二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置与灭菌方法

1.一种二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于该装置包括：
一个密闭并可形成负压的灭菌舱(1)，舱体一侧或二侧安装有带锁紧密封装置(1-1)的密封门(1-2)，灭菌舱(1)通过抽负压管路(1-5)及控制阀门i(F1)连接至真空泵(1-6)；
一组可盛装待灭菌物品的器械储物盒(2)或消毒包装袋，器械储物盒或消毒包装袋放置在灭菌舱内搁架(1-3)上，其一端进气接口(2-1)依次经灭菌舱壁的灭菌介质充气口(1-4)、控制阀门iv(F4)及连接管道与反应室(3)连接；
带除菌滤芯(1-8)的空气过滤器(1-7)，其底部的一条管路通过控制阀门iii(F3)与控制阀门iv(F4)及反应室(3)连通；空气过滤器的另一条管路通过控制阀门ii(F2)与灭菌舱(1)连通；
一个可生成灭菌介质的反应室(3)，其顶部的三个入口分别是一条管路经控制阀门iv(F4)通往灭菌舱(1)和经控制阀门iii(F3)通往空气过滤器(1-7)，另一条管路经控制阀门v(F5)通往液体原料储盒(3-1)，再一条管路经控制阀门vi(F6)通往固体原料储盒(3-2)，反应室的底部设有废液排放阀(F7)；
一个烟雾吸收器(4)，其中的油雾过滤室(4-1)与真空泵(1-6)连接，其中的汽水分离室(4-8)与通往外部的出气口(4-10)相连；
一个等离子体激发源(5)，通过匹配调谐器(5-1)和馈入导线，与灭菌舱内壁安装的电极板(5-2)连接。
2.根据权利要求1所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述器械储物盒(2)的进气接口(2-1)带有防菌过滤膜，储物盒另一侧开有带防菌过滤膜的排气口(2-2)。
3.根据权利要求1所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述反应室(3)底部有电热加温装置(3-5)；液体原料储盒(3-1)中储存有反应液(3-7)；装有反应原料(3-8)固体原料储盒(3-2)为多个排列成长条的底部可开合的小格室组成，固体原料储盒安装在可移动的机械传动滑架(3-4)上，该滑架上开有与反应室连通的孔道(3-3)。
4.根据权利要求3所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述反应液(3-7)为水或酸溶液，反应原料(3-8)为氯酸盐或亚氯酸盐。
5.根据权利要求4所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述氯酸盐为氯酸钠、氯酸钙或氯酸镁中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述亚氯酸盐为亚氯酸钠、亚氯酸钙或亚氯酸镁中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述烟雾吸收器(4)包括油雾过滤室(4-1)、中和室(4-5)、加压室(4-3)和汽水分离室(4-8)，烟雾吸收器(4)底部储存有中和液(4-9)，油雾过滤室(4-1)内安装一个除油雾滤芯(4-2)，中和室(4-5)壁上开有布气孔(4-6)，加压室(4-3)内设有活塞(4-4)，活塞中间插有一弯管，其一端安装的喷雾头(4-7)位于中和室的上方。
8.根据权利要求7所述的二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于：所述中和液(4-9)为还原剂硫代硫酸钠水溶液。
9.一种根据权利要求1所述的灭菌装置灭菌处理的方法，包括以下步骤：
1)经真空泵(1-6)使灭菌舱(1)达到50～200Pa的负压；
