CN102363045B

CN102363045B - 一种复合消毒灭菌装置及方法

Info

Publication number: CN102363045B
Application number: CN 201110318295
Authority: CN
Inventors: 罗二平; 申广浩; 徐巧玲; 谢康宁; 路丽华; 刘娟; 吴小明; 汤池; 闫一力; 孙涛
Original assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Current assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102363045A

Abstract

本发明公开了一种复合消毒灭菌装置及方法，装置包括舱体，舱体顶部设有温度、臭氧浓度和湿度传感器；舱体底部设有气压传感器；氧气源通过臭氧发生器经第四电磁阀通向舱体内；超声加湿器经第二电磁阀通向舱体内；舱体外侧设有加热元件；蠕动泵一端连通H₂O₂，另一端经第三电磁阀通入舱体内；舱体内壁两侧对置装有高压电极板，真空泵经第一电磁阀与舱体相连。消毒灭菌方法包括“低温等离子复合过氧化氢”、“臭氧”两种模式可供选择，整个消毒过程智能化控制，具有适用范围广、灭菌速度快、灭活率高、无残害、无消毒死角、使用方便、自动化程度高等优点。

Description

一种复合消毒灭菌装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于医疗的消毒灭菌装置及采用该装置的消毒灭菌方法。

背景技术

1、传统热杀菌技术

传统的加热杀菌是一种有效的杀菌方法，它能够杀死各种微生物，而且杀菌程度可以准确控制。热杀菌方法虽然应用广泛，但该方法所需的高温容易导致热敏性成分分解和挥发性成分散失，而且能耗也较高，很容易损伤精密医疗仪器。

2、非热杀菌技术

(1)紫外线：可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，具有广谱性。其杀菌原理是通过紫外线对细菌、病毒等微生物的照射，以破坏其机体内DNA(去氧核糖核酸)的结构，使其立即死亡或丧失繁殖能力。DNA对波长254nm的紫吸收最强。紫外线光衰较大，寿命不长；紫外线的杀菌效果与其照射强度和总的照射量有关。紫外线只能沿直线传播，辐射能量低，穿透力弱，仅能杀灭直接照射到的微生物，由于紫外线辐射对人体有伤害，因此绝对不允许有泄漏。

(2)环氧乙烷：广谱灭菌剂，灭菌机理主要是其与细菌中分子相结合破坏菌体的细胞代谢。具有无死角、穿透力较强的优点。但是易燃易爆、有毒、有残留。

(3)臭氧：臭氧是一种广谱杀菌剂，臭氧在空间扩散时，能迅速渗透到杂菌菌体和微生物的细胞壁，使其蛋白变性，破坏酶***，使代谢过程终止而被杀灭。目前，臭氧在各行各业中应用最为广泛。消毒环境温度越高、湿度越小，臭氧越容易还原成氧气，消毒效果越差；精密的小型医疗器械不能用臭氧消毒，极易腐蚀；臭氧的穿透力弱，对物体纵深处细菌杀灭能力低。

(4)过氧化氢：作用于微生物的机理与臭氧类似。一是氧化性使分子或原子电离，从而破坏细胞壁上脂链改变细胞壁通透性引起细胞死亡，二是过氧化氢进入菌体可与核酸中金属离子反应，产生毒性羟基，作用于DNA的磷酸二酯键使其断裂，并对DNA的四种碱基成分有破坏作用。温度、湿度、有机物对过氧化氢的消毒都有影响。

(5)低温等离子体灭菌技术：是近年来消毒灭菌领域的一种新的物理灭菌技术。低温等离子特别适用于非耐热和对湿热敏感的灭菌。但是，低温等离子也有其局限性，例如以下物品不宜使用低温等离子灭菌器的材料：①一次性使用器械和物品；②液体或粉剂；③木质器械；④棉织物；⑤纱布；⑥不完全干燥的物品。

目前，国内外消毒灭菌装备功能单一，主要针对某种器械或材料进行洗消，并且结构复杂、故障率高，并且环境适应性差。

发明内容

鉴于以上现有消毒装备所存在的不足，并考虑到不同传染病病原体各有特点，对不同消毒方法的耐受性不同，为了增强洗消效果，本发明提供了一种多消毒模式复合的灭菌装置。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种复合消毒灭菌装置，其特征在于，包括舱体，氧气源、蠕动泵、加湿器和真空泵，所述舱体顶部设有温度传感器、臭氧浓度传感器和湿度传感器；舱体底部设有气压传感器；所述氧气源通过臭氧发生器经第四电磁阀通向舱体内；所述超声加湿器经第二电磁阀通向舱体内；舱体外侧设有可对舱体进行加热的加热元件；所述蠕动泵一端连通H₂O₂，另一端经第三电磁阀通入舱体内；舱体内壁两侧对置装有高压电极板，所述真空泵经第一电磁阀与舱体相连。

