Патент на изобретение №2295978

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ИНФИЦИРОВАННЫХ ОТХОДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу термического воздействия на отходы, а именно инфицированные медицинские отходы. Способ термической обработки инфицированных отходов состоит в том, что в герметичном термоизолированном корпусе в среде инертного газа осуществляют измельчение и нагрев инфицированных отходов с помощью источника тепла, расположенного внутри корпуса, до температуры, по меньшей мере, 250°С, при этом образующиеся пары и газы отводят из герметичного корпуса, нагревая их, по меньшей мере, до температуры 800°С с последующим их охлаждением, а полученный стерилизованный материал охлаждают с помощью воды в процессе его выгрузки на пути следования из герметичного термоизолированного корпуса. Технический результат – повышение эффективности стерилизации инфицированных отходов без использования химических реагентов. 1 ил.

Изобретение относится к способу термического воздействия на отходы и может быть использовано, в частности, для термической стерилизации инфицированных медицинских отходов: перевязочных материалов, шприцев, бинтов, пластиковых и стеклянных флаконов, бритв, лезвий и др.

Стерилизация – полное освобождение различных веществ, предметов от живых микроорганизмов.

Известны химические, физические и газовые способы стерилизации.

Химические методы стерилизации включают обработку предметов, в том числе парами антисептических веществ, например формальдегидом, окисью этилена, пероксидом водорода (пат. №2000810, МПК A 61 L 2/04, публ. 15.10.93).

Основным недостатком химических способов обработки является загрязнение стерилизуемых объектов обрабатываемыми токсическими веществами, удаление которых во многих случаях затруднено.

Среди физических методов широко распространены методы воздействия высоких температур: горячий воздух, пар под давлением (а.с. СССР №1025431, МПК A 61 L 2/06, публ. 1983), лучевая стерилизация, обработка УФ-лучами, микроволновым излучением (пат. RU, №№2001630, МПК A 61 L 2/12, публ. 30.10.93; 2221592, МПК A 61 L 2/12, публ. 2004.01.20).

Известен способ термической стерилизации отходов, в частности медицинских отходов, включающий операцию измельчения и/или превращения в порошок отходов под действием режущего усилия, при температуре, необходимой для стерилизации (WO, 92/127738, А 61 L 2/06, 1992). Способ предусматривает дополнительный внешний подвод тепла к измельчаемой массе.

Известна утилизационная установка серии “Стеримед”, предназначенная для измельчения и обеззараживания в процессе перемешивания с 0,5-процентным раствором дезинфекционного средства “Стерицид” медицинских отходов, образующихся в результате применения материалов и изделий однократного применения в лечебных учреждениях (рекламный проспект “Утилизаторы медицинских отходов, М.С.М.”, Евромедик экология).

Компания NEWSTER s.r.l. (г.Сан Джованни, Италия) разработала деструктор-стерилизатор специально для больниц, лабораторий малого и среднего объема. Технология базируется на использовании бактерицида и включает процесс деструкции материала методом его измельчения в герметической камере-мельнице, использование высокой температуры (150°-160°С), получаемой от ударов и трения материала при высокой скорости его вращения, стерилизацию методом разрыва протеиновых молекул в момент вбрызгивания в камеру воды и бактерицида (Рекламный проспект стерилизационной установки ” Newster-10″ фирмы “NESTER s.r.l.”).

Существующие утилизационные технологии обладают принципиальными недостатками, основным из которых является то, что проведение процесса при относительно невысоких температурах не позволяет получить полностью стерилизованные медицинские отходы без дополнительной обработки химическими препаратами.

В патенте RU №2128522, МПК А 61111/00, публ. 1999.04.10, предложен способ стерилизации или дезинфекции отходов, в частности инфицированных медицинских отходов, в герметичной камере, включающий операцию измельчения и/или превращения в порошок отходов под действием режущего усилия, обеспечивающегося только за счет трения, достижения температуры в массе отходов 150-180°С при отсутствии прямого или косвенного дополнительного тепла. Регулирование температуры стерилизации или дезинфекции осуществляют путем дозированной подачи воды в жидком состоянии на измельчаемые отходы внутри корпуса камеры. В конце данного этапа уменьшают температуру за счет дозированной подачи воды в камеру при снижении действия режущего усилия. После этапа нагревания проводят охлаждение стерилизованных отходов до 50-80°С путем вдувания воздуха в рубашку камеры и выгрузку стерилизованного материала. Образующиеся во время обработки выделения адсорбируются в водяном адсорбере.

В одном из вариантов реализации изобретения подаваемая вода содержит гипохлорит натрия, в другом – в массу отходов внутри корпуса во время цикла стерилизации подается концентрированный водный раствор гипохлорита натрия.

