RU2043120C1 - Method for sterilizing articles and materials - Google Patents

Method for sterilizing articles and materials Download PDF

Info

Publication number
RU2043120C1
RU2043120C1 SU4914702A RU2043120C1 RU 2043120 C1 RU2043120 C1 RU 2043120C1 SU 4914702 A SU4914702 A SU 4914702A RU 2043120 C1 RU2043120 C1 RU 2043120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
materials
gas discharge
sterilization
plasma
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Георгиевич Шишкин
Вячеслав Филиппович Герасимов
Виктор Николаевич Коровин
Original Assignee
Геннадий Георгиевич Шишкин
Вячеслав Филиппович Герасимов
Виктор Николаевич Коровин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геннадий Георгиевич Шишкин, Вячеслав Филиппович Герасимов, Виктор Николаевич Коровин filed Critical Геннадий Георгиевич Шишкин
Priority to SU4914702 priority Critical patent/RU2043120C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043120C1 publication Critical patent/RU2043120C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves putting articles in hermetically sealed vessel, evacuating the vessel down to a pressure of 1.0-1,0...10-3 mm of Hg column to create plasma by means of excitation of the gas discharge by applying alternating electromagnetic field between electrodes embracing the vessel at 1-100 MHz frequency and specific power of 0,05...0,5 Wt/cm 3. EFFECT: enhanced effectiveness in sterilizing materials for food processing. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технике стерилизации и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, главным образом в медицине. The invention relates to sterilization techniques and can be used in various fields of the national economy, mainly in medicine.

Известен способ стерилизации, в процессе которого внутри вакуумированного сосуда с помощью индуктора возбуждают высокочастотный разряд в атмосфере пероксида водорода. Процесс стерилизации по этому способу занимает, как правило, длительное время и требует специального химически активного газа для его осуществления. A known method of sterilization, in which a high-frequency discharge in an atmosphere of hydrogen peroxide is excited inside an evacuated vessel using an inductor. The sterilization process by this method usually takes a long time and requires a special chemically active gas for its implementation.

Наиболее близким является способ, включающий размещение стерилизуемого предмета в герметизируемом сосуде, вакуумирование сосуда и создание в нем плазмы путем возбуждения газового разряда за счет приложения СВЧ-энергии. Разряд возбуждается в атмосфере остаточных газов без каких-либо добавок, однако стерилизация достаточно эффективна даже при малых временах выдержки предмета в плазменной среде. В то же время использование СВЧ-энергии (СВЧ-печи по стандартам США работают на частотах ≈2500 МГц) связано с техническими трудностями обеспечения специальным оборудованием, требующим повышенной степени защищенности от СВЧ-полей. Это усложняет реализацию способа и ограничивает его массовое распространение. The closest is a method that includes placing a sterilized object in a sealed vessel, evacuating the vessel and creating plasma in it by exciting a gas discharge by applying microwave energy. The discharge is excited in the atmosphere of residual gases without any additives, however, sterilization is quite effective even at short exposure times of the object in a plasma medium. At the same time, the use of microwave energy (microwave ovens operate at frequencies of ≈2500 MHz according to US standards) is associated with technical difficulties in providing special equipment that requires an increased degree of protection from microwave fields. This complicates the implementation of the method and limits its mass distribution.

Целью изобретения является упрощение способа стерилизации за счет перехода к режимам разряда, которые реализуются технически более простыми средствами. The aim of the invention is to simplify the method of sterilization by switching to discharge modes, which are implemented technically by simpler means.

Сущность способа состоит в том, что в отличие от прототипа газовый разряд возбуждают между охватывающими сосуд электродами. При этом сосуд вакуумируют до давления 1,0.10-3 мм рт.ст. а частоту поля выбирают в диапазоне 1.100 МГц при вкладываемой удельной мощности 0,05-0,5 Вт/см3.The essence of the method lies in the fact that, unlike the prototype, a gas discharge is excited between the electrodes enclosing the vessel. In this case, the vessel is evacuated to a pressure of 1.0.10 -3 mm Hg. and the field frequency is selected in the range of 1.100 MHz with a specific power input of 0.05-0.5 W / cm 3 .

На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ. The drawing shows a diagram of a device that implements the proposed method.

Устройство включает стеклянную (диэлектрическую) пробирку 1 (или сосуд другой формы), которая герметично закрыта пробкой 2 с отверстием для вакуумпровода 3, связывающего пробирку со средством 4 откачки. С внешней стороны пробирку охватывают два электрода 5, выполненные из тонких металлических полос и подключенные к симметричному выходу генератора 6 высокой частоты. Внутри пробирки расположены или закреплены (при негоризонтальном расположении пробирки) стерилизуемые образцы (изделия) 7. The device includes a glass (dielectric) tube 1 (or a vessel of a different shape), which is hermetically closed by a tube 2 with an opening for a vacuum pipe 3 connecting the tube with the pumping means 4. From the outside, the tube is covered by two electrodes 5 made of thin metal strips and connected to the symmetric output of the high-frequency generator 6. Sterilized samples (products) are located or fixed inside the tube (with the tube being not horizontal);

Порядок реализации способа аналогичен прототипу. The order of implementation of the method is similar to the prototype.