一种采用上述装置实现消毒灭菌的方法，包括下述步骤：

(1)在舱体内放入被消毒的物品，对装置加电启动；

(2)选择消毒模式：在“低温等离子复合过氧化氢”和“臭氧”两种模式中选其一，其中，

a、当选择“低温等离子复合过氧化氢”消毒模式，舱体被电热元件加热，至47-56℃，打开第一电磁阀，由真空泵抽真空，使舱体气压低于2000帕后将第一电磁阀关闭，打开第三电磁阀，由蠕动泵注入少量过氧化氢后关闭第三电磁阀，使过氧化氢在舱内扩散冷凝成雾状；二次打开第一电磁阀，启动真空泵抽真空至39-45帕时关闭第一电磁阀，二次打开第三电磁阀重复注入小于第一次注入量的过氧化氢，而后关闭第三电磁阀，再次打开第一电磁阀继续抽真空，通过压力传感器实时检测舱体内的压强，使其维持在80-200帕，此时对高压电极板加载高压脉冲电压，舱体内弥散的过氧化氢在高电场的激励下，被激发成等离子体态，均匀的作用于被消毒的物品；

b、当选择“臭氧”消毒方式时，由温度传感器检测舱内的温度，当温度低于25℃时，湿度传感器检测舱体内的湿度，当湿度小于80％时，超声加湿器启动，第二电磁阀打开，水汽进入舱内加湿，当湿度高于80％时，氧气源(氧通过臭氧发生器产生臭氧，第四电磁阀打开，臭氧进入舱体内，进行弥散消毒。

上述方法中，所述对高压电极板加载的高压脉冲电压为3000伏。所述臭氧发生器产生的臭氧，其浓度高于40mg/L。所述由蠕动泵第一次注入过氧化氢的量为4毫升；第二次注入过氧化氢的量为2.5毫升。

与现有技术相比，本发明综合臭氧、过氧化氢和低温等离子等三种方式(临床上对医用物品常用的三种洗消方法)，采用可选择的两种消毒模式，整个消毒过程智能化控制，具有适用范围广、灭菌速度快、灭活率高、无残害、无消毒死角、使用方便、自动化程度高等优点。不但满足了医用棉织物品的洗消(臭氧)，而且可以对医疗器械进行消毒(在近真空状态下，将过氧化氢激发成等离子体，加强了消毒灭菌效果)，对常见的腔道型医疗器械，如内窥镜、呼吸机等，洗消效果好。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明佐井一步的详细说明。

图1为本发明装置结构示意图。图中：1、超声加湿器；2、H₂O₂蠕动泵；3、电磁阀；4、湿度传感器；5、O₃浓度传感器；6、温度传感器；7、电磁阀：8、电磁阀；9、臭氧发生器；10、氧气瓶；11、高压电极板；12、气压传感器；13、真空泵；14、电磁阀：15、舱体。

图2为采用图1装置的消毒灭菌流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种复合消毒灭菌装置，包括舱体15，舱体顶部装有3个传感器：温度传感器6、臭氧浓度传感器5和湿度传感器4；舱体底部装有一个气压传感器。氧气瓶10连接臭氧发生器9，以产生高浓度臭氧，经电磁阀7(常闭)通向消毒舱体15；超声加湿器2(含纯净水箱)由管路经电磁阀3(常闭)通向舱内，对舱体加湿以产生臭氧消毒的高湿环境。舱体外侧绕有电阻丝(图中未画出)，可以对铝制舱体进行加热，达到过氧化氢激发等离子体的温度环境。蠕动泵2一端接过氧化氢H₂O₂(瓶装)，一端经电磁阀8(常闭)通入舱体，以定量向舱内供给过氧化氢。舱体内壁两侧对置装有两块高压电极板11，以在舱体内产生高压，激发产生过氧化氢产生等离子体。

真空泵13由不锈钢管路经电磁阀14(常闭)连接舱体，可以对舱内抽真空，达到过氧化氢等离子体产生的近真空环境(负压抽气去除空气各组分的分子)，此时，舱内过氧化氢分子受高能电场激发，便于在50摄氏度左右的近低温环境呈等离子体态，可以大大增强消毒灭菌效果。

本发明把臭氧和过氧化氢低温等离子体复合在一台设备中，就要照顾两种消毒方式对环境的需求。臭氧对湿度、温度、浓度都有要求，而过氧化氢低温等离子体对对舱体真空度有要求。为了满足需求，减小仪器的体积，消毒舱体由铝板经抗氧化处理后焊接而成。

