Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью свч-излучения и устройство для его реализации.
Изобретение относится к санитарно-эпидемиологической области медицины, а именно к способам и устройствам для обеззараживания медицинских отходов, преимущественно опасных и чрезвычайно опасных классов с помощью СВЧ-излучения, и может использоваться как в лечебно-профилактических учреждениях различного профиля, так и в централизованных центрах обеззараживания таких отходов. К техническому результату относится повышение качества очистки парогазовых выбросов в атмосферу в процессе обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и снижение возможности рассеяния патогенных термоустойчивых микроорганизмов внутри рабочей камеры устройства, предназначенного для реализации заявляемого способа, за счет задержки вредных газов и патогенных микроорганизмов в фильтрующем элементе с высоким порогом задержания, равным 100-200 нм, и за счет расположения фильтрующего элемента в верхней части герметически закрытого контейнера на выходе горячей парогазовой смеси из него в рабочую камеру устройства. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в способе обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения увлажненные медицинские отходы помещают в контейнер, затем герметически закрывают контейнер и устанавливают в расположенную в корпусе устройства рабочую камеру, где подвергают отходы нагреву с помощью СВЧ-излучения. В герметически закрытом контейнере при этом происходит термическое разложение медицинских отходов с одновременным образованием горячей парогазовой смеси, давление которой возрастает от нагрева. Затем осуществляют отвод горячей парогазовой смеси из контейнера в выводящий канал рабочей камеры с дальнейшим выбросом в атмосферу. Кроме того, способ осуществляют с помощью установленной в корпусе устройства системы контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания. При этом горячую парогазовую смесь в закрытом контейнере пропускают через фильтрующий элемент, снабженный перфорированной поверхностью с объемной пористостью 75% и с порогом задержания, равным 100-200 нм. Затем очищенную от вредных примесей и патогенных бактерий парогазовую смесь выпускают через два выходных канала фильтрующего элемента в рабочую камеру устройства. В дальнейшем парогазовую смесь отправляют в расположенный в верхней части рабочей камеры отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения. Причем на выходе отводящего канала рабочей камеры скорость выброса парогазовой смеси в атмосферу увеличивают с помощью вентилятора. Технический результат в «Устройстве обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения» достигается за счет того, что оно содержит корпус с системой контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания, расположенную внутри корпуса рабочую камеру, снаружи которой выполнены два симметрично расположенных магнетрона. В рабочую камеру в свою очередь помещен контейнер с прозрачными стенками и снабженный крышкой, соединенной с контейнером посредством зажимов с образованием внутреннего пространства для размещения увлажненных инфицированных медицинских отходов, подлежащих обработке СВЧ-излучением, кроме того, устройство снабжено блоком для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, образующейся внутри контейнера во время воздействия на него СВЧ-излучением. При этом контейнер снабжен коническим расширяющимся кверху корпусом с плотно фиксированной на нем крышкой с двумя отверстиями, которые совмещают с блоком для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, последний установлен внутри контейнера в верхней его части и выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндрического фильтрующего элемента с перфорированной поверхностью, с обеих сторон от которого жестко установлены два выходных гнутых трубчатых элемента, противоположные концы которых, в свою очередь, совмещены с двумя отверстиями в крышке контейнера, при этом фильтрующий элемент и выходные трубчатые элементы выполнены из термоустойчивого и устойчивого к воздействию на него опасных веществ диэлектрического гидрофобного материала. Кроме того, в верхней части корпуса рабочей камеры выполнен отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения. На выходе выпускной трубы канал рабочей камеры установлен вентилятор, служащий для увеличения скорости выброса в атмосферу парогазовой смеси, очищенной от вредных примесей и патогенных бактерий. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.
Изобретение относится к санитарно-эпидемиологической области медицины, а именно к способам и устройствам для обеззараживания медицинских отходов, преимущественно опасных и чрезвычайно опасных классов с помощью СВЧ-излучения, и может использоваться как в лечебно-профилактических учреждениях различного профиля, так и в централизованных центрах обеззараживания таких отходов.