Способ, изложенный в п.1 указанного патента, не позволяет эффективно осуществить стерилизацию инфицированных отходов, т.к. температура, достигаемая и поддерживаемая только за счет трения при измельчении или превращении в порошок отходов (150-160°С), недостаточна для уничтожения живых спорообразующих или неспорообразующих микроорганизмов. Для того чтобы обработанные отходы могли быть отнесены к неопасным отходам лечебно-профилактических учреждений (класс А по классификации РФ медицинских отходов, соответствующий классу опасности по Государственному классификатору не ниже 4-го) и захоронены на обычных полигонах, требуется подавать в массу отходов внутри корпуса во время цикла стерилизации концентрированный водный раствор гипохлорита натрия, т.е. использовать обработку химическим реагентом. Кроме того, количество теплоты, необходимое для достижения и поддержания указанной температуры стерилизации в массе отходов только за счет трения, вырабатывается в течение длительного времени, более 30 минут.

Задача настоящего изобретения заключается в создании эффективного способа стерилизации инфицированных отходов (за счет высокой температуры), позволяющего без дополнительной химической обработки получать стерилизованный материал, который может быть захоронен на обычных полигонах по захоронению твердых бытовых отходов (не ниже 4-го класса опасности или класса А), и в то же время безопасного способа стерилизации (за счет исключения самовозгорания отходов). Задача также состоит в повышении экологических и экономических параметров способа обработки без химических реагентов и, кроме того, в сокращении времени обработки инфицированных отходов.

Предложен способ термической стерилизации инфицированных отходов, в частности инфицированных медицинских отходов, в герметичном термоизолированном корпусе, включающий операции измельчения и нагревания стерилизуемых отходов до температуры, по меньшей мере, 250°С за счет процесса измельчения и добавочного тепла от источника, расположенного внутри корпуса, а также охлаждение стерилизованного материала, при этом операции измельчения и нагревания проводят в атмосфере, не поддерживающей окисление, охлаждение осуществляют путем подачи воды на стерилизованный материал вне герметичного термоизолированного корпуса, а отходящие газы, пары и воздух пропускают для обезвреживания через устройство, имеющее температуру, по меньшей мере, 800°С, с последующим их охлаждением.

Согласно изобретению атмосферу, не поддерживающую окисление, создают путем отсасывания воздуха и образующейся газовой смеси вакуумным насосом.

Возможен вариант, когда в качестве атмосферы, не поддерживающей окисление, используют инертный газ, например азот, путем вытеснения им воздуха из корпуса.

Возможен вариант, когда атмосферу, не поддерживающую окисление, создают путем вытеснения воздуха парами воды, образующимися при нагревании влажных отходов.

Кроме того, возможен вариант, когда нагрев инфицированных отходов осуществляют за счет электричества.

Возможен вариант подачи воды путем разбрызгивания или распыления ее на стерилизованные отходы для их охлаждения вне корпуса.

Вакуумирование проводят в начальной стадии нагрева стерилизуемых отходов.

Отличия предлагаемого способа заключаются в том, что температура стерилизации инфицированных отходов (250°С и выше) достигается и поддерживается в массе отходов теплотой трения в присутствии дополнительного подвода тепла, источник которого расположен в зоне герметичного корпуса, стерилизацию проводят в условиях, не поддерживающих окисление, а охлаждение стерилизованного материала осуществляют вне герметичного корпуса.

Способ реализуется устройством (фиг.1), которое содержит герметичный термоизолированный корпус, вмещающий инфицированные отходы, ротор внутри корпуса, снабженный элементами, способными измельчать инфицированные отходы, источник нагрева, расположенный внутри корпуса, например ТЭНы, вакуум-насос или баллон со сжатым инертным газом, размещенные вне корпуса устройства, форсунки для разбрызгивания или распыления воды в жидком состоянии.

Температура массы отходов внутри корпуса, по меньшей мере 250°С, создаваемая за счет теплоты трения и прямого дополнительного подвода тепла, позволяет полностью уничтожить патогенные и живые спорообразующие и неспорообразующие микроорганизмы и, что особенно важно, провести стерилизацию отходов без использования химических реагентов. Образующийся измельченный стерилизованный материал может быть отнесен к 4-му классу опасности или классу А и захоронен на обычных полигонах по захоронению твердых бытовых отходов. После достижения температуры стерилизации эта температура поддерживается в течение 10 мин.

Для исключения самовозгорания отходов при высокой температуре измельчение и нагревание последних осуществляют в вакууме путем отсасывания воздуха и газовой смеси вакуумным насосом или в атмосфере инертного газа, в частности азота, или атмосфере влажного воздуха.

Разбрызгивание или распыление воды в жидком состоянии на нагретые отходы вне герметичного корпуса позволяет значительно снизить тепловые потери при повторном цикле и время обработки, т.к. после завершения очередного цикла, который заканчивается выгрузкой стерилизованного материала и остановкой устройства, не требуется вновь нагревать охлажденный корпус устройства.

В конце цикла отходы измельчены и охлаждены до температуры 50-60°С.

