專利名稱：封閉環(huán)境的滅菌和凈化的制作方法
封閉環(huán)境的滅菌和凈化發(fā)明涉及滅菌、凈化和/或進(jìn)行無害處理的方法，以及涉及適用于所述方法的設(shè)備。要在許可的時(shí)間內(nèi)對(duì)封閉空間(諸如廚房區(qū)域和醫(yī)院病房)快速和有效地進(jìn)行滅菌和無害處理，以便消滅污染封閉空間內(nèi)空氣和表面的潛在有害微生物(諸如細(xì)菌和病
) ο氧的殺滅生物活性是廣為人知的且受到人們的重視，還已知在濕潤(rùn)大氣內(nèi)提供臭氧使得殺滅生物有效性提高。然而，與臭氧用作殺滅生物劑相關(guān)的問題，是確保環(huán)境對(duì)于返回的使用者而言是安全而進(jìn)行的相對(duì)長(zhǎng)的后處理過程，在該過程中使用潛在地?fù)p害環(huán)境的化學(xué)制劑，在對(duì)環(huán)境進(jìn)行無害處理中該過程的通常的低效率封裝，以及整體缺乏快速裝配和使用設(shè)備的簡(jiǎn)便性。本申請(qǐng)人的先前申請(qǐng)(EP 1500404, SteritroxLimited)示出了一種方法，其中在有用時(shí)間內(nèi)可利用從有害臭氧釋放的剩余大氣，使得可以利用臭氧在潤(rùn)濕大氣中的有益效果。該方法包括將諸如2-丁烯的烯烴化合物以足夠的量添加到大氣中，以便與剩余的臭氧起反應(yīng)以及取出所有剩余的臭氧。雖然該過程對(duì)于提供無菌環(huán)境是有效的，但是現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到剩余臭氧和烯烴化合物之間的反應(yīng)導(dǎo)致生成一定范圍的化合物，上述一些化合物在大氣中存在高于特定濃度(通常稱為職業(yè)暴露水平(OEL))時(shí)會(huì)具有有害性。并非使本發(fā)明受到損害地，上述范圍的化合物可包括例如，乙醛、乙酸、甲醛、甲酸、甲醇、丙醛等。此外，利用相對(duì)濕度來確定適于反應(yīng)的大氣水含量是非常不精確的，因?yàn)樵诮o定的相對(duì)濕度下水含量隨著溫度變化而變化。這通常導(dǎo)致大氣中提供的水多于實(shí)際所需水量。這可導(dǎo)致水冷凝于起到抑制反應(yīng)作用的表面上且當(dāng)處理完成時(shí)還可導(dǎo)致空間潮濕。這顯然是不希望的。另外與非常高濕度水平相關(guān)的是臭氧水解成過氧化氫，而過氧化氫已知是有毒的。本發(fā)明試圖提供解決這些問題的方案，具體是通過使得滅菌和凈化過程以及設(shè)備的滿意性能所需的水含量最佳化來提供有效性提高的過程和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供對(duì)封閉環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法， 所述方法包括下述步驟a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供預(yù)定的所需分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的最佳分壓力；C)將適量的水引入到環(huán)境中以便在封閉環(huán)境中提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。
優(yōu)選的，預(yù)定的所需分壓力在所測(cè)量溫度下至少為4. 0托。臭氧水平可通過自然分解和/或輔助分解(諸如催化劑分解、光化學(xué)沉積或用非飽和碳?xì)浠衔锢鋮s)而降低。更優(yōu)選的，該方法包括使得經(jīng)過凈化和滅菌的環(huán)境通過催化劑來使得臭氧濃度降低到預(yù)定量的步驟；將包含碳-碳雙鍵的碳?xì)浠衔镆氲江h(huán)境中以便優(yōu)先與所排放的臭氧反應(yīng)；以及使得經(jīng)過凈化和滅菌的環(huán)境循環(huán)通過催化劑直到有害產(chǎn)物的濃度下降到安全水平。優(yōu)選的，該方法持續(xù)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，以及自動(dòng)地調(diào)節(jié)排放到環(huán)境中的水以便在給定溫度下在環(huán)境中保持水的所需分壓力。適于特定溫度的所需相對(duì)濕度由基礎(chǔ)溫度下的最佳相對(duì)濕度導(dǎo)出。在本發(fā)明中， 基礎(chǔ)溫度將取決于封閉環(huán)境的操作溫度。例如，諸如食物配制區(qū)域的冷環(huán)境將具有低于較溫暖環(huán)境(諸如醫(yī)院病房)的較低最佳操作溫度。