Отличия предложенного способа заключаются в выборе новых режимов проведения операций, которые обнаружены экспериментальным путем для высокочастотного газового разряда емкостного типа. При этом возбуждение емкостного разряда осуществляется более простым путем, а именно с помощью охватывающих сосуд электродов, которые конструктивно проще применяемого в прототипе индуктора специальной формы. Диапазон выбранных давлений определяется тем, что при увеличении давления выше 1,0 мм рт.ст. затруднено зажигание тлеющего разряда в сосуде, а при давлениях ниже 10-3 мм рт.ст. заметно снижается уровень концентрации высокочастотной плазмы (плотность ионов и электронов), что приводит к уменьшению воздействия заряженных частиц на обрабатываемый предмет.The differences of the proposed method lie in the selection of new modes of operations that are experimentally discovered for a high-frequency gas discharge of a capacitive type. In this case, the capacitive discharge is excited in a simpler way, namely by means of electrodes covering the vessel, which are structurally simpler than the specially shaped inductor used in the prototype. The range of selected pressures is determined by the fact that with an increase in pressure above 1.0 mm Hg it is difficult to ignite a glow discharge in a vessel, and at pressures below 10 -3 mm Hg the level of high-frequency plasma concentration (ion and electron density) decreases noticeably, which leads to a decrease in the effect of charged particles on the workpiece.

Частоты выбираются исходя из устойчивого зажигания и горения разряда при относительно малых напряженностях 10.102 В/см (нижний предел) и ограничений на сложность оборудования и необходимости защиты (верхний предел). Пределы вкладываемой мощности снизу также ограничены устойчивостью разряда, а сверху температурой и концентрацией плазмы и, следовательно, допустимой температурой нагрева сосуда и образцов.Frequencies are selected on the basis of stable ignition and combustion of the discharge at relatively low voltages of 10.10 2 V / cm (lower limit) and restrictions on the complexity of the equipment and the need for protection (upper limit). The limits of the input power from below are also limited by the stability of the discharge, and above by the temperature and plasma concentration and, therefore, the permissible temperature of heating the vessel and samples.

Исследования показали, что время обработки при воздействии плазмы на изделие существенного влияния не оказывает. В зависимости от материала носителя микроорганизмов оно составляет 5.15 мин и может быть уменьшено за счет удельного энерговклада. Оптимальных режимов внутри указанных диапазонов изменения параметров разряда не обнаружено. Studies have shown that the processing time when exposed to plasma on the product has no significant effect. Depending on the material of the microorganism carrier, it is 5.15 min and can be reduced due to the specific energy input. Optimal modes within the indicated ranges of variation of the discharge parameters were not found.

П р и м е р. Для устройства использовалась стандартная пробирка диаметром 12 мм. Электроды выполнялись из медной фольги толщиной 0,3 мм в виде полосок шириной 10 мм. Расстояние между электродами составляло 20.100 мм. Генератор был построен по стандартной схеме на электронных лампах типа ГУ 50 и имел рабочую частоту 28 МГц, соответствующую согласованной нагрузке электродов. Плотность вкладываемой мощности составляла около 0,4 Вт/см3 (в абсолютном выражении ≈30 Вт). В качестве образцов использовались микробиологические материалы, подготовленные и обработанные ВНИИ профилактической токсикологии и дезинфекции. Исследования проводились с использованием тест-культуры микроорганизма Вас. subtilis 7, наносимого на тест-носители из стекла, металла, батиста, резины (5 видов) пластмассы (2 вида).PRI me R. A standard test tube with a diameter of 12 mm was used for the device. The electrodes were made of copper foil 0.3 mm thick in the form of strips 10 mm wide. The distance between the electrodes was 20.100 mm. The generator was built according to the standard scheme on electronic tubes of the GU 50 type and had an operating frequency of 28 MHz, corresponding to the matched load of the electrodes. The density of the input power was about 0.4 W / cm 3 (in absolute terms ≈30 W). Microbiological materials prepared and processed by the All-Russian Research Institute of Preventive Toxicology and Disinfection were used as samples. Studies were conducted using a test culture of the microorganism you. subtilis 7, applied to test carriers made of glass, metal, cambric, rubber (5 types) of plastic (2 types).

Обработка образцов производилась при давлении 5˙10-2 мм рт.ст. Результаты представлены в таблице.Processing of the samples was performed at a pressure 5˙10 -2 mmHg The results are presented in the table.

