeigt), ohne die Erfindung auf diese Formen zu beschränken.
Wie aus 3 ersichtlich, trennt das mindestens eine Wand oder Wandung 312 umfassende Gehäuse 310 den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 gegenüber der Außenumgebung 323. Im Innenraum 322 der Vorrichtung 300 gebildetes oder den Innenraum 322 der Vorrichtung 300 füllendes Gas, insbesondere aktiven Sauerstoff umfassendes Ozon-haltiges Gas oder aus Ozon bestehendes Gas im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, verlässt diesen Innenraum 322 nicht durch die mindestens eine Wand 312, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Auslässe(n) 316, die nachfolgend erläutert werden. Genauso wenig kann in der Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 vorhandenes Gas in den Innenraum 322 der Vorrichtung 300 eindringen, insbesondere nicht durch die mindestens eine Wand oder Wandung 312, es sei denn an bzw. durch dafür vorgesehene(n) Einrichtungen wie beispielsweise Gas-gängige(n) Gas-Einlässe(n) 314, die nachfolgend erläutert werden.
Für den Einlass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen von der Außenumgebung 323 in den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 einerseits und für den Auslass eines Gases oder einer Mischung von mehreren Gasen vom Innenraum 322 in die Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 wird erfindungsgemäß ein Einlass 314 und ein Auslass 316 an der Wand 312 bzw. durch die Wand 312 des Gehäuses 310 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 vorgesehen. Möglich sind jedoch auch je ein Einlass 314 und Auslass 316 getrennt voneinander. Die genaue Zahl von Einlässen 314 oder Auslässen 316 kann der Fachmann den Gegebenheiten entsprechend auswählen; deren Zahl ist weder durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen noch durch die Figuren beschränkt. Naturgemäß hängen die Zahl der Einlässe 314 und die (davon unabhängige) Zahl der Auslässe 316 von der Größe/dem Volumen der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, von der Menge des/der passierenden Gase(s) und gegebenenfalls auch noch von anderen Parametern ab; in aller Regel – ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken – wird für die erfindungsgemäße Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 ein Einlass 314 und ein Auslass 316 ausreichen, um benötigte Gasmengen passieren zu lassen. Bei entsprechender Einrichtung der Technologie ist sogar ein einziger Durchlass 314/316 durch die Wand 312 bzw. durch eine Wand 312 denkbar, der – beispielsweise abwechselnd – sowohl als Einlass 314 als auch als Auslass 316 eines Gases oder einer Mischung mehrere Gase genutzt werden kann.
Welcher Art der/die erfindungsgemäß vorhandene(n) wenigstens eine Einlass 314 bzw. wenigstens eine Auslass 316 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen sind, ist dem Fachmann in diesem technischen Bereich geläufig und kann den Gegebenheiten entsprechend gewählt werden. Denkbare Beispiele ist/sind beispielsweise ein Ventil oder mehrere Ventile, das/die beispielsweise für die Doppelnutzung als Einlass 314 und Auslass 316 eines Gases oder einer Mehrzahl von Gasen auch als Mehrweg-Ventil(e) ausgestaltet sein kann/können. Ein Ventil bzw. mehrere Ventile ist/sind auch deswegen bevorzugt, weil am Einlass bzw. Auslass von Gas(en) in die bzw. aus der erfindungsgemäße(n) Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 u. U. auch aktiver Sauerstoff oder Ozon oder andere, der menschlichen Gesundheit (und damit auch der Arbeitsumgebung) nicht unbedingt zuträgliche Gase beteiligt sein kann/können, deren freies Einströmen in den Innenraum 322 der Vorrichtung 300 bzw. freier Austritt in die Außenumgebung 323 der Vorrichtung 300 unerwünscht ist. Ventile erlauben nicht nur eine Steuerung, beispielsweise eine Dosierung, der durchfließenden Gasmenge, sondern bieten auch eine leckfreie Verbindung zwischen den Gasräumen innerhalb (322) und außerhalb (323) der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, kann der Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 mindestens eine Einrichtung 342 umfassen, die einer schnellen, homogenen Verteilung von in den Innenraum 322 einströmendem Gas oder einer mehrere Gase umfassenden Gasmischung im Innenraum der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 und/oder der homogenen Verteilung von im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 generiertem aktivem Sauerstoff oder von Ozon und/oder der Aufrechterhaltung gleicher sonstiger Reaktionsbedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt usw.) im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 dienen kann. Solche Verteil-Einrichtungen 342 sind dem Fachmann im Grundsatz bekannt und können daher den Gegebenheiten entsprechend hinsichtlich Zahl, Art, Funktionsweise und Dimensionierung vom Fachmann frei gewählt werden. Zur Verteilung von einem oder mehreren Gasen kann/können beispielsweise ein oder mehrere Ventilator(en), Gebläse 342 oder ein oder mehrere glatte(s) oder mit Verwirbelungen ermöglichenden Einrichtungen versehene(s) Leitblech(e) oder auch eine oder mehrere Strahldüse(n) im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 dienen. Eine oder mehrere der genannten Einrichtungen 342 kann/können an dafür passenden Stellen im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 positioniert vorgesehen werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige beispielhafte Einrichtungen 342 zur homogenen Verteilung von Gasen im Innenraum 322 der Vorrichtung 300 beschränkt.
