Аэрозольный способ дезинфекции систем вентиляции Российский патент 2020 года по МПК A61L9/12 A61L2/22 

Изобретение относится к области медицины, а именно к дезинфектологии, и предназначено для профилактики вспышек инфекционных заболеваний.

В настоящее время аэрозольный метод дезинфекции с успехом применяется для дезинфекции воздуха и поверхностей различного рода помещений ввиду значительного преимущества его перед другими методами обеззараживания. Масштабное применение аэрозольной дезинфекции систем вентиляции произошло по причине инновационных решений, включая новых проектирования, а именно:

- устройство наружных подвесных систем вентиляции из металлических конструкций;

- возможность доступа в любой участок внутренней поверхности воздуховодов (требования ГОСТ Р ЕН 1377-2007 по проектированию);

- возможность обработки без предварительного демонтажа воздуховодов и агрегатов.

Также широкое внедрение в практику аэрозольной дезинфекции способствовало выход на рынок большого количества аэрозольных генераторов, в том числе зарегистрированных как медицинские изделия.

В настоящий момент предложено несколько способов дезинфекции систем вентиляции без их сопутствующего демонтажа. При всех своих неоспоримых достоинствах, каждый из способов не полностью способствует достижению поставленной цели.

Один из способов по патенту RU 2257228 (2005 г.) разработан для случая, когда поверхности воздуховодов могут быть подвергнуты дезинфекции путем подачи дезинфицирующего раствора в виде аэрозоля в работающую с механическим побуждением приточную вентиляцию на уровне воздухозаборника. Далее происходит протягивание аэрозоля воздушным потоком по воздуховодам до появления на их выходах признаков (следов) дезинфицирующих средств. Расход дезинфицирующего средства составляет также 50-150 мл на кв. м. поверхности воздуховодов. Для производства аэрозоля предлагается применять механические и электрические аэрозольные генераторы. При тестировании данного способа было установлено, что 90% аэрозоля задерживается на первых поворотах воздуховода. На конечных выходах приточной вентиляции определялись только следы запаха дезинфицирующего средства. Следов самого дезинфектанта (в виде капель, либо подтеков) не наблюдалось. При контроле качества дезинфекции - путем использования тест-культур в области выходных вентиляционных отверстий - были получены положительные результаты, таким образом, цель проведения дезинфекционных мероприятий не была достигнута.

При способе дезинфекции систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха, который описан в патенте RU 2519668 (2010 г.), отмечаются те же недостатки, что и в предыдущем. Отличие состоит лишь в том, что подача дезинфицирующих средств в виде аэрозоля осуществляется в выходы приточной системы вентиляции. Приточная вентиляция переводится при этом в режим вытяжной путем изменения направления вращения крыльчатки вентилятора. Изменение направления потока воздуха может быть достигнуто также путем перемены мест подключения всасывающего и нагнетающего патрубков на вентиляторе, либо за счет использования переносных вакуумных установок с заглушками.

В патенте RU 2574910 (2016 г.) предлагается проведение дезинфекции путем размещения на входе или выходе вентиляционного канала устройства (например, картриджа), содержащего дезинфицирующее средство, которое испаряется под действием потока воздуха, проходящего через вентиляционный канал. Много вопросов возникает к данному способу дезинфекции. Во-первых, сложно задать постоянные, контролируемые и предсказуемые скорость и уровень испарения дезинфицирующего средства (насыщение воздуха основным действующим веществом), так как на данные процессы однозначно влияют температура, влажность воздуха и атмосферное давление. Таким образом, становится невозможным поддержание оптимальной дозировки ДВ на единицу площади для обеспечения биоцидного эффекта. Кроме того, является проблематичным нахождение людей в обрабатываемых помещениях из-за угрозы негативного воздействия постоянных и, возможно, повышенных концентраций дезинфектанта. Во-вторых, из описания данного метода следует, что непосредственной дезинфекции подвергается столб воздуха на расстоянии всего до 30 см от вентиляционной решетки. Следовательно, «дезинфекции вентиляционной системы, включающей дезинфекцию вентиляционного канала» не происходит. И, наконец, нет описания результатов проверочных тестов, подтверждающих качественность проведенной обработки.

