生物凈化循環(huán)控制的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及對(duì)控制生物凈化循環(huán)的方法的改進(jìn)，所述生物凈化循環(huán)用于封閉空間如醫(yī)藥潔凈室、隔離器和醫(yī)院病房的生物凈化。所述生物凈化循環(huán)包括多個(gè)階段，包括至少一個(gè)殺菌劑蒸汽在期間產(chǎn)生并在所述封閉空間內(nèi)循環(huán)的充氣階段。所述方法的特征在于以下步驟：連續(xù)測(cè)量所述封閉空間中空氣的改變的相對(duì)濕度，所述改變的相對(duì)濕度為水和殺菌劑蒸汽：空氣中水和殺菌劑蒸汽的容量的比率，并使用測(cè)量的改變的相對(duì)濕度來控制所述方法的步驟。
【專利說明】生物凈化循環(huán)控制的改進(jìn)
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)控制生物凈化循環(huán)的方法的改進(jìn)，所述生物凈化循環(huán)用于封閉空間如醫(yī)藥潔凈室、隔離器和醫(yī)院病房的生物凈化。
[0002]汽相生物凈化通常為四階段的過程。在第一“調(diào)節(jié)”階段期間，使設(shè)備達(dá)到工作溫度，并且就小的封閉物而言，可使封閉空間內(nèi)部的相對(duì)濕度達(dá)到預(yù)定值。這之后是“充氣”階段，封閉空間內(nèi)部的有效蒸汽濃度在此期間升高。在“保持(dwell)”階段，蒸汽分布在封閉空間內(nèi)部，并保持足夠長(zhǎng)的一段時(shí)間以確保實(shí)現(xiàn)生物凈化。第四最終階段為“通風(fēng)”階段，在此期間通常通過用清潔空氣稀釋來移除封閉空間中的有效蒸汽。
[0003]最常用的生物凈化蒸汽為通過蒸發(fā)約30至35% w/w的水溶液產(chǎn)生的過氧化氫。產(chǎn)生“閃”蒸蒸汽的常見技術(shù)是將水溶液滴加到溫度保持在高于該液體沸點(diǎn)的加熱板上，從而產(chǎn)生與源液具有相同重量比的蒸汽。關(guān)于過氧化氫的作用有兩種理論:較早的觀點(diǎn)是蒸汽濃度應(yīng)保持在露點(diǎn)以下，從而避免冷凝；另一種理論提出冷凝對(duì)于實(shí)現(xiàn)快速生物凈化而言必不可少。
[0004]有許多專利涵蓋封閉空間中氣相和汽相生物凈化的使用，其中最重要的是US-B-5173258、US-B-7014813 和 US-B-7790104。
[0005]US-B-5173258描述了一種單循環(huán)(loop)封閉系統(tǒng),在該系統(tǒng)中載氣從蒸汽發(fā)生器循環(huán)至待生物凈化的腔室，然后返回蒸汽發(fā)生器。返回蒸汽發(fā)生器時(shí)，載氣和蒸汽穿過裝置以移除有效蒸汽和水蒸汽，從而使更多的過氧化氫蒸發(fā)到循環(huán)載氣中。
[0006]US-B-7014813描述了一種類似的方法，但在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部具有旁路循環(huán)。因此，在第二和第三循環(huán)階段期間返回蒸汽發(fā)生器時(shí)，循環(huán)載氣中的蒸汽并未移除。這使得蒸汽濃度更快速地積聚，并且通常在需要冷凝時(shí)用于循環(huán)中。
[0007]在兩種類型的生物凈化循環(huán)(其中分別避免冷凝或促進(jìn)冷凝)中，必須使有效蒸汽在整個(gè)腔室中均勻分布。在一些系統(tǒng)中蒸汽從旋轉(zhuǎn)噴嘴高速遞送而在其它系統(tǒng)中外部風(fēng)機(jī)中用于移動(dòng)腔室周圍的蒸汽混合物。
[0008]短的循環(huán)時(shí)間是過氧化氫蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵商業(yè)推動(dòng)因素。醫(yī)院內(nèi)的生物凈化目標(biāo)資產(chǎn)通常極其昂貴，因此關(guān)閉設(shè)施存在相當(dāng)大的機(jī)會(huì)成本。針對(duì)USA已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)字表明每個(gè)床位每天5000美元的收入不是反常的。因此，需要最大化地節(jié)省時(shí)間，同時(shí)仍要保證生物凈化的功效。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，對(duì)循環(huán)的控制一直基于監(jiān)測(cè)生物凈化劑的濃度以確定何時(shí)達(dá)到飽和條件。然而，這可能導(dǎo)致誤導(dǎo)性結(jié)果，例如，當(dāng)進(jìn)行生物凈化的空間含有高吸收性表面或該空間未經(jīng)正確密封并且新鮮空氣能夠進(jìn)入時(shí)。