Отмечается 100%-ная гибель микроорганизмов тест-культуры на стекле, металле при 5-ти минутной обработке, на батисте и резине селиконовой при 10-ти минутной обработке. На остальных материалах эффект проявляется в различной степени. There is a 100% death of the test culture microorganisms on glass, metal with a 5-minute treatment, on a cambric and silicone rubber at a 10-minute treatment. On other materials, the effect manifests itself to varying degrees.

Примечание: в приведенном примере использован протокол исследований лаборатории проблем стерилизации изделий медицинского назначения указанного ВНИИ. Note: in the above example, the research protocol of the laboratory of problems of sterilization of medical devices of the specified VNII was used.

Предложенный способ прост в реализации, доступен среднему медицинскому или техническому персоналу, не требует дорогостоящего оборудования и специальной защиты и может найти широкое применение в различных областях. Экономический эффект от его использования может быть оценен на стадии проектирования конкретных установок с учетом их потребного количества. The proposed method is simple to implement, accessible to paramedical or technical personnel, does not require expensive equipment and special protection and can be widely used in various fields. The economic effect of its use can be assessed at the design stage of specific plants, taking into account their required number.

Claims (1)

СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ И МАТЕРИАЛОВ, включающий размещение в герметизируемом сосуде, вакуумирование сосуда, создание в сосуде плазмы путем возбуждения газового разряда переменным электромагнитным полем и выдержку предметов в плазменной среде, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса стерилизации, вакуумирование осуществляют до давления 1,0 10- 3 мм рт. ст. а газовый разряд возбуждают между охватывающими сосуд электродами при частоте поля 1 100 МГц и вкладываемой удельной мощности 0,05 0,5 Вт/см3.METHOD OF STERILIZATION OF PRODUCTS AND MATERIALS, including placement in a sealed vessel, evacuation of a vessel, creation of a plasma vessel by excitation of a gas discharge by an alternating electromagnetic field and exposure of objects in a plasma medium, characterized in that, in order to simplify the sterilization process, the vacuum is carried out to a pressure of 1, 0 10 - 3 mm RT. Art. and a gas discharge is excited between the electrodes enclosing the vessel at a field frequency of 1 100 MHz and a specific power input of 0.05 0.5 W / cm 3 .
SU4914702 1991-01-10 1991-01-10 Method for sterilizing articles and materials RU2043120C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4914702 RU2043120C1 (en) 1991-01-10 1991-01-10 Method for sterilizing articles and materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4914702 RU2043120C1 (en) 1991-01-10 1991-01-10 Method for sterilizing articles and materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043120C1 true RU2043120C1 (en) 1995-09-10

Family

ID=21562459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4914702 RU2043120C1 (en) 1991-01-10 1991-01-10 Method for sterilizing articles and materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2043120C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD3907C2 (en) * 2008-05-27 2009-12-31 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Device for plasma sterilization of medical instruments
RU2443433C1 (en) * 2010-12-30 2012-02-27 Михаил Ильич Воронин Method for material antiseptisation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design News.v. 45 N 13, 1989. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD3907C2 (en) * 2008-05-27 2009-12-31 Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы Device for plasma sterilization of medical instruments
RU2443433C1 (en) * 2010-12-30 2012-02-27 Михаил Ильич Воронин Method for material antiseptisation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Laroussi Sterilization of contaminated matter with an atmospheric pressure plasma
US6113851A (en) Apparatus and process for dry sterilization of medical and dental devices and materials
EP0207417B1 (en) Hydrogen peroxide plasma sterilization system
US5184046A (en) Circular waveguide plasma microwave sterilizer apparatus
EP0387022B1 (en) Plasma sterilizer and method
EP0547105B1 (en) Plasma cycling sterilizing process
US5087418A (en) Process for dry sterilization of medical devices and materials
US3490580A (en) Containers and process for asepsis
EP0278623B1 (en) Hydrogen peroxide plasma sterilization system
AU612644B2 (en) Process for dry sterilization of medical devices and materials
US5413759A (en) Plasma sterilizer and method
Laroussi et al. Images of biological samples undergoing sterilization by a glow discharge at atmospheric pressure
US3701628A (en) Treatment of surface with low-pressure plasmas
US5178829A (en) Flash sterilization with plasma
JPWO2005089818A1 (en) Microwave plasma sterilization method and apparatus
Stoica et al. Atmospheric cold plasma as new strategy for foods processing-an overview.
JP3974442B2 (en) Sterilization apparatus and sterilization method
Hu et al. The effect of air plasma on sterilization of Escherichia coli in dielectric barrier discharge
WO2019215741A1 (en) Device and method for herbs disinfection
JPS5939143B2 (en) plasma sterilization method
WO2003090796A1 (en) Plasma sterilizer apparatus
RU2043120C1 (en) Method for sterilizing articles and materials
KR20030060644A (en) Sterilizatoin method using atmospheric plasma
JP3813586B2 (en) Microwave plasma sterilization method
CN212308482U (en) Atmospheric pressure low temperature plasma rapid sterilization device