Способ термической стерилизации отходов реализуется следующим образом.

Инфицированные медицинские отходы 1 загружают в стальной герметичный термоизолированный корпус 2 дробилки (гранулятора). Устройство закрывают крышкой 3 вручную или автоматически. Внутри корпуса 2 с высокой скоростью, например 1500 об/мин, вращается ротор 4. Создают вакуум вакуумным насосом 5 или корпус устройства заполняют инертным газом из баллона 6 со сжатым газом, например азотом, или влажным воздухом, или углекислым газом (углерода диоксидом).

Температура стерилизации, равная по меньшей мере 250°С, достигается не только за счет теплоты, реализуемой от трения, но и от внутреннего источника, размещенного внутри корпуса, например ТЭНов 7. Внутри накопительной емкости 8 размещена форсунка 9 (или форсунки) для разбрызгивания или распыления воды. Форсунки могут быть размещены вне накопительной емкости, например на пути следования стерилизованного материала из корпуса устройства – дробилки (гранулятора) в накопительную емкость. Воздух, пары и отходящие газы пропускают для обезвреживания через устройство-камеру прокаливания 10 с температурой не менее 800°С, а их охлаждение ведут в холодильнике с водяным затвором 11.

Примеры реализации способа.

Пример 1

В металлический герметичный термоизолированный корпус 2 устройства – дробилки (гранулятора) диаметром, например, 600 мм и высотой 800 мм, оборудованный ротором 4 с ножами, загружают 10 кг инфицированных медицинских отходов 1 с бактериями рода Staphylococcus, бактериями группы кишечной палочки и неферментирующими грамотрицательными бактериями. Затем корпус устройства 2 закрывают крышкой 3. Создают вакуум вакуумным насосом 5. Включают ротор 4 и внутренний нагрев 7. Достигается температура 250°С в течение 10 мин, которая поддерживается в течение 10 мин, после чего открывается задвижка люка выгрузки 12. Горячий стерилизованный измельченный материал автоматически выгружается из герметичного корпуса 2. Начинается этап охлаждения стерилизованного материала путем разбрызгивания воды из форсунки 9 в накопительную емкость 8 на обезвреженный (стерилизованный) материал 13. Количество воды – около 1,5 л. Эффективность стерилизации способа в соответствии с санитарно-эпидемиологическим заключением составляет 100% (вегетативные и споровые формы бактерий, вирусы). Ввиду того, что водой охлаждают стерилизованный материал, она не содержит вирусов, бактерий и грибов (патогенных и живых спорообразующих и неспорообразующих микроорганизмов). Воздух, пары и образующиеся отходящие газы обезвреживают в камере прокаливания 10, охлаждают с помощью холодильника с водяным затвором 11 и удаляют в атмосферу.

Пример 2. С измененными параметрами примера 1.Температура стерилизации 350°С. Температура камеры прокаливания 900°С. Эффективность стерилизации составляет 100%.

Пример 3. С измененными условиями примера 1. Корпус дробилки (гранулятора) 2 заполняют инертным газом – азотом из баллона 6. Эффективность стерилизации составляет 100%.

Пример 4. С измененными условиями примера 1. Корпус дробилки (гранулятора) 2 заполняют аргоном. Эффективность стерилизации составляет 100%.

Пример 5. С измененными условиями примера 1. Воздух корпуса 2 дробилки (гранулятора) заполняют парами воды, образующимися при нагревании влажных отходов. Эффективность способа составляет 100%.

Пример 6. С измененными условиями примера 1. Корпус устройства 2 дробилки (гранулятора) заполняют углекислым газом. Эффективность способа – 100%.

Предложенный термический способ стерилизации обеспечивает высокий уровень стерилизации инфицированных отходов, а именно обеспечивает перевод чрезвычайно опасных отходов (класс В) и опасных (рискованных) отходов (класс Б) в неопасные отходы лечебно-профилактических учреждений (класс А) без использования химических реагентов. Устройство, реализующее предлагаемый способ, не требует специальной подготовки помещения. Способ безопасен, позволяет обрабатывать широкий спектр предметов и материалов, экологически безопасен.

Формула изобретения

Способ термической стерилизации инфицированных отходов, в частности инфицированных медицинских отходов, при котором в герметичном термоизолированном корпусе осуществляют измельчение и нагрев инфицированных отходов до температуры, по меньшей мере, 250°С, при этом образующиеся пары и газы отводят из герметичного корпуса, нагревая их, по меньшей мере, до температуры 800°С с последующим их охлаждением, а полученный стерилизованный материал охлаждают с помощью воды, отличающийся тем, что нагрев инфицированных отходов осуществляют с помощью источника тепла, расположенного внутри корпуса, в среде инертного газа, а охлаждение стерилизованного материала осуществляется в процессе его выгрузки на пути следования из герметичного термоизолированного корпуса.

РИСУНКИ