專利名稱：用液體二氧化碳和紫外線輻射滅菌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將材料清洗、消毒和滅菌的方法，更特別地，涉及聯(lián)合采用密相氣體、紫外線輻射及殺菌劑(如H2O2)對材料(如織物和醫(yī)用器具)進行清洗、消毒和滅菌的方法。
(A)醫(yī)用和牙科儀器在衛(wèi)生領(lǐng)域，進入血流或滅菌組織的醫(yī)用及牙科儀器在每次使用前應(yīng)作滅菌處理。滅菌意指采用物理或化學(xué)過程破壞所有的微生物生命和內(nèi)生孢子。當(dāng)前，主要的醫(yī)用滅菌方法有(a)通過蒸汽高壓滅菌來濕熱滅菌，(b)干熱滅菌及(c)環(huán)氧乙烷氣體滅菌。然而，許多醫(yī)用裝置和器具不能夠受熱，這是由于受熱導(dǎo)致裝置或器具的損壞。
由于多種化學(xué)殺菌劑(滅菌劑)促進高水平的消毒(基本上殺滅病原微生物，但不能殺滅所有微生物形式如細(xì)菌內(nèi)生孢子)，它們已用于處理可重復(fù)使用的熱敏性醫(yī)用裝置。消毒分為三個水平(1)高(采用由EPA注冊為滅菌劑的化學(xué)殺菌劑殺死除高等細(xì)菌孢子以外的所有有機體)，(2)中(采用由EPA注冊為“tuberculoside”的化學(xué)殺菌劑殺死分枝菌、細(xì)菌及大多數(shù)病毒)及(3)低(采用由EPA注冊為醫(yī)用消毒劑的化學(xué)殺菌劑殺死部分病毒和細(xì)菌)。
一般地，通常可通過采用洗滌劑洗滌或采用低級殺菌劑對只與皮膚接觸的物品如衣物、頭板、血壓環(huán)帶及其它醫(yī)用附件進行處理。
對于所有情形，主要的化學(xué)滅菌或消毒技術(shù)涉及采用12/88％環(huán)氧乙烷(ETO)/氫氯氟碳(hydrochlorofluorocarbon，HCFC)混合物、過氧化氫(H2O2)等離子體、過乙酸(C2H2O3)/H2O2等離子體及氣態(tài)H2O2。新近，10/90％ ETO/CO2氣體混合物已得到應(yīng)用，其中CO2是比12/88％ ETO/HCFC混合物中的HCFC對活性滅菌組分更為環(huán)境“友好”的稀釋劑(diluant)。
所引用的最有效的滅菌技術(shù)為12/88％ ETO/HCFC和10/90％ ETO/CO2，這是由于它們在正的操作壓力下(分別為10至12psig和50至80psig)實施。其它已知的方法在低于一大氣壓下操作。對12/88％ ETO/HFCF而言，相對于問題閾值(challenge barriers)的正壓滅菌效果在表面上為97％，但在腔內(nèi)僅為44％。引用的其它在低于一大氣壓下操作的技術(shù)要更低，在表面上在32至78％之間，腔內(nèi)在6至35％之間。見MacNeal等，“Comparison of Health Care-Based Sterilization TechnologiesSafety，Efficacy，and Economics”，Journal of Healthcare Safety，Compliance & Infection Control，Vol.1，No.2(Dec.1997)。沿著板，對難于接近的表面如腔體表面所引用的顯著較低的滅菌效果，是由于在滅菌前難于清潔腔內(nèi)的生物碎片或者由于在這些腔內(nèi)具有內(nèi)在較高水平的生物負(fù)荷。盡管在現(xiàn)有系統(tǒng)中正壓不能確保腔內(nèi)的高水平“殺滅作用”，但這更有利于克服腔內(nèi)、或大生物負(fù)荷或大生物量的表面對滅菌劑的滲透阻力。
此外，化學(xué)滅菌劑是高毒性的，并且即使在滅菌器內(nèi)或在滅菌表面上的低殘留量也會對操作人員或患者有刺激性。