Известен «Способ очистки и стерилизации с помощью микрошариков, включающий разогрев в СВЧ-поле микрошариков и помещение в них очищаемых и стерилизуемых объектов, отличающийся тем, что в качестве микрошариков используют микрошарики из железооксидных стекол, полученные по плазменной технологи и устройство для его реализации, которое включает емкость для размещения очищаемых и стерилизуемых объектов, помещенную в корпус с крышкой и включающее источник СВЧ-излучения, размещенный в корпусе и подключенный к устройству контроля и управления режимом работы, при этом емкость для размещения объектов заполнена микрошариками из железооксидных стекол, Полученными по плазменной технологии.
Патент РФ на изобретение №2599498, МПК: А61L 2/12, публ. 10.10.2016. Устройство обеззараживания медицинских, биологически опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения, содержащее микроволновую камеру, снабженную магнетронами и рабочей камерой, при этом магнетроны установлены снаружи рабочей камеры, а внутри рабочей камеры помещен контейнер, имеющий крышку, соединенную с контейнером посредством зажимов с образованием внутреннего пространства для размещения смоченных водой опасных отходов, подлежащих обработке микроволновым излучением, при этом в верхней части рабочей камеры соосно отверстию в крышке контейнера с внешней стороны контейнера установлен прижимной блок, имеющий возможность вертикального перемещения вверх-вниз внутри рабочей камеры до крышки контейнера с помощью прижимного механизма, в прижимном блоке выполнен канал, соединенный с трубкой для отвода выходящего из контейнера пара, образующегося внутри контейнера во время воздействия на него микроволновым излучением, на трубке для отвода выходящего из контейнера пара за пределами контейнера установлен датчик измерения температуры выходящего из контейнера пара, снаружи рабочей камеры вне зоны нагрева обеззараживаемых отходов к трубке для отвода выходящего из контейнера пара присоединен змеевик для охлаждения отведенного из контейнера пара, при этом датчик для измерения температуры выходящего из контейнера пара соединен с платой управления, выполненной с возможностью регулирования мощности магнетронов на основе показаний этого датчика, отличающееся тем, что в прижимном блоке со стороны, обращенной в сторону контейнера, выполнена проточка, образующая внутреннюю полость, в которой в непосредственной близости от отверстия в крышке контейнера установлен основной датчик для измерения температуры выходящего из контейнера пара, соединенный с платой управления, при этом плата управления выполнена с возможностью регулирования мощности магнетронов в штатном режиме работы устройства только на основе показаний основного датчика для измерения температуры выходящего из контейнера пара и регулирования мощности магнетронов в нештатном режиме работы устройства только на основе показаний датчика для измерения температуры выходящего из контейнера пара, при этом прижимной блок снабжен колпаком, который с одной стороны жестко соединен с прижимным блоком, а с другой стороны соединен с прижимным механизмом, выполненным в виде пневматического узла, включающего в себя компрессор, пневматически связанный с помощью системы трубок с реле давления и пневматическим переключателем, имеющим один вход «а» и два выхода «б» и «в», вход «а» пневматического переключателя пневматически связан с компрессором, а выходы «б» и «в» с помощью трубок, соответственно, пневматически связаны с входами «г» и «д» пневмоцилиндра, пневмоцилиндр имеет шток, механически жестко соединенный с колпаком и выполненный с возможностью вертикального перемещения вверх-вниз под действием нагнетаемого компрессором воздуха совместно с прижимным блоком.
Патент РФ на изобретение №2600836, МПК: А61L 11/00, публ. 27.10.2016. Известна «Система обеззараживания медицинских и биологических опасных и потенциально опасных отходов с помощью микроволнового излучения» В известной системе реализован способ обеззараживания, при котором собранные в герметизированный контейнер инфицированные отходы увлажняют водой, контейнер с отходами помещают в рабочую камеру микроволнового устройства, и отходы в контейнере подвергают микроволновому нагреву, в период которого образующийся внутри контейнера горячий пар отводят из контейнера за пределы микроволновой камеры, конденсируют его и сливают в стакан. Патент РФ на изобретение №2480242, МПК: A61L 2/12, д. публ. 7.04.2013.