2)将反应液(3-7)和反应原料(3-8)加入到反应室(3)中混合，加热到100-160℃，反应生成二氧化氯气体，经控制阀门iv(F4)、灭菌介质充气接口(1-4)和进气接口(2-1)充入到器械储物盒(2)中并通过排气口(2-2)扩散到灭菌舱(1)内，当二氧化氯气体浓度达到
5～50mg/L时，维持1～20分钟，再经空气过滤器(1-7)向器械储物盒(2)和灭菌舱(1)内充入无菌空气增压10～60秒，维持1～5分钟，再抽气减压到80～200Pa，维持1～15分钟，再充入无菌空气增压，如此增压与减压交替进行，使灭菌舱(1)内形成2～8次的脉动式压力波动，提高灭菌介质扩散到细长管腔物品内部的能力；
3)抽气减压，使灭菌舱(1)在50～150Pa负压下，启动等离子体激发源(5)产生高频电磁波，通过匹配调谐器(5-1)和馈入导线输入到灭菌舱内壁安装的电极板(5-2)上，在灭菌舱内壁和电极板之间产生高频电压，进而发生等离子体辉光放电，形成二氧化氯等离子体，通过器械储物盒(2)上的排气口(2-2)进入到储物盒内，维持1～20分钟停止；
4)经空气过滤器(1-7)充入无菌空气平压到与灭菌舱外同压，完成一个灭菌过程。
10.根据权利要求9所述的灭菌处理的方法，其特征在于：所述步骤1)-步骤4)的灭菌过程为2～10次的循环过程。

二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置与灭菌方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及医用灭菌装置和方法，特别是一种二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置与灭菌方法，主要用于对各种不耐受高温的医疗器械、生物试验用品、制药用具和物品在室温条件下进行快速灭菌处理。\n背景技术\n[0002] 二氧化氯(ClO2)作为一种强氧化剂，使用剂量低，它可以灭杀一切微生物，具有高效、广谱、快速、持久、安全无残留无毒的特点。但是ClO2不稳定，受热或遇光易分解，通常是以水溶液的形式用于水及物品表面的消毒。\n[0003] 在国内外医疗领域现有使用的低温灭菌方法中，有的存在着灭菌时间长、灭菌后有化学残留的问题，有的存在扩散穿透能力不足、对细长导管类器械的灭菌有长度限制、以及灭菌室容积较小，无法适应大量物品快速灭菌等问题；同时，为了保障灭菌介质的汽化，灭菌的温度都需要控制在50～65℃以上，甚至更高，不能在室温(15～25℃)条件下使用。\n发明内容\n[0004] 针对上述情况，本发明要解决的技术问题是：提供一种二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置与灭菌方法，旨在借助室温条件下气态ClO2照样能够快速扩散的特性，对多种电子器械、内窥镜、细长导管等快速低温干燥灭菌，并做到：作用快、扩散能力强、对细长管腔器械杀菌效果好；可在15-25℃的室温环境中干燥灭菌，适用范围广；杀菌的同时和灭菌后不产生有机氯致癌物；灭菌舱容积大，节能，使用成本低。\n[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置，其特征在于该装置包括：\n[0006] 一个密闭并可形成负压的灭菌舱，舱体一侧或二侧安装有带锁紧密封装置的密封门，灭菌舱通过抽负压管路及控制阀门i(F1)连接至真空泵；\n[0007] 一组可盛装待灭菌物品的器械储物盒或消毒包装袋，器械储物盒或消毒包装袋放置在灭菌舱内搁架上，其一端进气接口依次经灭菌舱壁的灭菌介质充气口、控制阀门iv(F4)及连接管道与反应室连接；\n[0008] 带除菌滤芯的空气过滤器，其底部的一条管路通过控制阀门iii(F3)与控制阀门iv(F4)及反应室连通；空气过滤器的另一条管路通过控制阀门ii(F2)与灭菌舱连通；\n[0009] 一个可生成灭菌介质的反应室，其顶部的三个入口分别是一条管路经控制阀门iv(F4)通往灭菌舱和经控制阀门iii(F3)通往空气过滤器，另一条管路经控制阀门v(F5)通往液体原料储盒，再一条管路经控制阀门vi(F6)通往固体原料储盒，反应室的底部设有废液排放阀(F7)；\n[0010] 一个烟雾吸收器，其中的油雾过滤室与真空泵连接，其中的汽水分离室与通往外部的出气口相连；\n[0011] 一个等离子体激发源，通过匹配调谐器和馈入导线，与灭菌舱内壁安装的电极板连接。