СПОСОБ ДЕЗИНФЕКЦИИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК A01K29/00 

Изобретение относится к санитарии, в частности к аэрозольной дезинфекции помещений и оборудования для содержания скота и птицы.

Известно, что эффективность дезинфекции в основном зависит от дозы и равномерности распределения дезпрепарата на обрабатываемых поверхностях помещения.

Повысить равномерность и скорость осаждения аэрозоля на поверхности можно, придавая аэрозольным частицам электрический заряд.

В настоящее время известны в основном три метода электризации жидких аэрозолей. Первый основан на принципе индукционной электризации тонкого слоя жидкости, протекающей вдоль индуцирующего электрода, на который подается постоянное напряжение. Второй метод контактный, когда жидкость протекает через тонкий капилляр с электродом, на который подан высокий потенциал. Третий метод основан на электризации в поле коронного разряда. Основными недостатками первых двух методов являются: низкая производительность по высокодисперсному аэрозолю; заряженные высокодисперсные частицы аэрозоля оседают лишь вблизи от сопла распылителя (на 3-6 м).

Наибольшего внимания, применительно к практике животноводства, заслуживает третий метод - электризации распыленных частиц в электрическом поле коронного разряда, возникающим между коронирующим электродом, на который подается высокий отрицательный потенциал, и заземленным электродом. При этом частицы аэрозоля заряжаются во внешней области коронного разряда отрицательными ионами.

Близким аналогом по методу осуществления к предлагаемому способу дезинфекции животноводческих помещений электроразряженными аэрозолями дезсредств является способ аэроионизации воздуха помещений, рекомендованный с целью позитивного воздействия на физиологические функции животных, а также для очистки воздуха помещений от микробов и пыли.

Этот метод осуществляется посредством коронирующих антенн, на которые подается постоянное напряжение отрицательной полярности в 50-100 кВ; антенны натягивают между торцовыми стенами помещения на высоте, равной 2/3 расстояния от пола до потолка с помощью высоковольтных фарфоровых изоляторов.

Указанный способ аэроионизации воздуха не нашел применения в практике животноводства.

Основными недостатками этого способа аэроионизации воздуха являются: опасность в эксплуатации для человека и животных (на антенны подается потенциал в 50-100 кВ); потребность в дорогостоящих и дефицитных фарфоровых изоляторах и громоздких высоковольтных выпрямителях; ограниченная эффективность дезинфекции, так как не обеспечивается равномерного осаждения аэрозоля по всем поверхностям помещения.

Известен способ дезинфекции животноводческих помещений путем обработки поверхностей ионизированными аэрозолями дезстредств, ионизация которых получена с помощью коронного разряда. Известно устройство для зарядки аэрозолей, представляющая собой диффузор. На широком конце диффузора на изоляторах смонтированы проволочная решетка с иглами - коронирующий электрод, на который подается потенциал в 50 кВ, и металлическая пластина с отверстиями - заземленный электрод. Узким концом диффузор надевают на сопло аэрозольного генератора АГ-УД-2 (или ГА-2); при работе генератора аэрозоли, проходя через диффузор, обтекают коронирующий электрод и, проникая через отверстия заземленного электрода, пересекают электрическое поле и получают электрический заряд.

К недостаткам этого устройства для электризации аэрозолей относится следующее: часть капель аэрозоля, пролетая через электрическое поле, уже через несколько минут (через 3-5 мин) покрывает влажной пленкой оба электрода, что ведет к короткому замыканию тока и прекращению электризации аэрозолей; заряженные в первые минуты частицы аэрозоля оседают только вблизи (до 10 м) от сопла генератора, что не обеспечивает обеззараживание всего помещения; способ не безопасен в работе для обслуживающего персонала.

Цель изобретения - повышение эффективности и электробезопасности способа дезинфекции животноводческого помещения электрозаряженными аэрозолями из растворов дезинфицирующих средств.

Это достигается тем, что раствор дезинфицирующего средства переводят в аэрозоль с массовым медианным диаметром частиц 12-15 мкм и направляют в воздух помещения из расчета 5-20 мл/м³, затем через 3-5 мин после заполнения помещения аэрозолем, ионизируют воздух и аэрозоль до объемной плотности заряда (2-10)˙10⁶ е/см³ в течение 30-40 мин.