Zum Erreichen einer Desinfektion von Körperteilen eines Benutzers/einer Benutzerin, beispielsweise der Hände und gegebenenfalls Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin, mittels der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 ist es erforderlich, eine Hand oder die Hände und gegebenenfalls Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin in den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 einzubringen, wo sie mit dem zu generierenden Desinfektionsmittel aktivem Sauerstoff bzw. mit Ozon in Kontakt gebracht werden kann/können. Zum Zweck der Einbringung der Hände und gegebenenfalls Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin in den Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 umfasst letztere wenigstens eine Einführöffnung 318 geeigneter Größe und geeigneten Aufbaus, vorzugsweise eine Einführöffnung 318 für beide Hände/Unterarme. Geeignete Einführöffnungen 318 kennt ein in diesem technischen Gebiet bewanderter Fachmann und kann sie ohne Beschränkung den Gegebenheiten des Einzelfalls entsprechend anhand geeigneter Kriterien designen. Die Einführöffnungen sind der Anatomie (und optischen Händigkeit) des Körpers des Benutzers/der Benutzerin angepasst und so dimensioniert, dass Hände und gegebenenfalls Unterarme des Benutzers/der Benutzerin ohne Kontakt der Hände/Unterarme mit den Wänden der Einführöffnung 318 eingeführt und innerhalb des Innenraums 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 bewegt werden können. Ein (nicht beschränkendes) Beispiel einer Einführöffnung 318 für die Hände/Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin ist eine – vorzugsweise elastische – „Lippe” aus – beispielsweise – einem nachgiebigen Polymermaterial, die (siehe 3) einen nachgiebigen Öffnungs-Spalt entlang einer Gehäusewand 312 oder quer über eine (in 3: die obere) Gehäusewand 312 umfasst. Die elastische Lippe erlaubt ein (zumindest teilweises) Einschieben der Hände/Unterarme in die Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 von oben in Richtung auf den unteren Gasraum der Vorrichtung, wodurch die Hände/Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin dem im Innenraum 322 vorhandenen aktiven Sauerstoff bzw. Ozon bzw. der ultravioletten Strahlung zur Desinfektion der Hände/Unterarme ausgesetzt werden. Die Elastizität des Materials erlaubt ein weitgehendes Verschließen der Einrichtung/Öffnung 318 um die Unterarme des Benutzers/der Benutzerin, so dass weder ultraviolette Strahlung noch aktiver Sauerstoff bzw. Ozon aus der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 austreten können. Dies ist erfindungsgemäß bevorzugt, beschränkt jedoch die Erfindung nicht.
3 zeigt eine Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, die – gestrichelt gezeichnet – eine quer über die obere Gehäusewand dimensionierte Einführöffnung 318 für das Einführen der Hände und Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin aufweist.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, kann – wie in 3 gezeigt – der Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 Wannenform haben, d. h. einen Trog bilden, in dem sich das Gas und insbesondere durch die oben angegebene chemische Reaktion generiertes Ozon und aktiver Sauerstoff, das/der schwerer ist als Luft, sammeln kann, solange es nicht durch Bestrahlen mit UV-Licht geeigneter Wellenlänge (ca. 254 nm) zurück in Sauerstoff umgewandelt wird. Insbesondere kann das Ozon nicht durch die obere Einführ-Öffnung 318 für die zu desinfizierenden Körperteile (Hände, Unterarme des Benutzers/der Benutzerin) in die Außenumgebung 323 entkommen und in der Außenumgebung Schaden anrichten.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, kann die Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 wenigstens eine Einrichtung 344, vorzugsweise mehrere, beispielsweise zwei, Einrichtungen 344 umfassen, die befähigt sind, ein Austreten von aktivem Sauerstoff aus der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 zu verhindern. Dem Fachmann sind derartige Einrichtungen 344 als solche bekannt, und er kann solche Einrichtungen 344 den Gegebenheiten des Einzelfalls entsprechend auswählen. Beispielsweise weist die erfindungsgemäße Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 mehrere, beispielsweise zwei, Leitbleche 344 im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 auf, die – insbesondere unter dem Einfluss der Verteil-Einrichtungen/Gebläse 342 – die im Innenraum enthaltenen Gase, die aktiven Sauerstoff und Ozon einschließen, wobei letzteres unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung zersetzt wird, wie nachfolgend erklärt wird, daran hindern, durch die Einführöffnung 318 in die Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 auszutreten.
Die erfindungsgemäße Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 umfasst weiter als essentielle Einrichtung wenigstens eine im Innenraum 311 des Gehäuses 310 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 angeordnete Strahlungsquelle 324. Diese ist befähigt, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die Bildung von aktivem Sauerstoff aus Ozon in der Gasphase in exakt vorgebbaren Mengen erlaubt. Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, aktiven Sauerstoff bzw. Ozon in guter Quantenausbeute bei geeigneten Wellenlängen des Vakuum-ultravioletten Lichts generierenden Strahlungsquellen, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von VUV-Licht die Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe und/oder Form der Vorrichtung) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon mindestens ein Excimer-Straher 324 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren mit Xenon-Gas betriebene Excimer-Strahler energiereiche (> 7 eV) sogenannte VUV-Strahlung einer Wellenlänge von λ = 172 nm. Bruchteile von Sekunden (im Nanosekunden-Bereich) nach Einschalten des Excimer-Strahlers wird VUV-Strahlung auf im Gasraum vorhandenen Sauerstoff eingestrahlt. Dieser wird angeregt und so aktiver Sauerstoff und Ozon erzeugt. Die eingestrahlte Energie ermöglicht die definierte Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon, beispielsweise in einem Sauerstoff enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, ohne eine Bildung von Stickoxid aus dem (ebenfalls in der Luft enthaltenen) Stickstoff zu bewirken, wodurch eine unerwünschte Stickoxid-Bildung praktisch verhindert wird.
Für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 reicht es aus, dass eine einzige, zur Bildung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon gemäß der obigen Gleichung zu einer Emission von VUV-Strahlung befähigte Strahlungsquelle 324, weiter bevorzugt ein Excimer-Strahler 324, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt: Ein Fachmann kann deren Zahl den Gegebenheiten des Einzelfalls anpassen, beispielsweise der Größe der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, der Häufigkeit der notwendigen Desinfektionsvorgänge und anderen Parametern, ohne auf die Zahl „eine Strahlungsquelle 324 (z. B. ein Excimer-Strahler)” beschränkt zu sein.