適于特定操作溫度的所需相對(duì)濕度由基礎(chǔ)溫度下的最佳相對(duì)濕度導(dǎo)出，以及基礎(chǔ)溫度優(yōu)選相應(yīng)于適于待處理環(huán)境的最佳操作溫度(與環(huán)境的實(shí)際測(cè)量溫度相對(duì))。優(yōu)選通過包括下述步驟的算法來計(jì)算所需相對(duì)濕度確定在最佳操作溫度以及最佳相對(duì)濕度下的水的分壓力以便提供基礎(chǔ)分壓力；確定適于所測(cè)量溫度的飽和蒸汽壓力； 以及根據(jù)飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力(以飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力的函數(shù))計(jì)算所需的相對(duì)濕度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供對(duì)高達(dá)15°C的諸如食物配制區(qū)域的冷環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法，所述方法包括a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供4. 0至10. 99托的所需分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力；c)將適量的水引入到環(huán)境中以便在封閉環(huán)境中提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，優(yōu)選的基礎(chǔ)溫度是6°C (其是冷藏食品店的最佳溫度)， 以及適于該溫度的優(yōu)選最佳相對(duì)濕度按體積計(jì)是90%，提供6. 3托的優(yōu)選基礎(chǔ)分壓力。優(yōu)選根據(jù)包括下述步驟的算法來計(jì)算所需相對(duì)濕度確定在6°C以及90%相對(duì)濕度下的水的分壓力以便提供基礎(chǔ)分壓力；確定適于所測(cè)量溫度的飽和蒸汽壓力；以及根據(jù)在所測(cè)量溫度下的飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力計(jì)算所需的相對(duì)濕度。應(yīng)該意識(shí)到可將其它冷操作環(huán)境保持高于或低于6°C的最佳溫度，以及基礎(chǔ)分壓力可相應(yīng)地被調(diào)節(jié)。但是，在低于1_2°C的溫度下，由于水滴結(jié)冰而造成該過程不可能有效地操作。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供對(duì)15°C或高于15°C的溫暖環(huán)境(諸如醫(yī)院病房)進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法，所述方法包括a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；
b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供至少11. 00托的所需分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力；c)將適量的水引入到環(huán)境中以便在封閉環(huán)境中提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。在該實(shí)施例中，優(yōu)選的基礎(chǔ)溫度是18°C，以及適于該溫度的優(yōu)選預(yù)定相對(duì)濕度按體積計(jì)是90%，提供13. 9托的優(yōu)選基礎(chǔ)分壓力。優(yōu)選根據(jù)包括下述步驟的算法來計(jì)算所需相對(duì)濕度確定在18°C以及90%相對(duì)濕度下的水的分壓力以便提供基礎(chǔ)分壓力；確定適于所測(cè)量溫度的飽和蒸汽壓力；以及根據(jù)在所測(cè)量溫度下的飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力計(jì)算所需的相對(duì)濕度。本發(fā)明第一方面的優(yōu)選和/或任選特征在所包括的權(quán)利要求2至14中提出。