EA014821B1

EA014821B1 - Устройство для концентрирования аэрозоля

Info

Publication number: EA014821B1
Application number: EA200800520A
Authority: EA
Inventors: Владимир Берентсвейг; Рон Вейнбергер
Original assignee: Сэйбэн Венчерз Пти Лимитед
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2011-02-28
Also published as: US20080240981A1; CA2617648C; JP2009502489A; TW200730205A; US8444919B2; US20140023558A1; CN104107447B; CN104107447A; US20140154135A1; CA2617647C; EA016539B1; US20140105787A1; TW200740368A; CN101237894A; JP2013056161A; EP1919520A1; IL189238A0; CN101272811A; US20080219884A1; AU2006275318A1

Abstract

Устройство для концентрирования распыляемого вещества, включающее канал потока распыляемого вещества и канал противотока или предпочтительно множество чередующихся каналов потока распыляемого вещества и соответствующих каналов противотока в слоистом или коаксиальном расположении, и где по меньшей мере часть канала потока распыляемого вещества и указанных каналов противотока ограничивают соответствующие противоположные стороны газопроницаемой мембраны. При использовании распылитель находится в сообщении с каналом потока распыляемого вещества и поток распыляемого вещества и противоток проходят в одинаковом или противоположных направлениях и действуют для концентрации количества активного ингредиента в капельке, например от 35 до 60 мас.% пероксида водорода в воде, для дезинфекции и/или стерилизации изделия.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для концентрирования аэрозолей (распыляемых веществ), таких, которые можно использовать, например, при дезинфекции или стерилизации поверхности. Способ и устройство, в частности, подходят для дезинфекции или стерилизации медицинских инструментов, но не ограничиваются этим применением.

Описание предшествующего уровня техники

Настоящая заявка включает в качестве ссылки все одновременно рассматриваемые заявки заявителей ЛИ 2005904181, 2005904196 и 2005904198.

Как подчеркнуто в этих одновременно рассматриваемых заявках, очень желательны способы и устройства для стерилизации, которые удовлетворяют следующим критериям:

(a) исключение необходимости в вакууме;

(b) исключение необходимости в стадии споласкивания;

(c) исключение необходимости в температуре выше 60°С.

Во многих способах предшествующего уровня техники используется вакуум и/или стадии споласкивания. Они влияют на повышение сложности и стоимости требуемого устройства и могут значительно увеличить время процесса дезинфекции или стерилизации (что означает увеличение времени простоя дорогостоящих медицинских инструментов). Применение высоких температур может также увеличить сложность и затраты на стерилизационные инструменты, но, что важнее, она может повредить многие материалы.

Желательно обеспечить способы и устройство для дезинфекции, которые соответствуют этим критериям, в то же самое время достигая самой высокой возможной эффективности в разрушении патогенов, особенно при обработке окклюдированных, матовых и просветных поверхностей.

Желательно, чтобы в способах дезинфекции использовался пероксид водорода. Пероксид водорода в низких концентрациях безопасен при транспортировке, продаже и обращении и очень хорошо известен при отсутствии или небольшом количестве регламентирующих препятствий для его использования. Однако имеются проблемы, связанные с этими способами, которые требуют высокой концентрации пероксида водорода в качестве исходного материала. Например, в промышленных паровых и плазменных способах в качестве исходного материала используются коррозионные и раздражающие 80% растворы пероксида, которые требуют специальной предосторожности при упаковке и обращении.

Когда пероксид водорода используется в форме мелких капелек (в виде разбрызгиваемого аэрозоля, ультразвукового распыления и т.д.), частицы имеют тенденцию осаждаться в виде капелек на поверхностях и остаточный слой пероксида представляет собой потенциальную проблему. Медицинские инструменты, упаковка пищевых продуктов и другие дезинфицированные предметы должны храниться в сухом виде во избежание повторного загрязнения. Важно, что хирургические инструменты не должны содержать остаточного пероксида на уровнях выше чем 1 мкг/см².

Однако устранить остаточный пероксид очень трудно. Это требует или промывания, которое вносит связанные с ним проблемы, ранее обсужденные в одновременно рассматриваемых заявках заявителей, в связи с жидкостными устройствами, длительных периодов сушки при высокой температуре (что полностью нивелирует любые преимущества, обеспечиваемые короткими периодами уничтожения патогенов и низкой температурой процесса), или требует использования каталазы или других химических средств для разрушения пероксида (которое еще требует сушки и которое создает ряд проблем, связанных с остаточными химическими соединениями, остающимися на инструментах), или использования вакуума. Соответственно, желательно предоставить устройство, в котором используется минимально возможное количество пероксида для достижения желаемого эффекта.

Любое обсуждение предшествующего уровня техники по всему тексту описания никоим образом не следует считать допущением, что такой предшествующий уровень техники широко известен или составляет часть общего представления в данной области.

Цели изобретения

Целью изобретения является обеспечение усовершенствованных способов и устройств для дезинфекции или стерилизации медицинских инструментов, которые исключают или уменьшают, по меньшей мере, некоторые недостатки предшествующего уровня техники.

Целью предпочтительных вариантов осуществления изобретения является обеспечение усовершенствованных способов и устройств, способных концентрировать и улучшить свойства аэрозоля.

Пока контекст ясно не требует иного, по всему тексту описания и в формуле изобретения слова содержит, содержащий и им подобные следует трактовать во включающем смысле в отличие от исключительного или исчерпывающего смысла; то есть в смысле включая, но не ограничиваясь.

Краткое описание сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение обеспечивает устройство для концентрирования аэрозоля (распыляемого вещества), содержащее канал потока аэрозоля;

канал противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала потока распыляемого вещества и указанный канал

- 1 014821 противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемой мембраны.

В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение обеспечивает устройство для концентрирования аэрозоля (распыляемого вещества), включающее множество чередующихся каналов потока аэрозоля и соответствующих каналов противотока; и где по меньшей мере часть указанного каждого канала потока аэрозоля и прилегающий канал противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемой мембраны.

Чередующиеся каналы потока аэрозоля и каналы противотока могут иметь в сечении многоуровневую конфигурацию. Альтернативно, они могут быть расположены коаксиально.

Каждый канал потока аэрозоля содержит впускное и выпускное отверстия. Предпочтительно поток аэрозоля и противоток имеют противоположные направления. Однако они могут иметь одинаковое направление или любое другое направление, например представлять собой перпендикулярные потоки.

В соответствии с третьим аспектом изобретение обеспечивает устройство для концентрирования аэрозоля (распыляемого вещества), содержащее канал потока аэрозоля;

по меньшей мере два канала противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала потока аэрозоля и указанных каналов противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемых мембран.

В соответствии с четвертым аспектом изобретение обеспечивает устройство для концентрирования распыляемого вещества, включающее по меньшей мере два канала потока аэрозоля;

канал противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала противотока и указанные каналы аэрозоля ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемых мембран.

В соответствии с пятым аспектом настоящее изобретение обеспечивает способ для концентрирования аэрозоля (распыляемого вещества), включающий стадии:

(1) обеспечения потока аэрозоля вдоль первой стороны газопроницаемой мембраны и (2) обеспечения противотока газа вдоль второй стороны газопроницаемой мембраны для увеличения отношения активного ингредиента к растворителю на первой стороне.