Mittels der wenigstens einen im Innenraum 322 des Gehäuses 310 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 angeordneten Strahlungsquelle 324, die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die die Bildung von aktivem Sauerstoff bzw. von Ozon in der Gasphase durch die obige Reaktion erlaubt, kann für das erfindungsgemäße, unter Verwendung der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 durchführbare Desinfektionsverfahren, das weiter unten im Einzelnen beschrieben wird, sichergestellt werden, dass aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in der erforderlichen Konzentration im Innenraum 322 Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 generiert wird und diese Konzentration über die Dauer des Desinfektionsverfahrens aufrecht erhalten wird. Selbstverständlich hängt die Konzentration von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon im gesamten Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 – neben anderen Faktoren – auch vom Volumen des Innenraums 322 ab.
Die Konzentration von aktivem Sauerstoff liegt eine Sekunde bis wenige Sekunden nach der Einstrahlung von VUV-Licht der genannten Wellenlänge für eine Zeit von (beispielsweise 1 s bis 1 min, in Abhängigkeit von der Lampeneffizienz und der Betriebsweise, bei Werten im Bereich von 50 ppm bis 5000 ppm. Infolgedessen kann die Dauer des Desinfektionsverfahrens im Bereich von wenigen Sekunden bis 10 Minuten liegen, vorzugsweise im Bereich von 2 Sekunden bis 2 Minuten.
Erfindungsgemäß umfasst die Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 zusätzlich mindestens eine weitere Strahlungsquelle 334 im Innenraum 322 des Gehäuses 310 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300. Diese weitere Strahlungsquelle 334 ist befähigt, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die den kurzzeitigen, durch Licht induzierten Zerfall von Ozon zu Sauerstoff unter gleichzeitiger Bildung weiteren aktiven Sauerstoffs (siehe die obige Gleichung 3) erlaubt. Damit kann man nicht nur die Konzentration von aktivem Sauerstoff auf einen für konstante Desinfektionsbedingungen erforderlichen Wert des aktiven Sauerstoffs einregulieren (siehe obige Reaktionsgleichung 3), sondern auch überschüssiges Ozon am Ende des Desinfektionsvorgangs in Sauerstoff umwandeln. Deswegen tritt kein Ozon in die Außenumgebung 323 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 aus, wenn der Desinfektionsvorgang abgeschlossen ist.
Der Fachmann kennt in diesem technischen Gebiet nicht nur die erforderlichen, Ozon bei geeigneten Wellenlängen des ultravioletten Lichts in Sauerstoff umsetzenden Strahlungsquellen 334, sondern kennt auch Strahlungsquellen bzw. Lampen, deren Einstrahlung von UV-Licht die Umsetzung von Ozon in Sauerstoff in einer Vorrichtung wie der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 erlaubt. Daher kann der Fachmann geeignete Strahlungsquellen 334 zur Umsetzung von Ozon in Sauerstoff den Gegebenheiten (beispielsweise der Größe oder der Form der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300) entsprechend auswählen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die allein oder mit einem anderen Merkmal oder mehreren anderen Merkmalen oder mit allen anderen Merkmalen der Erfindung zusammen verwirklicht werden können, wird zur gezielten Umwandlung von Ozon zu aktivem Sauerstoff und damit zu einer geregelten Reduzierung der Konzentration von Ozon mindestens ein UV-Strahlung emittierender Niederdruck-Strahler 334 verwendet, beispielsweise ein Quecksilber-Niederdruckstrahler (9 W) der Firma Osram (HNS, betrieben mit einem geeigneten elektrischen Vorschaltgerät). Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beschränkt. Beispielsweise emittieren geeignete UV-Niederdruckstrahler UV-Strahlung einer Wellenlänge von λ = 254 nm. Dies ermöglicht die Bildung von Sauerstoff aus Ozon gemäß der obigen Gleichung 3, beispielsweise in einem Ozon enthaltenden Luft-Gemisch im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300. Dadurch wird im Betrieb sowohl die Konzentration an Ozon bzw. aktivem Sauerstoff reguliert, als auch reagiert eventuell noch vorhandenes Ozon vor Abschluss des Desinfektionsvorgangs zu Sauerstoff ab.
In aller Regel reicht es für ein ordnungsgemäßes Funktionieren der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 aus, dass eine einzige, zum Abbau von Ozon gemäß der obigen Gleichung 3 zu einer Emission von UV-Strahlung befähigte weitere Strahlungsquelle 334, weiter bevorzugt ein UV-Hg-Niederdruckstrahler 334, vorhanden ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann mehrere derartige Strahlungsquellen 334, beispielsweise zwei oder mehr weitere UV-Niederdruckstrahler 334, aufweisen, was der Fachmann den Gegebenheiten des Einzelfalls, beispielsweise der Größe und/oder der Form der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300, anpassen kann.
Um die Bestrahlungsstärke zu verbessern, können die Wände des Innenraums 322 der Desinfektionsvorrichtung 300 mit reflektierenden Elementen versehen werden. Solche reflektierenden Elemente kennt der Fachmann aus der Praxis und kann sie den Gegebenheiten und Erfordernissen entsprechend anpassen. Beispiele für reflektierende Elemente sind reflektierende Materialien enthaltende Wandelemente (z. B. verspiegeltes Aluminium mit passivierender Oberfläche) oder metallisierte Kunststoff-(PC- oder PP-)Flächen. Die reflektierenden Elemente können insbesondere verwendet werden, um eine gerichtete Reflexion der Strahlung herbeizuführen.