Наиболее близким аналогом является способ, описанный в патенте RU 2625748 (2017 г.).

Для дезинфекции систем вентиляции вначале в отсутствие притока воздуха аэрозоль дезинфицирующего средства нагнетают в технологические отверстия вентиляционных каналов в расчетном количестве. В качестве дезинфицирующего средства берут эмульсию дезинфектанта, содержащую пленкообразователь. Аэрозоль получают с использованием аэрозолирующего генератора, задавая режим дисперсности эмульсии дезинфектанта 5-25 мк. После обработки указанным аэрозолем экспозицию ведут при закрытых технологических отверстиях в течение времени, необходимого для образования пленки эмульсии дезинфектанта на внутренней поверхности вентиляционных каналов. По окончании экспозиции остатки мелкодисперсной фазы аэрозоля удаляют путем продувки вентиляционных каналов воздухом в обычном режиме. 

Аэрозольную обработку вентиляционных каналов проводят дезинфицирующими средствами «Дезитол С-01» и «Биопаг-Д», содержащими пленкообразователь, которые фиксируются на стенках воздуховодов в виде полимеризованной биоцидной пленки. Нагнетание аэрозоля осуществляется в инспекционные отверстия в расчетном количестве на каждый участок при выключенной системе вентиляции.

Для получения аэрозоля дезинфицирующего средства для аэрозолирования воздуховодов используют любой генератор, способный генерировать частицы различных размеров, в том числе от 5 мкм до 25 мкм и имеющий выносное сопло с форсункой для вставки в инспекционное отверстие полуовальной формы размером 20х10 см. В качестве дезинфицирующего средства используют эмульсии или растворы дезинфектантов, содержащих в своем составе пленкообразователи. Концентрация действующего вещества дезинфектанта, используемого для получения раствора, рассчитывается согласно Инструкции по применению препарата, а именно по количеству необходимого действующего вещества на 1 кв. м обрабатываемой поверхности в 25 мл раствора. Нагнетание аэрозоля осуществляется в технологические отверстия в течение времени, равного количеству эмульсии дезинфектанта, разделенного на производительность генератора при выключенной системе вентиляции. Экспозицию распыленной аэрозоля эмульсии дезинфектанта ведут при закрытых технологических отверстиях в течение времени, необходимого для его пленкообразования. Преимущественно, время экспозиции составляет не более 2 часов, в течение которого 90% среднедисперсного аэрозоля эмульсии дезинфектанта оседает на стенки воздуховода и фиксируется на ней в виде полимеризованной биоцидной пленки. После чего при закрытых технологических отверстиях через воздуховод прогоняется воздух для освобождения от оставшихся мелкодисперсных взвешенных частиц аэрозоля внутренней полости магистральных воздуховодов, а также вентиляционных камер, воздухозаборных шахт, камеры подогрева и орошения.

Известный способ обладает следующими недостатками:

1. Трудоемкость и опасность манипулирования вышеуказанными аэрозольными генераторами при работе на высоте 3-4 м с использованием опорных конструкций (лестницы, стремянки);

2. Образование аэрозольными генераторами типа ULV направленного потока частиц с большой кинетической энергией, имеющих размеры 0,5 мкм и крупнее, в том числе быстрооседающих крупнодисперсных частиц с размером более 25 мкм, не позволяют достигнуть равномерного распределения дезинфектанта на поверхности воздуховодов.

Таким образом, поиск более совершенного метода дезинфекции систем вентиляции остается актуальной темой правильного выбор способа обработки, который гарантирует обеззараживание системы вентиляции и обеспечит безопасность исполнителей и окружающих людей.

Задача изобретения – дальнейшее расширение арсенала эффективных и безопасных способов дезинфекции воздуховодов системы вентиляции с помощью аэрозолей дезинфицирующих средств с минимальными затратами дезинфицирующих средств и значительным облегчением труда дезинфекторов.

Технический результат - улучшение качества дезинфекции за счет равномерного распределения дезинфектанта по внутренней поверхности воздуховода системы вентиляции.