Концентрированное распыляемое вещество предпочтительно используется для дезинфекции и/или стерилизации изделия.

Распыляемое вещество представляет собой предпочтительно распыляемое вещество из воды и биоцида. Наиболее предпочтительно биоцид представляет собой пероксид водорода. Первоначальное отношение активного ингредиента к растворителю составляет предпочтительно примерно 30 мас.%.

Конечное отношение активного ингредиента к растворителю составляет предпочтительно примерно 70 мас.%. Противоток газа обеспечивается с такой скоростью и в течение такого времени, что конечное отношение достигает равновесного отношения.

Газ предпочтительно представляет собой воздух, предпочтительно воздух, кондиционированный по влажности.

Полупроницаемая ткань или мембрана может представлять собой плетеную или неплетеную ткань или она может представлять собой лист или пленку либо их комбинацию и может представлять собой однослойную или многослойную конструкцию.

Когда позволяет контекст, в настоящем описании термин полупроницаемая мембрана используется для включения всех таких тканей и мембран, имеющих выбранные свойства. Полупроницаемая мембрана может быть гидрофобной или гидрофильной по природе.

Полупроницаемая мембрана выбрана для обеспечения того, чтобы частицы распыляемого вещества были первоначально неспособны к проникновению.

Когда позволяет контекст, в настоящем описании ссылки на полупроницаемую ткань или мембрану включают ткани или мембраны, подходящие для испарения через них, а также те, которые подходят только для простого проникновения, а ссылки на проникновение включают ссылки на испарение через полупроницаемую перегородку. Можно использовать мембраны, отличные от описанных выше, и они могут включать мембраны, подходящие для испарения через полупроницаемую перегородку.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления распыляется раствор пероксида, имеющий исходную концентрацию по меньшей мере 6%, предпочтительно 20-35%, а предпочтительнее 30-36%. Предпочтительно раствор распыляется в ультразвуковом распылителе, работающем при 2,4 МГц, который генерирует аэрозоль, в котором частицы, имеющие интервал распределения размера примерно 1-10 мкм, суспендированы в воздушном потоке. Используемый в настоящем описании термин аэрозоль (распыляемое вещество) описывает капельки жидкости (т.е. мелко разделенные частицы жидкости), захваченные газовым потоком. Система капелек жидкости, захваченных или суспендированных в газе, представляет собой аэрозоль.

Без желаемой связи с теорией считается, что по мере проникновения водяного пара через мембрану вода испаряется из капелек распыляемого вещества для восстановления равновесия давления пара внут

- 2 014821 ри канала потока распыляемого вещества. Продолжающееся испарение из капелек приводит к тому, что раствор пероксида в распыляемом веществе становится более концентрированным, и к уменьшению капелек в размере.

Эти более мелкие концентрированные частицы распыляемого вещества значительно более эффективны в качестве стерилизующего агента, чем пар пероксида водорода предшествующего уровня техники, возможно, ввиду получения гораздо более высокой концентрации стерилизующего агента на единицу объема, чем при использовании пара, и данный стерилизующий агент эффективнее, чем стерилизующие агенты в виде распыляемого пероксида и способы их применения предшествующего уровня техники.

Воздух, проникающий в канал потока распыляемого вещества, стерилен благодаря тому, что мембрана не проницаема для микроорганизмов.

В соответствии с шестым аспектом изобретение предоставляет способ в соответствии с любым из предыдущих аспектов, где полупроницаемая мембрана выбрана для удаления одного или нескольких паров процессом диффузного испарения.

Хотя изобретение раскрыто в настоящем описании со ссылкой на пероксид водорода в качестве биоцида, изобретение равным образом применимо, когда биоцид представляет собой другой пероксид или пероксисоединение, или может использоваться с другими известными испаряемыми биоцидами или биоцидами при растворении в подходящих растворителях (которые не должны быть водными). Кроме того, хотя крайне предпочтительно вводить биоцид в виде аэрозоля, в менее предпочтительных вариантах осуществления биоцид может быть введен в виде пара, а пар в дальнейшем удаляется при атмосферном давлении внешним током воздуха (или другого текучего вещества), примыкающим к внешней стороне мембраны. Введение биоцида в виде аэрозоля значительно предпочтительнее, потому что можно достичь гораздо более высоких исходных величин плотности биоцида на 1 л контейнера, чем паром. В одновременно рассматриваемой заявке заявителей указано, что аэрозоли в соответствии с тем изобретением, которые считаются такими же или аналогичными аэрозолям, получаемым в настоящем способе, являются более эффективными, чем пар.

В соответствии с седьмым аспектом настоящее изобретение предоставляет способ дезинфекции или стерилизации изделия или части изделия, включающий стадии:

(1) размещения изделия или части изделия внутрь первого контейнера, имеющего стенку, по меньшей мере часть которой представляет собой полупроницаемую ткань или мембрану, обеспечивающую возможность прохождения пара изнутри наружу контейнера, в то же время обеспечивающую барьер против входа микроорганизмов и против выхода частиц распыляемого вещества;

(2) впуска раствора биоцида во второй контейнер;

(3) концентрирования биоцида во втором контейнере удалением растворителя для образования концентрированного биоцида;

(4) введение концентрированного биоцида в виде жидкости или пара или их комбинации из второго контейнера в первый контейнер; и где стадии (3), (4) проводятся при атмосферном давлении или выше него.

В предпочтительных вариантах осуществления в соответствии с шестым аспектом раствор пероксида водорода в воде в концентрации, например, 35% сначала концентрируется в виде распыляемого вещества в одной камере удалением воды через мембрану при атмосферном давлении. Затем концентрированное распыляемое вещество впускается в другую камеру, которая желательно представляет собой мешок или другой контейнер, имеющий полупроницаемую мембрану, ограниченную в виде стенки или ее части, который затем запаивается. Это позволяет стерилизовать изделие и хранить изделие во втором контейнере и позволяет удалять остаточный пероксид водорода и воду. Предпочтительно изобретение обеспечивает, в частности, распыляемое вещество в виде наночастиц, имеющее 90% частиц в интервале 3-5 мкм, концентрацию пероксида >70 вес.% и концентрацию воды менее чем 30 вес.%.

В соответствии с восьмым аспектом изобретение состоит в распыляемом веществе в виде наночастиц, включающем раствор пероксида водорода, суспендированный в мелко раздробленной форме, где частицы жидкости имеют концентрацию более чем 60 вес.% пероксида водорода и средний диаметр менее чем 1,0 мкм. Предпочтительно капельки имеют средний диаметр менее чем 0,8 мкм.