Известно устройство для обеззараживания инфицированных медицинских отходов MediSter 160, фирмы «Метека», Австрия, которое содержит корпус, в котором размещены микроволновая рабочая камера с дверью и подключенными к ней магнетронами, установленными снаружи рабочей камеры, панель контроля и управления рабочими параметрами и вывода оперативной информации, рабочая камера снабжена выходным порталом для выпуска пара, а внутри рабочей камеры помещен контейнер с крышкой, плотно фиксирующейся на нем для формирования закрытого пространства, в котором размещаются смоченные водой инфицированные медицинские отходы, подлежащие обработке микроволновым излучением, за пределами рабочей камеры внутри корпуса устройства установлены абсолютные фильтры для очистки жидкого конденсата перед сбросом в канализацию и система угольных фильтров и абсолютного фильтра для очистки воздуха, поступающего из рабочей камеры в момент работы устройства.
«Методы дезинфекции отходов в современной лаборатории» https://www.ramld.ru/userfiles/file/Smolensk/semenov.pdf
К недостаткам известного устройства относиться то, что элементы указанных фильтров, порог задержания которых начинается с (250-300) нм, установлены за пределами горячей зоны закрытого контейнера, что обуславливает на начальном этапе обеззараживания возможность доставки к рабочим поверхностям фильтров еще живых опасных термоустойчивых микроорганизмов, способных к рассеиванию и дальнейшему росту внутри корпуса устройства, поскольку температура стенок канала, транспортирующего пар из контейнера к указанным фильтрам, меньше рабочей температуры внутри контейнера, которая составляет 100°С.
Наиболее близким по технической сущности «Способу обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и устройству для его реализации» является «Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и устройство для его реализации», при этом способ заключается в том, что отходы увлажняют и помещают в рабочую полость, облучают в полости микроволновой энергией и удаляют из полости, причем увлажнение проводят жидким раствором сенсибилизатора в виде ПАВ с водой в соотношении объемов 1,5-15% ПАВ, остальное вода, и массой раствора более 0, 1 вес.ч. на одну весовую часть отходов, облучение прерывают и возобновляют, в паузах между облучениями проводят изотермическую выдержку отходов с использованием электронных средств управления, по истечении времени облучения проводят последнюю изотермическую выдержку, а устройство для реализации способа содержит образующий рабочую полость металлический корпус с входом и выходом, один или несколько СВЧ-генераторов, выходы которых через СВЧ-адаптеры подключены к СВЧ-входам металлического корпуса, средства питания и охлаждения генераторов, средство управления устройством и наружный кожух, при этом вход и выход металлического корпуса выполнены в виде, по меньшей мере, одной двухстенной двери, в междустенном пространстве которой, на наружной поверхности металлического корпуса и СВЧ-адаптерах выполнен непрерывный слой теплоизоляции, а на СВЧ-входах выполнена защитная полимерная пленка.
Патент на изобретение №2221592, МПК: A61L 2/12, д. публ. 2004.01.20.
К недостатком вышеописанных способов и устройств является возможность выброса в атмосферу живых термофильных патогенных микроорганизмов и опасных веществ химических препаратов, так как они содержаться в нагреваемых влажных отходах, которые в составе отходящего газа свободно покидают рабочую камеру и уносятся в атмосферу до истечения гарантированного времени обеззараживания, что представляет экологическую и эпидемиологическую опасность для людей и окружающей среды.