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供適用于根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法的滅菌、凈化和/ 或無害處理的設(shè)備，該設(shè)備包括溫度傳感器、增濕器單元、臭氧排放單元以及控制器，增濕器單元和臭氧排放單元通過控制器基于預(yù)定的條件來控制，增濕器單元自動(dòng)可控地基于由溫度傳感器所測(cè)量的溫度來改變引入到環(huán)境中的水量以便提供預(yù)定的所需分壓力，實(shí)際的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該設(shè)備包括臭氧消耗催化劑和/或碳?xì)浠衔锱欧艈呜?。該設(shè)備包括用于基于所測(cè)量的溫度以及基礎(chǔ)分壓力來計(jì)算被引入到環(huán)境中水量的合適軟件以便提供所計(jì)算的相對(duì)濕度。本發(fā)明第二方面的優(yōu)選和/或任選特征在權(quán)利要求16至17中提出?，F(xiàn)在將參照下述實(shí)例以及參考附圖來更具體描述本發(fā)明，其中實(shí)例1和實(shí)例2涉及利用本發(fā)明的過程和設(shè)備對(duì)冷環(huán)境進(jìn)行滅菌和凈化，以及實(shí)例3和實(shí)例4涉及利用本發(fā)明的過程和設(shè)備對(duì)溫暖環(huán)境進(jìn)行滅菌和凈化，在附圖中

圖1是用于執(zhí)行本發(fā)明過程的滅菌和凈化設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意側(cè)面正視圖； 以及圖2是圖1中所示設(shè)備的示意正視圖。本發(fā)明的過程和設(shè)備利用臭氧在升高的濕度水平下對(duì)封閉環(huán)境(諸如食物配制區(qū)域或醫(yī)院病房)進(jìn)行滅菌和凈化。作為該增加濕度結(jié)果的封閉環(huán)境內(nèi)的任意程度的冷凝顯然是不希望的。因此，用于保持滿意程度的濕度而施加的水量必須不能達(dá)到用水蒸汽來飽和大氣的程度?？紤]到有利于健康的環(huán)境，顯然需要保持空間內(nèi)的織物及其內(nèi)容物干燥。 在完成上述過程之后必須得除去任何冷凝的積水，上述積水將不可避免地需要擦除。這可能將細(xì)菌感染重新引入到上述空間內(nèi)。此外上述空間的任意用具(諸如電視和窗簾)需要保持干燥以便在重新使用該空間之前不需要對(duì)這些物件進(jìn)行干燥，對(duì)這些物件進(jìn)行干燥是不便利的也是對(duì)人體不利的。在典型的食物配制區(qū)域中，溫度通常保持低于約6°C以便減少食物的可能變質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在6°C的溫度下能給出滿意結(jié)果的具體濕度水平是90%。在該溫度下，基于該溫度下的為7. 00托的水飽和蒸汽壓，水的分壓力是6. 3托。如果溫度要上升到高于6°C，那么可以在不影響該過程的情況下以更高的水蒸汽壓力進(jìn)行操作，但是上述未必能導(dǎo)致獲得滅菌或凈化的程度的任何提高。在以前，用于對(duì)區(qū)域進(jìn)行凈化和/或滅菌使用的臭氧僅僅與相對(duì)濕度相關(guān)，上述作為用于限定待處理區(qū)域的水含量的手段。然而，上述是非常不精確的， 且通常導(dǎo)致為上述反應(yīng)提供過高的水含量。本發(fā)明的過程和設(shè)備在引入臭氧之前和引入臭氧的過程中測(cè)量待處理區(qū)域的溫度，以及計(jì)算該特定溫度所需的相對(duì)濕度，以便相應(yīng)于在 6°C下為90%的相對(duì)濕度，如下面詳細(xì)描述的那樣。在6°C的溫度下，水的飽和蒸汽壓是7. 0托(大約7mmHg壓力)。因此，對(duì)于在6°C 下需要90%相對(duì)濕度的過程而言，水的分壓力最小為6. 3托。隨著溫度升高，水的飽和蒸汽壓大致根據(jù)下述公式1升高Log10P1 = 8. 07131-(1730. 61/(233. 426+T°C ) [公式 1]其中Pt是飽和蒸汽壓以及T是為攝氏度的溫度。然后利用下述公式2計(jì)算所需的相對(duì)濕度(RH)RH = (6. 3*100)/Pt) [公式 2]其中Pt同樣是在T°C溫度下的飽和蒸汽壓。數(shù)據(jù)6. 3托是從6°C的基礎(chǔ)溫度導(dǎo)出的。如果適于特定狀況的基礎(chǔ)溫度不同于 6°C，那么必須從該溫度下的飽和蒸汽壓計(jì)算不同的乘數(shù)以及所需的相對(duì)濕度。然后將所計(jì)算的相對(duì)濕度自動(dòng)回饋以便使得能夠控制適于該給定溫度的引入到環(huán)境中的水量。因此，當(dāng)溫度上升時(shí)，上述過程和設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)以便在較低的相對(duì)濕度下進(jìn)行操作，從而降低在大氣中存在的過量水，在大氣中存在過量的水會(huì)在上述反應(yīng)和環(huán)境感覺方面產(chǎn)生不利影響。