Следует понимать, что в аэрозольных устройствах предшествующего уровня техники частицы жидкого пероксида имели концентрацию менее чем 35 вес.% пероксида водорода и средний диаметр более 2 мкм. Связь между размером частиц и скоростью падения частиц в аэрозоле является нелинейной, и, таким образом, небольшое уменьшение диаметра частиц значительно увеличивает устойчивость суспензии, а также увеличение общей площади поверхности раздела между газом и жидкостью. Желательно, чтобы распыляемое вещество в соответствии с седьмым аспектом имело плотность пероксида (грамм пероксида водорода/литр аэрозоля) гораздо большую, чем плотность пероксида пара как раз на уровне предела его насыщения при соответствующей температуре и влажности.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой воспроизведение чертежа из патента США № 4797255, на котором показано (кривая А), как изменяется точка кипения смеси воды/пероксида в зависимости от концентрации при атмосферном давлении, и (кривая В), как изменяется состав газа;

- 3 014821 фиг. 2 - схему первого простого варианта осуществления по настоящему изобретению;

фиг. 3 - схему стерилизующего устройства, показывающую предварительный концентратор по настоящему изобретению;

фиг. 4 - более детальную схему стерилизующего устройства, показывающую предварительный концентратор по настоящему изобретению;

на фиг. 5 показан еще один вариант осуществления настоящего изобретения, показывающий структуру, имеющую слои потока для аэрозоля (распыляемого вещества) в виде наночастиц и слои для противотока;

на фиг. 6 - образцы потока распыляемого вещества и противотока в одном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором ряды пластин штабелированы слоями друг на друга;

на фиг. 7 - пластины, которые можно использовать для разделения полупроницаемых мембран в тех вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых используются уложенные слоями ряды;

на фиг. 8 - результаты, полученные с мембранным концентратором по настоящему изобретению; на фиг. 9 - ультразвуковой датчик в дезинфицирующем расположении с распылителем по настоящему изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Теперь изобретение будет описано в контексте стерилизации, но следует понимать, что предварительные концентраторы и способы предварительного концентрирования по настоящему изобретению можно использовать в разнообразных областях, где желательны концентрированные распыляемые вещества, например при доставке лекарственных препаратов, окраске/печати, приготовлении пищи, изготовлении материалов и т.п. Например, был описан ряд таких способов (патенты США №№ 6451254, 6673313 и 6656428), которые все требуют включения концентрирования раствора пероксида водорода снижением давления для преимущественного выпаривания воды и удаления воды через вакуумный насос перед испарением раствора.

Общий способ предварительной концентрации по настоящему изобретению происходит в контексте следующего, и он показан на фиг. 3. Подлежащее стерилизации изделие 1 помещается в стерилизационную камеру 2. Стерилизационная камера 2 может представлять собой любой подходящий контейнер, но преимущественно представляет собой мешок, изготовленный из полупроницаемой мембраны, или запаянный контейнер, имеющий окно из полупроницаемой мембраны 3.

Камера предварительного концентратора 4 по настоящему изобретению присоединена выше по потоку от стерилизационной камеры 2. Стерилизационная камера 2 и предварительный концентратор 4 соединены так, что поток между предварительным концентратором и стерилизационной камерой может быть открыт или закрыт с помощью клапана 5.

Ультразвуковой распылитель 6 подсоединен выше по потоку от камеры предварительного концентратора. Раствор пероксида водорода, имеющий исходную концентрацию предпочтительно примерно 30-35%, распыляется в ультразвуковом распылителе.

Раствор стерилизующего агента может подаваться в распылитель 6 на непрерывной или прерывистой основе из контейнера оптовой подачи 7, например, при поддержании заданного уровня жидкости в распылителе или он может обеспечиваться дозирующим устройством одиночной подачи, например кассетой, обеспечивающей достаточное количество раствора для одного или множества циклов стерилизации. Альтернативно, раствор стерилизующего агента может предоставляться предварительно упакованным в капсулу, которую можно поместить в приспособленный распылитель так, чтобы капсула находилась в контакте с ультразвуковым преобразователем распылителя. В этом случае предоставляются средства для прокола капсулы с тем, чтобы она могла высвобождать раствор в качестве аэрозоля (распыляемого вещества). В другом варианте осуществления стерильный раствор может быть предоставлен в капсуле, имеющей встроенный ультразвуковой преобразователь, приспособленный для подачи энергии через контакты, простирающиеся через стенку капсулы, когда капсула вставлена в распылитель.

Распылитель 6 необязательно должен быть ультразвуковым, и можно использовать любое другое средство для образования аэрозоля, включая аэрозольные баллончики, струйные эжекторы и другие устройства. Пероксид может быть предварительно упакован и храниться в виде аэрозоля в аэрозольном контейнере и поступать из аэрозольного контейнера. Предусмотрено также, что кассеты, включающие ультразвуковой преобразователь, можно использовать для генерирования аэрозоля щ-8Йи внутри заключенного контейнера, который мог бы быть обеспечен наружными электрическими соединениями для обеспечения подачи энергии и регулировки.

Распылитель 6 работает предпочтительно примерно при 2,4 МГц для образования аэрозоля обычно более чем с 90% капелек, имеющими диаметр от 1 до 10 мкм, при медиане размера, составляющей диаметр примерно 3-5 мкм (микрочастицы).

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на распыление посредством ультразвукового распылителя, следует понимать, что можно использовать другие средства для распыления, включая аэрозольные баллончики, струйные распылители, пьезоэлектрические распылители и подобные им устройства, генерирующие распыляемые вещества. Как описано в одновременно рассматриваемой заявке заявителей (РСТ/Аи 99/00505), более мелкие частицы можно получить включением поверхностно

- 4 014821 активного вещества, например спирта, в раствор стерилизующего агента при использовании ультразвукового распыления. Нет необходимости в непрерывной работе ультразвукового распылителя, и в предпочтительных вариантах осуществления изобретения распылитель включается и выключается циклично (или через равные интервалы), работая, например, примерно 20 с/мин.

Затем аэрозоль или распыляемое вещество из микрочастиц вытесняется в предварительный концентратор 4 посредством вентилятора 8, расположенного выше по потоку от распылителя 6. Микрочастицы, образованные распылителем 6, захватываются газовым потоком, который в предпочтительном варианте осуществления представляет собой воздух. Значительное преимущество предпочтительных вариантов осуществления изобретения перед предшествующим уровнем техники состоит в том, что они не требуют источника отфильтрованного стерильного воздуха. Вместо этого, устройство по изобретению способно засасывать нестерильный воздух из стерилизационной камеры и стерилизовать его во время его рециркуляции при использовании. Однако если предпочтительно, можно использовать асептический профильтрованный воздух. Газовый поток необязательно представляет собой воздух и может, например, представлять собой инертный газ, такой как азот или аргон, или может представлять собой кислород или озон.

В общем смысле предварительный концентратор 4 работает посредством воздействия капелек аэрозоля на одну поверхность 10 полупроницаемой мембраны 9, в то время как поток воздуха движется через другую поверхность 11 этой полупроницаемой мембраны. Это ведет к преимущественному испарению воды из капелек аэрозоля, вызывая их более концентрированное состояние относительно пероксида водорода. В результате преимущественного испарения воды капельки аэрозоля внутри предварительного концентратора 4 становятся более концентрированными относительно пероксида водорода, причем величины концентрации приближаются к 60% и выше. Вода продолжает преимущественно испаряться из капелек, пока не достигается эта максимальная концентрация пероксида водорода, после чего пероксид и вода испаряются в равновесной фиксированной пропорции.