如图2所示，一种采用图1装置的消毒灭菌方法，包括下述步骤：

(1)在舱体内放入被消毒的物品，对装置加电启动；

(2)选择消毒模式：包括“低温等离子复合过氧化氢”、“臭氧”两种模式，其中，

a、当选择“低温等离子复合过氧化氢”消毒模式，舱体被外侧的电阻丝加热，温度达到47-56℃时，电磁阀14打开，由真空泵13抽气5分钟左右，使舱体气压低于2000帕；此时，电磁阀14关闭，电磁阀8打开，由蠕动泵注入4毫升过氧化氢后关闭电磁阀3，在舱内扩散冷凝5分钟成雾状；再次打开电磁阀14，启动真空泵抽真空至39-45帕时关闭电磁阀14，电磁阀8打开重复注入过氧化氢2.5毫升，而后关闭电磁阀8，打开电磁阀14继续抽真空，通过压力传感器12实时检测舱体内的压强，使其维持在80-200帕，此时对高压电极板加载高压脉冲电压(约3000伏)，舱体内弥散的过氧化氢在高电场的激励下，被激发成等离子体态，使等离子体均匀的作用于器械，瞬间高速击穿、蚀刻、氧化器械表面附着的微生物中蛋白质和核酸物质，使其灭活达到灭菌目的，消毒灭菌效果得以大大增强。灭菌完成后，过氧化氢等离子体最终复合成少量水蒸气，无有害物质残留，对医护人员无损害、无污染。

b、当选择“臭氧”消毒方式时，由安装在舱体内的温度传感器6检测舱内的温度，当温度高于25℃时，仪器不能启动，继续在室温状态下降温(以解决等离子消毒方式加温过程的影响)，以防臭氧在高温环境中的分解。当温度低于25℃时，***启动，湿度传感器4检测舱体内的湿度，当湿度小于80％时，超声加湿器1工作，电磁阀3打开，水汽进入舱内加湿，当湿度高于80％时，氧气源(氧气瓶10供给)由臭氧发生器9(高压陶瓷产生)产生高浓度的臭氧，电磁阀7打开(所有电磁阀均为常闭电磁阀)，臭氧进入舱体内(浓度高于40mg/L)，进行弥散消毒。该臭氧消毒模式，可以实时监测温度、湿度和臭氧浓度，消毒完成后，无污染，无残留。

采用本发明装置及方法与现有技术的指标对比列于表1。

表1

Claims

1.一种消毒灭菌的方法，采用以下装置实现，该装置包括舱体，氧气源、蠕动泵、超声加湿器和真空泵，所述舱体顶部设有温度传感器、臭氧浓度传感器和湿度传感器；舱体底部设有气压传感器；所述氧气源通过臭氧发生器经第四电磁阀通向舱体内；所述超声加湿器经第二电磁阀通向舱体内；舱体外侧设有可对舱体进行加热的加热元件；所述蠕动泵一端连通H₂O₂，另一端经第三电磁阀通入舱体内；舱体内壁两侧对置装有高压电极板，所述真空泵经第一电磁阀与舱体相连，其特征在于，消毒灭菌方法包括下述步骤：

（1）在舱体内放入被消毒的物品，对装置加电启动；

（2）选择消毒模式：在“低温等离子复合过氧化氢”和“臭氧”两种模式中选其一，其中，

a、当选择“低温等离子复合过氧化氢”消毒模式，舱体被电热元件加热，至47-56℃，打开第一电磁阀，由真空泵抽真空，使舱体气压低于2000帕后将第一电磁阀关闭，打开第三电磁阀，由蠕动泵注入4毫升过氧化氢后关闭第三电磁阀，使过氧化氢在舱内扩散冷凝成雾状；二次打开第一电磁阀，启动真空泵抽真空至39-45帕时关闭第一电磁阀，二次打开第三电磁阀重复注入小于第一次注入量的过氧化氢，而后关闭第三电磁阀，再次打开第一电磁阀继续抽真空，通过压力传感器实时检测舱体内的压强，使其维持在80-200帕，此时对高压电极板加载高压脉冲电压，舱体内弥散的过氧化氢在高电场的激励下，被激发成等离子体态，均匀的作用于被消毒的物品；

b、当选择“臭氧”消毒方式时，由温度传感器检测舱内的温度，当温度低于25℃时，湿度传感器检测舱体内的湿度，当湿度小于80%时，超声加湿器启动，第二电磁阀打开，水汽进入舱内加湿，当湿度高于80%时，氧气源通过臭氧发生器产生臭氧，第四电磁阀打开，臭氧进入舱体内，进行弥散消毒。

2.如权利要求1所述的消毒灭菌的方法，其特征在于，所述对高压电极板加载的高压脉冲电压为3000伏。

3.如权利要求1所述的消毒灭菌的方法，其特征在于，所述臭氧发生器产生的臭氧，其浓度高于40mg/L。

4.如权利要求1所述的消毒灭菌的方法，其特征在于，所述第二次注入过氧化氢的量为2.5毫升。