Предварительно, до введения аэрозоля, в помещении оборудуют устройство для осуществления способа, включающее коронирующие электроды с изоляторами и источник высокого постоянного напряжения, причем коронирующие электроды выполнены из оголенной проволоки диаметром 0,1-0,8 мм, натянутой на расстоянии 0,5-2 м от обрабатываемых поверхностей помещения с помощью изоляторов, прикрепленных к стенам помещения, а выход источника высокого напряжения подключен к проволочным (коронирующим) электродам посредством резистора (ограничивающего ток короткого замыкания); в качестве изоляторов используют полихлорвиниловые нитки диаметром 1-2 мм и фторопластовые кольца с внутренним диаметром 20-30 и наружным диаметром 26-40 мм.

В целях научного обоснования метода исследованы метод фиксации проволочных электродов внутри животноводческого помещения; влияние величины отрицательного потенциала на электродах (5-40 кВ) и напряженности электрического поля (между электродами и поверхностями помещения) на равномерность покрытия и эффективность дезинфекции поверхностей помещения; время осаждения заряженных частиц аэрозоля на поверхности.

Опыты проводили в условиях герметизированных камер (6,5 и 30 м³), и помещения вивария объемом 250 м³ с наличием клеток и другого оборудования для содержания животных, а также в типовых птичниках для выращивания цыплят-бройлеров.

Переносные электроды были изготовлены из оголенной проволоки диаметром 0,1-0,8 мм, натянутой на штативы с изоляторами из фторопластового кольца и полихлорвиниловой нитки, что позволяло перемещать их внутри здания. Постоянное высокое напряжение (5-40 кВ) получали от электросети переменного тока (50 Гц) с помощью выпрямителя от аппарата для франклинизации; ток отрицательной полярности подавали на электроды с помощью высоковольтного провода ПВЛВ через резистор с сопротивлениями 10 МОм; положительный полюс выпрямителя тока заземляли. Напряжение на электродах определяли с помощью статического киловольтметра (кВ - 100); ионный поток с коронирующих электродов и электрический заряд аэрозольных частиц определяли с помощью универсального ионометра САИ-ТГУ-66; предварительно по показаниям счетчика определяли естественный фон отрицательных и положительных аэроионов в воздухе помещения. Объемная фоновая плотность отрицательного заряда Р - находилась в пределах 680±120 е/см³ (здесь и ниже через е обозначен элементарный заряд, равный 1,6˙10-¹⁹ Кл; фоновая Р + =2100 ± 120 е/см³).

Равномерность осаждения частиц аэрозоля на различных поверхностях (пол, стены, потолок, укромные места) определяли титрометрическим и колориметрическим методами; эффективность дезинфекции различных поверхностей (дерево, металл, стекло, бетон) определяли бактериологическим исследованием проб с поверхностей до и после дезинфекции; тестмикробами служили суточные культуры кишечной палочки, золотистого стафилококка и сальмонеллы; в производственных помещениях контроль осуществлялся по обнаружению кишечной палочки с поверхностей до и после дезинфекции.

Результаты опытов показали следующее: известно, что для фиксации проволочных антенн в больших помещениях рекомендованы фарфоровые высоковольтные изоляторы. Опыты показали, что фиксация коронирующих проволочных электродов с потенциалом до 40 кВ успешно достигается с помощью изоляторов из полихлорвиниловой нитки (лески) и фторопластовых колец, которые по своим изоляционным свойствам не уступают дорогостоящим и дефицитным фарфоровым высоковольтным изоляторам; между проволочными электродами с потенциалом 15-40 кВ отрицательной полярности и поверхностями помещения (пол, потолок, стены, поверхности технологического оборудования), удаленных от электродов не более чем на 2 м, возникает электрическое поле; при этом объемная плотность ионного потока снижается с увеличением расстояния от коронирующего электрода, так при потенциале 15 кВ объемная плотность заряда на удалении 50, 100, 150, 200 и 300 см равнялась 6˙10⁷; 5,4˙10⁶; 2,5˙10⁵; 1,2˙10⁴ и 780 ± 60 е/см³ соответственно.

При отрицательном потенциале на электродах в 15-30 кВ объемная плотность заряда на удалении от электрода 1,5-2 м стабильно сохраняется в пределах (2-10) ˙10⁶ е/см³; указанная объемная плотность заряда обеспечивает за 30-40 мин равномерное и полное осаждение частиц аэрозоля на всех поверхностях и их обеззараживание. В табл.1 приведены данные о зависимости дезинфекционного эффекта от удаления коронирующих электродов до дезинфицируемых поверхностей.