После образования мелкие высококонцентрированные капельки затем вступают в контакт с подлежащим стерилизации изделием.

Существуют два возможных предпочтительных режима работы предварительного концентратора.

При первом режиме работы, который представляет собой серийный способ концентрации, канал между концентратором 4 и стерилизационной камерой 2 перекрыт, и аэрозоль раствора 35% пероксида водорода в воде с размером капелек от 1 до 10 мкм проходит в камеру предварительного концентратора 4. Затем камера предварительного концентратора изолируется (закрытием обоих клапанов 5 и 12а) и затем аэрозоль в предварительном концентраторе 4 концентрируется. Концентрация в предварительном концентраторе происходит до тех пор, пока не достигается максимальная концентрация пероксида, за пределами которой пероксид и вода испаряются в равновесной фиксированной пропорции. После достижения этой максимальной концентрации канал между концентратором и стерилизационной камерой открывается открытием клапана 5 и концентрированное распыляемое вещество вводится в стерилизационную камеру 2.

Во втором альтернативном режиме работы, который представляет собой непрерывный процесс концентрации, канал между предварительным концентратором 4 и стерилизационной камерой 2 остается открытым. Аэрозоль раствора 35% пероксида водорода в воде с размерами капелек от 1 до 10 мкм поступает в предварительный концентратор 4 и непрерывно проходит через предварительный концентратор под проталкивающим действием вентилятора 8. По мере того как капельки аэрозоля проходят через предварительный концентратор 4, вода предпочтительно удаляется. Время нахождения капелек в предварительном концентраторе таково, что максимально возможная концентрация пероксида достигается ко времени, когда они выходят из предварительного концентратора.

Распыляемое вещество может вводиться в предварительный концентратор 4 непрерывно или прерывисто, например с циклом 2 с подачи/18 с выключения или 5 с подачи/15 с выключения; в течение периода, например, 2 мин.

Однако независимо от того используется ли серийный режим а) или непрерывный режим Ь) или даже если используется некая комбинация непрерывного или серийного режимов, капельки аэрозоля, которые существуют в предварительном концентраторе 4 и поступают в стерилизационную камеру 2, имеют свою максимально достижимую концентрацию пероксида водорода.

По мере увеличения концентрации пероксида водорода в капельках пропорция пероксида водорода в пару уравновешивается с увеличением капелек.

После введения концентрированного распыляемого вещества в стерилизационную камеру 2 оно контактирует с подлежащим стерилизации изделием и действует на патогены на поверхности. Затем стерилизационную камеру 2 можно герметично изолировать от предварительного концентратора 4. Поскольку концентрация пероксида находится на максимуме, дальнейшая концентрация раствора пероксида в стерилизационной камере 2 не происходит. Любое выпаривание в стерилизационной камере происходит так, что пероксид и вода испаряются в равновесно фиксированной пропорции. Затем концентрированному биоциду дают возможность вступить в контакт с подлежащим стерилизации изделием. Подлежащее стерилизации изделие может храниться в стерилизационной камере, пока оно не потребуется. Это

- 5 014821 также позволяет удалить остаточный пероксид водорода и воду.

Для распространения на каждый из этапов и как показано на фиг. 4 цикл начинается с распыления 27-35% пероксида водорода на микрокапельки внутри распылительной камеры 6 с использованием ультразвукового пьезокерамического преобразователя, который вибрирует при 2,4 МГц. Преобразователь может функционировать непрерывно или в соответствии с целесообразным рабочим циклом, так что распыление является прерывистым. Туман распыляемого вещества имеет микрокапельки, которые имеют такой же состав, как основной раствор, из которого они получены.

После получения туман распыляемого вещества переносится дутьевым вентилятором 8 в устройство мембранного концентратора 4, где оно концентрируется посредством выпаривания в субмикронные частицы или распыляемое вещество в виде наночастиц.

Мембранный концентратор 4 предпочтительно представляет собой многослойное устройство, где распыляемое вещество течет через мембранные слои, которые имеют переменный воздушный поток с другой стороны. Селективное удаление доли водного пара из распыляемого вещества происходит в мембранном концентраторе вследствие разности величин парциального давления воды и пероксида водорода. Если требуется, концентратор может электрически нагреваться для обеспечения желаемого эффекта. Капельки не только становятся более концентрированными (~60-70%), ввиду потери растворителя (воды) они становятся меньше. Более мелкие капельки также увеличивают площадь поверхности/объем и, таким образом, становятся более устойчивыми. Конечным результатом является сверхмелкий, устойчивый и концентрированный туман или распыляемое вещество в виде наночастиц. В точке выхода концентратора туман окончательно концентрируется, так что в стерилизационной камере больше не происходит дальнейшая концентрация пероксида водорода.

В одном простом варианте осуществления, показанном на фиг. 2, мембранный концентратор представляет собой послойно укладываемую конструкцию модуля концентратора, состоящую из 4 основных компонентов слоя потока, концевой пластины, соединительного стержня и листа мембраны. На фиг. 5 показана предпочтительная штабелированная слоистая конструкция модулей концентратора.

Слои 15 и 16 потока, как видно на фиг. 5, ограничены тонкими, квадратными или прямоугольными пластинами 12 с большой открытой площадью внутри и четырьмя прорезями галерей, идущими параллельно наружным краям, две из которых соединены с внутренним пространством через прорези. Ориентация слоев потока (при использовании квадратных секций) определяет количество слоев, которые являются общими для любой определенной галереи, следовательно, посредством способа сборки, две определенные магистрали потока могут задействовать единственный узел, как можно видеть на фиг. 5.

Концевые пластины 13 обеспечивают возможность соединения наружных каналов или устройств с мембранным узлом, и каждая концевая пластина имеет две точки соединения (см. фиг. 6 и 7), которые соответствуют прорезям двух галерей. Прорези на этих концевых пластинах образуют разветвленный канал, который направляет поток вверх по одной определенной галерее на одно соединение, и соединения отходят под углом 90° друг от друга для обеспечения их доступа в различные галереи.

Когда пять слоев потока, например, укладываются штабелем друг поверх друга с чередующейся ориентацией, т.е. под углом 90° друг к другу, и разделяются листами мембранного материала, они образуют две группы слоев потока, причем один имеет два поточных слоя 15, а другой имеет три отдельных слоя 16 потока в пределах блока. Эти слои потока предназначены или для распыляемого вещества в виде наночастиц (15 в настоящем случае) или поперечного потока/противотока (16 в настоящем случае) и посредством регулирования их скоростей потока возможна регулируемая диффузия.

Соединительные стержни используются для сжатия слоев между концевыми пластинами и создания герметичной изоляции пара, хотя можно использовать любую конструкцию, которая дает возможность блокам компоноваться вместе в подходящем герметизированном расположении. Мембранный материал 9 также действует в качестве прокладки между слоями.