實(shí)例1用于在6°C的食品店中執(zhí)行凈化過程的最佳相對(duì)濕度按體積計(jì)是90%。然而，食品店的所測(cè)量溫度是8°C。利用上述等式1計(jì)算的飽和蒸汽壓是8. 00托。因此，用于提供 6. 3托的水的分壓力所需的相對(duì)濕度是78. 7%。因此，在8°C下，上述區(qū)域需要經(jīng)受78. 7%的較低相對(duì)濕度而非90%。實(shí)例2食品店保持在3°C，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于本發(fā)明的過程而言，在該溫度下給出滿意結(jié)果的具體相對(duì)濕度是85 %。在該溫度下，水的飽和蒸汽壓為5. 64托，因此基礎(chǔ)分壓力是4. 79 托。如果食品店的溫度上升到4°C，將需要79%的相對(duì)濕度水平。因此本發(fā)明的方法和設(shè)備測(cè)量待處理環(huán)境的溫度，根據(jù)上述公式1計(jì)算該溫度下的水飽和蒸汽壓，從公式2計(jì)算所需的RH，以及通過智能控制系統(tǒng)將上述RH回饋，以便控制適于該特定溫度的引入到環(huán)境中的水量，從而維持在該溫度下所需的相對(duì)濕度。在典型的關(guān)注健康的環(huán)境，諸如醫(yī)院手術(shù)室和病房中，溫度通常保持高于約15°C， 一般高于18°C。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在18°C的溫度下給出滿意結(jié)果的具體濕度水平是90%。基于該溫度下的為15. 4托的水飽和蒸汽壓，水的分壓力是13. 9托。如果溫度將上升到高于18°C，那么可以在不影響該過程的情況下以更高的水蒸汽壓力進(jìn)行操作，但是上述未必能導(dǎo)致獲得滅菌或凈化的程度的任何提高。類似的，如果溫度將下降到低于18°C，例如，下降到16°C，將有必要在較低的水蒸汽壓下進(jìn)行操作，以避免冷凝。在18°C的溫度下，水的飽和蒸汽壓是15. 4托(大約16mmHg壓力)。因此，對(duì)于在 18°C下需要90%相對(duì)濕度的過程而言，水的分壓力最小為13. 9托。隨著溫度升高，水的飽和蒸汽壓大致根據(jù)下述公式1升高Log10P1 = 8. 07131-(1730. 61/(233. 426+T°C ) [公式 1]其中Pt是飽和蒸汽壓以及T是為攝氏度的溫度。然后利用下述公式3計(jì)算所需的相對(duì)濕度(RH)RH = (13. 9*100)/Pt) [公式 3]其中Pt同樣是在T°C溫度下的飽和蒸汽壓。數(shù)據(jù)13. 9托是從18°C的基礎(chǔ)溫度導(dǎo)出的。如果適于特定狀況的基礎(chǔ)溫度不同于 18°C，那么必須從該溫度下的飽和蒸汽壓計(jì)算不同的乘數(shù)以及所需的相對(duì)濕度。所計(jì)算的相對(duì)濕度然后被自動(dòng)回饋以便使得能夠控制適于該給定溫度的引入到環(huán)境中的水量。因此，當(dāng)溫度上升時(shí)，上述過程和設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)以便在較低的相對(duì)濕度下進(jìn)行操作，從而降低在大氣中存在的過量水，在大氣中存在過量的水會(huì)在上述反應(yīng)和環(huán)境感覺方面產(chǎn)生不利影響。實(shí)例3用于在18°C下執(zhí)行凈化過程的最佳相對(duì)濕度按體積計(jì)是90%。在18°C的溫度下， 水的飽和蒸汽壓是15. 4托(大約16mmHg)。因此，對(duì)于在18°C下需要90%相對(duì)濕度的過程而言，水的分壓力在18°C下需要最小為13. 9托。實(shí)例4接著上述實(shí)例1，醫(yī)院病房溫度發(fā)現(xiàn)為20°C。利用上述公式1和公式2，可如下計(jì)算用于在上述空間中最佳操作上述過程所需的相對(duì)濕度Log10P1 = 8. 07131-(1730. 61/(233. 426+T°C ) [公式 1]其中Pt是飽和蒸汽壓以及T是為攝氏度的溫度。然后利用下述公式3計(jì)算所需的相對(duì)濕度(RH)RH = (13. 9*100)/Pt [公式 3]其中Pt同樣是在T°C溫度下的飽和蒸汽壓。在20°C下計(jì)算出Pt為17. 50托。然后給出13. 9托的水分壓力所需的相對(duì)濕度在更高溫度下變?yōu)?4. %。因此，當(dāng)溫度上升時(shí)，我們可以在較低的相對(duì)濕度下進(jìn)行操作?