\n[0012] 所述器械储物盒的进气接口带有防菌过滤膜，储物盒另一侧开有带防菌过滤膜的排气口。\n[0013] 所述反应室底部有电热加温装置；液体原料储盒中储存有反应液；装有反应原料固体原料储盒为多个排列成长条的底部可开合的小格室组成，固体原料储盒安装在可移动的机械传动滑架上，该滑架上开有与反应室连通的孔道。\n[0014] 所述反应液为水或酸溶液，反应原料为氯酸盐或亚氯酸盐。\n[0015] 所述氯酸盐为氯酸钠、氯酸钙或氯酸镁中的任意一种。\n[0016] 所述亚氯酸盐为亚氯酸钠、亚氯酸钙或亚氯酸镁中的任意一种。\n[0017] 所述烟雾吸收器包括油雾过滤室、中和室、加压室和汽水分离室，烟雾吸收器底部储存有中和液，油雾过滤室内安装一个除油雾滤芯，中和室壁上开有布气孔，加压室内设有活塞，活塞中间插有一弯管，其一端安装的喷雾头位于中和室的上方。\n[0018] 所述中和液为还原剂硫代硫酸钠水溶液。\n[0019] 本发明采用上述灭菌装置灭菌处理的方法，包括以下步骤：\n[0020] 1)经真空泵使灭菌舱达到50～200Pa的负压；\n[0021] 2)将反应液和反应原料加入到反应室中混合，加热到100-160℃，反应生成二氧化氯气体，经控制阀门iv(F4)、灭菌介质充气接口和进气接口充入到器械储物盒中并通过排气口扩散到灭菌舱内，当二氧化氯气体浓度达到5～50mg/L时，维持1～20分钟，再经空气过滤器向器械储物盒和灭菌舱充入无菌空气增压10～60秒，维持1～5分钟，再抽气减压到80～200Pa，维持1～15分钟，再充入无菌空气增压，如此增压与减压交替进行，使灭菌舱内形成2～8次的脉动式压力波动，提高灭菌介质扩散到细长管腔物品内部的能力；\n[0022] 3)抽气减压，使灭菌舱在50～150Pa负压下，启动等离子体激发源产生高频电磁波，通过匹配调谐器和馈入导线输入到灭菌舱内壁安装的电极板上，在灭菌舱内壁和电极板之间产生高频电压，进而发生等离子体辉光放电，形成二氧化氯等离子体，通过器械储物盒上的排气口进入到储物盒内，维持1～20分钟停止；\n[0023] 4)经空气过滤器充入无菌空气平压到与灭菌舱外同压，完成一个灭菌过程。\n[0024] 所述步骤1)-步骤4)的灭菌过程为2～10次的循环过程。\n[0025] 本发明与现有的医用低温灭菌方法相比具有以下特点：1)作用快，扩散能力强，对细长管腔器械杀菌效果好；2)室温(15～25℃)干燥灭菌，特别适合不耐湿热的电子器械；3)杀菌的同时和灭菌后不会产生有机氯致癌物，符合环保要求；4)可制成大容积灭菌舱，节能，使用费用低。本发明很好地解决了目前医疗器械在室温条件下消毒灭菌过程中存在的扩散慢、温度高、处理量小、有残留等问题。\n附图说明\n[0026] 图1是本发明灭菌装置的结构示意图。\n具体实施方式\n[0027] 实施例1、\n[0028] 本例二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置包括：\n[0029] 如图1所示，一个由不锈钢材料制成的密闭并可形成负压的桶状灭菌舱1，舱体一侧安装有带锁紧密封装置1-1(密封装置装有硅橡胶密封圈)的密封门1-2，灭菌舱1通过抽负压管路1-5及控制阀门i(F1)连接至真空泵1-6。\n[0030] 二个可盛装待灭菌物品的由不锈钢或铝合金薄板制成的器械储物盒2，器械储物盒放置在灭菌舱内双层搁架1-3上，其一端进气接口2-1依次经灭菌舱壁的灭菌介质充气口1-4、控制阀门iv(F4)及连接管道与反应室3连接。所述器械储物盒2的进气接口2-1带有防菌过滤膜，储物盒另一侧开有带防菌过滤膜的排气口2-2。