Хотя давлением пара пероксида водорода при окружающей температуре можно пренебречь, и вода преимущественно испаряется в мембранном концентраторе, в качестве предосторожности против любого выхода потока пероксида водорода из устройства противоток направляется непосредственно в модуль каталитического деструктора, где он подвергается безопасной обработке.

Полупроницаемая мембрана 9 в настоящем примере предпочтительно изготовлена из ΚΙΜΟυΛΒΌ™, трехслойной, не образующей пух, слоистой ткани с использованием полипропилена, и имеющей внутренний слой, который является гидрофобным и устойчив к проникновению бактерий. Эти два наружных слоя обеспечивают абразивную устойчивость и прочность. Поскольку она представляет собой многослойную ткань, она не имеет действительного размера пор, но ткань проницаема посредством микроскопических каналов, которые обеспечивают извитой канал, ограничивающий прохождение частиц теми, размер которых меньше 0,2 мкм, т.е. он непроницаем для микроорганизмов менее 0,2 мкм. Эта ткань обеспечивает возможность проникновения воды и пероксида водорода через каналы ткани. Каналы не позволяют проходить бактериям в камеру и не позволяют выходить распыляемому веществу. Ткань К1шдиагб имеет гидростатическое водоотталкивание 3,8 кПа (показатель гидрофобности), поперечноразмерную растягивающую нагрузку 70 Н и механическую направленную растягивающую нагруз

- 6 014821 ку 130 Н.

Полупроницаемая мембрана 9 может представлять собой любую другую подходящую полупроницаемую мембрану, которая способствует удалению воды, в то же время являясь непроницаемой микроорганизмами и частицами распыляемого вещества. Можно использовать другие ткани и мембраны, которые проницаемы для водного пара и пара пероксида водорода и непроницаемы для бактерий, например ТУУЕК™ и δΡυΝΘυΆΚΌ™ (однако было обнаружено, что ΚΙΜΟυΆΚΟ™ в 2-3 раза более проницаем для пара пероксида водорода, чем ТУУЕК™, в условиях, при которых он здесь используется, как будет обсуждено ниже в настоящем описании, можно также использовать материалы других полупроницаемых мембран, такие как ΝΑΡΙΟΝ™ (который является гидрофобным) и ему подобные.

ΝΑΡΙΟΝ™ представляет собой сополимер тетрафторэтилена и перфтор-3,6-диокса-4-метилоктенсульфоновой кислоты. Такие материалы являются гидрофильными и имеют очень высокое содержание воды гидратации. ΝΑΡΙΟΝ™ способен поглощать 22 мас.% воды. В этом варианте поглощение происходит в виде кинетической реакции первого порядка. Молекулы воды проходят через мембраны и затем испаряются в окружающий воздух до достижения равновесия с внешней влажностью в непрерывном процессе, называемом испарением через полупроницаемую перегородку. Внешний поток воздуха по наружной стороне мембраны обеспечивает быстрое удаление влаги с наружной поверхности и ускоряет процесс испарения через полупроницаемую перегородку. В отличие от простого проникновения, где молекулы просто диффундируют через открытые поры, при испарении через полупроницаемую перегородку мембрана активна при селективном всасывании молекул с одной стороны мембраны к другой и может это делать с различными скоростями для различных типов химическим молекул.

В описанных выше вариантах осуществления стерилизующий агент представляет собой раствор пероксида водорода в виде раствора 35 мас.% в воде, действующей в качестве растворителя. Вода представляет собой предпочтительный растворитель для использования с пероксидом. Вода кипит при 100°С, тогда как пероксид водорода кипит при температуре выше 151°С при атмосферном давлении. Пероксид водорода кипит при 151,4°С при 750 мм рт. ст. На фиг. 1, взятой из патента США № 4797255, показано (кривая А), как точка кипения при атмосферном давлении смеси воды/пероксида изменяется с изменением концентрации, и (кривая В), как изменяется газовый состав. Как показано, чистая вода кипит при 100°С при атмосферном давлении. Из фиг. 1 очевидно, что концентрацией пероксида водорода в пару при 100°С можно пренебречь при атмосферном давлении. Растворитель может, например, представлять собой водный или неводный спирт, выбранный в комбинации со стерилизующим агентом, который предполагается использовать. Добавление к воде этилового спирта приводит к получению азеотропной смеси, которая снижает точку кипения растворителя, и это обеспечивает возможность мгновенного выпаривания воды при более низких температурах, чем которые были бы иначе возможны. В равной степени благоприятным было бы добавление других азеотропных агентов. Использование азеотропов для содействия удалению растворителя из частиц раствора распыляемого вещества находится в пределах объема изобретения. Предусматривается, что для некоторых биоцидов можно использовать неводные растворители или комбинацию подходящих растворителей.

В случае пероксида водорода, поскольку вода мгновенно выпаривается, концентрация стерилизующего агента увеличивается. Если в изобретении используется 35% раствор пероксида, то распыляемое вещество в виде микрочастиц после нагревания и удаления водяных паров будет иметь концентрацию, например, от 60 до 80%. Это дает преимущество того, что с исходным материалом можно обращаться сравнительно безопасно, что концентрация происходит во время процесса и что после этого нет дальнейшей необходимости в манипулировании с пероксидом. Также значительно уменьшается средний размер частиц. Причем микрочастицы распыляемого вещества в предпочтительных вариантах осуществления имеют средний диаметр менее чем 1 мкм, предпочтительнее менее чем 0,1 мкм. Маленький размер частиц приводит к получению очень устойчивой суспензии с осаждением, которым можно пренебречь, и обеспечивает значительное увеличение площади поверхности раздела между жидкостью и газом и при очень высокой концентрации жидкого стерилизующего агента на 1 л распыляемого вещества. Изобретатели считают, что может быть более высокая концентрация молекул пероксида на поверхности раздела между газом и жидкостью в этих наночастицах, чем происходит в микрочастицах. Раствор с концентрацией ниже или выше чем 35% можно использовать в качестве исходного материала, и превосходные результаты были получены с растворами пероксида водорода 1 или 3%, а также с раствором 40%, но время, затраченное для достижения удовлетворительного результата с матовыми или окклюдированными поверхностями, было меньше оптимального при концентрациях пероксида ниже 30%, а вопросы обращения приводят к предпочтению концентраций ниже 35%. Хотя в описанных предпочтительных вариантах осуществления использовались водные растворы пероксида водорода в качестве стерилизующего агента, можно использовать растворы других пероксидов и пероксисоединений, а также растворы пероксикомплексов (включая нерастворимые в воде комплексы в органических растворителях). В изобретении можно также использовать стерилизующие агенты, отличные от пероксидов, включая без ограничения галоидные соединения, фенольные соединения, галогенфенольные соединения и другие известные биоциды, при соответствующем выборе растворителя.

- 7 014821

Хотя концентрации пероксида в капельках, полученных из 30-35% раствора пероксида, обычно приближаются к 60% или выше, не всегда необходимо, чтобы достигалась такая высокая концентрация пероксида. Например, в других предпочтительных вариантах осуществления исходный раствор, который имеет концентрацию от 10 до 15% пероксида, распыляется и концентрируется примерно до 45-60% пероксида. Можно использовать любую исходную концентрацию пероксида и концентрировать до любого теоретического максимально уровня, достижимого в преобладающих условиях относительной влажности и температуры. В целом с практической точки зрения используется концентрация пероксида от 10-15 до 30-35% в качестве исходного раствора, который концентрируется до 45-60% или выше в распыляемом веществе.