[0010]在USA的許多個(gè)州，相對(duì)濕度(RH)在冬季月份降至大約5% ;低起始RH意味著達(dá)到露點(diǎn)的時(shí)間較長(zhǎng)并且可導(dǎo)致不可接受的長(zhǎng)循環(huán)。反之，許多亞洲國家歷經(jīng)極高的相對(duì)濕度條件，其中95%的相對(duì)濕度也有耳聞。由于冷凝快速開始，這些極其不利的條件導(dǎo)致完全基于RH測(cè)量的控制方法配量不足(under-dose)并危及功效。
[0011]因此本發(fā)明的目的是提供一種控制生物凈化循環(huán)的方法，其減少用戶投入的資金并且能夠使循環(huán)時(shí)間最短化，同時(shí)保持生物凈化的功效。[0012]因此本發(fā)明提供一種控制生物凈化循環(huán)以凈化封閉空間的方法，所述生物凈化循環(huán)包括多個(gè)階段，包括至少一個(gè)殺菌劑蒸汽在期間產(chǎn)生并在封閉空間內(nèi)循環(huán)的充氣階段；其特征在于以下步驟:連續(xù)測(cè)量封閉空間中空氣的改變的相對(duì)濕度，所述改變的相對(duì)濕度為水和殺菌劑蒸汽:空氣中水和殺菌劑蒸汽的容量的比率，和使用所測(cè)量的改變的相對(duì)濕度來控制方法的步驟。
[0013]優(yōu)選地將過氧化氫用作殺菌劑的基本生物凈化方法描述于W0-A-2008145990中，并且如下文所概述。在凈化循環(huán)的第一“調(diào)節(jié)”階段期間，凈化設(shè)備的蒸發(fā)器和噴嘴風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器加熱器一起打開。這使得氣體發(fā)生器和待凈化的空間達(dá)到穩(wěn)定的溫度。一旦達(dá)到熱穩(wěn)定，氣體發(fā)生器便轉(zhuǎn)到凈化循環(huán)的第二階段充氣階段”，過氧化氫液泵在此期間打開并且過氧化氫溶液經(jīng)“閃”蒸并與離開凈化設(shè)備的空氣混合。
[0014]一旦空間已被凈化，發(fā)生器便轉(zhuǎn)到循環(huán)的第三“通風(fēng)階段”。在通風(fēng)階段，過氧化氫液泵關(guān)閉，并且蒸發(fā)器加熱器也關(guān)閉。蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)也關(guān)閉，但通風(fēng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。通風(fēng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行打開設(shè)備殼體中的瓣閥并通過過濾器吸入大量的空氣，其將過氧化氫分解成水和氧，并同時(shí)吸收水蒸汽。使通風(fēng)風(fēng)機(jī)保持運(yùn)行以確保空氣在通風(fēng)期間的良好分布。通風(fēng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高空氣流縮短了空間通風(fēng)所需的時(shí)間。一旦待凈化空間內(nèi)的過氧化氫蒸汽濃度已達(dá)到安全水平，則關(guān)閉發(fā)生器。
[0015]在此方法的進(jìn)一步開發(fā)過程中，意外地發(fā)現(xiàn)將“改變的相對(duì)濕度”(MRH)，即[水和H2O2蒸汽]與[空氣中水和H2O2蒸汽的容量]的比率用作主要控制參數(shù)要比使用現(xiàn)有技術(shù)方法中的參數(shù)更加準(zhǔn)確。因此，100% MRH表明達(dá)到露點(diǎn)時(shí)空氣被混合的水和H2O2蒸汽最大程度地飽和(而100% RH指僅水蒸汽)。已證明本發(fā)明的控制方法在介于5%和95%之間的起始相對(duì)濕度下對(duì)使用嗜熱脂肪芽孢桿菌的生物指示劑(“BI”)提供6個(gè)對(duì)數(shù)殺滅，即，因此補(bǔ)償極端條件并防止可損害材料的過度充氣和導(dǎo)致無效凈化的不足充氣。重要的是，所述方法使用的算法也能總體上適應(yīng)由不同的電源導(dǎo)致的不同的過氧化氫注射速率。
[0016]因此本發(fā)明的控制方法利用將生物凈化過程分成五個(gè)不同階段的算法。這在圖1中示出，圖1示出殺菌劑(優(yōu)選過氧化氫(H2O2))在封閉空間中的濃度(以百萬分之一份 (ppm)表示)對(duì)循環(huán)時(shí)間(以分鐘計(jì))所作的圖。
[0017]如上所述，第一階段仍為“調(diào)節(jié)”階段，蒸發(fā)器在此期間變熱，并且使H2O2、相對(duì)濕度(RH)和溫度傳感器穩(wěn)定。然而，前述“充氣”階段分成兩個(gè)不同的階段“G1”和“G2”，其分別變成循環(huán)的第二階段和第三階段。充氣在Gl開始時(shí)起動(dòng)，在此期間，H2O2溶液經(jīng)蒸發(fā)達(dá)到直接圍繞發(fā)生器的條件被視為適于生物凈化的點(diǎn)。G2包括連續(xù)充氣，使得整個(gè)封閉空間(無論它是室、腔室或封閉物)被視為處于適于生物凈化的條件。下一階段為“保持”階段，其任選地包括停止H2O2蒸發(fā)和固定時(shí)段，污染物在此固定時(shí)段可吸收存在的H2O2并被滅活。第五最終階段為與上述相同的“通風(fēng)”階段，其包括催化存在的H2O2蒸汽，使得封閉空間回到對(duì)再次占用/使用而言安全的條件。