Wie dem Fachmann bekannt ist, hängt der Erfolg von Desinfektionsverfahren neben einer ausreichenden Desinfektionsmittel-Konzentration auch von anderen Verfahrens-Parametern ab. Als solche sind beispielsweise der Druck, die Temperatur und die Feuchtigkeit der Atmosphäre des Desinfektionsraums zu nennen. Selbstverständlich ist der Erfolg des Desinfektionsverfahrens auch stark vom Typ des/der abzutötenden Keime(s) abhängig.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass in Raumluft (im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300) bei Wahl der genannten Verfahrensparameter im Bereich von Raumtemperatur (25°C) und 60% Luftfeuchtigkeit sehr gute Ergebnisse einer Desinfektion der Hände und Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin erzielt werden, wie beispielsweise eine Keimreduktion von > 4 log-Stufen. Dies wird beispielsweise in den experimentellen Beispielen nachfolgend weiter im Einzelnen erläutert. So konnte mit der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 innerhalb einer Einwirkzeit von aktiven Sauerstoff auf Hände und Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin von 4 Sekunden eine Verringerung von Keimen (E. coli) um mehr als 4 log-Stufen erreicht werden.
Die Desinfektionsvorrichtung 300 gemäß der Erfindung umfasst als essentielle Komponente auch eine Steuerung. Diese steuert selbständig oder Sensorgesteuert, den Betrieb der UV-Strahlung emittierenden Strahlungsquellen 324, 334, um optimale Entkeimungs-Ergebnisse zu erzielen. Die Steuerung kann auch den Betrieb anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung steuern, beispielsweise der Verteilungs-Einrichtungen 342.
Darüber hinaus kann eine Steuerung den Prozess überwachen (z. B. zur Einhaltung bestimmter Prozessparameter, Temperatur, Feuchtigkeit) und im Notfall, beispielsweise bei Ozon-Austritt, eine Sicherheitsabschaltung bewirken.
Die Steuerung kann zentral angelegt sein oder als Mikrocontroller in die einzelnen elektronischen Betriebsgeräte (Vorschaltgeräte) einer Strahlungsquelle oder einer Gruppe von Strahlungsquellen oder anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung 300 integriert sein. Eine zentrale Steuerung kann innerhalb der Desinfektionsvorrichtung 300 oder außerhalb angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Haut- bzw. Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 kann Anwendung finden im Bereich der Desinfektion der Haut von Körperteilen, insbesondere der Haut der Hände und gegebenenfalls der Haut der Unterarme. Die Bereiche sind u. a. der hygienischen Händedesinfektion und der chirurgischen Händedesinfektion zugeordnet.
Die höchsten Anforderungen werden an die chirurgische Händedesinfektion gestellt, insbesondere im Rahmen der desinfizierenden Operationsroutine vor oder bei chirurgischen oder zahnmedizinischen Behandlungen von Mensch und Tier.
Ein Einsatz der erfindungsgemäßen Haut- bzw. Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 für eine hygienische Händedesinfektion ist im öffentlichen Bereich (z. B. Altenheime, Verwaltung, Universität, Schulen, Krankenhäuser, Kindergärten) und auch im gewerblichen Bereich (Dienstleistung, Gastronomie, Produktion, Kosmetik und Körperpflege) denkbar.
Insbesondere wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Haut- bzw. Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 zur Reduktion von konventionell nur schwer kontrollierbaren Keimen auf dem menschlichen Körper erfolgreich eingesetzt werden kann.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Desinfektionsverfahren. Dieses bedient sich in vorteilhafter Weise der aktivierten Formen des Sauerstoffs bzw. des Ozons als desinfizierender Mittel. Dabei wird aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in einer Sauerstoff und gegebenenfalls noch ein oder mehrere weitere Gas(e) enthaltenden Gasmischung (wie beispielsweise Luft) oder in reinem Sauerstoff in einem im Wesentlichen gegenüber der Außenumgebung 23, 223, 323 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 200 abgeschlossenen, der Desinfektion dienenden Innenraum 22, 222, 322 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 auf das zu desinfizierende Gut oder auf Körperteile eines Benutzers/einer Benutzerin zur Einwirkung gebracht. Dies geschieht, indem man das zu desinfizierende Gut (G) oder die Haut der Körperteile (wie beispielsweise der Hände und der Unterarme) eines Benutzers/einer Benutzerin der Einwirkung von aktivem Sauerstoff bzw. von Ozon, das/der durch Bestrahlen einer Sauerstoff enthaltenden Gasphase mit einer ersten Strahlungsquelle in situ erzeugt wird, in vorbestimmter Konzentration über eine vorbestimmte Zeit in definierter Feuchtigkeit und bei definierter Temperatur aussetzt.
Es sei an dieser Stelle betont, dass das erfindungsgemäße Desinfektionsverfahren isoliert (d. h. ohne Anwendung, Aufbringung und/oder Einwirkung anderer Desinfektionsverfahren, beispielsweise herkömmlicher Desinfektionsverfahren mit üblichen chemischen oder physikalischen desinfizierend wirkenden Medien) oder auch zusammen mit diesen (z. B. nacheinander oder gleichzeitig) durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird in dem Desinfektionsverfahren das Desinfektionsmittel aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in situ aus dem im Gasraum der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 vorhandenen Sauerstoff erzeugt. Dies geschieht in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise derart, dass man kurzzeitig Vakuum-ultraviolette Strahlung einer Wellenlänge (Peakwellenlänge) von λ = 172 nm auf das sauerstoffhaltige Gas einstrahlt. In dem im Wesentlichen gegenüber der Außenumgebung 23, 223, 323 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 durch wenigstens eine Wand 12, 212, 312 abgeschlossenen Innenraum 22, 222, 322 bildet sich eine durch eine definierte Konzentration an aktivem Sauerstoff bzw. an Ozon gekennzeichnete Gasatmosphäre. Das zu desinfizierende Gut (G) oder die Haut von Körperteilen (wie beispielsweise die Haut der Hände und der Unterarme) eines Benutzers/einer Benutzerin werden im Innenraum 22, 222, 322 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 der aktiven Sauerstoff bzw. Ozon enthaltenden Gasatmosphäre kurzzeitig ausgesetzt.