總而言之，對用于醫(yī)用和牙科裝置的化學(xué)滅菌作用，當(dāng)前的問題大多數(shù)與下列因素有關(guān)對于降低生物負(fù)荷所要求的嚴(yán)格預(yù)清潔而言難于接近表面例如腔表面、在整個滅菌期間將足夠水平的活性滅菌劑向這些“問題”表面的輸送、向這些表面快速輸送滅菌劑以縮短循環(huán)時間的能力、以及隨后使殘余滅菌組分失活或有效分離以使操作人員或患者的危險最小的能力。
(B)衣物在商業(yè)衣物清洗/干洗領(lǐng)域，來自多個顧客的衣物通常在同一機器清洗循環(huán)內(nèi)一起處理，這就有某些形式的病原體通過衣物交叉污染而傳播的危險。傳統(tǒng)衣物干洗中所采用的流體不具消毒性，并且在商業(yè)干洗領(lǐng)域?qū)ο拘詻]有要求。
對商業(yè)衣物清洗/干洗的要求是在清洗周期(一般少于10分鐘)的短時攪拌步驟內(nèi)，在不導(dǎo)致織物自身降解且不產(chǎn)生有毒廢物的情況下，實現(xiàn)對病原體的破壞。
(C)密相二氧化碳；UV輻射密相二氧化碳是便宜的和實際上無限的自然資源，它無毒、不可燃燒且不產(chǎn)生煙霧。密相二氧化碳可被壓縮到超臨界或次臨界狀態(tài)而達到與液體相似的密度，常被簡單地稱為“液體二氧化碳”。液體二氧化碳表現(xiàn)出典型的烴類溶劑的溶劑化性能。它的性能通常使之成為良好的與有機溶劑相似的清洗劑，確切地說，是適用于織物和衣物的良好干洗劑。
授予Chao等、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利No.5,316,591提出通過在液化氣體內(nèi)空化進行部件清洗。授予Chao等、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利No.5,370,740提出通過在液體二氧化碳內(nèi)進行聲處理使有機材料化學(xué)分解。授予Jackson等、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利No.5,013,366提出采用或不采用UV、聲處理及化學(xué)氧化劑的情況下利用密相二氧化碳相轉(zhuǎn)變的部件清洗方法。授予Jackson、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利No.5,236,602提出采用UV、在有或無化學(xué)氧化劑下通過化學(xué)方法將有毒材料轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒組分的用于液體被作用物處理的密相流體光化學(xué)方法。授予Jackson、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利Nos.5,068,040和5,215,592提出采用UV、在有或無化學(xué)氧化劑下用于固體被作用物處理的密流體光化學(xué)方法。授予Jackson等的美國專利No.5,213,619提出采用高能(聲輻射或不均勻靜電場)密流體對材料進行清洗、滅菌及移植的方法。
盡管以上各專利總體上提出了在密相二氧化碳內(nèi)的清洗，確切地說，提出了借助UV、有或無化學(xué)氧化劑下的有機化學(xué)破壞作用，但未提及在密相二氧化碳中采用UV輻射、在有或無化學(xué)氧化劑下的消毒或滅菌。此外，盡管美國專利No.5,213,619提出了采用由非均勻靜電場和大功率聲輻射提供能量的密流體對材料進行清洗、滅菌和移植的方法，但這需要昂貴的滅菌設(shè)備，而更重要的是，從被作用物上脫除污物并不有效。