，F(xiàn)在參照附圖，示出用于執(zhí)行本發(fā)明的滅菌和凈化設(shè)備10的實(shí)例。設(shè)備10包括輕便機(jī)殼12，其可打開以及在使用過程中其可在內(nèi)部產(chǎn)生正壓力以便保護(hù)機(jī)殼12內(nèi)的靈敏裝置而不受到臭氧的不利影響。然而，應(yīng)該意識(shí)到可以提供替換裝置來保護(hù)內(nèi)部的靈敏組件不受到臭氧的破壞。機(jī)殼12具有輪14，且罩住具有增濕孔器出口 17的增濕器單元16、 具有臭氧排放出口 20的臭氧排放單元18、含有臭氧催化劑70的容器、具有碳?xì)浠衔锱欧懦隹?M的碳?xì)浠衔锱欧艈卧?2、溫度傳感器31以及控制單元26。所示的實(shí)例具有臭氧消耗催化劑，但是在本發(fā)明中可以使用替換的合適臭氧消耗手段，諸如光化學(xué)手段。在所示實(shí)例中的增濕器單元16包括增濕器觀、濕度調(diào)節(jié)傳感器30、溫度傳感器31 以及儲(chǔ)液槽34。如果使用超聲波增濕器，也需要提供為容納于機(jī)殼12內(nèi)的壓縮氣罐或容器的壓縮氣源。壓縮氣罐連接到儲(chǔ)液槽34以及增濕器觀。將具有小于5微米、優(yōu)選2-3微米直徑的水滴弓丨入到空氣內(nèi)以便增強(qiáng)大氣內(nèi)的蒸汽比率。臭氧排放單元18包括臭氧發(fā)生器36、臭氧檢測(cè)器傳感器38以及用于將氧氣供應(yīng)給臭氧發(fā)生器36的氧氣氣源56。對(duì)于生成臭氧而言氧氣優(yōu)于空氣，因?yàn)樗苊庑纬捎卸镜牡趸?、增加獲得所需臭氧濃度的速率、而且還增加臭氧擴(kuò)散的領(lǐng)域。臭氧催化劑70是能夠?qū)⒊粞鯊拇髿馊コ娜我夂线m的催化劑。催化劑可選自于已知為在臭氧催化分解中為活性的一定范圍內(nèi)的專用物質(zhì)。這種催化劑可任選包含鉬族金屬、錳的氧化物、以及可具有促進(jìn)效果的其它物質(zhì)。碳?xì)浠衔锱欧艈卧?2包括為包含諸如丁烯的揮發(fā)性未飽和碳?xì)浠衔锏墓藁蛉萜餍问降奶細(xì)浠衔锕?yīng)源42。優(yōu)選的，丁烯是2-丁烯。然而，碳?xì)浠衔锟梢允侨我夂线m的具有碳-碳雙鍵的碳?xì)浠衔铮湓驅(qū)⒃谝韵伦兊妹髁?。根?jù)其與臭氧的方應(yīng)速度以及其衰變產(chǎn)物的毒理學(xué)來對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行選擇?？刂茊卧?qū)υO(shè)備10進(jìn)行控制，且預(yù)設(shè)有至少一套滅菌和凈化程序?？刂茊卧?26包括控制器46以及用戶界面48，使用者通過用戶界面48可將命令輸入到設(shè)備10。設(shè)備10可包括機(jī)載電池50和/或可連接到干線供電電源。在機(jī)載電池50的情況下，電池優(yōu)選是可再充電的。如果提供干線操作的設(shè)備，其可具有備用電池系統(tǒng)以便在干線電源發(fā)生故障的情況下能夠使得機(jī)器保證故障安全。設(shè)備10還將典型地包括其它安全設(shè)施，諸如安全傳感器，以及用于在系統(tǒng)故障的情況下防止啟動(dòng)或開始停機(jī)的軟件程序。在使用中，首先將設(shè)備10擺放在待滅菌和凈化的區(qū)域中。接通設(shè)備10的電源，以及控制單元沈進(jìn)行初始安全檢查。如果沒有通過安全檢查，設(shè)備10不進(jìn)行操作以及利用警報(bào)燈52輸出合適的指示。在該過程中，持續(xù)進(jìn)行安全檢查，以及在系統(tǒng)故障的情況下，系統(tǒng)默認(rèn)成安全模式。環(huán)境溫度持續(xù)地被檢測(cè)，而在該溫度下用于提供所需分壓力(通常至少為4托) 的相對(duì)濕度通過控制單元自動(dòng)地計(jì)算，然后預(yù)定水量被引入到環(huán)境中以便獲得所需濕度水平。根據(jù)溫度變化的檢測(cè)來相應(yīng)調(diào)節(jié)體積。增濕空氣的溫度高于環(huán)境的露點(diǎn)，因此不發(fā)生冷凝?？刂破?6持續(xù)檢測(cè)臭氧水平、通過濕度調(diào)節(jié)傳感器30以及通過熱電偶31的環(huán)境溫度。如果在預(yù)定的時(shí)間間隔后，例如10分鐘，還沒有達(dá)到所需的相對(duì)濕度水平(通過參考在最佳操作基礎(chǔ)溫度下所測(cè)量的溫度和水的分壓力而計(jì)算的那樣)和/或未獲得所需的臭氧水平，控制器46中斷滅菌和凈化程序以及提供合適的指示。氧氣被供應(yīng)給臭氧發(fā)生器36，從而產(chǎn)生臭氧。然后將所產(chǎn)生的臭氧供入到排放增濕氣流中。