Druck, Temperatur und Feuchtigkeit können vorzugsweise auf definierte Werte eingestellt werden. Nach bereits kurzer Einwirkzeit des Ozons bzw. aktiven Sauerstoffs auf das zu desinfizierende Gut (G) oder die Körperteile (Hände, Hände und Unterarme) eines Benutzers/einer Benutzerin kann eine Reduktion von Keimen (Bakterien, Pilze, Viren) von bis zu 4 oder 5 log-Stufen beobachtet werden.
Die Generierung von Ozon bzw. von aktivem Sauerstoff gemäß den obigen Gleichungen 1 bzw. 2 erfolgt mittels einer ersten Strahlungsquelle 24, 224, 324, die in der Lage ist, auf die Sauerstoff enthaltende Gasphase VUV-Licht einer Wellenlänge von 172 nm einzustrahlen. In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hierfür ein Excimer-Strahler verwendet, weiter vorzugsweise ein bei einer Peakwellenlänge von 172 nm emittierender Xenon-Gas-Excimer-Strahler. Das erfindungsgemäße Desinfektionsverfahren ist jedoch nicht auf die Verwendung dieser ersten Strahlungsquelle 24, 224, 324 beschränkt.
Zur zersetzenden Umwandlung des gebildeten Ozons (siehe obige Gleichung 2) in Sauerstoff und weiteren aktiven Sauerstoff im Verlauf der letzten Stufe des Desinfektionsverfahrens (nach der obigen Gleichung 3) wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zusätzliche weitere Lichtquelle 34, 234, 334 verwendet. Besonders bevorzugt ist diese zusätzliche Lichtquelle 34, 234, 334 in der Lage, UV-Licht einer Wellenlänge von λ = 254 nm zu emittieren, das den Zerfall von Ozon zu Sauerstoff bewirkt. Weiter bevorzugt ist diese zusätzliche Lichtquelle 34, 234, 334 ein Quecksilber-Niederdruckstrahler mit einer Peakwellenlänge bei 254 nm. Solche Niederdruck-Strahler sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Firma OSRAM (siehe oben).
In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die allein oder in Kombination mit einem Merkmal oder mehreren Merkmalen oder allen Merkmalen des Verfahrens realisiert werden können, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken, werden für den Desinfektionsvorgang allgemein Bedingungen eingestellt, die allein oder in Kombination gewählt sind aus einer Konzentration an aktivem Sauerstoff und/oder Ozon im Bereich von 50 ppm bis 5000 ppm; einem Druck vorzugsweise im Bereich des Atmosphärendrucks; einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur, vorzugsweise von 20°C bis 25°C; einer relativen Feuchtigkeit im Bereich von 40% bis 80%, vorzugsweise von etwa 60%; und einer Zeit im Bereich von wenigen Sekunden bis 10 Minuten, vorzugsweise von 2 sec bis 120 sec (2 Minuten). Details sind aus den nachfolgenden Daten beispielhafter experimenteller Versuche zu ersehen.
Eine homogene Verteilung des generierten Ozons im gesamten Reaktionsraum und eine Sicherung gleicher Reaktionsbedingungen wird bevorzugterweise dadurch erreicht, dass die Gasphase im Innenraum 22, 222, 322 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 bewegt und umgewälzt wird. Dies kann geschehen mittels üblicher Gebläse 42, 242, 342 oder Ventilatoren oder Strahlrohre, die an geeigneter Stelle innerhalb des Innenraums 22, 222, 322 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 untergebracht sind. Denkbar sind auch Leitbleche zum Umlenken der Gasströme oder andere, dem Fachmann bekannt Vorrichtungen, beispielsweise zur Verwirbelung von Gasen.
In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung, dass Ozon, aktiver Sauerstoff und Luft unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen. Die gleichmäßige Verteilung der Gase im Innenraum 22, 222, 322 der Desinfektionsvorrichtung 100, 200, 300 ist bei der Anordnung von Verteil-Vorrichtungen 43, 242, 342 besonders zu berücksichtigen.
Im Falle eines erfindungsgemäßen Geräte-Desinfizierens werden nicht nur die besonderen Ausführungsformen einer Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 verwendet, wie sie oben im Einzelnen anhand der allgemeinen und besonderen bevorzugten Merkmale beschrieben ist, sondern es werden im Wesentlichen dieselben allgemeinen Bedingungen der Desinfektion auch für die Geräte-Desinfektion eingehalten, die vorstehend beschrieben wurden.
Geräte (gleich ob für den medizinischen Gebrauch oder für den nicht-medizinischen(beispielsweise den kosmetischen, Schönheitspflege-, Alten-, Kinder- und Babypflege-)Bereich und Tierpflege-Bereich sowie für die Gastronomie und den Sanitärbereich werden in geschlossenen Geräte-Desinfektionsvorrichtungen 200 der Einwirkung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon kurzzeitig (für eine Zeit im Bereich von wenigen Sekunden bis wenigen Minuten, beispielsweise bevorzugt 2 s bis 2 min) ausgesetzt, wobei die Geräte über Einführ-Einrichtungen 218 in den Innenraum 222 einer Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 eingeführt und dort auf geeigneten Ablagen 217 abgelegt werden. Die Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 wird dicht verschlossen, und die erste(n) VUV-Strahlungsquelle(n) 224 zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon aus im Innern der Vorrichtung 200 präsentem Sauerstoff gemäß Gleichung 2 wird/werden gestartet. Bei einer Peakwellenlänge von 172 nm wird in kurzer Zeit aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in ausreichender Konzentration erzeugt, so dass in einer Zeit von wenigen Sekunden eine Verringerung der mikrobiellen log-Stufe um den Faktor ≥ 4 erreicht werden kann.