Задачей данного изобретения является уменьшение возможности выхода за пределы горячей зоны контейнера живых патогенных микроорганизмов и вредных примесей в составе отводимой из устройства парогазовой смеси в течение всего периода обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения. К техническому результату относится повышение качества очистки парогазовых выбросов в атмосферу в процессе обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и снижение возможности рассеяния патогенных термоустойчивых микроорганизмов внутри рабочей камеры устройства, предназначенного для реализации заявляемого способа, за счет задержки вредных газов и патогенных микроорганизмов в фильтрующем элементе с высоким порогом задержания, равным 100-200 нм, и за счет расположения фильтрующего элемента в верхней части герметически закрытого контейнера на выходе горячей парогазовой смеси из него в рабочую камеру устройства.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в Способе обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения увлажненные медицинские отходы, помещают в контейнер, затем герметически закрывают контейнер и устанавливают в расположенную в корпусе устройства рабочую камеру, где подвергают отходы нагреву с помощью СВЧ-излучения. В герметически закрытом контейнере при этом происходит термическое разложение медицинских отходов с одновременным образованием горячей парогазовой смеси, давление которой возрастает от нагрева. Затем осуществляют отвод горячей парогазовой смеси из контейнера в выводящий канал рабочей камеры, с дальнейшим выбросом в атмосферу. Кроме того способ осуществляют с помощью установленной в корпусе устройства системы контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания. При этом горячую парогазовую смесь в закрытом контейнере пропускают через фильтрующий элемент, снабженный перфорированной поверхностью с объемной пористостью 75% и с порогом задержания, равным 100-200 нм. Затем очищенную от вредных примесей и патогенных бактерий парогазовую смесь выпускают через два выходных канала фильтрующего элемента, в рабочую камеру устройства. В дальнейшем парогазовую смесь отправляют в расположенный в верхней части рабочей камеры отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения. Причем на выходе отводящего канала рабочей камеры скорость выброса парогазовой смеси в атмосферу увеличивают с помощью вентилятора.
Технический результат в «Устройстве обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения», достигается за счет того, что оно содержит корпус с системой контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания, расположенную внутри корпуса рабочую камеру, снаружи которой выполнены два симметрично расположенных магнетрона. В рабочую камеру в свою очередь помещен контейнер, с прозрачными стенками и снабженный крышкой, соединенной с контейнером посредством зажимов с образованием внутреннего пространства для размещения увлажненных инфицированных медицинских отходов, подлежащих обработке СВЧ-излучением, кроме того устройство снабжено блоком для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, образующейся внутри контейнера во время воздействия на него СВЧ-излучением. При этом контейнер снабжен коническим расширяющимся кверху корпусом с плотно фиксированной на нем крышкой с двумя отверстиями, которые совмещают с блоком для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, последний установлен внутри контейнера в верхней его части и выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндрического фильтрующего элемента с перфорированной поверхностью, с обеих сторон от которого жестко установлены два выходных гнутых трубчатых элемента, противоположные концы которых, в свою очередь, совмещены с двумя отверстиями в крышке контейнера, при этом фильтрующий элемент и выходные трубчатые элементы выполнены из термоустойчивого и устойчивого к воздействию на него опасных веществ диэлектрического гидрофобного материала. Кроме того в верхней части корпуса рабочей камеры выполнен отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения. На выходе выпускной трубы канал рабочей камеры установлен вентилятор, служащий для увеличения скорости выброса в атмосферу парогазовой смеси, очищенной от вредных примесей и патогенных бактерий.
«Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и устройство для его реализации» поясняется чертежами-схемами на фиг. 1, 2, 3, и 4, а также табл. №1 и 2.
Фиг. 1 - Устройство для обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения - (общая схема)
Фиг. 2 - Устройство для обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения (горизонтальный разрез выходной трубы для выпуска парогазовой смеси из рабочей камеры с сеткой-экраном, установленной на ее входе;
Фиг. 3 - Устройство для обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения (вид контейнера спереди с установленным в его верхней части блоком для выпуска парогазовой смеси из контейнера);
Фиг. 4 - Устройство для обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения (вид контейнера сверху).