\n[0031] 一个带除菌滤芯1-8的空气过滤器1-7，其底部的一条管路通过控制阀门iii(F3)与控制阀门iv(F4)及反应室3连通；空气过滤器的另一条管路通过控制阀门ii(F2)与灭菌舱1连通。\n[0032] 一个可生成灭菌介质的由不锈钢制成反应室3，其顶部的三个入口分别是一条管路经控制阀门iv(F4)通往灭菌舱1和经控制阀门iii(F3)通往空气过滤器1-7，另一条管路经控制阀门v(F5)通往液体原料储盒3-1，再一条管路经控制阀门vi(F6)通往固体原料储盒3-2，反应室的底部设有废液排放阀F7。所述反应室3底部有电热加温装置3-5。液体原料储盒3-1中储存有反应液3-7，本例反应液为水。固体原料储盒3-2中装有反应原料3-8，本例反应原料为氯酸钠，可以加催化剂氯化钙。固体原料储盒3-2由10个排列成长条的底部可开合的方形小格室组成，固体原料储盒安装在由步进电机控制的机械传动滑架3-4上，该滑架上开有与反应室连通的孔道3-3，当该孔道打开时，小格室内的原料可加入到反应室3内，并与水混合。\n[0033] 一个烟雾吸收器4，其中的油雾过滤室4-1与真空泵1-6连接，其中的汽水分离室\n4-8与通往外部的出气口4-10相连。该烟雾吸收器4包括油雾过滤室4-1、中和室4-5、加压室4-3和汽水分离室4-8，烟雾吸收器4底部储存有中和液4-9，本例的中和液为还原剂硫代硫酸钠水溶液。油雾过滤室4-1内安装一个除油雾滤芯4-2，中和室4-5壁上开有布气孔4-6，加压室4-3内设有活塞4-4加压装置，活塞中间插有一弯管，其一端安装的喷雾头\n4-7位于中和室的上方。\n[0034] 一个等离子体激发源5，通过匹配调谐器5-1和馈入导线，与灭菌舱内壁安装的电极板5-2连接。\n[0035] 本例采用二氧化氯气体和等离子体室温灭菌装置进行灭菌处理的方法，包括以下步骤：\n[0036] 1)经真空泵1-6使灭菌舱1达到50-80Pa的负压；\n[0037] 2)将反应液(水)3-7和反应原料(氯化钠)3-8加入到反应室3中混合，加热到\n150℃，反应生成二氧化氯气体，经控制阀门iv(F4)、灭菌介质充气接口1-4和进气接口2-1充入到器械储物盒2中并通过排气口2-2扩散到灭菌舱1内，当二氧化氯气体浓度达到5～\n10mg/L时，维持1～3分钟，再经空气过滤器1-7向器械储物盒2及灭菌舱1充入无菌空气增压20～30秒，维持1～3分钟，再抽气减压到120Pa，维持1～3分钟，再充入无菌空气增压，如此减压与增压交替进行，使灭菌舱1内形成2-5次的脉动式压力波动，提高灭菌介质扩散到细长管腔物品内部的能力；\n[0038] 3)抽气减压，使灭菌舱1在80～100Pa负压下，启动等离子体激发源5产生\n13.56MHz高频电磁波，通过匹配调谐器5-1和馈入导线输入到灭菌舱内壁安装的电极板\n5-2上，在灭菌舱内壁和电极板之间产生高频电压，进而发生等离子体辉光放电，形成二氧化氯等离子体，通过器械储物盒2上的排气口2-2进入到储物盒内，增强对其中器械物品的灭菌效果，维持2～6分钟停止；\n[0039] 4)经空气过滤器1-7充入无菌空气平压到与灭菌舱外同压，完成一个灭菌过程；\n[0040] 再重复步骤1)-步骤4)1次，共完成2次灭菌过程。\n[0041] 上述灭菌过程中由真空泵1-6排出的灭菌后的废气，经烟雾吸收器4的进气口进入到油雾过滤室4-1，经玻璃纤维除油雾滤芯4-2滤除油雾后，经中和室4-5侧壁上的布气孔4-6自下而上进入到中和室；吸收器的底部储存有硫代硫酸钠中和液4-9，经加压室4-3中的活塞4-4加压后，通过喷雾头4-7在中和室4-5内形成中和液水雾；与进入中和室内的废气充分混合，中和其中氧化成份，在汽水分离室4-8除去水份后，经出气口4-10排出吸收器。\n[0042] 实施例2、\n[0043] 本实施例的装置与实施例1基本相同，不同之处仅在于灭菌舱1是用铝合金材料制成的，灭菌舱的两侧都安装有密封门1-2，而锁紧及密封装置1-1是通过电子或机械方式互锁的，不能同时打开，密封舱内部有3层搁架1-3。