В примере, в котором изделие, подлежащее дезинфекции, представляет собой часть ультразвукового датчика 20, например датчика того типа, который вводится в полость тела для диагностических целей, часть датчика 20, подлежащая обработке, заключена в камеру 2 (как проиллюстрировано на фиг. 9). В этом случае камера представляет собой специально спрофилированную камеру, сконструированную так, что не требуется помещение в камеру всего изделия, а помещается только та часть датчика, которая подлежит обработке. Датчик может быть подвешен внутри камеры посредством герметика вокруг уплотнителя, где шнур питания входит в датчик.

Затем распыляемое вещество в виде наночастиц транспортируется в камеру 2, где оно наносится на целевую поверхность. Ультразвуковое устройство можно вставить в камеру через любую из панелей на устройстве. Один возможный вход представляет собой введение сверху через верхнюю завинчивающуюся крышку, в которую зажат шнур устройства, и удерживается на месте после введения в камеру. Прохождение распыляемого вещества в виде наночастиц из концентратора в камеру регулируется контрольным клапаном 5. Контрольные клапаны 5 и 12а могут регулировать то, работает ли устройство в серийном режиме, непрерывно или некоторой комбинации обоих режимов.

Если устройство работает в серийном режиме, то клапан 5 открывается в соответствующее время после того, как происходит концентрация.

Если устройство работает непрерывно, то клапан остается открытым при скоростях потока и величинах времени нахождения распыляемого вещества, заранее откалиброванных так, чтобы быть на максимальном уровне при выходе из камеры.

Обычно камера 2 сконструирована из теплопроводного металла, такого как нержавеющая сталь или алюминий. На внутреннюю поверхность камеры можно нанести различные покрытия, такое как тефлон, для снижения риска разрушения пероксида. Дезинфекционная камера электрически нагревается с использованием провода нагревателя, накладываемого на поверхность из электропроводного металла. Альтернативно или в дополнение, в камеру может вдуваться нагретый воздух. Атмосфера камеры для подачи к вентилятору формируется вследствие наличия соединения с другой камерой, размещенного на стороне камеры, противоположной относительно впуска. Сама камера изолирована от контура генерирования и рециркуляции посредством клапанов, которые закрываются, как только завершается цикл распыляемого вещества в виде частиц (примерно 1-1,5 мин). Эта изоляция от примыкающего контура называется временем приостановки или обычнее временем удерживания.

Поверхность объекта 1, подлежащего обработке распыляемым веществом, подвергается воздействию распыляемого вещества в виде наночастиц в течение времени, достаточного для стерилизации поверхности. К удивлению, было обнаружено, что полученное распыляемое вещество в виде наночастиц не только быстрее оказывает эффект, чем аэрозоли предшествующего уровня техники, но также высокоэффективно в проникновении матовых поверхностей и обработке окклюдированных поверхностей, которые не открыты для прямого контакта. Хотя непонятно, почему этот так, но возможно, что очень высокая плотность распыляемого вещества в виде наночастиц (например, 2,0 мг или более при относительной влажности 40%) распределяется по всему объему стерилизационной камеры, хотя в то же самое время действительная конденсация на поверхности мала или отсутствует. Частицы распыляемого вещества в виде наночастиц имеют гораздо большую площадь поверхности на поверхности раздела между газами и жидкостями, чем исходные частицы распыляемого вещества в виде наночастиц, имеют гораздо меньший диаметр и, следовательно, остаются взвешенными в течение гораздо более длительных периодов. Не желая быть связанными теорией, заявители считают, что наночастицы ударяются о поверхность с большей частотой, чем частицы предшествующего уровня техники, и имеют более длительное время нахождения на поверхности, чем молекулы пара. По сравнению с аэрозольными способами предшествующего уровня техники поверхности, обработанные по изобретению, можно быстро высушить, и они относительно не загрязнены остаточным пероксидом. При обработке просвета предпочтительно, чтобы просвет был соединен для приема потока распыляемого вещества через просвет. Желательно, чтобы распыляемое вещество также воздействовало на наружные и матовые поверхности в камере или кассете.

Камера 2 может быть полностью изготовлена из полупроницаемой мембраны или ткани или может иметь стенку, по меньшей мере часть которой представляет собой полупроницаемую мембрану или ткань, и она может иметь любую подходящую форму и конструкцию, удовлетворяющую требованиям описанного здесь способа, и может быть любым образом герметизирована для непроницаемости микроорганизмами. Другие полупроницаемые мембраны или ткани можно выбрать на основании представлен

- 8 014821 ных в настоящем описании положений. Контейнер может быть постоянно соединен с контуром распылителя или иметь возможность соединения и отсоединения трубчатым и втулочным соединением, подходящими переходниками или другими средствами.

После завершения времени приостановки (приблизительно 1-2 мин), устройство переводится в режим каталитического разрушения или просто пустой. Именно в этом цикле включается засасывающий вентилятор, который управляет (открывает под давлением) контрольным клапаном, который соединяется с камерой, в то время как другой клапан дает возможность свежему воздуху поступить в камеру с регулируемой скоростью. Этот цикл перемещает распыляемое вещество в виде наночастиц в модуль каталитического деструктора, где катализатор используется для превращения пероксида водорода в безвредные водные пары и кислород. Модуль каталитического деструктора состоит из накладываемых друг на друга слоев оксида металла и спекшейся керамики в виде медовых сот, аналогичным образом обработанных керамических шариков, упакованных в подходящий контейнер.

Количество катализатора пропорционально количеству пероксида, экстрагированного из камеры, а также скорости потока из камеры. Завершение этого цикла занимает приблизительно 1 мин, и после завершения к камере может быть обеспечен доступ для извлечения дезинфицированного целевого устройства. В этой конфигурации общее время цикла для высокого уровня дезинфекции составляет приблизительно 5 мин или менее. Понятно, что при этом достичь стерилизации сложнее и это может продолжаться значительно дольше.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления плотность капелек в аэрозоле, проходящем из предварительного концентратора в стерилизационную камеру, можно измерить пропусканием инфракрасного луча через соединительный канал к детектору и измерением ослабления луча. Оно варьируется в зависимости от плотности капелек аэрозоля и дает показатель количества жидкости пероксида/единицу времени, поступающей в стерилизационную камеру. Инфракрасное излучение предпочтительно имеет частоту, которая не поглощается самим пероксидом, и, таким образом, не регистрирует пар пероксида, если он имеется. Знание плотности температуры и времени нахождения аэрозоля обеспечивает при желании возможность документального подтверждения результата.

Предварительный концентратор может управляться таким образом, чтобы он всегда вырабатывал распыляемое вещество, включающее пероксид в заданной теоретической максимальной концентрации, посредством этого, избегая потребности в определении концентрации пероксида в любой точке процесса стерилизации.

