Способ стерилизации объектов и устройство для его осуществления
Использование: медицина, микробиология , пищевая промышленность, в частности стерилизация объектов. Сущность изобретения: стерилизацию проводят путем обработки объектов в стерилизацией ной камере газовой средой, нагретой до температуры холодной плазмы. Нагрев газа осуществляют импульсным сжатием, а обработку импульсным инжектированием газа в стерилизационную камеру, для чего устройство снабжено дополнительной камерой с поршнем и перепускным элементом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТУ (21) 4948307/13 (22) 26.06.91 (46) 30.03.93. Бюл, N 12 (76) В,А.Грушин, Н.Я,Василик, В,П,Кирсанов, Ю.И,Кружилин, В.Г.Локтев и И,И.Самойленко . (56) Заявка РСТ ¹ 82/01996, кл. А 61 L 2/14. Заявка PCT № 88/06459, кл. А 61 L 2/14. Заявка РСТ N 90/11784, кл. А 611 2/14, (54) СПОСОБ. СТЕРИЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к медицине, а также может быть использовано в микробиологии, вирусологии и другихобластях. Целью изобретения является сокращение времени стерилизации и обеспечение возможности проведения стерилизации в отсутствии источников электрической энергии, что позволяет расширить применимость изобретения. Поставленная цель достигается тем, что газовую стерилизующую среду предварительно подготавливают путем ее сжатия в дополнительной камере, в которой обеспечивается нагрев среды до температуры стерилизации Т,. Дополнительная камера представляет собой цилиндрическую трубу с подвижным поршнем. Зазор между поршнем и камерой Л ф должен обеспечивать свободное перемещение поршня и минимальные утечки стерилиэующей среды. Из дополнительной камеры стерилиэующая среда изотермически инжектируется в стериализационную камеру, где происходит однократное импульсное воздействие БЫ,„, 1805969 АЗ (57) Использование: медицина, микробиология, пищевая промышленность, в частности стерилизация объектов. Сущность изобретения: стерилизацию проводят путем обработки объектов в стерилизационной камере газовой средой, нагретой до температуры холодной плазмы. Нагрев газа осуществляют импульсным сжатием, а обработку импульсным инжектированием газа в стерилизационную камеру, для чего устройство снабжено дополнительной камерой с поршнем и перепускным элементом. 2 с,п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. среды на стерилизуемые объекты. Длительность воздействия составляет с 10 з сек. Заявителю и авторам не известны способы и устройства стерилизации, в которых производилась бы предварительная подготовка стерилизующей среды во вспомогательной камере. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям "новизна" и "существенные отличия". В предлагаемом способе стерилиэующий эффект достигается в основном за счет температуры среды Тс и длительности ее воздействия на объекты. При характерной -3 длительности t 10 сек, минимальная температура стерилизации Тс зависит от состава стерилизующей среды. В частности, например, для воздуха Тс 2000 К, для инертных газов Т > 6000 К. Режимы, при которых создаются необходимые условия (Тс, t) для стерилизации обеспечиваются за счет процесса адиабатического сжатия стерилизующей среды. Адиабатичность процесса сжатия, а также характерная длительность времени t рости1 1805969 гается за счет высокой скорости поршня (10 м/сек) в дополнительной камере. При этом связь температуры стерилизации Тс с контролируемыми параметрами устройства: — кинетической энергией поршня и энер, гией первичного источника имеет вид М У2 Cvm(Tc — Tp) = r1 — =y< tyW, 2 где To —. начальная:тем>пература стерилизующей среды; Сд — теплоемкость стерилизующей среды, " m — масса стерилизующей среды; M — масса поршня; V — максимальная скорость поршня; 1 — эффективность и реоб разов а ния кинетической энергии поршня во внутреннюю энергию стерилизующей среды, 1p — эффективность и реобразования энергии первичного источника в кинетическую энергию поршня; W — энергия первичного источника. Предлагаемый способ стерилизации был апробирован при обработке образцов из металла, керамики и стекла. При испытаниях какие-либо изменения поверхности образцов отсутствовали. B НПО "Астрофизика" проведены испытания предлагаемого способа стерилизации, В таблице приведены конкретные .режимы и объекты стерилизации. Для испытаний использовалэсь культура Baciltus svbtilis 9SY 228. Жизнеспособность бактерйй после обработки определялась капельным методом, разработанным в НИИ ЭМ им. Н.Ф.Гамалеи АМН СССР. Заявляемое устройство для импульсной стерилизации в экстремальных случаях (стихийные бедствия, крупные аварии и т.