[0018]為了控制Gl階段，使用能夠測(cè)量水和H2O2蒸汽的相對(duì)濕度傳感器，即環(huán)境水含量傳感器。測(cè)量改變的相對(duì)濕度(MRH)使得可識(shí)別開始發(fā)生冷凝(露點(diǎn))的時(shí)間點(diǎn)。
[0019]將“MRH目標(biāo)值”設(shè)定為待達(dá)到以確保發(fā)生冷凝并因此確保加速殺滅條件的值。將“RH閾值”設(shè)定為算法改變其途徑的值，即，就高起始MRH條件而言，其需要充氣的時(shí)間要比為了補(bǔ)償所形成的任何冷凝物中降低的H2O2濃度所需的時(shí)間長(zhǎng)。[0020]已通過實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)MRH目標(biāo)值應(yīng)最佳設(shè)定在70%和80%之間。
[0021 ] 已通過實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)RH閾值應(yīng)最佳設(shè)定在MRH目標(biāo)值的80%和90%之間，即，56%和72% RH之間。
[0022]“目標(biāo)值”以MRH措辭以及“閾值”以RH措辭的原因是閾值僅在循環(huán)開始時(shí)使用，因此不存在H2O2蒸汽，即，兩種單位將相同。
[0023]Gl的結(jié)束通過達(dá)到MRH目標(biāo)值來界定。
[0024]因此，正是Gl階段適于補(bǔ)償相對(duì)濕度和溫度的變化，該變化根據(jù)位置、一年中的時(shí)間等而發(fā)生。
[0025]本發(fā)明發(fā)還需要某些由用戶預(yù)先設(shè)定的其它參數(shù)。這些參數(shù)是:_
1.待凈化空間的體積(室_體積)；
2.空間是否“負(fù)載”或“正常 循環(huán)_類型)，即，空室會(huì)是正常的，而容納有在影響殺菌劑蒸汽循環(huán)和/或分布的任何部分上的提供額外的待凈化表面的設(shè)備和/或墊子或類似物的室是負(fù)載的。
[0026]因此在調(diào)節(jié)階段期間和在Gl階段中H2O2溶液蒸發(fā)開始之前，測(cè)量空間中的實(shí)際RH和溫度，并且過程控制器進(jìn)行以下計(jì)算來定義以下限值。
[0027]首先，控制器利用實(shí)際的起始RH和溫度來計(jì)算待蒸發(fā)以達(dá)到封閉空間中MRH目標(biāo)值所需的H2O2溶液的理論質(zhì)量。
[0028]第二，將計(jì)算的H2O2溶液質(zhì)量與乘數(shù)空間體積和氣體下限相乘，得到下限。這用于防止在高起始RH環(huán)境中充氣不足。
[0029]第三，將相同的計(jì)算的H2O2溶液質(zhì)量與乘數(shù)空間體積和氣體上限相乘，得到上限。這用于防止在低起始RH環(huán)境中充氣過量。
[0030]在具有高起始RH條件的環(huán)境中，第一冷凝物小珠的過氧化物濃度將低于在低起始RH下形成的過氧化物濃度。通過觀察起始RH接近目標(biāo)值的程度，系統(tǒng)可決定是否要增加過氧化物用量。如果系統(tǒng)測(cè)量并確認(rèn)起始條件滿足此標(biāo)準(zhǔn)，則其決定Gl的較高標(biāo)稱值，并相應(yīng)地計(jì)算Gl的較高的最低充氣限值。
[0031]然后控制器啟動(dòng)Gl階段并開始H2O2溶液的充氣(理想地但并非排他地以恒定速率進(jìn)行)直至達(dá)到下限。這確保了環(huán)境適于有效凈化空間。如果在該點(diǎn)測(cè)量的MRH超過預(yù)定MRH目標(biāo)值，則終止Gl并啟動(dòng)G2。否則，繼續(xù)蒸發(fā)直至滿足MRH目標(biāo)值或達(dá)到上限。
[0032]這樣，控制器有利地適應(yīng)其環(huán)境，使得極端濕度條件不會(huì)產(chǎn)生無效的或過長(zhǎng)的循環(huán)。
[0033]G2階段是基于時(shí)間的并且隨待生物凈化的封閉空間的體積和負(fù)載而變化。因此，控制G2使得H2O2蒸汽分散，已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)其足以使得蒸汽充分分布在“未負(fù)載”封閉物中并因此足以使得所述封閉物的整體達(dá)到滅活條件。實(shí)際上，發(fā)生器附近的條件超出滅活條件以確保整個(gè)封閉物的充分生物凈化。因此，其持續(xù)時(shí)間與封閉物的尺寸成正比，使得每立方米體積需要添加一定比質(zhì)量(specific mass)的H2O2蒸汽。