所述器械储物盒2是用硅树脂材料制成的。所述反应室3由不锈钢材料制成，反应液3-7为枸橼酸水溶液，固体原料储盒3-2由\n12-16个小格室组成，反应原料3-8为亚氯酸钠及催化剂氯化钙。加压室4-3内密封并通入压缩空气加压，使中和剂通过弯管和喷头(4-7)在中和室内形成水雾。\n[0044] 本例灭菌处理方法包括以下步骤：\n[0045] 1)经真空泵1-6使灭菌舱1达到80-100Pa的负压；\n[0046] 2)将反应液(枸橼酸水溶液)3-7和反应原料(亚氯酸钠及催化剂氯化钙)3-8加入到反应室3中混合，加热到120-130℃，反应生成二氧化氯气体，经控制阀门iv(F4)、灭菌介质充气接口1-4和进气接口2-1充入到器械储物盒2中并通过排气口2-2扩散到灭菌舱\n1内，当二氧化氯气体浓度达到20～50mg/L时，维持3～5分钟，再经空气过滤器1-7向器械储物盒2及灭菌舱1充入无菌空气增压10～20秒，维持3～5分钟，再抽气减压到80～\n100Pa，维持3～5分钟，再充入无菌空气增压，如此增压与减压交替进行，使灭菌舱1内形成5～8次的脉动式压力波动，提高灭菌介质扩散到细长管腔物品内部的能力；\n[0047] 3)抽气减压，使灭菌舱1在80～100Pa负压下，启动等离子体激发源5产生\n13.56MHz高频电磁波，通过匹配调谐器5-1和馈入导线输入到灭菌舱内壁安装的电极板\n5-2上，在灭菌舱内壁和电极板之间产生高频电压，进而发生等离子体辉光放电，形成二氧化氯等离子体，通过器械储物盒2上的排气口2-2进入到储物盒内，增强对其中器械物品的灭菌效果，维持6～10分钟停止；\n[0048] 4)经空气过滤器1-7充入无菌空气平压到与灭菌舱外同压，完成一个灭菌过程；\n[0049] 再重复步骤1)-步骤4)2次，共完成3次灭菌过程。\n[0050] 对上述灭菌过程中由真空泵1-6排出的灭菌后的废气的处理过程与实施例1相同。\n[0051] 实施例3、\n[0052] 本实施例的装置与实施例1基本相同，不同之处仅在于灭菌舱1是用铝合金材料制成的，在灭菌舱的一侧安装有密封门1-2，密封舱内部只有1层搁架1-3。不使用器械储物盒，而采用带防菌滤膜的消毒袋将器械密封包装，放置在搁架上。所述反应室3由不锈钢材料制成，反应液3-7为水，固体原料储盒3-2由20个小格室组成，反应原料3-8为双组分：\nA组亚氯酸钠和B组柠檬酸及氯化钙。\n[0053] 本例灭菌处理方法包括以下步骤：\n[0054] 1)经真空泵1-6使灭菌舱1达到50-80Pa的负压；\n[0055] 2)将反应液3-7和反应原料3-8加入到反应室3中混合，加热到130-150℃，反应生成二氧化氯气体，经控制阀门iv(F4)、灭菌介质充气接口1-4和进气接口2-1充入到器械储物盒2中并通过排气口2-2扩散到灭菌舱1内，当二氧化氯气体浓度达到10～20mg/L时，维持2分钟，再经空气过滤器1-7向器械储物盒2及灭菌舱1充入无菌空气增压15秒，维持1分钟，再抽气减压到200Pa，维持分钟，再充入无菌空气增压，如此增压与减压交替进行，使灭菌舱1内形成5～8次的脉动式压力波动，提高灭菌介质扩散到细长管腔物品内部的能力；\n[0056] 3)抽气减压，使灭菌舱1在100Pa负压下，启动等离子体激发源5产生13.56MHz高频电磁波，通过匹配调谐器5-1和馈入导线输入到灭菌舱内壁安装的电极板5-2上，在灭菌舱内壁和电极板之间产生高频电压，进而发生等离子体辉光放电，形成二氧化氯等离子体，透过包装器械消毒袋上的防菌滤膜进入到消毒袋内，增强对其中器械物品的灭菌效果，维持4分钟停止；\n[0057] 4)经空气过滤器1-7充入无菌空气平压到与灭菌舱外同压，完成一个灭菌过程；\n[0058] 再重复步骤1)-步骤4)1次，共完成2次灭菌过程。\n[0059] 对上述灭菌过程中由真空泵1-6排出的灭菌后的废气的处理过程与实施例1相同。