Из данных табл. 1 видно, что увеличение расстояния между коронирующим электродом и дезинфицируемыми поверхностями свыше 2 м отрицательно влияет на равномерность покрытия поверхностей дезинфектантом, а следовательно, и на качество их обеззараживания; повышение потенциала сверх 30 кВ небезопасно в работе и нерационально.

Результаты опытов указывают на то, что данный способ дезинфекции животноводческих помещений аэрозолями дезсредств, электроактивированными в электрическом поле коронного разряда, возникающего на проволочных электродах при подачи на них отрицательного потенциала в 15-30 кВ, высокоэффективен, безопасен в работе и позволяет значительно снизить расход дезсредства.

Способ реализуется следующим образом.

На фиг.1 и 2 показано предлагаемое устройство.

В помещении устанавливают электроды из оголенной титановой (стальной) проволоки с диаметром 0,25-1,5 мм, которые крепят на штативах или конструкциях помещения (стены, оборудование и пр.), как показано на фиг.1. Проволочный электрод 1 протягивают через фторопластовое кольцо 2 (с внутренним диаметром 20-30 мм, наружным диаметром 26-40 мм), которое с помощью полихлорвиниловой нитки 3 фиксируют на металлическом крючке 4 таким образом, чтобы электрод был в натянутом состоянии. В животноводческом (птицеводческом) помещении (фиг.2), где нет громоздкого оборудования, электроды 1 натягивают (устанавливают) вдоль продольных и торцовых стен, а также по центру помещения натягивают дополнительно два, или три электрода 1 (в зависимости от ширины и высоты помещения) так, чтобы расстояние между ними было не более 4 м; при наличии оборудования, например клеточных батарей для птицы, устанавливают дополнительные электроды между поверхностями оборудования с таким расчетом, чтобы расстояние от электрода до обрабатываемой поверхности было не более 2 м. Постоянное отрицательное напряжение на электроды 1 поступает через ограничивающий ток короткого замыкания резистор 5 по высоковольтному проводу 6 от высоковольтного выпрямителя 7; положительный полюс выпрямителя заземляется. После того, как помещение загерметизировано (закрыты окна, двери, трубы и проемы вентиляционных каналов) в нем устанавливают три-пять генераторов 8 аэрозолей САГ-1 или АРЖ-5 (в зависимости от размера помещения их может быть больше или меньше с таким расчетом, что из одной точки обрабатывают 500-800 м³ помещения, резервуары генераторов 8 предварительно заполняют жидким дезинфицирующим препаратом. После завершения подготовительных работ включают генераторы 8 аэрозолей, которые распыляют потребное количество дезсредства (для профилактической дезинфекции 10 мл/м³), через 3-5 мин по окончании распыления препарата (за это время крупные частицы успевают осесть на поверхности) включают выпрямитель 7 тока в сеть и подают постоянное напряжение на электроды 1 в течение 30-40 мин до полного осаждения частиц аэрозоля на поверхности помещения; затем выдерживают экспозицию дезинфекции - не менее 3 ч; по завершении экспозиции дезинфекции помещение проветривают, после чего проволочные электроды 1 свертывают до следующего применения, подача и снятие высокого напряжения на коронирующие электроды 1 осуществляется автоматически с помощью специального дистанционного блока 9 управления, что обеспечивает безопасность в работе.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Дезинфекция типового птичника (длина помещения 90 м, ширина 18 м и высота 4 м) для напольного содержания цыплят электрозаряженными аэрозолями гипохлорита натрия с 5% активного хлора; аэрозоли получали с помощью восьми генераторов 8 САГ-1; d_м частиц = 6-7 мкм; расход препарата 10 мл/м³, проволочные электроды 1 были размещены, как показано на фиг.2, максимальное удаление проволочных электродов 1 от поверхностей не более 2 м. После распыления препарата (через 5 мин) на электроды 1 подали постоянный ток напряжением 30 кВ. Обработку вели до величины объемного заряда 8˙10⁶ е/см³, время воздействия электрического поля на аэрозоль дезинфектанта равнялось 30 мин, экспозиция дезинфекции 3 ч. Качество дезинфекции оценивали по обнаружению кишечной палочки в пробах с поверхностей помещения (пол, потолок, стены, оборудование) до и после дезинфекции.

Контролем служил второй аналогичный птичник, который дезинфицировали аэрозолями гипохлорита натрия (расход 20 мл/м³) согласно известному способу при всех прочих равных условиях.