Nach Umsetzen des verbliebenen Ozons zu Sauerstoff und weiterem aktivem Sauerstoff durch die UV-Strahlung der zusätzlichen Strahlungsquelle 234 (Peak-Wellenlänge 254 nm) wird durch die Geräte-Steuerung die Verschluss-Sicherung freigegeben, und die Geräte-Desinfektionsvorrichtung 200 wird geöffnet. Die desinfizierten Geräte (G) können dann entnommen werden.
Im Falle eines erfindungsgemäßen Haut-, Körperhaut-(z. B. Hände-)Desinfizierens werden nicht nur die besonderen Ausführungsformen einer Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 verwendet, wie sie oben im Einzelnen anhand der allgemeinen und besonderen bevorzugten Merkmale beschrieben ist, sondern es werden im Wesentlichen dieselben allgemeinen Bedingungen der Desinfektion auch für die Haut-Desinfektion, vorzugsweise die Körperhaut-Desinfektion, beispielsweise die Desinfektion der Haut der Hände und der Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin, eingehalten, die vorstehend beschrieben wurden.
Die Desinfektion der Haut von Händen (gleich ob vor einer medizinischen Behandlung oder vor einer nicht-medizinischen(beispielsweise den kosmetischen, Schönheitspflege-, Alten-, Kinder- und Babypflege-)Behandlung oder Tierpflege-Behandlung sowie für die Gastronomie und den Sanitärbereich) eines Benutzers/einer Benutzerin erfolgt in einer bis auf den Einführ-Bereich 318 geschlossenen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300. Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Haut-Desinfektionsvorrichtung 300 ist beispielhaft schematisch in 3 gezeigt. Die Haut von Körperteilen, wie die Haut der Hände und Unterarme, eines Benutzers/einer Benutzerin wird im Innenraum der Haut- bzw. Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 der Einwirkung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon und ultravioletter Strahlung kurzzeitig (für eine Zeit im Bereich von wenigen Sekunden bis wenigen Minuten) ausgesetzt. Die Hände und Unterarme des Benutzers/der Benutzerin werden über die Einführ-Einrichtung 318 in den Innenraum 322 einer Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 eingeführt. Dort kann zum Verhindern des Entweichens von Ozon durch die Einführöffnungen 318, 318' im Innenraum 322 eine trogförmige Vertiefung vorhanden sein, in der sich das Ozon sammelt, das/der schwerer ist als Luft. Aktiver Sauerstoff kann durch vorzugsweise im oberen Bereich der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 angeordnete Leitvorrichtungen, beispielsweise Leitbleche 344, davon abgehalten werden, aus dem Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 in die Außenumgebung 323 zu entweichen. Wie oben beschrieben, kann ein Entweichen von reaktiven Gasen aus der Vorrichtung auch mittels einer (vorzugsweise elastischen) Lippe verhindert werden, durch die die Hände/Unterarme des Benutzers/der Benutzerin in die Haut- bzw. Hände-Desinfektionsvorrichtung eingeschoben werden.
Die ersten Strahlungsquellen 324 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 werden zur Generierung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon aus im Innern der Vorrichtung 300 präsentem Sauerstoff gestartet. Bei einer Peakwellenlänge von 172 nm wird aktiver Sauerstoff bzw. Ozon in kurzer Zeit (Bruchteile von Sekunden, im Nanosekunden-Bereich) in ausreichender Konzentration erzeugt. Die Einwirkung von aktivem Sauerstoff bzw. Ozon, zusammen mit UV-Strahlung, auf das/die Körperteil(e), z. B. die Hände und Unterarme einer Benutzers/einer Benutzerin, führt in einer Zeit von wenigen Sekunden zu einer Verringerung der mikrobiellen log-Stufe um den Faktor ≥ 4 auf der Hautoberfläche der Hände und Unterarme des Benutzers/der Benutzerin.
Nach Umsetzen des verbliebenen Ozons auf der Hautoberfläche der Hände und Unterarme und im Innenraum 322 der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 durch die UV-Strahlung der zusätzlichen Strahlungsquelle 334 zu Sauerstoff und weiterem aktivem Sauerstoff werden die Hände (und Unterarme) der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 über die Einführ-Öffnung 318 entnommen.
Zur beispielhaften Erläuterung der vorliegenden Erfindung folgen experimentelle Beispiele des erfindungsgemäßen Desinfektionsverfahrens, insbesondere des Hände-Desinfektionsverfahrens, unter Verwendung der jeweiligen Desinfektionsvorrichtungen.
Experimenteller Teil
Experiment (1)
Um die Wirksamkeit einer Geräte-Oberflächendesinfektion zu prüfen, wurden 5 Petrischalen mit dem Keim E. coli, Teststamm K-12, mit 200.000 CFU bekeimt.
Die Schalen wurden in die Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 für eine Zeit von jeweils 2 s eingebracht. Die Atmosphäre bestand aus ungefilterter Raumluft von 25°C und 68% Feuchtigkeit.
Die CFU-Zahl sank dabei unter den Nachweiswert.
Dies entspricht einer log-Stufen-Reduktion von > 4.
Experiment 2
An zwei Probanden wurde jeweils eine Handfläche mit dem Keim E. coli, Teststamm K-12, mit 200.000 CFU von Petrischalen gezielt bekeimt. Die Keimbelastung dieser Hände wurde im Abklatschverfahren ermittelt.