Устройство обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения согласно фиг. 1, 2, 3 и 4 содержит корпус 1, в котором размещена рабочая микроволновая камера 2, снабженная дверью (на фиг. 1 не показана), подключенные к рабочей камере 2 магнетроны 3, установленные снаружи рабочей камеры 2, панель 4 контроля и управления рабочими параметрами и вывода оперативной информации, помещенный в рабочую камеру 2 контейнер 5 с плотно фиксирующейся на нем крышкой 6, которая снабжена двумя отверстиями 7, с которыми совмещен блок 8 для вывода горячей парогазовой смеси из контейнера, размещенный в верхней части контейнера 5, и выполненный в виде горизонтально расположенного фильтрующего элемента 9 с перфорированной цилиндрической входной поверхностью (поры на фиг. 1 и фиг. 3 показаны условно), с обеих сторон которой жестко установлены два гнутых трубчатых элемента 10, противоположные концы которых снабжены конической резьбой и жестко совмещены с отверстиями 7 в крышке 6 контейнера 5 посредством гаек 11, которые, как и трубчатые элементы 10 и фильтрующий элемент 9, выполнены из термоустойчивого и устойчивого к воздействию опасных веществ диэлектрического гидрофобного материала, прозрачного для микроволн, при этом верхняя часть микроволновой рабочей камеры 2 снабжена отводящим каналом в виде выпускной трубы 12, вход которой снабжен металлической сеткой 13, экраном для СВЧ-излучения, а на выходе выпускной трубы 12 установлен вентилятор 14 для усиления скорости выброса в атмосферу парогазовой смеси, очищенной от вредных примесей и патогенных бактерий.
Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и устройство для его реализации осуществляют следующим образом: медицинские отходы собирают в местах их первичного образования в медицинские контейнеры 5, в которых предварительно установлены полимерные раскрытые мешки (на рисунках не показаны), цвет которых соответствует классу опасности собираемых отходов. Контейнеры 5 с отходами, прикрытые крышками 6 с установленными в них фильтрующими элементами 9, доставляют на специальных тележках к выделенному месту обеззараживания отходов, которое оснащено заявляемым устройством и, приподнимая крышку нажатием ноги, заливают в отходы 1 литр воды, плотно закрывают крышку 6 путем нажатия на ее края до срабатывания замка (на рисунках замок не показан) и устанавливают его в микроволновую рабочую камеру 2, закрывают дверь и нажимают кнопку ПУСК (на фиг. 1 не показана), расположенную на панели 4 контроля и управления рабочими параметрами и вывода оперативной информации. При этом в устройстве включаются магнетроны 3, подключенные к рабочей камере 2 в местах, обеспечивающих оптимальную подачу микроволновой энергии на отходы, размещенные в контейнере 5. С этого момента начинается этап разогревания отходов под воздействием на них СВЧ-излучением. Длительность этого этапа во времени зависит от степени увлажнения отходов водой, от начальной температуры воды и от мощности микроволн, генерируемых магнетронами 3 на данном этапе времени. Как правило, на этом этапе магнетроны 3 включают на максимальную мощность микроволн. Далее технологический процесс развивается в соответствии с температурно-временным графиком, изложенным в [4]. Парогазовая смесь в виде молекул воды и различных, в основном вредных газов, начинает появляться в контейнере со свободной поверхности воды и влажной поверхности отходов при температуре отходов (70-80)°С, и создает в контейнере возрастающее давление, которое, в соответствии с законом Паскаля, без изменения передается в каждую точку плотно закрытого крышки 6 контейнера 5 и под этим одинаково нарастающим давлением оказывается вся перфорированная цилиндрическая входная поверхность фильтрующего элемента 9 блока для отвода парогазовой смеси 8. Благодаря большой объемной пористости тела фильтрующего элемента, равной 75%, диаметру входных пор, равному 100-200 нм (порог задержания) и того факта, что диаметр молекулы составляет, как известно, не более 0,3 нм, сопротивление возрастающему давлению перфорированной поверхности значительно меньше сопротивления, оказываемому пару по линии плотного соединения крышки 6 с верхней частью контейнера 5. Поэтому увеличивающееся количество молекул воды (пара) и других газов в закрытом контейнере легко преодолевает границу перфорированной поверхности фильтрующего элемента 9 и через выходные гнутые трубчатые элементы 10 покидают внутренне пространство контейнера 5. При температуре отходов 100°С вода закипает, и панель 4 контроля и управления понижает мощность микроволн до величины, минимально необходимой для кипения воды. Наличие в контейнере блока 8, непрерывно выпускающего из контейнера парогазовую смесь, обеспечивает в контейнере постоянное положительное давление 103858 Па (1,025 атм), что не сказывается заметно на повышении температуры кипения воды в контейнере 5, и не разрушает плотности посадки крышки 6 на контейнере 5.