控制器46提供臭氧發(fā)生器36正在操作的合適指示，以及通過臭氧檢測(cè)器傳感器38監(jiān)測(cè)環(huán)境臭氧水平?？梢愿淖儗⒈粰z測(cè)的臭氧和水蒸汽濃度。一旦在指定的間隔內(nèi)對(duì)預(yù)設(shè)的臭氧和水蒸汽水平進(jìn)行檢測(cè)，控制器46進(jìn)入稱為“停留時(shí)間”的計(jì)時(shí)階段。還可以例如將停留時(shí)間改變?yōu)橐恍r(shí)，以及停留時(shí)間將取決于要提供的凈化/滅菌程度和/或類型。例如，由孢子或霉菌，諸如難辨梭菌的污染與由細(xì)菌(諸如李氏桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)的污染相比通常需要更常的停留時(shí)間。
在停留時(shí)間期間，持續(xù)監(jiān)測(cè)臭氧濃度和相對(duì)濕度。如果臭氧水平下降到預(yù)定閾值之下，重新激活臭氧排放單元18以便補(bǔ)充臭氧水平。如果相對(duì)濕度水平下降到所計(jì)算值之下，重新激活增濕器單元16以便恢復(fù)水蒸汽水平。同樣，在重新激活階段，如果臭氧濃度或相對(duì)濕度不能在設(shè)定的時(shí)間間隔(例如 10分鐘)內(nèi)達(dá)到上述的預(yù)定最小值，那么控制器46中斷滅菌和凈化程序以及提供合適的指
7J\ ο在過去停留時(shí)間之后，控制器46關(guān)閉壓縮空氣閥討以及氧氣供應(yīng)閥56，以及關(guān)掉增濕器單元16和臭氧排放單元18。然后由電扇71將大氣吹動(dòng)通過催化劑70以便降低臭氧水平；持續(xù)監(jiān)測(cè)臭氧水平。當(dāng)臭氧濃度下降到所需的水平時(shí)，諸如8mg πΓ3，通過碳?xì)浠衔锱欧艈卧?2的碳?xì)浠衔锱欧砰y58來引入不飽和的碳?xì)浠衔?。持續(xù)監(jiān)測(cè)臭氧濃度， 以及注意下降到不可察覺的水平。持續(xù)供應(yīng)催化劑70直到臭氧濃度下降到其OEL之下。當(dāng)臭氧檢測(cè)器傳感器38檢測(cè)到臭氧濃度水平低于預(yù)定值，例如0. 2ppm或更少，控制器46關(guān)閉碳?xì)浠衔锱欧砰y58以及輸出滅菌和凈化程序已經(jīng)完成的指示。取決于被滅菌和凈化區(qū)域的大小，通常在3到4分鐘內(nèi)獲得0. 2ppm的臭氧濃度。該設(shè)備可包括饋回臭氧測(cè)量系統(tǒng)(未示出)以便確定增加到環(huán)境的碳?xì)浠衔锏牧浚员銣p少過度輸入碳?xì)浠衔锖拖嚓P(guān)潛在毒理學(xué)問題的可能性。如果臭氧檢測(cè)器傳感器38不能指示在預(yù)定的時(shí)間間隔(例如10分鐘)內(nèi)達(dá)到預(yù)定的臭氧安全水平，控制器46輸出指示，警告在空間內(nèi)的潛在的危險(xiǎn)臭氧水平。控制器可被編程以便在通知空間可被重新使用之前允許經(jīng)過超過臭氧標(biāo)準(zhǔn)半衰期的時(shí)間間隔?？梢栽O(shè)想滅菌和凈化設(shè)備可整體形成為區(qū)域的一部分，或可僅僅為部分可移動(dòng)的。例如，壓縮氣源和/或氧氣氣源可整體形成為被定期滅菌和凈化區(qū)域的一部分?？蛇x的，組件可被容納于設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)。在該情況下，所需供應(yīng)可經(jīng)由可拆卸的臍管聯(lián)接到設(shè)備。機(jī)器還可由主機(jī)和無線連接的遠(yuǎn)程控制器來構(gòu)成，其中所述預(yù)設(shè)程序或每個(gè)預(yù)設(shè)程序可通過待滅菌和凈化區(qū)域外部的使用者遠(yuǎn)程開啟。雖然氧氣氣源通常為一個(gè)或多個(gè)氧氣罐或圓筒的形式，但是可以使用商購(gòu)到的供氧機(jī)。設(shè)備將電扇72用作氣體驅(qū)動(dòng)裝置以便使得環(huán)境空氣、臭氧和碳?xì)浠衔镅h(huán)流通。但是，取決于特定應(yīng)用，可以用鼓風(fēng)機(jī)代替電扇。上述設(shè)備利用人工產(chǎn)生高水平非冷凝濕度的方法，以及在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生高濃度的臭氧。設(shè)備的材料抵抗臭氧和高濕度的腐蝕作用以及碳?xì)浠衔锏娜芙庾饔?。利用連接到控制器的整體集成的傳感器來監(jiān)測(cè)所有閥的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)上述閥安全地到達(dá)合適位置，諸如關(guān)閉位置，這樣始終都保持使用者的安全?？