Заявляется способ дезинфекции систем путем аэрозольной обработки внутренней поверхности вентиляционных каналов, включающий нагнетание в технологические отверстия вентиляционных каналов в отсутствие притока воздуха расчетного количества эмульсии дезинфектанта дисперсностью от 5 до 25 мкм, содержащего пленкообразователь, отличающийся тем, что аэрозоль раствора дезинфектанта получают из 4,0% раствора дезинфицирующего средства марки «Дезаргент» посредством форсунки, для диспергирования используют воздух, подаваемый от компрессора на 6 атм, воздух к пистолету с форсункой подают через гибкий спиральный воздуховод.

Для решения поставленной задачи был изучен справочный материал. В результате установлено, согласно инструкций по применению дезинфицирующих средств для аэрозольной дезинфекции используются препараты почти всех химических групп и для каждого имеется свой режим (таб. №1).

Дезинфицирующие препараты Таб. №1.

Наименова-ние препарата ДВ Форма препарата Инструкция Режим применения Део-хлор люкс Натриевая соль ДХЦК Табл. № 18/13 от 2013 года Использование генераторов мелкодисперсных аэрозолей с размером частиц от 1 мкм, 10 мл/м³. Норма расхода согласно инструкции к аппарату Део-бактер плюс ЧАС 18%
Изопрпанол 5,0% Раствор № 34/17 от 2017 года Аэрозолирование проводят аэрозольными генераторами, норма расхода согласно инструкции по применению генератора Бетадез ЧАС 12% Раствор № 3/11 от 2011 года Норма расхода 10 мл/м³. Соответствует режиму при орошении и погружении. Используются соответствующие технические устройства Дезаргент Перекись водорода 6% Раствор № 20/12 от 2013 года Используются распылители типа «Ультраспрейер» (см. ниже). Наколиз Перекись водорода 6% Раствор Используют аппарат «Нокоспрей» (см. ниже) «Картридж GLOSAR*400» Перекись водорода 5-6% Раствор № 1/2015 от 2015 года Автоматическая система GLOSAIR™ 400* Дезинфицирующее средство «Аэрон» Полигек-саметил-енгуани-дина гидрохло-рид (0,16%) и дидецил-диметил-аммоний хлорид (0,03%) Аэро-зольные баллоны
75-750 мл № 43 от 2012 года Баллона объёмом 1000 мл достаточно для обработки воздуха объёмом не
менее 750 м³, одного баллона объёмом 50 мл достаточно для обработки воздуха объёмом не менее 37,5 м³, ОПТИМАКС проф Амин 5,0% Раствор № Д-19/09 от 2009 года Дезинфекция воздуховодов вентиляционных систем проводится методом
орошения (мелкодисперсного распыления)

Согласно инструкций по применению дезинфекционных препаратов определены режимы аэрозольного обеззараживания воздуха, но не внутренних поверхностей воздуховодов системы вентиляции.

Для получения аэрозолей используют оборудование различной степени сложности – от гидропультов до аэрозольных генераторов с дистанционным управлением. Размеры капель генерируемого аэрозоля могут варьировать от высокодисперсных 0,5 - 5 мкм до грубодисперсных 100 мкм (таб. №2).

Аэрозольные генераторы Таб.№2

Наименование генератора Страна производитель Используемые дезинфицирующие препараты Размер аэрозоля, мкм Расход, мл на м³ Наличие выносного сопла(фор-сунки) Аппарат для аэрозольной дезинфекции Nocospray* Франция Ноколиз в катридже
(р-р 6% Н2О2, AgNO3) 5 1 - Автоматическая система GLOSAIR™ 400** США, Франция Р-р 5% Н2О2, Ag, H3PO4 в катридже 8-12 6 - Аэрозольный распылитель "Ультраспрейер Р-60М"*** Россия Дезаргент готовый раствор (р-р 6% Н2О2, Ag) 1-5 3 - Мобильный гигиенический центр (МГЦ®)**** Россия Все препараты с аэрозольным режимом 3,5-10
10-20
20-50
50-100 не установ-лен - Центробежный аэрозольный генератор ЦАГ-Джет-2 Россия Все препараты с аэрозольным режимом 2-30 не установ-лен - Аэрозольный генератор PRO-ULV 1035 США Все препараты с аэрозольным режимом 0,5-13,5 не установ-лен Raster ULV Fogger Индия Все препараты с аэрозольным режимом 5-10 10 - Генератор холодного тумана Longray 1680 Китай Все препараты с аэрозольным режимом 5-30 не установ-лен - Генератор холодного тумана OR-DP1 Китай Все препараты с аэрозольным режимом 0-20 не установ-лен - Генератор холодного тумана Storm Китай Все препараты с аэрозольным режимом 5-50 не установ-лен - Генератор холодного тумана ULV Tornado 10 Южная Корея Все препараты с аэрозольным режимом 5-40 не установ-лен - Генератор холодного тумана
Airofog U-260 Китай Все препараты с аэрозольным режимом 5-30 не установ-лен Генератор холодного тумана Рulsfog TURBO ULV Германия Все препараты с аэрозольным режимом 0,5-50 2