Результаты опытов показаны в табл.2.

Из приведенных в табл.2 данных видно, что электрозаряженные по данному способу в поле коронного разряда аэрозоли гипохлорита натрия обеспечивают полное (100% ) обеззараживание всех поверхностей помещения (пол, потолок, стены, оборудование); тогда как аналогичные аэрозоли гипохлорита натрия в контроле, даже при удвоенном расходе препарата, обеспечивали полное обеззараживание лишь только пола, а остальные поверхности (потолок, стены, оборудование) были обеззаражены лишь на 32,1-57,1%.

П р и м е р 2. Дезинфекция типового птичника для клеточного содержания птицы; клеточные батареи КБН трехъярусные металлические; длина птичника 90 м, ширина 18 м, высота 4 м; коронирующие электроды 1 установлены в четыре ряда над клеточными батареями, в один ряд вдоль торцовых и продольных стен на высоте 2 м от пола и на такой же высоте между клеточными батареями. Аэрозоли гипохлорита натрия с d_м = 3,5-5,5 мкм (с 5% активного хлора) получали с помощью четырех генераторов 8 АРЖ; в опытном помещении препарат расходовали из расчета 5 мл/м³; в контроле 20 мл/м³. Через 5 мин после распыления препарата в опытном помещении на электроды 1 было подано напряжение мощностью в 25 кВ. Обработку вели до достижения плотности заряда величины 5˙10⁶ е/см³ отрицательной полярности на 40 мин; экспозиция дезинфекции 3 ч; в опытном и контрольном помещениях было размещено по 102 тестобъекта (доски, бетон и оцинкованное железо), контаминированные 1 млрд суточной культурой S.dublin и загрязненные стерильным птичьим методом 0,2/100 см²; тестобъекты размещали на полу, стенах и внутри клеточных батарей; кроме того были взяты пробы (увлажненным тампоном) с различных поверхностей помещений на обнаружение кишечной палочки.

Результаты опытов показаны в табл.3.

Данные из табл. 3 и 4 показывают, что заряженные аэрозоли гипохлорита натрия обладают явным преимуществом перед известным способом как в отношении сальмонелл, так и по отношению к кишечной палочке. Увеличение расхода препарата в случае использования известного способа в 2 раза не обеспечивало равного эффекта с данным способом.

П р и м е р 3. Дезинфекция типового птичника электрозаряженными аэрозолями 10%-ного раствора перекиси водорода стабилизированной добавлением 0,5% (по объему) молочной кислоты. Тестобъекты искусственно контаминировали 2 млрд взвесью (по оптическому стандарту) золотистого стафилококка; тестобъектами служили деревянные, металлические и бетонные поверхности; тестобъекты дополнительно загрязняли стерильным птичьим пометом (0,2/100 см²). Методика проведения опыта аналогична двум предыдущим примерам, кроме того, что d_м = 3,5 мкм, напряжение коронирующего электрода 15 кВ, плотность заряда в помещении 2,5˙10⁶ е/см³ в течение 35 мин.

Результаты опытов приведены в табл.5.

Из данных табл.5 следует, что и электрозаряженные аэрозоли стабилизированной перекиси водорода обладают более высокой дезинфекционной активностью по сравнению с известным способом.

Приводим дополнительно конкретные примеры осуществления способа при граничных значениях режимных параметров.

П р и м е р 4. Дезинфекция типового птичника для напольного содержания цыплят-бройлеров (длина 90 м, ширина 18 м, высота 4 м, оборудование типовое) аэрозолями гипохлорита натрия с 5% активного хлора; расход препарата из расчета 5 мл/м³. Коронирующие электроды 1 (оголенная проволока) из титана диаметром 0,1 мм натянуты с помощью полихлорвиниловой нитки 3 (леска) диаметром 1 мм и фторопластового кольца с внутренним диаметром 20 мм и наружным диаметром 26 мм вдоль обрабатываемых поверхностей на расстоянии от них 0,5 м; через 3 мин после распыления препарата на аэрозольное облако действовало электрическое поле с объемной плотностью заряда 2˙10⁶ е/см³ в течение 30 мин.

Контроль - аналогичный птичник дезинфицировали аэрозолями гипохлорита натрия (известный способ).

Результаты микробиологических исследований проб с поверхностей помещений показали, что все поверхности птичника продезинфицированного по данному способу с помощью устройства для его реализации были обеззаражены (100%); в контрольном птичнике поверхности были обеззаражены лишь на 28%.