刂破鬟€可包括防篡改記錄系統(tǒng)以便監(jiān)測(cè)機(jī)器測(cè)量性能所需的使用狀態(tài)、時(shí)間、 日期、操作成功/失敗以及其它參數(shù)。因此可以提供用于提供一定程度的滅菌、凈化和/或無害處理的方法和設(shè)備，其是快速的、有效的且提供的有害副產(chǎn)物不高于適于相關(guān)環(huán)境的建議安全水平。上述方法和設(shè)備可考慮到待處理區(qū)域的實(shí)際溫度進(jìn)行微調(diào)，這樣只有所需的水量引入到該區(qū)域中導(dǎo)致有效性提高。在可起到抑制殺滅生物活性的表面上將發(fā)生較少的冷凝，因此任意催化劑的壽命可被延長(zhǎng)，其原因是高的水蒸汽濃度對(duì)催化劑的性能產(chǎn)生不利影響。降低的水含量還將保成由于濕度降低而提供較高的舒適度。由冷凝導(dǎo)致的較少積水也減少在重新使用之前對(duì)空間進(jìn)行干燥的需求。設(shè)備可為分立的和便攜的。該方法提供對(duì)區(qū)域的高于99. 99%的有效滅菌和凈化，而不會(huì)由于有害副產(chǎn)物影響環(huán)境。因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染環(huán)境的快速重新使用。 僅僅通過實(shí)例的方式給出上述的實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，其它變型將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.對(duì)封閉環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法，所述方法包括下述步驟a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供所需的水蒸汽分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的最佳分壓力；c)將適量的水引入到環(huán)境中以便提供所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、 滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所需的分壓力在所測(cè)量溫度下至少為4.0托。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括通過自然或輔助分解來降低臭氧水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括使得使得經(jīng)過凈化和滅菌的環(huán)境通過催化劑來使得臭氧濃度降低到預(yù)定量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的方法，還包括將包含碳-碳雙鍵的碳?xì)浠衔镆氲江h(huán)境中以便優(yōu)先與所排放的臭氧反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，還包括根據(jù)檢測(cè)的溫度變化自動(dòng)地調(diào)節(jié)引入到環(huán)境中的水量以便在環(huán)境中保持水蒸汽的所需分壓力。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，還包括通過包括下述步驟的算法來計(jì)算所需相對(duì)濕度確定在相應(yīng)于封閉環(huán)境的最佳操作溫度的基礎(chǔ)溫度下的水蒸汽分壓力以及在該基礎(chǔ)溫度下的最 佳相對(duì)濕度以便提供基礎(chǔ)分壓力；確定適于所測(cè)量溫度的飽和蒸汽壓力；以及根據(jù)在所測(cè)量溫度下的飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力計(jì)算所需的相對(duì)濕度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中基礎(chǔ)溫度是18°C，以及基礎(chǔ)分壓力為13.9托。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中基礎(chǔ)溫度是15°C，以及基礎(chǔ)分壓力為11.4托。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中基礎(chǔ)溫度是6°C，以及基礎(chǔ)分壓力為6.3托。