Die Hände wurden in der erfindungsgemäßen Hände-Desinfektionsvorrichtung 300 für eine Zeit von 4 s behandelt. Die Atmosphäre bestand aus ungefilterter Raumluft von 25°C und 68% Feuchtigkeit.
Dabei wurde die CFU-Zahl von 8,64 auf 0,04 bzw. von 11,12 auf 0,6 reduziert (3 log-Stufen bzw. 2 log-Stufen).
Das Verfahren ergibt in derselben Weise für andere Bakterien (Methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA)) wie für andere Mikroorganismen (Viren, Pilze, Hefen) ebenfalls eine deutlichen Reduktion der Keimzahl.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand ihrer allgemeinen und besonderen (bevorzugten) Ausführungsformen sowohl hinsichtlich der Desinfektionsgeräte als auch hinsichtlich der Desinfektionsverfahren beschrieben. Bezugnahmen auf bevorzugte Ausführungsformen in der Beschreibung und Abbildungen bevorzugter Vorrichtungen sollen die Erfindung nicht beschränken, sondern dienen lediglich der beispielhaften Erläuterung der Erfindung mit dem Ziel eines besseren Verständnisses. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die nachfolgenden Patentansprüche angegeben.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
12: Wandung
14: Einlass
16: Auslass
18: Zugang/Abgang
22: Innenraum der Desinfektionsvorrichtung 100
23: Außenumgebung der Desinfektionsvorrichtung 100
24: Strahlungsquelle/Excimer-Laser (Ozon-Generierung)
34: zusätzl. Strahlungsquelle/Hg-Niederdruckstrahler (Ozon-Zerfall)
42: Einrichtung zur homogenen Verteilung von Ozon (z. B. Gebläse)
100: Desinfektionsvorrichtung
200: Geräte-Desinfektionsvorrichtung
210: Gehäuse
211: Teile des Gehäuses zum Öffnen (Beispiel: Schwenkbarer Deckel)
212: Wandung
213: Verschluss, Dichtung
214, 216: verschließbarer Gaseinlass, verschließbarer Gasauslass
217: Ablagen zum Einführen, Herausnehmen und Ablegen von zu desinfizierendem Gut (G)
218: Einrichtung(en) zum Einführen und Entnehmen von zu desinfizierendem Gut (G)
222: Innenraum der Gerätedesinfektionsvorrichtung 200
223: Außenumgebung der Gerätedesinfektionsvorrichtung 200
224: erste Strahlungsquelle/Excimer-Strahler (Ozon-Generierung)
234: weitere Strahlungsquelle/Hg-Niederdruckstrahler (Ozon-Zerfall)
242: Einrichtung zur homogenen Verteilung von Ozon (z. B. Gebläse)
300: Körper-, Hände-, Unterarm-Desinfektionsvorrichtung
310: Gehäuse
311: Teile des Gehäuses zum Öffnen (Beispiel: schwenkbarer Deckel)
312: Wandung
314, 316: verschließbarer Gaseinlass, verschließbarer Gasauslass
318: Einrichtung(en) zum Einführen eines Körperteils/der Hände
322: Innenraum der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300
323: Außenumgebung der Hände-Desinfektionsvorrichtung 300
324: erste Strahlungsquelle/Excimer-Strahler (Ozon-Generierung)
334: weitere Strahlungsquelle/Hg-Niederdruckstrahler (Ozon-Zerfall)
342: Einrichtung zur homogenen Verteilung von Gasen (z. B. Gebläse)
344: Leiteinrichtungen bzw. Leitbleche

Claims

Desinfektionsvorrichtung (100), umfassend – ein Gehäuse (10), umfassend wenigstens eine Wandung (12), die einen Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) von einer Außenumgebung (23) der Desinfektionsvorrichtung (100) trennt, mit – wenigstens einem Einlass (14)/Auslass (16) für ein oder mehrere Gas(e), einschließend Sauerstoff, in den Innenraum (22) bzw. aus dem Innenraum (22); – wenigstens einen Zugang/Abgang (18) für zu desinfizierendes Gut (G) zu/aus dem Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100); – wenigstens eine im Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) angeordnete erste Strahlungsquelle (24), die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Bildung von aktivem Sauerstoff und Ozon in der sauerstoffhaltigen Gasphase erlaubt; – wenigstens eine im Innenraum (22) der Desinfektionsvorrichtung (100) angeordnete zweite Strahlungsquelle (34), die befähigt ist, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge zu emittieren, die eine in-situ-Zersetzung von Ozon unter Bildung von aktivem Sauerstoff in der Gasphase erlaubt; und – eine oder mehrere Einrichtung(en), die ein Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen (24, 34) und/oder der Desinfektionseinrichtung (100) erlaubt/erlauben.
Geräte-Desinfektionsvorrichtung (200) nach Anspruch 1, umfassend Einrichtungen (218) zum Einführen und Entnehmen von zu desinfizierendem Gut (G) in den Innenraum (222) und aus dem Innenraum (222), vorzugsweise umfassend mindestens eine dicht verschließbare Öffnung (214, 216) in der Wandung (212) oder umfassend ein Gehäuse (210), das durch Klappen oder Schwenken oder Rollen von Teilen des Gehäuses (210) geöffnet werden kann; vorzugsweise weiter umfassend eine oder mehrere Ablagen (217) zum Einführen, Herausnehmen oder Ablegen von zu desinfizierendem Gut (G), vorzugsweise umfassend eine oder mehrere Ablagen (217), die im Wesentlichen einen Rundumkontakt von zu desinfizierendem Gut (G) mit Ozon erlauben.