П р и м е р 5. Вынужденная дезинфекция типового птичника для напольного содержания цыплят-бройлеров аэрозолями гипохлорита натрия с содержанием 5% активного хлора; расход препарата 20 мл/м³; качество дезинфекции оценивали по обнаружению кишечной палочки и стафилококка с поверхностей птичников (до и после дезинфекции), обработанных по данному и известному способам.

Коронирующее электроды 1 (оголенная проволока) из титана диаметром 0,8 мм натянуты с помощью полихлорвиниловой нитки 3 (леска) диаметром 2 мм и фторопластового кольца 4 с внутренним диаметром 30 мм и наружным диаметром 40 мм вдоль обрабатываемых поверхностей на удалении 2 м от них; через 5 мин после распыления препарата на аэрозольное облако действовало электрическое поле с объемной плотностью заряда 10˙16⁶ е/см ³ х х(10⁷ е/см³) в течение 40 мин. Результаты микробиологических исследований показали полное (100%) обеззараживание поверхностей птичника, обработанного по данному способу; в птичнике, обработанном по известному способу поверхности обеззаражены лишь на 37%.

Использование этого способа дезинфекции обеспечивает высокое качество дезинфекции всех поверхностей животноводческого помещения, безопасность в работе, снижение расхода дезсредства в 2 раза по сравнению с известным способом.

Использование: в сельском хозяйстве и медицине, в частности для аэрозольной дезинфекции помещений в системах для содержания скота и птицы. Сущность изобретения: дезинфекцию животноводческих помещений ведут обработкой воздуха и поверхностей технологического оборудования помещения ионизированными аэрозолями из растворов дезинфицирующих средств. Аэрозоли создают с массовым медианным диаметром частиц 7-13 мкм и направляют в воздух помещения из расчета 5-20 мл/м³ , затем через 5 мин после заполнения помещения аэрозолем ионизируют воздух и аэрозоль до объемной плотности заряда (2-10)·10¹² элементарных зарядов на 1 см³ в течение 30-40 мин. Устройство для осуществления способа включает коронирующие электроды с изоляторами и источник высокого напряжения, выполненный в виде выпрямителя. При этом коронирующие электроды выполнены в виде оголенной проволоки диаметром 0,1-0,8 мм, натянутой на расстоянии 0,5-2 м от обрабатываемых поверхностей помещения с помощью изоляторов, прикрепленных к стенам помещения, а выход источника высокого напряжения подключен к коронирующим электродам посредством резистора. В качестве изолятора используют полихлорвиниловые нитки диаметром 1-2 мм и фторопластовые кольца с внутренним диаметром 20-30 мм и наружным диаметром 26-40 мм. В данном случае достигается высокое качество дезинфекции всех поверхностей, ограждений и технологического оборудования животноводческих помещений, безопасность в работе, снижение расхода дезсредства в 2 раза по сравнению с известными способами. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 5 табл.

1. Способ дезинфекции животноводческих помещений, включающий герметизацию помещения, распыление в нем аэрозоля из раствора дезинфицирующих средств и ионизацию воздуха с аэрозолем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и электробезопасности способа, аэрозоль формируют с массовым медианным диаметром частиц 7 - 13 мкм, распыление аэрозоля из раствора дезинфицирующих средств в помещении осуществляют до концентрации 5 - 20 мл/м³, а ионизацию воздуха и аэрозоля начинают через 3 - 5 мин после окончания распыления аэрозоля из раствора дезинфицирующих средств и производят в течение 30 - 40 мин при объемной плотности заряда, равной (2 - 10) · 10¹² элементарных электрических зарядов на 1 м³ внутреннего объема животноводческого помещения. 2.Устройство для дезинфекции животноводческих помещений, включающее источник высокого постоянного напряжения и коронирующие электроды из оголенного провода, укрепленные между стенами помещения с помощью изоляторов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и электробезопасности способа, коронирующие электроды подключены к источнику высокого постоянного напряжения через резистор и выполнены из провода диаметром 0,1 - 0,8 мм в виде электродов для размещения на кратчайшем расстоянии в каждой их точке, равном 0,5 - 2,0 м от ближайшей технологической поверхности животноводческого помещения. 3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве изоляторов используют снабженные элементами регулирования длины полихлорвиниловые нитки диаметром 1 - 2 мм, сопряженные с кольцами из фторопласта с внутренним диаметром 20 - 30 мм и наружным диаметром 26 - 40 мм.