Примеры

На фиг. 8 показана итоговая концентрация пероксида после использования мембранного концентратора по настоящему изобретению. На фиг. 8 сравнивается относительная влажность (%) (КН) и уровни пероксида (Н₂О₂) (м.д. - миллионная доля), измеренные внутри 3-литровой камеры при скорости потока аэрозоля 9 л/мин в описанный выше мембранный концентратор, или при полном его обходе. Исходная концентрация пероксида была 30%. Мембрана, использованная в этом случае, представляла собой ΚΙΜΟυΑΚΌ, хотя аналогичные профили можно получить, используя ΝΑΡΙΟΝ и ТУУЕК.

Обход мембранного концентратора/модуля (фиг. 8а) выявляет относительную влажность 46% и уровень пероксида примерно 980 м.д.

Однако, когда используется мембранный концентратор, видно (фиг. 8Ь), что соответствующая концентрация пероксида составляет более 2100, а относительная влажность упала до 28%. В результате использование предварительного концентратора по настоящему изобретению удалило большое количество воды, что привело к более чем удвоению концентрации пероксида.

В табл. 1, 2 и 3 ниже показано, что увеличение противотока приводит к увеличенной концентрации пероксида в 3-литровой камере в течение 5-минутного периода времени, причем мембрана ΝΑΡΙΟΝ проявляет самый большой эффект.

Таблица 1

Влияние скорости противотока в мембранном модуле ΝΑΡΙΟΝ на соотношение между пероксидом водорода и водой по массе в дезинфекционной камере при 50°С

Условие подачи распыляемого вещества/ распыляемого вещества в виде наночастиц	Скорость противотока л /мин	Отношение Н₂О₂/Н₂О
В обход концентратора	Не оценивалось	0,033
Через концентратор	0, 0	0, 061
		0,108
	7,5	0, 118
	9,0	0, 088
	12,0	0,102

- 9 014821

Таблица 2

Влияние скорости противотока в мембранном модуле ТУУЕК на соотношение между пероксидом водорода и водой по массе в дезинфекционной камере при 50°С

Условие подачи распыляемого вещества/ распыляемого ₽ел^эстаа в виде наночастиц	Скорость противотока л/мин	Отношение Н₂О₂/Н₂О
В обход концентратора	Не оценивалось	0, 033
Через концентратор	0,0	0,046
	4,5	0, 033
	7,5	0, 082
	9, 0	0, 080
	12, 0	0,58

Таблица 3

Влияние скорости противотока в мембранном модуле КГМСиЛКО на соотношение между пероксидом водорода и водой по массе в дезинфекционной камере при 50°С

Условие подачи распыляемого вещества/ распыляемого вещества в виде наночастиц	Скорость противотока л/мин	Отношение Н_гО₂/Н₂О
В обход концентратора	Не оценивалось	0,053
Через концентратор	0,0	0,063
	4,5	0,112
	7,5	0,149
	9,0	0,125
	12,0	0,109

В табл. 4 ниже показаны способы получения распыляемого вещества в виде наночастиц с использованием мембранного концентратора на носители, инокулированные 5х10⁶ колониеобразующих единиц В. 81еаго1йегторЫ1и5/носителем 400 м.д. жесткой воды и 5% лошадиной сыворотки. Скорость потока аэрозоля составляла 9 л/мин, противоток был 9 л/мин, температура в камере была 50°С и начальная концентрация пероксида была 30%. Подаваемый пероксид составлял 0,11 г/л.

Таблица 4

Зависимость интервала времени до снижения количества спор на поверхностях от различных условий

Колонне-	Время	Фарфоровые	Шайбы	Матовые
образующие	воздай-	полуци-	ИЗ	шайбы
единицы/	ствия	линдры	нержавеющей	ИЗ
носитель	{мин)	(логарифм	стали	нержавеющей
		уменьшения)	(логарифм	стали
		п=50	уменьшения)	(логарифм
			п=10	уменьшения) п=3
5х10⁶	1	2,6	5,9	2,1
5*10^ъ	2	5, 8	>6	4,3
5*10^ь	5	>6	>6	5,2
5*10⁶	10	>6	>6	>6

Ниже иллюстрируются типы размеров частиц, которые можно получить предварительными концентраторами по настоящему изобретению. В табл. 5 показано распределение размера частиц вещества, распыляемого из ультразвукового распылителя, в который подавался 30% раствор пероксида водорода при различных температурах. Эти данные должны представлять размеры впускаемых частиц для предварительных концентраторов по настоящему изобретению.

- 10 014821

Таблица 5

Т°С на выпуске нагревателя	Меньше на 10% (размер частиц, мкм)	Меньше на 50% (размер частиц, мкм)	Меньше на 90% (размер частиц, мкм)
25	2,34	5, 5	9,48
55	0,95	1,36	2,0
60	0,58	0,86	1,36

В табл. 6 представлены данные по размеру частиц при 25°С распыляемого вещества, когда использовалась мембрана ΝΆΡΊΘΝ при различных скоростях потока с внешней стороны.

Таблица 6

Противоток м/с	Меньше на 10% (размер частиц, мкм)	Меньше на 50% (размер частиц, мкм)	Меньше на 90% (размер частиц, мкм)
0	2,29	4,61	8,58
3,2	2,33	3, 99	6,36
7,5	2,0	2,9	3,96

В табл. 7 представлены данные по размеру частиц при 25°С распыляемого вещества, когда использовалась мембрана ΚΙΜΟυΆΚΌ при различных скоростях потока с внешней стороны.

Таблица 7

Противоток м/с	Меньше на 10% (размер частиц, мкм)	Меньше на 50% (размер частиц, мкм)	Меньше на 90% (размер частиц, мкм)
0	2,29	4,61	8,58
3,2	2,31	4,17	7,2
7,5	2, 57	4,2	6,51

Видно, что размер частиц уменьшился примерно на половину в случае использования мембраны ΝαΓίοη (соответствующей уменьшению объема капелек примерно до 30% первоначального размера) и примерно на одну треть в случае использования мембраны Кшдиагб (соответствующей уменьшению объема капелек примерно до 13% первоначального размера).

Хотя изобретение было описано в настоящем описании со ссылкой на пероксид водорода в качестве стерилизующего агента, в изобретении можно использовать другие пероксиды, пероксисоединения или комплексы любых из них. Можно использовать другие классы биоцидов, включая без ограничения галогенизированные биоциды, фенольные биоциды и биоциды в виде четвертичных соединений, и иметь предпочтительно использование растворителей, отличных от воды. Аналогичным образом, хотя изобретение было проиллюстрировано в настоящем описании в первую очередь ссылкой на исходные растворы, имеющие 35% пероксида, можно использовать другие исходные концентрации, хотя предпочтительны концентрации примерно от 20 до 35%.