將密相二氧化碳作為衣物干洗應(yīng)用中的合適溶劑的原始專利有Maffei的美國專利No.4,012,194。其它專利如授予Dewees、公開轉(zhuǎn)讓給The Clorox Company的美國專利No.5,267,455以及授予Chao等、轉(zhuǎn)讓給Hughes Aircraft Company的美國專利No.5,467,492也將液體二氧化碳作為合適的衣物干洗劑。這些專利也未提出在密相二氧化碳中的衣物消毒。
UV線已被證實在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括對固體表面、液體、空氣的消毒及光化學(xué)過程方面有益。采用UV線消毒的優(yōu)勢在于如下事實，即它不需用有害化學(xué)品就能控制病原體。例如，UV的殺菌能力已經(jīng)用于提純水。在180和300nm之間的UV能量破壞微生物的DNA鏈并阻止細(xì)胞復(fù)制。不能復(fù)制的微生物將死亡。微生物特別易于被波長為或接近253-254nm的光的效果破壞，這是由于該波長與分子結(jié)構(gòu)共振。這種共振使有機分子鍵斷裂，這反過來轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锏募?xì)胞或基因缺陷。
光化學(xué)破壞作用的一個主要缺點是目標(biāo)區(qū)域必須處于輻射范圍內(nèi)，以便進行滅菌并由此目標(biāo)區(qū)域自身除了較清潔并直接受輻射的目標(biāo)之外全都無效。添加暴露于UV輻射下時能夠容易地被光致解離為更活潑物質(zhì)的氧化物質(zhì)可提高UV滅菌的效果，但這并未解決清洗難接近的空穴和孔(如腔的空穴和孔)的問題，或?qū)缇鷦┯行У剌斔偷竭@些孔內(nèi)的問題。
希望提供單步驟密氣體清洗方法，該方法除清洗被作用物外，也采用簡單、快速、經(jīng)濟且低毒的技術(shù)實現(xiàn)對被作用物的消毒和滅菌。本發(fā)明滿足這些需要。
在此，提供一種新的和改進的對被作用物進行清洗、消毒和滅菌的方法，該方法基本上具有上述系統(tǒng)的所有優(yōu)點，與此同時克服它們的大多數(shù)顯著的缺陷。更確切地，根據(jù)本發(fā)明，提供了從預(yù)定被作用物脫除污染物的方法，目標(biāo)污染物包括污物以及微生物。該方法包括以下步驟(a)將被污染的被作用物放置在清洗容器內(nèi)；(b)將被污染的被作用物與液體二氧化碳接觸；(c)對被作用物和液體二氧化碳進行一段時間和一定強度的紫外線輻射，輻射波長范圍在約180～300nm，所述時間和強度足以產(chǎn)生能夠使微生物內(nèi)的有機分子鍵斷裂的光化學(xué)反應(yīng)，由此破壞它們的DNA并形成片斷化生物污染物；
(d)基本上同時對被作用物和液體二氧化碳進行攪拌；以及(e)從清洗和消毒容器脫除液體二氧化碳并由此將包括片斷化生物污染物在內(nèi)的污染物從被作用物輸送走，以便將被作用物清洗、消毒和/或滅菌。
由此，根據(jù)本發(fā)明，待清洗的被作用物在一個工藝容器內(nèi)暴露于液體二氧化碳(密相二氧化碳)及紫外線(UV)輻射并經(jīng)受攪拌，以便獲得無污物的清潔表面和基本上無微生物的經(jīng)過消毒的表面。照這樣，可以采用對環(huán)境友好但依然高效和有效率的方式便宜地對被作用物進行清洗、消毒、甚至滅菌。
特別地，在一實施方案中，本發(fā)明涉及這樣一種方法，它采用UV線、在有或無滅菌劑(例如但不限于H2O2)存在下，對在采用高速射流作為機械攪拌手段的液體二氧化碳衣物干洗方法中處理的商業(yè)衣物進行消毒或清潔。