д.) может работать автономно без стандартных источников электрической энергии. Такая возможность обеспечивается тем, что для разгона поршня в дополнительной камере в качестве первичного источника энергии могут использоваться накопители энергии самого различного типа (пневматический, пороховой, механический и др,). На черте>ке приведена схема устройства с пневматическим накопителем энергии, на котором реализован предлагаемый способ импульсной стерилизации и осуществлены режимы, указанные в таблице. Здесь 1 — пневматический накопитель энергии, объединяющий пневмоклапан и ресивер с сжатым воздухом; 2 — поршень, 3-дополнительная камера; 4- перепускное устройство; 5 — стериализационная камера. Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух из пневматического накопителя 1 после открытия пневматического клапана поступает в дополнительную камеру 3. При этом поршень 2 двигается в сторону стерилизационной камеры 5 и сжимает находящуюся перед ним стерилизационную газовую среду, За счет процесса адиабатического сжатия происходит нагрев среды до температуры стерилизации Т,. При достижении температуры Тс открывается перепускное устройство 4 и среда инжектируется в стерилизационную камеру 5, где происходит однократное импульсное воздействие среды на объекты. Авторами использовалось перепускное устройство пассивного типа, представляющее собой фланец с центральным сквозным отверстием. Диаметр выходного отверстия выбирается в зависимости от температуры Тс, состава и давления стерилизующей сре-. ды и в каждом конкретном случае определяется инди видуал ьно с учетом того, что время . инжекции всей стерилизующей,среды должно составлять 10 сек. Для расчета диа"метра выходного отверстия можно, например, пользоваться формулами, приведенными, 20 25 устройства, реализующие аналогичный способ стерилизации, Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить время стерилизации t B сравнении с прототипом на несколько порядков, и производить обработку за один импульс, тэк как для стерилизации используется среда с температурой в несколько тысяч градусов, Температура стерилизующей среды и длительность ее существования создается за счет адиабатического сжатия среды при помощи поршня в дополнительной камере. Поршень приводится в движение при помощи различных Изготовленный на предприятии макет- ный образец устройства дитя импульсной стерилизации, соответствующий схеме (Рис.1}, имеет следующие параметры: обьем ресивера vp = 2 л; масса поршня М = 0,52 кг; 35 длина дополнительной камеры L = 1,735 м; диаметр дополнительной камеры ф = 0,72 мм; зазор между поршнем и камерой Л(= 0,2 мм, диаметр выходного отверстия перепускного устройства = 10 мм; обьем стерилизациoHHovl K8Mepl I материл. = 0,2 л, Сравнение предлагаемого технического решения проводилось с прототипом, являющимся базовым объектом, поскольку заявителю и авторам не известны промышленно 45 выпускаемые зарубежные и отечественные 1805969 (неэлектрических) накопителей энергии, что позволяет работать всему устройству автономно, В НПО "Астрофизика" по материалам заявки изготовлен макетный образец, который прошел испытания. Среда Концентрация В. S.228, кл/мл Начальное давление Ро, атм Энергия поршня, Дж Объект Темпера- Время тура сте- обработриал, Т, ки, мсек, К исх. после обработ, 0,04 6.6 .10 4 10 40 +9 815 5500 0,25 метал. чашка ст. 12х 18Н10Т скальпель метал, чашка ст, 12х 18Н10Т метал. чашка ст. 12х 18Н10Т ксенон 0,04 1274 5350 ксенон аргон 6450 0,25 7,2.10з 5 10 978 1,5 10 +2 .10 4,1 10 -4 10 0,25 4193 2000 0,25 воздух Составитель B.Ãðóøèí Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В,Петраш Редактор П,Тичина Заказ 954 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 В тоже время в прототипе большое время стерилизации обусловлено низкой температурой стерилизующей среды, которая характерна для стационарного газового электрического разряда, а его применение для создания стерилизующей среды, обуславливает неотъемлемое использование электрических источников энергии, что сужает возможность использования всего устройства. Формула изобретения 1. Способ стерилизации объектов, включающий размещение объекта в стерилизационной камере и обработку его нагретым 5 газом, отличающийся тем, что нагрев газа осуществляют путем его импульсного сжатия, а обработку производят импульсной инжекцией газа в стерилизационную камеру. 10 2. Устройство для стерилизации объектов, содержащее стерилизационную камеру и источникэнергии,отличающееся тем,что оно снабжено дополнительной камерой, поршнем, установленным вдополнительной каме15 ре, и перепускным элементом, установленным между стерилизационной и дополнительной камерами, а источник энергии выполнен в виде привода перемещения поршня.