Haut-Desinfektionsvorrichtung (300), beispielsweise Körperhaut-Desinfektionsvorrichtung (300), insbesondere Hand- und Unterarm-Desinfektionsvorrichtung (300), nach Anspruch 1, umfassend eine oder mehrere Öffnung(en) (318) zum Einführen eines oder mehrerer Körperteil(e) (K), insbesondere der Hände und Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin, von der Außenumgebung (323) in den Geräte-Innenraum (322) und Herausnehmen eines oder mehrerer Körperteil(e) (K), insbesondere der Hände und Unterarme eines Benutzers/einer Benutzerin, aus dem Geräte-Innenraum (322) in die Außenumgebung (323); vorzugsweise weiter umfassend Abdicht-Einrichtungen (416) im Bereich der Einführ-Öffnung(en) (318).
Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche zusätzlich im Innenraum (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) wenigstens eine Einrichtung (42, 242, 342) zur schnellen, homogenen Verteilung eines oder mehrerer in den Innenraum (22, 222, 322) einströmendem Gas/einströmender Gase im Innenraum (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) und/oder zur homogenen Verteilung von im Innenraum (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) generiertem aktivem Sauerstoff oder Ozon und/oder zur Aufrechterhaltung gleicher sonstiger Reaktionsbedingungen im Innenraum (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) umfasst, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Einrichtung (42, 242, 342) eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung mindestens einer der Reaktionsbedingungen Gaskonzentration, Druck, Temperatur, Feuchtigkeit ist.
Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Strahlungsquelle (24, 224, 324) zur Emission von VUV-Strahlung, die der Generierung von aktivem Sauerstoff und Ozon dient, eine Strahlungsquelle ist, die befähigt ist, VUV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge von λ = 172 nm zu emittieren, vorzugsweise wobei die Strahlungsquelle (24, 224, 324) ein bei einer Peakwellenlänge von 172 nm emittierender Xenon-Gas-Excimer-Strahler ist.
Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Strahlungsquelle (34, 234, 334) zur Emission von UV-Strahlung, die dem Zerfall von Ozon zu aktivem Sauerstoff dient, eine Strahlungsquelle ist, die befähigt ist, UV-Strahlung wenigstens einer Wellenlänge von λ = 254 nm zu emittieren, vorzugsweise wobei die Strahlungsquelle (34, 234, 334) eine bei einer Peakwellenlänge von 254 nm emittierende Quecksilber-Niederdrucklampe ist.
Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, umfassend weiter reflektierende Elemente an einer Wand oder mehreren Wänden des Innenraums (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300), vorzugsweise umfassend reflektierende Wandelemente oder metallisierte Kunststoff-Flächen, die vorzugsweise befähigt sind, eine gerichtete Reflexion von Strahlung herbeizuführen.
Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei die eine oder mehreren Einrichtung(en), die ein Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen (24, 34, 224, 234, 324, 334) und/oder der Desinfektionseinrichtung (100, 200, 300) erlaubt/erlauben, innerhalb oder außerhalb der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) angeordnet ist/sind; und/oder wobei die eine oder mehreren Einrichtung(en), die ein Betreiben, Steuern und Kontrollieren der Strahlungsquellen (24, 34, 224, 234, 324, 334) und/oder der Desinfektionseinrichtung (100, 200, 300) erlaubt/erlauben, befähigt ist/sind, zentral angelegt zu sein, oder befähigt ist/sind, als Mikrokontroller in die einzelnen elektronischen Betriebsgeräte einer Strahlungsquelle oder einer Gruppe von Strahlungsquellen oder anderer Komponenten der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) integriert zu sein.
Desinfektionsverfahren unter Verwendung von Ozon und aktivem Sauerstoff als desinfizierende Mittel in einer Ozon und Sauerstoff und gegebenenfalls weitere(s) Gas(e) enthaltenden Gasmischung in einem im Wesentlichen gegenüber der Außenumgebung (23, 223, 323) einer Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300) durch wenigstens eine Wand (12, 212, 312) abgeschlossenen Innenraum (22, 222, 322) der Desinfektionsvorrichtung (100, 200, 300), wobei man das zu desinfizierende Gut (G) der Einwirkung von aktivem Sauerstoff und Ozon in vorbestimmter Konzentration, der/das durch Bestrahlen einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre mit Vakuum-Ultraviolettstrahlung durch eine erste Strahlungsquelle (24, 224, 324) in situ erzeugt wird, und gegebenenfalls ultravioletter Strahlung über eine vorbestimmte Zeit und unter definierter Atmosphäre aussetzt; und anschließend das zu desinfizierende Gut (G) der Einwirkung von aktivem Sauerstoff und Ozon in vorbestimmter Konzentration, der/das durch Bestrahlen einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre mit Ultraviolettstrahlung durch eine zweite Strahlungsquelle (34, 234, 334) in situ erzeugt wird, und gegebenenfalls ultravioletter Strahlung über eine vorbestimmte Zeit und unter definierter Atmosphäre aussetzt.
Desinfektionsverfahren nach Anspruch 9, umfassend ein Einstrahlen von VUV-Strahlung einer Wellenlänge von 172 nm zur Licht-induzierten in-situ-Erzeugung von aktivem Sauerstoff und Ozon aus molekularem Sauerstoff, und ein Einstrahlen von UV-Strahlung einer Wellenlänge von 254 nm zur Licht-induzierten in-situ-Zersetzung von Ozon unter Bildung von aktivem Sauerstoff und molekularem Sauerstoff.
Desinfektionsverfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 9 und 10, umfassend eine oder mehrere der Verfahrensbedingungen aus der Gruppe Konzentration an aktivem Sauerstoff im Bereich von 50 bis 5000 ppm; Temperatur im Bereich von Raumtemperatur, vorzugsweise von 20°C bis 25°C; Druck im Bereich Normaldruck; relative Feuchtigkeit im Bereich von 40% bis 80%, vorzugsweise von etwa 60%; und Zeit im Bereich von wenigen Sekunden bis 10 Minuten, vorzugsweise von 2 sec bis 120 sec (2 Minuten).