Зарегистрированы как медицинское оборудование

*- РЗН 2016/3916 от 01.04.2016

** - ФСЗ 2011/09052 от 18.06.2014

*** - РЗН 2014/1020 от 09.09.2014

**** - РЗН 2016/3908 от 15.11.2016

Из вышеперечисленного следует, что в условиях интенсивного внедрения и использования аэрозольных генераторов, с одной стороны, и большого разнообразия дезинфицирующих средств, с другой стороны, возникает сложная задача выбора наиболее оптимального режима применяемого дезинфицирующего препарата и используемого генератора для дезинфекции системы вентиляции.

Для выполнения перечисленных требований нами использован комплект оборудования генератора аэрозоля на стенде системы вентиляции, оборудованной технологическими отверстиями и плотно прилегающими к ним инспекционными люками типа RD. В комплект оборудования генератора аэрозоля входит компрессор на 6 атм., гибкий спиральный воздуховод длиной 5 м, малярный пистолет с форсункой производительностью 30 мл/мин и генерирующий аэрозоль размером 5-25 мкм.

В качестве дезинфекционного средства использовался «Дезаргент» (свидетельство о государственной регистрации № RU.77.99.01.002.Е002883.11.10 от 22.11.2010). Нагнетание аэрозоля осуществляется в технологические отверстия в течение времени, равного количеству дезинфицирующего раствора необходимого для данной площади, разделенного на 30 мл/мин - производительности форсунки. Количество раствора дезинфектанта для изготовления аэрозоли определяется путем умножения площади воздуховода в кв. м на 25 мл раствора дезинфектанта. В условиях закрытого пространства с аэрозолями с размером частиц от 5 мкм до 25 мкм срабатывает эффект диффузии (слипания) с поверхностью воздуховодов. Как показали наши исследования, при частицах размером более 25 мкм (крупнодисперсные аэрозоли) образуются капли, которые не обеспечивают объемного распространения аэрозоля внутри воздуховодов вентиляционной системы и, следовательно, не образуется равномерная и сплошная пленка эмульсии дезинфектанта на внутренней поверхности воздуховодов. При использовании аэрозоля с размером частиц менее 5 мкм (мелкодисперсная аэрозоль) также не удается добиться заявленного результата, т.к. такой аэрозоль в течение длительного времени не оседает на поверхности и не образуется требуемая пленка дезинфектанта на внутренней поверхности вентиляционных каналов. Экспозицию распыленного аэрозоля дезинфектанта ведут при закрытых технологических отверстиях в течение времени, необходимого для его обеззараживания. Преимущественно, время экспозиции составляет не более 1 часа, после чего при закрытых технологических отверстиях через воздуховод прогоняется воздух для освобождения от оставшихся мелкодисперсных взвешенных частиц аэрозоля внутренней полости воздуховодов.

Заявляемая совокупность существенных признаков:

- аэрозоль раствора дезинфектанта получают посредством форсунки, сконструированной под дисперсность 5 - 25 мкм,

- для диспергирования используется воздух, подаваемый от компрессора на 6 атм.,

- подача воздуха к пистолету с форсункой через гибкий спиральный воздуховод

позволяет получить новый технический результат, выражающийся с минимальными затратами дезинфицирующих средств, значительным облегчением труда дезинфекторов и улучшением качества дезинфекции за счет равномерного распределения дезинфектанта по внутренней поверхности воздуховода системы вентиляции.