11.對(duì)高達(dá)15°c的諸如食物配制區(qū)域的冷環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法， 所述方法包括a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供4.0至10. 99托的所需分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力；c)將適量的水引入到環(huán)境中以便在封閉環(huán)境中提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、 滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。
12.對(duì)15°C或高于15°C的諸如醫(yī)院病房的溫暖環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法，所述方法包括a)測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；b)計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供至少11.00托的所需分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力；c)將適量的水引入到環(huán)境中以便在封閉環(huán)境中提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；d)將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；e)將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、 滅菌和/或無害處理；以及f)將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟e)中保持的臭氧水平在 l-100ppmv/v的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中步驟f)將臭氧水平降低到低于職業(yè)暴露限值OEL的值。
15.適用于根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法的滅菌、凈化和/或無害處理的設(shè)備，該設(shè)備包括溫度傳感器、增濕器單元、臭氧排放單元以及控制器，增濕器單元和臭氧排放單元通過控制器基于預(yù)定的條件來控制，增濕器單元自動(dòng)可控地基于由溫度傳感器所測(cè)量的溫度來改變引入到環(huán)境中的水量以便提供預(yù)定的所需分壓力，實(shí)際的分壓力基于基礎(chǔ)溫度下的預(yù)定最佳分壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中提供合適的軟件以便基于所測(cè)量的溫度以及基礎(chǔ)分壓力來計(jì)算被引入到環(huán)境中的水量以便提供所計(jì)算的相對(duì)濕度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中軟件通過包括下述步驟的算法來計(jì)算所需相對(duì)濕度確定在相應(yīng)于封閉環(huán)境的最佳操作溫度的基礎(chǔ)溫度下的水蒸汽分壓力以及在該基礎(chǔ)溫度下的最佳相對(duì)濕度以便提供基礎(chǔ)分壓力；確定適于所測(cè)量溫度的飽和蒸汽壓力；以及根據(jù)在所測(cè)量溫度下的飽和蒸汽壓力和基礎(chǔ)分壓力計(jì)算所需的相對(duì)濕度。
全文摘要
對(duì)封閉環(huán)境進(jìn)行滅菌、凈化和/或無害處理的方法，所述方法包括下述步驟測(cè)量待處理的封閉環(huán)境的溫度；計(jì)算在所測(cè)量溫度下提供所需的分壓力而所需的相對(duì)濕度，實(shí)際所需的分壓力基于相應(yīng)于適于該環(huán)境的最佳操作溫度的基礎(chǔ)溫度下的最佳分壓力；將預(yù)定量的水引入到環(huán)境中以便提供適于所測(cè)量溫度的所計(jì)算的相對(duì)濕度；將臭氧排放到增濕的環(huán)境中；將臭氧水平保持在一定的濃度，在該濃度下將在潤(rùn)濕環(huán)境中獲得所需程度的凈化、滅菌和/或無害處理；以及將臭氧水平降低到可接受的安全暴露水平。
文檔編號(hào)A61L2/24GK102421457SQ201080020367
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者詹姆斯·羅伯特·珍尼斯 申請(qǐng)人:斯特里特羅克斯有限公司