進一步，在另一實施方案中，本發(fā)明涉及這樣一種方法，它在由聲振腔或空化葉片(sonic whistles or cavitational blades)的空化剪切和對流所產(chǎn)生的強烈攪拌下采用密相二氧化碳、并結(jié)合UV光和例如但不限于H2O2的化學(xué)氧化劑，以便實現(xiàn)表面的預(yù)清洗、滅菌及其后的在醫(yī)用或牙科裝置的清洗和滅菌的單步過程中的殘余滅菌劑的分解。確切地，該實施方案強調(diào)用于從表面脫除污物并將污物從表面帶走的空化作用，滅菌劑被輸送到不直接暴露于UV的那些表面。
參考以下的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明的這些和其它的特征和相關(guān)的優(yōu)勢將更明確。


圖1表示實施本發(fā)明優(yōu)選例舉方法的系統(tǒng)的示意圖，其中，衣物可通過采用密相二氧化碳和UV輻射處理進行干洗和消毒；及圖2表示實施本發(fā)明優(yōu)選例舉方法的系統(tǒng)的示意圖，其中，醫(yī)用和/或牙科儀器可通過采用密相二氧化碳和UV輻射處理進行清洗和滅菌。
本發(fā)明涉及一種新的和改進的對被作用物進行清洗、消毒和滅菌的方法。本方法實質(zhì)上采用紫外線輻射與滅菌劑(例如但不限于H2O2)聯(lián)用來破壞被作用物上的病原體以及裂解有機污物內(nèi)的有機鍵，并采用液態(tài)密相氣體將病原體、有機碎片以及其它無機污物從被作用物上帶走。與UV輻射和H2O2結(jié)合采用強烈攪拌以增強本方法的效果。強烈攪拌、UV輻射和滅菌劑的組合對從“問題”表面脫除污物以及向這些表面快速輸送滅菌劑來說是必不可少的。此處采用的術(shù)語“問題表面”意指對流體、UV輻射及攪拌來說較難接近的表面。由此，本發(fā)明代表兩種已知技術(shù)的一種新的、非顯而易見性的組合，以經(jīng)濟、有效和對環(huán)境友好的方式對被作用物進行清洗、消毒和滅菌。
本發(fā)明所采用的密相流體包括可在不會降低被清洗的被作用物的物理或化學(xué)性能的溫度和壓力下，被轉(zhuǎn)化為超臨界流體或液化流體的二氧化碳。
密相二氧化碳與打算用來清洗的所有被作用物相容并且費用低、衛(wèi)生和安全系數(shù)高。此外，密相二氧化碳不可燃燒并對環(huán)境友好。而且，密相二氧化碳在暴露于本方法所選用的輻射中時不分解，或如果它確實分解的話，它形成本方法中有用和期望的產(chǎn)物。
二氧化碳是易于液化的自然資源。一旦液化，它在較低的壓力(約600到1,040psi或約42.2到73.1kg/cm2)和溫和的溫度(約10°-30℃)下是良好的低粘度介質(zhì)。這些值比二氧化碳的臨界壓力1,071psi(75.3kg/cm2)和臨界溫度32℃要低。高于臨界溫度、接近或高于臨界壓力的密(或壓縮)氣相通常被稱為“超臨界流體”。
選擇實施本方法所采用的輻射使不期望有的材料或污染物產(chǎn)生分解，更確切地說，使污物和生物污染物內(nèi)的有機鍵分解。優(yōu)選的輻射包括范圍在約180-300nm、破壞微生物的DNA鏈并阻止細(xì)胞復(fù)制的紫外(UV)輻射。特別地，已知微生物獨特地易于被波長為或接近253-254nm的光的效果破壞，這是由于該波長與分子結(jié)構(gòu)共振并導(dǎo)致暴露時發(fā)生的分子鍵破裂。紫外線輻射可以任何市售方式(如汞弧燈或氙閃光燈)產(chǎn)生。這些燈的操作可以是連續(xù)式的或高能短脈沖式的，只要高能短脈沖式適于使污染物鍵破裂即可。
已注意到，除破壞病原體外，輻射也可改變密相流體的分子結(jié)構(gòu)和性能以便增強其清洗能力，如Jackson所認(rèn)識的(見上述的美國專利Nos.5,068,040和5,236,602)。密相流體暴露于UV輻射時增強的清洗能力源于所認(rèn)為的光激發(fā)所致的密相流體的極性。