Принципы, о которых идет речь в настоящем изобретении, можно применять для концентрации пероксида в таких паровых способах путем проникновения или испарения через полупроницаемую перегородку без необходимости снижения давления. Однако выгоды (описанные в одновременно рассматриваемой заявке заявителей) использования аэрозолей по изобретению были бы потеряны, поскольку был бы потерян стерилизующий агент.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

(1) размещения изделия или части изделия внутри первого контейнера, имеющего стенку, по меньшей мере часть которой представляет собой полупроницаемую ткань или мембрану, обеспечивающую возможность прохождения пара изнутри наружу контейнера, в то же время обеспечивающую барьер против попадания микроорганизмов и против выхода частиц аэрозоли;

(1) выпаривания раствора, состоящего из активного ингредиента в растворителе и имеющего первоначальное отношение активного агента к растворителю;

(1) обеспечения потока аэрозоля, состоящего из активного ингредиента, вдоль первой стороны газопроницаемой мембраны; и (2) обеспечения противотока газа вдоль второй стороны газопроницаемой мембраны для увеличения отношения активного ингредиента к растворителю на первой стороне.

(1) распыления раствора для образования аэрозоля;

1. Устройство для концентрирования аэрозоля, содержащее канал потока аэрозоля;

канал противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала потока аэрозоля и указанный канал противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемой мембраны.
(2) впуска раствора биоцида во второй контейнер;

(2) обеспечения потока пара вдоль первой стороны газопроницаемой мембраны и (3) обеспечения противотока газа вдоль второй стороны газопроницаемой мембраны для увеличения посредством этого указанного первоначального отношения активного ингредиента к растворителю вдоль первой стороны до конечного отношения активного ингредиента к растворителю большего, чем первоначальное отношение;

(2) обеспечения потока аэрозоля вдоль первой стороны газопроницаемой мембраны и (3) обеспечения противотока газа вдоль второй стороны газопроницаемой мембраны для увеличения отношения активного ингредиента к растворителю на первой стороне.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее распылитель, сообщающийся с каналом потока аэрозоля.
(3) концентрирования биоцида во втором контейнере удалением растворителя для образования концентрированного биоцида;

3. Устройство по п.1 или 2, дополнительно содержащее средство регулирования влажности противотока, поступающего в канал противотока.
(4) введения концентрированного биоцида в виде жидкости или пара либо их комбинации из второго контейнера в первый контейнер;

где стадии (3), (4) проводят при атмосферном давлении или выше него.

(4) обеспечения возможности или осуществления контакта пара со стадии (2) с изделием в течение времени, достаточного для его дезинфекции или стерилизации.

4. Устройство по любому из пп.1-3, содержащее множество чередующихся каналов потока аэрозоля и соответствующих каналов противотока; и
5. Устройство по любому из пп.1-4, где чередующиеся каналы потока аэрозоля и каналы противотока имеют многоуровневую конфигурацию.
6. Устройство по любому из пп.1-4, где чередующиеся каналы потока аэрозоля расположены коаксиально.
7. Устройство по любому из пп.1-3 для концентрирования аэрозоля, содержащее канал потока аэрозоля;

по меньшей мере два канала противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала потока аэрозоля и указанных каналов противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемых мембран.
8. Устройство по любому из пп.1-3 для концентрирования аэрозоля, включающее по меньшей мере два канала потока аэрозоля;

канал противотока; и где по меньшей мере часть указанного канала противотока и указанный канал аэрозоля ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемых мембран.
9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, где каждый канал потока аэрозоля содержит впускное и выпускное отверстия, каждый канал противотока содержит впускное и выпускное отверстия, а поток аэрозоля и противоток проходят в одинаковом или противоположных направлениях.
10. Устройство по любому из пп.1-7, где каждый канал потока аэрозоля включает впускное и выпускное отверстия, а канал противотока направляет противоток в направлении под углом к направлению потока аэрозоля.
11. Способ концентрирования раствора, состоящего из активного ингредиента в растворителе, содержащий стадии:

- 11 014821 где по меньшей мере часть указанного каждого канала потока аэрозоля и прилегающий канал противотока ограничены соответствующими противоположными сторонами газопроницаемой мембраны.
- 12 014821 подходящего биоцидного раствора, концентрированного способом по любому из пп.9-24, в виде аэрозоля или пара.

12. Способ концентрирования аэрозоля, содержащий стадии:
13. Способ по п.11 или 12, где активный ингредиент представляет собой биоцид, а концентрированный аэрозоль используется для дезинфекции и/или стерилизации изделия.
14. Способ по любому из пп.11-13, где растворитель представляет собой воду.
15. Способ по любому из пп.11-14, где активный ингредиент выбран из пероксида водорода или пероксисоединения.
16. Способ по любому из пп.11-15, где первоначальное отношение активного ингредиента к растворителю в аэрозоле составляет менее 35 мас.%.
17. Способ по любому из пп.11-16, где конечное отношение активного ингредиента к растворителю в аэрозоле составляет более 60 мас.%.
18. Способ по любому из пп.11-17, где противоток газа обеспечивают с такой скоростью и в течение такого времени, что конечное отношение достигает равновесного отношения.
19. Способ по любому из пп.11-18, где газ представляет собой воздух или воздух, кондиционированный по влажности.
20. Способ по любому из пп.11-19, где полупроницаемая ткань или мембрана представляет собой плетеную или неплетеную ткань, или лист, или пленку, или их комбинацию и выполнена в виде однослойной или многослойной конструкции.
21. Способ по любому из пп.11-20, где полупроницаемая мембрана является гидрофобной.
22. Способ по любому из пп.11-21, где используют полупроницаемую мембрану с такими параметрами, чтобы частицы аэрозоля при первоначальном отношении активного ингредиента к растворителю были неспособны к проникновению через нее.
23. Способ по любому из пп.11-22, где мембрана является пригодной для диффузного испарения.
24. Способ по любому из пп.11-23, где аэрозоль представляет собой водный раствор пероксида, имеющий исходную концентрацию от 6 до 35 мас.% пероксида.
25. Способ по любому из пп.11-24, где раствор распыляют в ультразвуковом распылителе, приводимом в действие более чем при 2,0 МГц, который генерирует аэрозоль, в котором частицы, имеющие распределение размера частиц примерно 1-10 мкм, суспендированы в воздушном потоке.
26. Способ по любому из пп.11-25, где полупроницаемую мембрану выбирают для удаления одного или нескольких паров процессом диффузного испарения.
27. Способ дезинфекции или стерилизации изделия, содержащий обеспечение контакта с изделием
28. Способ дезинфекции или стерилизации изделия, содержащий стадии:
29. Способ по п.28, который выполняют при атмосферном давлении или выше.
30. Способ по любому из пп.27 или 29, где противоток газа обеспечивают со скоростью и в течение времени, так что второе отношение достигает равновесного значения.
31. Способ дезинфекции или стерилизации изделия или части изделия, содержащий стадии:
32. Способ по п.31, где стадию концентрирования проводят по любому из пп.11-26.
33. Способ по п.31, где мембрана первого контейнера непроницаема для микроорганизмов, а изделие стерилизуют и хранят стерильным в первом контейнере.
34. Способ по любому из пп.11-33, где аэрозоль в первом отношении имеет 90% частиц в интервале 3-5 мкм.
35. Способ по любому из пп.11-34, где аэрозоль во втором отношении имеет средний диаметр частиц менее чем 1,0 мкм.