Но процесс кипения воды сопровождается бурным лопанием пузырьков насыщенного пара во всем объеме воды, сосредоточенной на дне контейнера, а также микровзрывами закрытых полостей с биологической жидкостью, заполненных ампул во фрагментах отходов и растворением в воде частиц химических препаратов - все это сопровождается турбулентным колебанием массы воды среди отходов, и перемещением массы отходов в нижней части контейнера 5 с образованием характерного звука кипячения отходов в контейнере 5. В результате этого в образующийся пар, который теперь представляет собой не отдельные молекулы воды, а их ансамбли в виде мелких капель воды, обладающих большой кинетической энергией, выделяются летучие органические частицы медицинских отходов, содержащие опасные вещества и патогенные микроорганизмы, сохраняющие жизнеспособность на начальном периоде кипения.
Эти капли имеют размер, превышающий 200 нм и, ударяясь о перфорированную поверхность фильтрующего элемента 9 блока 8, не задерживаются на ней, поскольку поверхность фильтрующего элемента 9 является гидрофобной и краевой угол смачивания этой поверхности каплями воды такой, что между поверхностью и поверхностями каплей воды возникает энергетический барьер, препятствующий их сближению и капли воды, содержащие в себе потенциально инфицированные органические вещества и вредные примеси химических веществ, падают вниз в поле сил земного притяжения и изменяют свой состав и величину, но продолжают оставаться в горячей зоне контейнера. Этот процесс повторяется многократно в течение времени кипения, но патогенные микроорганизмы и вредные примеси, содержащиеся в отходах, не могут преодолеть перфорированный барьер, если их размер лежит выше порога пропускания 200 нм.
Важным фактором того, что фильтрующий элемент 9 имеет фиксированный порог пропускания 200 нм, является соотношение размеров патогенных микроорганизмов и летучих частиц и порога пропускания фильтрующего элемента 9. Размеры микроорганизмов в среднем составляют (300-5000) нм. Например, Escherichiacoli имеет размеры (300-1000)×(1000-6000) нм. Staphylococcusaureus - имеет диаметр (500-1000) нм, Bacilmssubtilis - 750×(2000-3000) нм. Возбудитель сибирской язвы - от 500 нм до (800-10000) нм. Палочка Коха - (1000-10000)×(200×600) нм. Размеры вирусов составляют от 20 до 300 нм (от 0,02 до 0,3 мкм) [Интернет-ресурс «Размеры бактерий» и вирусов].
Взвешенные в воздухе твердые и жидкие частицы имеют пороговый размер в диапазоне от 100 до 5000 нм [ГОСТ ИСО 14644-1-2002, «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды», часть 1: «Классификация чистоты воздуха»].
Соотношение размеров показывает, что большинство патогенных микроорганизмов и летучих органических частиц отходов не смогут преодолеть порога пропускания фильтрующего элемента 9.
В процессе прохождения парогазовой смеси сквозь перфорированную поверхность фильтрующего элемента 9 в его наружных слоях застревают более крупные взвешенные частицы органического происхождения и микроорганизмы, а молекулы воды (очищенный пар) и неопасные газы свободно выходят в рабочую камеру 2, размещенную в корпусе 1 заявляемого устройства. Застрявшие в наружном слое жизнеспособные микроорганизмы гибнут в процессе экспозиции отходов при температуре 100°С, а опасные вещества накапливаются в порах фильтрующего элемента 9. Регламентные работы с контейнером 5 многоразового использования предусматривают периодическую чистку фильтрующего элемента 9 путем обратного продува сжатым воздухом. Опасные вещества, периодически удаляемые из контейнера 5 во время чисти из фильтрующего элемента 9, подлежат захоронению в установленном порядке.
Другим важным фактором обеспечения надежной работы устройства является сравнение пропускной способности фильтрующего элемента 9 с количеством парогазовой смеси, генерируемой в контейнере в период кипячения в нем смоченных водой отходов. Проведем оценку соответствия пропускной способности фильтрующего элемента 9 количеству пара в контейнере 5, образующегося за один цикл кипячения отходов, в результате которого 0,9 л воды выпаривается из отходов, а 0,1 л остается в обработанных отходах.