有多種技術(shù)提高紫外線輻射使有機物分子鍵光解離的效能。一種技術(shù)涉及通過在容器內(nèi)表面設(shè)置輻射—反射襯里來提高容器的內(nèi)部反射。通過引入附加的內(nèi)部反射使輻射在整個清洗容器內(nèi)發(fā)散，使被作用物表面更多地暴露于輻射中。就有效表面清潔而言，該現(xiàn)象降低了被作用物對距輻射源的距離的依賴性。
更確切地，加入氧化性滅菌劑(例如，在UV輻射時將分解為更活潑自由基的H2O2)，伴有強烈流體攪拌(如采用空化葉片或聲振腔)，將把這些活性物質(zhì)輸送到不直接暴露于UV的孔和縫隙內(nèi)。由此，在不直接暴露于UV輻射下的不易接近的表面上，通過滅菌劑暴露(受UV激發(fā)并通過攪拌輸送)而發(fā)生病原體阻塞。
由此，在本發(fā)明的實施中所采用的紫外線輻射直接破壞與被作用物相伴的病原體并間接激發(fā)實現(xiàn)滅菌的滅菌劑，并由此通過光激發(fā)增強密相流體的清洗能力。此外，本發(fā)明的光解實現(xiàn)了較大的有機和無機分子的尺度縮小，將它們分裂成比較大分子易于溶解或懸浮在密相流體中的較小的碎片。由此，除破壞病原體和光激發(fā)密相流體外，本發(fā)明的光解通過增加污物在密流體中的溶解和懸浮而降低表面清洗時間。
當(dāng)與紫外線輻射照射組合時，密相流體也起多種作用，例如作為有效的輻射傳播介質(zhì)、清洗溶劑和廢物載體。受到攪拌的密相流體浸泡被作用物表面并使被光解法或化學(xué)法(當(dāng)滅菌劑存在時)分解從而被破壞的包括生物污染物在內(nèi)的污物溶解或懸浮。此后，密相流體懸浮并輸送分解產(chǎn)物以及其它在攪拌下溶解或沉積的污物，使得表面清潔且無菌。
由此，本方法同時提供在以上所討論的現(xiàn)有技術(shù)方法中以分開的步驟進行的清洗步驟、消毒和滅菌步驟。強烈攪拌下的密相流體、UV輻射和滅菌劑如H2O2共同作用實現(xiàn)被作用物的清洗及消毒和/或滅菌。
本發(fā)明的方法可用于對由各種材料制造的各種各樣的被作用物進行清洗、消毒和滅菌?？捎杀痉椒◤闹忻摮畚锏牡湫捅蛔饔梦锇ǖ幌抻谟山饘佟⒖椢?、纖維素、橡膠、陶瓷、碳、玻璃、聚合材料以及其它有機或無機化合物制造的被作用物。此外，被作用物可以是顆粒物或其它細(xì)分材料的形式。被作用物也可包括水或其它用于廢料的液體載體。本方法特別適于并設(shè)計用于對衣物和其它織物以及醫(yī)用和牙科儀器的清洗和消毒/滅菌。
根據(jù)本發(fā)明，可同時脫除無機和有機污物。有機污物吸收UV輻射導(dǎo)致鍵斷裂，而無機材料通過在密相介質(zhì)中溶解或流態(tài)化而被脫除。
在本發(fā)明的第一個實施方案中，所脫除的不期望有的物質(zhì)包括污染物，例如在象衣物和織物或醫(yī)用和牙科器具這樣的被作用物的表面上的烴類或生物物質(zhì)。在另一相關(guān)實施方案中，所脫除和破壞的不期望有的物質(zhì)包括病原體或懸浮在液體CO2介質(zhì)中的溶解有機污物。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到附圖，其中相似標(biāo)號代表類似元件，圖1示意表示實施本發(fā)明的例舉性清洗和消毒系統(tǒng)。確切地說，圖1所示的系統(tǒng)10為采用紫外線輻射實現(xiàn)衣物和循環(huán)流體消毒的密相氣體衣物干洗系統(tǒng)10。該裝置的各部件是常規(guī)的并已在別處公開過。盡管本裝置的具體細(xì)節(jié)在此未示出，但相信本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明的講述建造實施本發(fā)明方法的合適的裝置。
如圖1所示，用于實施本發(fā)明的例舉性清洗和滅菌系統(tǒng)包括氣體的供應(yīng)，密氣體由已知的控制溫度和壓力的方法形成。液態(tài)密相氣體儲存在例如約在915psi和25℃下的儲存容器12中。儲存容器12是常規(guī)的，它包括在所要求的高壓下能夠盛放密相氣體的任何材料。