[0034]如果認(rèn)為封閉空間有負(fù)載，則G2階段的時(shí)間以與參數(shù)(負(fù)載系數(shù))相乘的方式延長(zhǎng)以使得蒸汽移動(dòng)性降低并且更重要的使預(yù)期的表面積增加。
[0035]由于此階段受到進(jìn)行凈化的封閉空間的體積的限定，因此其無需限制。
[0036]如果需要，還可規(guī)定在保持階段期間注射H2O2蒸汽。否則，停止蒸發(fā)H2O2并且該階段包括定時(shí)倒計(jì)時(shí)直至開始通風(fēng)。
[0037]優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中計(jì)算并監(jiān)測(cè)兩個(gè)不同的階段；第一階段涉及達(dá)到所需的MRH，第二階段涉及傾放冷凝物。雖然這些階段優(yōu)選地按順序進(jìn)行，但在一階段中得到目標(biāo)冷凝物時(shí)，它們可 并行進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種控制生物凈化循環(huán)以凈化封閉空間的方法，所述生物凈化循環(huán)包括多個(gè)階段，包括至少一個(gè)殺菌劑蒸汽在期間產(chǎn)生并在所述封閉空間內(nèi)循環(huán)的充氣階段； 其特征在于以下步驟:連續(xù)測(cè)量所述封閉空間中空氣的改變的相對(duì)濕度，所述改變的相對(duì)濕度為水和殺菌劑蒸汽:空氣中水和殺菌劑蒸汽的容量的比率，和使用測(cè)量的改變的相對(duì)濕度來控制所述方法的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中存在兩個(gè)充氣階段參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)經(jīng)控制以補(bǔ)償相對(duì)濕度和溫度的變化，第二個(gè)參數(shù)用于補(bǔ)償所述封閉空間的體積和任何不利的分布影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中存在兩個(gè)充氣階段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述充氣階段相繼或平行運(yùn)行。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括計(jì)算殺菌劑溶液的質(zhì)量的步驟，所述殺菌劑溶液的質(zhì)量為需要蒸發(fā)以達(dá)到預(yù)定的改變的相對(duì)濕度目標(biāo)值的殺菌劑溶液的理論量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括計(jì)算防止在高起始相對(duì)濕度條件中充氣不足的下限的步驟，和計(jì)算防止在低起始相對(duì)濕度條件中充氣過量的上限的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述第一充氣階段產(chǎn)生所述殺菌劑蒸汽直至所述第一充氣階段在所產(chǎn)生的殺菌劑蒸汽的體積大于所述上限或所述測(cè)量的相對(duì)濕度超過預(yù)定的改變的相對(duì)濕度時(shí)終止，所述預(yù)定的改變的相對(duì)濕度取決于已超出下限。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中改變單個(gè)或多個(gè)充氣階段參數(shù)以補(bǔ)償所述封閉空間的負(fù)載 和體積，所述負(fù)載通過所述封閉空間中待凈化的影響所述蒸汽循環(huán)和/或分布的任何內(nèi)容物來確定。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用相對(duì)濕度傳感器來測(cè)量所述改變的相對(duì)濕度。
10.用于控制生物凈化循環(huán)以凈化封閉空間的控制模塊，其包括用于測(cè)量封閉空間中空氣的相對(duì)濕度或改變的相對(duì)濕度的裝置，用于根據(jù)所述相對(duì)濕度測(cè)量裝置來進(jìn)行計(jì)算以產(chǎn)生控制信號(hào)來啟動(dòng)或停止充氣階段的裝置，殺菌劑蒸汽在所述充氣階段產(chǎn)生并在所述封閉空間內(nèi)循環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制模塊，其包括能夠使操作人員預(yù)先設(shè)定多個(gè)參數(shù)的裝置。
【文檔編號(hào)】A61L2/20GK103476435SQ201280005561
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月18日
【發(fā)明者】N.R.波默羅伊, G.M.特納 申請(qǐng)人:拜奧奎爾英國有限公司