[6. Основные законы химии. Р. Диккерсон, Г. Грей, Дж. Хейт. том 1, пер. с англ., Изд. Мир, М, 1982, стр. 127-130].
Из уравнения состояния идеального газа [6. Основные законы химии. Р. Диккерсон, Г. Грей, Дж. Хейт. том 1, пер. с англ., Изд. Мир, М., 1982, стр. 127-130].
P⋅V=n⋅R⋅T (1)
где: Р - давление пара в контейнере, 103852 Па;
V - объем пара, м3(л);
n - количество молей пара, образовавшегося при испарении 0,9 кг воды,
50 (молярная масса воды 18 г/моль, следовательно, в 900 г воды содержится 900/18=50 молей);
R - универсальная газовая постоянная, 8,3143 Дж⋅К-1⋅моль-1;
Т - температура пара, (273°С+100°С)=373 К, имеем:
V=n⋅R⋅T/P=50⋅8,3143⋅373/(103858 Па)=1,49 м3 (2)
Из (2) видно, что объем пара, выпускаемого из контейнера за один цикл обработки отходов более чем в 2 раза ниже пропускной способности, примененного в экспериментах фильтрующего элемента 9.
Экспериментальная проверка заявляемого объекта проводилась на установке с максимальной микроволновой мощностью 1,6 кВт на частоте электромагнитных колебаний 2,45 ГГц±50 МГц и объемом рабочей камеры 150 л. При проверке использовался полимерный контейнер объемом 30 л, содержащий в своем составе фильтрующий элемент марки Экопласт-F-G, выполненный из фторопласта 4
Первый эксперимент состоял в том, что в контейнер с фильтрующим элементом заливали 1,5 л воды, плотно закрывали контейнер крышкой, закрывали дверь камеры, и подвергали воду в контейнере микроволновому облучению в течение 30 минут. Затем облучение прекращали и открывали дверцу камеры - контейнер находился в закрытом состоянии, а из выходной трубы активно выходил пар при отсутствии на выходе трубы вентилятора.
Следующие эксперименты состояли в том, что в контейнер 5 закладывали пакет и наполняли его реальными медицинскими отходами городской больницы, увлажняли отходы 1,5 литра воды, плотно закрывали контейнер 5 крышкой 6 с двумя отверстиями 7 без установленного в них фильтрующего элемента и подвергали отходы СВЧ-облучению в течение 60 минут, при этом выход выпускной трубы 12 устройства был подключен к входу системы вытяжной вентиляции 14 помещения. Потери воздуха в рабочей камере 2 восполнялись поступлением в камеру воздуха из помещения, поступающего в камеру благодаря неплотному прилеганию двери к корпусу камеры, ширина которых не более 0,1 мм. Поэтому по периметру двери были установлены запредельные волноводные фильтры, препятствующие утечке микроволновой энергии из камеры через проем двери. В течение эксперимента осуществляли в помещении забор воздушных проб в рабочей камере 2 вначале процесса обеззараживания, в средней его стадии и на конечной стадии, а по окончанию процесса открывали дверь установки 1, осматривали контейнер 5 и снова отбирали пробы воздуха. Затем на следующей день эксперимент повторяли с контейнером 5, оснащенным фильтрующим элементом 9.
Взятые пробы воздуха подвергали количественному химическому анализу методом низкотемпературной люминесценции и фотометрии.
Общее микробное число (ОМЧ) воздуха в помещении определяли для проб, взятых перед началом процесса обеззараживания и в момент открывания двери установки после цикла обеззараживания отходов. Анализ проб воздуха проводился методом хроматомасс-спектрометрии. Для определения общего микробного числа воздуха использовали питательный агар, в состав которого добавлялись компоненты «универсального» нейтрализатора.
Результаты анализа представлены в таблицах 1, 2.
*- в числителе - перед включением установки, в знаменателе - после открывания дверцы установки. После открывания дверцы один край крышки был приподнят над баком.
*- в числителе - перед включением установки, в знаменателе - после открывания дверцы установки.
После открывания дверцы крышка контейнера сохраняла плотную посадку.