圖1描述了設(shè)有適用于實施本發(fā)明的蓋14a的清洗室14。衣物被放置在清洗室14內(nèi)的多孔清洗筐16中，將蓋14a關(guān)閉，對清洗室加壓。液體二氧化碳用泵18由儲存容器12經(jīng)過一組高速流體噴射歧管20引入清洗室14，并開始對衣物負(fù)載進行雙向攪拌，如上述的美國專利5,467,492所述。隨著衣物加速并覆蓋多孔清洗筐16的周向清洗區(qū)，污物由衣物和筐排出進入筐壁和清洗室壁之間的區(qū)域22并隨后排出清洗室14。在該攪拌步驟中，衣物暴露在來自例如汞燈的UV輻射源24的適宜強度的UV輻射中以導(dǎo)致在一個或多個周向筐區(qū)域內(nèi)滅菌/消毒。流體通過棉纖維阱26(lint trap 26)和用于脫除不溶顆粒的一組過濾器28在閉合回路內(nèi)循環(huán)。循環(huán)流體也可在任選點(例如在循環(huán)回路中優(yōu)選位于泵18進口前的30處)暴露于UV線。UV照射可單獨進行或與化學(xué)氧化劑如過氧化氫一起進行，所述化學(xué)氧化劑如過氧化氫以促進其被循環(huán)液體二氧化碳分散的方式注射到循環(huán)回路中，即在泵出口32處注入。在清洗/攪拌/消毒步驟結(jié)束時，流體被排放返回到儲存容器12。氣相CO2經(jīng)壓縮機34回收返回儲存容器12并由冷凍器36a/冷凝器36b重新冷凝為液體。
系統(tǒng)10的其它元件包括用于蒸餾溶解污物或廢滅菌劑的蒸餾釜38、向儲存容器12補充新鮮液體CO2的泵42以及通常安裝在主泵18進口處或其附近以促使滅菌劑分散到主液體CO2介質(zhì)中的滅菌劑泵40。此外，若期望的話，加熱器44可用于加熱CO2。
在衣物干洗/消毒過程中，典型的工藝溫度(清洗室14內(nèi))低于32℃，壓力比臨界壓力1071psi要低。
待清洗物品的典型暴露時間將依賴于所要清洗的被作用物的性質(zhì)、臟污程度等而變化。然而，處理織物時，暴露于密相氣體的典型暴露時間在約5到10分鐘之間，而暴露于紫外線輻射的典型暴露時間范圍在約5到10分鐘之間。但有些被作用物如醫(yī)用衣物可能需要更長的攪拌和UV暴露時間。
液體懸浮介質(zhì)，即清洗室14內(nèi)的密相流體可含有增強清洗過程的添加劑如密相氣體氧化劑。氧化劑可被UV輻射而光離解，結(jié)果，被光離解的物質(zhì)增加了與污物和病原體的反應(yīng)性并增強對它們的脫除或破壞作用。可以采用的添加劑的實例包括氧化性氣體(如臭氧)和氧化劑(如過氧化氫)。但本發(fā)明不限于這些具體的添加劑。
過氧化氫是用于本方法的優(yōu)選反應(yīng)劑并優(yōu)選用于圖1所示的干洗衣物系統(tǒng)。過氧化氫可被光離解為羥基自由基和過氧自由基，它們與污物反應(yīng)并生成無毒的二氧化碳和水副產(chǎn)物。由此，過氧化氫在不對本方法引入毒性下增強了密相二氧化碳的清洗質(zhì)量并提供了附加的作為生物殺傷劑的優(yōu)勢。此外，與二氧化碳不同的是，過氧化氫具有大的偶極和低介電強度。據(jù)此，二氧化碳和過氧化氫不同比例的混合物可具有各式各樣的氫鍵合、極性及偶極能作用，由此可提供各種各樣的溶解性化學(xué)性質(zhì)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖2，圖中表示根據(jù)本發(fā)明的部件清洗、消毒和滅菌系統(tǒng)10’，各部件被具體設(shè)計成醫(yī)用和牙科儀器。在該實施方案中，各部件本身通常固定以防止對部件的損壞，并且由于采用強烈攪拌，通常需要部件定位器或托架(未示出)。清洗和甚至輸送和分布滅菌/消毒所需的化學(xué)氧化劑所需的強烈攪拌由強烈的剪切空化作用提供，如由超聲轉(zhuǎn)換器(ultrasonic transducer)、喇叭(horns)、空化葉片或聲振腔產(chǎn)生。聯(lián)合采用剪切空化與密相氣體清洗已在別處描述；參見例如上述的美國專利5,316,591。圖2表示也體現(xiàn)本發(fā)明的采用空化作用、對部件的UV輻射及流體和化學(xué)氧化劑的部件消毒/滅菌方法的例舉性密相二氧化碳部件清洗系統(tǒng)。
