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)包括多個階段，包括至少一個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)測量所述封閉空間中空氣的改變的相對濕度，所述改變的相對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，并使用測量的改變的相對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，并保持足夠長的一段時間以確保實現(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:較早的觀點是蒸汽濃度應(yīng)保持在露點以下，從而避免冷凝；另一種理論提出冷凝對于實現(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，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，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)機中用于移動腔室周圍的蒸汽混合物。
[0008]短的循環(huán)時間是過氧化氫蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵商業(yè)推動因素。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)大的機會成本。針對USA已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)字表明每個床位每天5000美元的收入不是反常的。因此，需要最大化地節(jié)省時間，同時仍要保證生物凈化的功效。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，對循環(huán)的控制一直基于監(jiān)測生物凈化劑的濃度以確定何時達(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。
[0010]在USA的許多個州，相對濕度(RH)在冬季月份降至大約5% ;低起始RH意味著達(dá)到露點的時間較長并且可導(dǎo)致不可接受的長循環(huán)。反之，許多亞洲國家歷經(jīng)極高的相對濕度條件，其中95%的相對濕度也有耳聞。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)時間最短化，同時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)包括多個階段，包括至少一個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)測量封閉空間中空氣的改變的相對濕度，所述改變的相對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，和使用所測量的改變的相對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)機也關(guān)閉，但通風(fēng)風(fēng)機啟動。通風(fēng)風(fēng)機的運行打開設(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，并同時吸收水蒸汽。使通風(fēng)風(fēng)機保持運行以確?？諝庠谕L(fēng)期間的良好分布。通風(fēng)風(fēng)機產(chǎn)生的高空氣流縮短了空間通風(fēng)所需的時間。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)到露點時空氣被混合的水和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%之間的起始相對濕度下對使用嗜熱脂肪芽孢桿菌的生物指示劑(“BI”)提供6個對數(shù)殺滅，即，因此補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)對循環(huán)時間(以分鐘計)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、相對濕度(RH)和溫度傳感器穩(wěn)定。然而，前述“充氣”階段分成兩個不同的階段“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開始時起動，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。G2包括連續(xù)充氣，使得整個封閉空間(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)和固定時段，污染物在此固定時段可吸收存在的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，使用能夠測量水和H2O2蒸汽的相對濕度傳感器，即環(huán)境水含量傳感器。測量改變的相對濕度(MRH)使得可識別開始發(fā)生冷凝(露點)的時間點。
[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，其需要充氣的時間要比為了補償所形成的任何冷凝物中降低的H2O2濃度所需的時間長。[0020]已通過實驗方法發(fā)現(xiàn)MRH目標(biāo)值應(yīng)最佳設(shè)定在70%和80%之間。
[0021 ] 已通過實驗方法發(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階段適于補償相對濕度和溫度的變化，該變化根據(jù)位置、一年中的時間等而發(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，測量空間中的實際RH和溫度，并且過程控制器進(jìn)行以下計算來定義以下限值。
[0027]首先，控制器利用實際的起始RH和溫度來計算待蒸發(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)地計算Gl的較高的最低充氣限值。
[0031]然后控制器啟動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。如果在該點測量的MRH超過預(yù)定MRH目標(biāo)值，則終止Gl并啟動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產(chǎn)生無效的或過長的循環(huán)。
[0033]G2階段是基于時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)通過實驗確認(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。實際上，發(fā)生器附近的條件超出滅活條件以確保整個封閉物的充分生物凈化。因此，其持續(xù)時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階段的時間以與參數(shù)(負(fù)載系數(shù))相乘的方式延長以使得蒸汽移動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倒計時直至開始通風(fēng)。
[0037]優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中計算并監(jiān)測兩個不同的階段；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，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)包括多個階段，包括至少一個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)測量所述封閉空間中空氣的改變的相對濕度，所述改變的相對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，和使用測量的改變的相對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，其中存在兩個充氣階段參數(shù)，第一個參數(shù)經(jīng)控制以補償相對濕度和溫度的變化，第二個參數(shù)用于補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行。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其進(jìn)一步包括計算殺菌劑溶液的質(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)一步包括計算防止在高起始相對濕度條件中充氣不足的下限的步驟，和計算防止在低起始相對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量的相對濕度超過預(yù)定的改變的相對濕度時終止，所述預(yù)定的改變的相對濕度取決于已超出下限。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項所述的方法，其中改變單個或多個充氣階段參數(shù)以補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)利要求中任一項所述的方法，其中使用相對濕度傳感器來測量所述改變的相對濕度。
10.用于控制生物凈化循環(huán)以凈化封閉空間的控制模塊，其包括用于測量封閉空間中空氣的相對濕度或改變的相對濕度的裝置，用于根據(jù)所述相對濕度測量裝置來進(jìn)行計算以產(chǎn)生控制信號來啟動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)定多個參數(shù)的裝置。
【文檔編號】A61L2/20GK103476435SQ201280005561
【公開日】2013年12月25日 申請日期: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 申請人:拜奧奎爾英國有限公司