L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Способ очистки воздуха от патогенной микрофлоры путем кондиционирования через сменяемые поглощающие фильтры
| Название | Способ очистки воздуха от патогенной микрофлоры путем кондиционирования через сменяемые поглощающие фильтры |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Латышевская Наталья Ивановна, Апухтин Александр Федорович, Замараев Валерий Семенович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2775086 |
| Дата регистрации | 28.06.2022 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Волгоградский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации |
| Область применения (класс МПК) | B01D 53/75 (2006.01) B01D 53/84 (2006.01) F24F 3/16 (2006.01) B01D 50/00 (2006.01) B01D 25/02 (2006.01) |
Описание изобретения
Заявленное изобретение относится к способам очистки воздуха в закрытых помещениях с инактивацией микроорганизмов. Заявлен способ очистки воздуха от патогенной микрофлоры путем кондиционирования воздуха через поглощающие фильтры. Применяют контактный подключаемый аппарат, в котором устанавливается насадка пленочного типа, орошаемая водным раствором хлористого лития. Причем в насадке пленочного типа осуществляется рециркуляция обеззараживающего водного раствора хлористого лития. Изобретение обеспечивает адсорбцию и инактивацию микрооргранизмов, в особенности стафилоккоков, стрептококков, грибково-дрожжевой плесени, из воздуха закрытых помещений с высокой эффективностью постоянного режима обеззараживания, с исключением обратного выброса патогенных микроорганизмов в помещение. 13 табл., 4 пр.
Известны в настоящее время аналоги способов очистки воздуха в закрытых помещениях с инактивацией микроорганизмов, которые по использованию устройств делятся на две основные группы. С помощью НЕРА и УФО-фильтров.
Высокоэффективные (НЕРА) фильтры с биоцидной пропиткой, инактивация на которых осуществляется при контакте химических соединений с микроорганизмами.
Установки с «активной» фильтрацией, осуществляющие инактивацию задержанных на фильтрах микроорганизмов воздействием генерируемых ими химически активных веществ или газов (озона, перекиси водорода и др.).
Установки, осуществляющие инактивацию воздействием физических факторов (ультрафиолетовым бактерицидным облучением, воздействием постоянных электрических полей и др.) и последующую фильтрацию частиц на высокоэффективных фильтрах.
Основным недостатком НЕРА-фильтров с биоцидной пропиткой является невозможность обеспечения тесного контакта между микроорганизмами и биоцидным покрытием и большие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью частой замены фильтров.
Технологии на основе «активной» фильтрации имеют следующие основные недостатки:
- низкая скорость инактивации микроорганизмов;
- низкая эффективность и надежность обеззараживания воздуха, связанные с накоплением микроорганизмов на фильтрах и возможностью их «залповых» выбросов в помещение.
Из основных недостатков установок с ультрафиолетовыми облучателями можно отметить:
- устойчивость к УФ-облучению спор и плесневых грибков, что делает эффективность их инактивации недостаточной;
- постоянное снижение мощности излучения УФ-лампы в ходе эксплуатации, что также значительно снижает эффективность инактивации микроорганизмов;
- возможность меркуризации помещений при нарушении защитной целостности излучателя.
В итоге рассмотренных среди существующих в настоящее время способов очистки воздуха в закрытых помещениях от патогенной микрофлоры следует вывод необходимости комплексного технического решения, позволяющего не только эффективно улавливать микроорганизмы в постоянном режиме, но и проводить их инактивацию с предотвращением повторного попадания в помещение, исключающее гипотетически случайное вредное влияние обеззараживающих реагентов на людей.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является прототип «Способ очистки воздушной смеси в хирургических и родильных блоках от патогенной микрофлоры, легколетучих органических и канцерогенных веществ и регенерации кислорода в закрытых помещениях» по патенту RU 25321174 посредством: многоступенчатой очистки через угольно-тканевый фильтр, фотодинамической терапии УФО с синим светом в полостях турбулентного движения воздушной смеси, воздушной фильтрации через пероксидно-кальциевый, угольно-хемосорбционный, ватно-тканевый фильтры с техническим результатом преимущественно механической многоступенчатой сорбции, не обладающей достаточно эффективным обеззараживающим действием на разнообразную по размерам микрофлору. Для достижения указанного результата в прототипе применяется многоступенчатая очистка воздуха, подаваемого в помещение в следующей последовательности:
- очистка от мелкодисперсных частиц и аэрозолей угольно-тканевым фильтром;
- адсорбция угольным и хемосорбционным фильтрами газов, паров спиртов, эфиров и других органических соединений;
- фотовоздействие на патогенную микрофлору и мелкодисперсные молекулы газов жестким ультрафиолетовым излучением (длины волн 200-290 нм) и монохроматическим спектром синего света (длина волны 430-470 нм), обеспечивающее снижение их вирулентности и разрушению мембран микроорганизмов и их протоплазмы, а также активации органических молекул;
- хемосорбция двуокиси углерода (СО2) и паров воды пероксидом кальция (СаО2) с выделением атомарного и молекулярного кислорода;
- турбулентное смешивание патогенной микрофлоры и их токсинов с атомарным кислородом, их дезинфекция и окисление;
- очистка от мелкодисперсных частиц угля и пероксида кальция ватно-тканевым фильтром.