典型的密相二氧化碳部件清洗和消毒方法如下將部件安放在清洗室46內(nèi)并封閉蓋46a，對清洗室加壓。液體二氧化碳由儲罐48經(jīng)壓縮機50引入清洗室46。優(yōu)選位于流體入口通道52的化學(xué)氧化劑(例如但不限于過氧化氫或臭氧)與液體二氧化碳介質(zhì)一起引入清洗室46。在清洗室46內(nèi)采用空化盤54，空化盤54與紫外線輻射源56一起啟動，在圖2所示的系統(tǒng)10’中，紫外線輻射源56設(shè)在清洗室46內(nèi)，由此促進暴露部分的輻照。
經(jīng)由空化盤54的攪拌持續(xù)預(yù)定的時間，通常持續(xù)時間范圍在約5到10分鐘。此后，清洗流體從清洗室46排放到蒸餾釜58并經(jīng)蒸餾后返回儲罐46而由冷凍/冷凝器60重新冷凝為液態(tài)?？栈瘯r間基本上與得自EPA指南中的UV照射的時間相同，如EPA Design Manual for Municiple WasteWater Disinfection所示。
二氧化碳的典型工藝溫度比臨界溫度32℃要低，典型工藝壓力低于1071psi，以使清洗介質(zhì)處于液態(tài)。
必要的工藝參數(shù)，即氣體種類和氣體混合物的比例、溫度及實現(xiàn)期望的清潔和滅菌水平所需的壓力依賴于污染的性質(zhì)和程度以及被處理的材料的結(jié)構(gòu)?？刹捎蒙鲜鯡PA Design Manual中的EPA指南，應(yīng)用UV DensityMethod估計這些參數(shù)。
分別示于圖1和2的清洗容器14、46僅是例舉性的，可采用其它可能的清洗容器結(jié)構(gòu)以便實施本發(fā)明的方法。例如，若采用相轉(zhuǎn)變的話，可采用各種外部和內(nèi)部加熱和冷卻元件以便提供必要的溫度控制以實現(xiàn)密流體在液態(tài)和超臨界流體狀態(tài)之間的相轉(zhuǎn)變。此外，清洗容器可用于幾類產(chǎn)生空化的攪拌方法與紫外線輻射器件一起引入清洗室14、46內(nèi)的場合。
由此，已描述了一種改進的對被作用物進行清洗、消毒和滅菌的方法。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員易于理解，可在不背離本發(fā)明本質(zhì)下進行顯而易見性的多種改動和改進，所有這些改動和改進被視為落在由后附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從預(yù)定被作用物脫除污染物的方法，所說的污染物包括污物和含有DNA形式的有機分子鍵的微生物，所說的方法包括以下步驟(a)將所說的含有上述污染物的被作用物放置在清洗容器內(nèi)；(b)將所說的含有上述污染物的被作用物與液態(tài)密相二氧化碳接觸；(c)對所說的被作用物和所說的密相二氧化碳進行一段時間和一定強度的紫外線輻射，輻射波長范圍在約180～300nm，所述時間和強度足以產(chǎn)生能夠?qū)⑺鲇袡C分子鍵斷裂的光化學(xué)反應(yīng)，由此破壞所述DNA并形成片斷化生物污染物；(d)基本上同時對至少所說的密相二氧化碳進行攪拌；以及(e)從所說的清洗和消毒容器脫除上述密相二氧化碳并由此將包括上述片斷化生物污染物的上述污染物從被作用物輸送走，以便被作用物清洗并經(jīng)消毒。