Проведенные эксперименты показали, что предлагаемые способ и устройство позволяют обеспечить в рабочей зоне:
уменьшение общего микробного числа (ОМЧ) воздуха в помещении, KoE/м3, в 2, 76 раза;
уменьшение бенз(а)пирена в воздухе рабочей зоны помещения на начальной стадии обеззараживания - в 36 раз, на средней стадии обеззараживания - в 39 раз, на конечной стадии обеззараживания - в 44 раза;
уменьшение оксида серы SO2,мг/м3, в воздухе рабочей зоны помещения на начальной стадии обеззараживания - в 2,6 раза, на средней стадии обеззараживания - в 3,2 раза, на конечной стадии обеззараживания - в 2,5 раза.
Предложенное в качестве изобретения техническое решение позволяет повысить экологическую безопасность окружающей среды и защиту людей, потому что обеспечивает высокое качество очистки парогазовых выбросов в атмосферу в процессе обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения и снижает возможность рассеяния патогенных термоустойчивых микроорганизмов внутри рабочей камеры устройства, предназначенного для реализации заявляемого способа. Кроме того обеспечивает уменьшение затрат при монтаже устройства на объектах эксплуатации путем исключения необходимости подключения к системе водоотведения.
1. Способ обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения, при котором увлажненные медицинские отходы, помещают в контейнер, затем герметически закрывают контейнер и устанавливают в расположенную в корпусе рабочую камеру устройства, где подвергают отходы нагреву с помощью СВЧ-излучения, в герметически закрытом контейнере при этом происходит термическое разложение медицинских отходов с одновременным образованием горячей парогазовой смеси, давление которой возрастает от нагрева, затем осуществляют отвод горячей парогазовой смеси из контейнера в выводящий канал рабочей камеры с дальнейшим выбросом в атмосферу, кроме того, способ осуществляют с помощью установленной в корпусе устройства системы контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания, отличающийся тем, что горячую парогазовую смесь в закрытом контейнере пропускают через фильтрующий элемент, снабженный перфорированной поверхностью с объемной пористостью 75% и с порогом задержания, равным 100-200 нм, а очищенную от вредных примесей и патогенных бактерий парогазовую смесь выпускают через два выходных канала фильтрующего элемента в рабочую камеру устройства, затем парогазовую смесь отправляют в расположенный в верхней части рабочей камеры отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения, причем на выходе отводящего канала рабочей камеры скорость выброса парогазовой смеси в атмосферу увеличивают с помощью вентилятора.
2. Устройство обеззараживания инфицированных медицинских отходов с помощью СВЧ-излучения, содержащее корпус с системой контроля и управления рабочими параметрами процесса обеззараживания, расположенную внутри корпуса рабочую камеру, снаружи которой выполнены два симметрично расположенных магнетрона, в рабочую камеру в свою очередь помещен контейнер с прозрачными стенками и снабженный крышкой, соединенной с контейнером посредством зажимов с образованием внутреннего пространства для размещения увлажненных инфицированных медицинских отходов, подлежащих обработке СВЧ-излучением, блок для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, образующейся внутри контейнера во время воздействия на него СВЧ-излучением, расположенный в верхней части контейнера, отличающееся тем, что контейнер снабжен коническим расширяющимся кверху корпусом с плотно фиксированной на нем крышкой с двумя отверстиями, которые совмещают с блоком для отвода выходящей из контейнера горячей парогазовой смеси, последний установлен внутри контейнера и выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндрического фильтрующего элемента с перфорированной поверхностью, с обеих сторон от которого жестко установлены два выходных гнутых трубчатых элемента, противоположные концы которых, в свою очередь, совмещены с двумя отверстиями в крышке контейнера, при этом фильтрующий элемент и выходные трубчатые элементы выполнены из термоустойчивого и устойчивого к воздействию на него опасных веществ диэлектрического гидрофобного материала, кроме того, в верхней части корпуса рабочей камеры выполнен отводящий канал в виде выпускной трубы, вход которой снабжен металлической сеткой, служащей экраном для СВЧ-излучения, а на выходе выпускной трубы канал рабочей камеры установлен вентилятор, служащий для увеличения скорости выброса в атмосферу парогазовой смеси, очищенной от вредных примесей и патогенных бактерий.