Это позволяет обеспечить быстроту и эффективность проведения дезинфекции в очагах массовых инфекционных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем передачи, особенно в современных высотных зданиях и спортивных сооружениях.

Заявляемый способ может быть осуществлен с помощью известных методов, средств и аппаратуры, т.е. соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемый способ иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Испытания заявляемого способа дезинфекции проведены на блоке из двух соединенных воздуховодов системы вентиляции, выполненных из оцинкованной стали. Исследование бактерицидной активности и эффективности дезинфекции осуществляли в соответствии с «Р 4.2.2643-10. 3.5. Дезинфектология. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности. Руководство» (утв. Роспотребнадзором 01.06.2010), п. 5.1., п.п. 5.1.3.5. В качестве тест-культур использовали бактерии Staphylococcus aureus.

В две технологические (инспекционные) отверстия поочередно нагнетали среднедисперсную аэрозоль размером 5-25 мкм, которая была получена из 4,0% раствора дезинфицирующего средства марки «Дезаргент» с использованием форсунки в режиме 30 мл/мин. Время экспозиции составляет 1 час с момента завершения нагнетания аэрозоля и закрытия последнего технологического отверстия.

Согласно инструкции № 20/12 по применению дезинфицирующего средства «Дезаргент» при бактериальных инфекциях воздуховоды дезинфицируются 0,5 -1,0% растворами с расходом на 100 мл на кв. м. При испытании заявляемого способа расход дезинфицирующего составляет 25 мл на 1 кв.м., т.е. концентрация раствора при антибактериальном режиме должна быть выше в 4 раза – 2,0-4,0%.

Испытания эффективности дезинфекции проводили путем нанесения внутренние участки вентиляционных каналов через технологические отверстия тест культур на две площадки размером 10 см х 10см. Отбор контрольных смывов из мест нанесения культур бактерий проведены через 1 час. Исследование проб проводили в аккредитованной лаборатории в соответствии с МУК 4.2.2942-11. 4.2. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Методы санитарно-бактериологических исследований объектов окружающей среды, воздуха и контроля стерильности в лечебных организациях. Методические указания» (утв. Роспотребнадзором 15.07.2011). В результатах исследования контрольных смывов Staphylococcus aureus не обнаружено.

Эксплуатационные испытания подтвердили высокую эффективность заявляемого аэрозольного способа дезинфекции внутренней поверхности воздуховодов систем вентиляции, значительное облегчение труда дезинфекторов, а также снижение цены за счет упрощения оборудования для генерации аэрозоля.

Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в дезинфектологии, и предназначено для профилактики вспышек инфекционных заболеваний. Способ включает нагнетание в технологические отверстия вентиляционных каналов в отсутствие притока воздуха расчетного количества эмульсии дезинфектанта дисперсностью от 5 до 25 мкм, содержащего пленкообразователь. Аэрозоль раствора дезинфектанта получают из 4,0% раствора дезинфицирующего средства марки «Дезаргент» посредством форсунки, сконструированной под дисперсность 5-25 мкм и производительностью 30 мл/мин, для диспергирования используют воздух, подаваемый от компрессора на 6 атм, воздух к пистолету с форсункой подают через гибкий спиральный воздуховод. Способ обеспечивает улучшение качества дезинфекции за счет равномерного распределения дезинфектанта по внутренней поверхности воздуховода системы вентиляции. 2 табл.

Способ дезинфекции систем вентиляции путем аэрозольной обработки внутренней поверхности вентиляционных каналов, включающий нагнетание в технологические отверстия вентиляционных каналов в отсутствие притока воздуха расчетного количества эмульсии дезинфектанта дисперсностью от 5 до 25 мкм, содержащего пленкообразователь, отличающийся тем, что аэрозоль раствора дезинфектанта получают из 4,0% раствора дезинфицирующего средства марки «Дезаргент» посредством форсунки, для диспергирования используют воздух, подаваемый от компрессора на 6 атм, воздух к пистолету с форсункой подают через гибкий спиральный воздуховод.