В прототипе эффективность обеззараживания снижает создание условий высокой турбулентности движения воздушной смеси в полостях фотодинамического воздействия на одном из промежуточных этапов многоступенчатой очистки воздушной смеси без учета минимальных требований кратности воздухообмена. Более чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, кокки). Менее чувствительны грибы и простейшие микроорганизмы. Наибольшей устойчивостью обладают споровые формы бактерий. При этом, чем больше скорость в полостях турбулентного движения воздушного потока, тем ниже эффективность фотодинамической бактерицидности в отношении грибов, простейших, споровых форм бактерий. При УФО облучении заданный уровень бактерицидной эффективности, должен находиться для закрытых облучателей в пределах 1 - 2 ч, а для открытых и комбинированных - 0,25 - 0,5 ч и для приточно-вытяжной вентиляции <= 1 ч (или при кратности-1 воздухообмена Кр >= 1 ч ) [1].
Фильтры прототипа угольно-хемосорбционного, пероксидо-кальциевого типа недостаточно бактерицидны, против фотодинамической стерилизации. Существует много фильтров для удаления из воздуха газов и масел, воды и твердых загрязнителей. Для эффективной работы этих фильтров требуются дополнительное сжатие воздуха. Рецикуляция не сжатого воздуха через эти фильтры неэффективно удаляет микроорганизмы. Обычно, размеры бактерий могут составлять от 0,2 до 4 мкм. Размеры вирусов менее 0,3 мкм, а бактериофаги могут быть размером 0,01 мкм. С одной стороны, частицы слишком малы для того, чтобы двигаться в потоке газа прямо и по инерции; с другой стороны, они слишком велики для того, чтобы развить достаточную для диффузии собственную скорость движения и вступать в соприкосновение с материалом фильтроэлемента и фиксироваться глубоко внутри него. При таких размерах частиц, технологическое решение обеззараживающей очистки воздуха с использованием инерционности и диффузии газовой воздушной смеси не могут в полной мере эффективно дополнять друг друга.
Таким образом, элиминация частиц размера от 0,2 до 4 мкм из потока газа и воздуха по способу прототипа является технически наиболее сложной, недостаточно эффективной при циркуляции через многоступенчатые фильтры несжатого воздуха.
В рассмотренном прототипе, кроме вышеперечисленных технологических недостатков обеззараживания, дополнительно имеются ресурсные недостатки:
- по ходу эксплуатации угольные и хемосорбционные фильтры, а также ультрафиолетовые облучатели требуют частой замены, что не позволяет достигать технический результат в постоянном режиме.
Заявляемый способ очистки воздуха в закрытых помещениях направлен на получение технического результата включающего адсорбцию и инактивацию микрооргранизмов, в особенности стафилококков, стрептококков, грибково-дрожжевой плесени, из воздуха закрытых помещений с высокой эффективностью постоянного режима обеззараживания, исключением обратного выброса патогенных микроорганизмов в помещение. С этой целью системы кондиционирования воздуха, в зависимости от технических условий центрального или автономного типа, обеспечивают циркуляцию и обеззараживание воздуха через контактно подключаемый аппарат, в котором устанавливается насадка пленочного типа, орошаемая водным раствором хлористого лития. Циркулирующий через насадку воздух очищается от микробных агентов, адсорбируемых поверхностной пленкой раствора хлористого лития. Омывающий раствор при этом стекает в поддон, где в объемном растворе происходит окончательное обеззараживание адсорбированных микробных агентов. Очищенный воздух возвращается в помещение. Процесс обеззараживания идет непрерывно и не требует замены обеззараживающих ресурсных элементов. Обеззараживающая эффективность раствора хлористого лития обусловлена высокими бактерицидными свойствами, достаточной экологической безопасностью воздуха, прошедшего обработку раствором хлористого лития [2,3].
Обеззараживающая эффективность тепло-массообмена контактного аппарата, обеспечивающего достаточную кратность расчетного к размерам помещения воздухообмена, ниже описана в приложении и представлена таблично. Исходя из представленных результатов, полученных в процессе контроля микробиологической обсемененности воздуха учебных помещений, следует, что заявляемый способ обеспечивает достаточную обеззараживающую эффективность воздуха в закрытых помещениях от стафилококка, дрожжевых и плесневых грибов, стрептококков уже через 30 мин работы контактно подключаемой аппаратной насадки с хлористым литием, что сопоставимо по времени, с бактерицидной эффективной УФО облучения против стафило-стрептококков. Приемлемые результаты обеззараживания, в заявляемом способе экономически, технически, микробиологически эффективны и легко реализуемы с помощью контактного аппарата с хлористым литием в различных учреждениях культурно-массового и медицинского назначения.
Формула изобретения
Способ очистки воздуха от патогенной микрофлоры путем кондиционирования воздуха через поглощающие фильтры, отличающийся тем, что применяют контактный подключаемый аппарат, в котором устанавливается насадка пленочного типа, орошаемая водным раствором хлористого лития, с осуществлением в насадке пленочного типа рециркуляции обеззараживающего водного раствора хлористого лития.
Медаль Альфреда Нобеля