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所說的被作用物包括選自下列的材料金屬、織物、纖維素、橡膠、陶瓷、碳、玻璃和聚合材料。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所說的被作用物包括選自衣物和醫(yī)用儀器的物品。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所說的物品是衣物，所說的攪拌是通過將上述的密相二氧化碳引入上述容器并對所說的衣物和所說的密相二氧化碳進行機械攪拌進行的，由此對所說的衣物進行消毒。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所說的機械攪拌由一組對所說的衣物和上述的密相二氧化碳進行機械攪拌的高速流體噴射歧管進行。
6.權(quán)利要求3的方法，其中所說的物品為所說的醫(yī)用儀器，所說的攪拌通過將上述的密相二氧化碳進行空化而進行，由此對上述的醫(yī)用儀器進行滅菌。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所說的空化由選自下列的裝置產(chǎn)生超聲轉(zhuǎn)換器、喇叭、空化葉片和聲振腔。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所說的輻射波長范圍在約253～254nm。
9.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(b)進一步包括將所說的被作用物與能夠與上述污染物反應(yīng)的反應(yīng)劑接觸，由此增強從所說的被作用物上對上述污染物的脫除。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所說的反應(yīng)劑為選自含氧化合物和含氫化合物的氧化劑。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所說的反應(yīng)劑選自過氧化氫和臭氧。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所說的過氧化氫在引入所說的清洗容器之前與所述的密相氣體混合。
13.權(quán)利要求1的方法，在步驟(e)之后，進一步包括將所說的含有上述污染物的密相二氧化碳從所說的清洗容器脫除并將清潔的密相二氧化碳加入所說的清洗容器，與此同時在所說的清洗容器內(nèi)保持壓力。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所說的生物污染物選自細(xì)菌和孢子。
全文摘要
對被作用物進行清洗、消毒和滅菌的方法,包括:(a)將含有污染物的被作用物放置在清洗容器內(nèi);(b)將被作用物與液態(tài)密相二氧化碳接觸;(c)對被作用物和密相二氧化碳進行一段時間和一定強度的紫外線輻射,輻射波長范圍在約180～300nm,所述時間和強度足以產(chǎn)生能夠?qū)⑺鲇袡C分子鍵斷裂的光化學(xué)反應(yīng),由此破壞所述DNA并形成片斷化生物污染物;(d)基本上同時對至少密相二氧化碳進行攪拌;以及(e)從清洗和消毒容器脫除密相二氧化碳并由此將包括上述片斷化生物污染物的上述污染物從被作用物輸送走,以便被作用物清洗并經(jīng)消毒。
文檔編號A61L2/10GK1274291SQ99801149
公開日2000年11月22日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月24日
發(fā)明者S·周, R·W·比弛, N·W·索爾伯, E·M·普勒爾 申請人:雷斯昂公司