用於對廢棄物殺菌消毒的方法和機器的製作方法

2023-05-17 11:25:11

專利名稱：用於對廢棄物殺菌消毒的方法和機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及對廢棄物，特別是對感染細菌的醫院廢棄物進行殺菌或消毒的方法和機器，它的根據是對構成活細胞的蛋白質進行熱分解的眾所周知的方法。
在已知的熱殺菌或消毒的方法中，其困難在於對被處理的材料進行加熱需用很長的時間周期，原因是從廢棄物的外層向內層傳遞熱量的傳熱係數太低。這些方法是把熱量向廢物堆(ready-groundwaste)傳送，或者當使用蒸壓器系統時是吹入約0.5帕壓力的飽和蒸氣，或者在用乾式系統時吹入溫度約180℃的熱空氣或過熱蒸氣，或者甚至通過器壁來加熱。
雖然現在還有利用微波輻射將熱量透入廢棄物內部的系統，但運用這一原理的設備只能很難獲得殺菌所必需的溫度，這是因為需要用水來把微波轉換成熱能，這就妨礙了把水的溫度提高到沸點以上。
本發明的目的是要提供一種改進的方法和設備，它能使被消毒的廢棄物沒有汙染的危險，並在處理後成為可方便地自由處置的已滅菌材料。
本發明進一步的目的是要提供一種適合在醫院範圍內對被感染廢棄物進行處理的方法和設備，規模即使小一些，但卻是較經濟的，而且是適於自動化的。
為了達到這些目的，所用的方法也是本發明的主題，其特徵在於它包括在剪應力下對廢棄物進行研磨和/或粉碎工序，並延續一段時間，以便在廢棄物整體中因摩擦而產生出足夠的熱量而達到並保持殺菌消毒的溫度。
本發明的方法的特殊性在於，為達到和保持所述溫度所必需的熱能，除分子內部和外部的摩擦外，是藉助於撞擊而產生的；這種撞擊和摩擦所需的動能是來源於機器外殼內高速旋轉的帶葉片的軸，在外殼內側最好還裝有固定的撞擊板片。這一系統，使得設定的溫度能達到得特別快，而且隨後可優選地藉助配給一定劑量的水以及水的蒸發來對溫度進行校正。本方法除進行殺菌(或消毒)處理以外，還能使廢棄物被粉碎，廢棄物中原有的或適量加入的塑料材料被熔化，並時被處理材料最終成為顆粒狀。
作為本發明的主題的器械，其特徵在於它包括一個適於裝入廢棄物的外殼腔；一個裝在外殼腔內的上有輪葉或葉片適於研磨和/或粉碎廢棄物的轉子；以及一套驅動裝置，它能把轉子轉動到一定的速度，以使摩擦產生的熱足以使溫度升到殺菌或消毒所需要的程度，並在外殼腔內保持這個溫度；還有一個進水裝置安裝在外殼腔內。
外殼腔內廢棄物堆中所需達到的溫度值可根據處理的意圖來確定，要看是單純的消毒呢還是徹底的滅菌。單純的消毒只是要單純地殺死病原微生物，徹底滅菌則要全部清除芽孢、孢子和生活細胞。
在幾分鐘內達到了設定的能使原有的或加入的塑料軟化的溫度後(加入塑料的問題下文將要談到)，就保持這個溫度約半小時，然後就用注水的辦法來消散由於強力攪動所產生的熱。配給一定劑量的水是用溫度調節器來控制的；注水還能使局部保持高溼，正如文獻中所說的那樣，高溼能促使蛋白質分解。
該系統洩放出來的煙霧先被通入一個高溫的(約800℃)電熱滅菌裝置，然後溶入水吸收器中。
被處理的廢棄物中加進熱塑性塑料就能增大摩擦係數，例如聚乙烯、聚丙烯等就屬於熱塑性塑料，最好是帶色的塑料，以便使被處理的廢料帶有某種顏色。
在廢棄物原來正常含有的塑料材料以外再加入更多的熱塑性塑料可使摩擦產生的最高溫度顯著增高——可達250℃以上——這就使在廢棄物中保持溫度的時間可以縮短。
塑料材料的熔化及此後的由於冷卻和配水而產生的固化，使得最後得到的被處理材料在顏色上和組成上都是完全均勻的。
在保持溫度的階段結束時，就藉助增加配水量和適當降低轉子轉速，以及在機器的夾套中循環流通空氣或水，或者把機器置於輕度真空之下等辦法來冷卻被處理的材料。
處理周期結束時，已消毒或殺菌的廢棄物是粒狀的、冷卻的，出料時也不帶煙霧、蒸氣或氣味。本發明的方法和設備的其它優點和特徵將在下面結合附圖
的詳細描述中交代清楚，附圖是實現本方法的簡圖，單純地用一個非限定的實例來表示。
廢棄物被裝入外殼腔(1)中，該腔是用強力的金屬板做成，兩側用耐磨的防護屏保護，防護屏的優選材料為錳鋼。腔上用腔蓋(2)蓋住，或是人工開關，或是用氣缸(22)和液壓機構(24)用液力來開關。在殼腔內，有一個裝有十分堅固耐用而可拆換的鋼葉片(4)的轉子(3)在高速轉動，轉速為例如1500轉/分。轉子是用一隻大功率的電動機(5)來帶動，使用皮帶和皮帶輪系統(6)，並用緊帶輪(7)繃緊。在大型機器上可以裝一個液力聯軸器(23)以降低起動時的吸收作用，並且可在出事故或過載時用以抵銷應力。
也可用水力發動機和油動力機構來開動機器以取代電力系統。
最好把堅固的、固定的、鋼的撞擊板安裝在殼腔的較低部分，安裝撞擊板的目的是撞擊、破碎和遏制廢棄材料，以使動能轉換成熱能。
優選的方案是，在旋轉軸的中心處安裝一個適於插入試管的帶孔支架(9)，支架可以開啟並裝入特定的孢子或細菌樣品(例如脂肪性嗜熱桿菌或枯草桿菌)(Bacillus stearothermophilus orBacillus subtilis)，以便在適當的試驗周期中能夠對殺菌消毒機器的正確運作進行檢驗。
在處理周期結束後，可用液力系統(11)或另外的機械裝置打開閘板(10)卸出處理過的材料。
機器上還裝有防止事故的安全裝置，有在未蓋好蓋子時防止轉子開動的微動開關裝置，還有在轉子轉動時防止蓋子打開的液壓裝置，其中包括一個自動泵(13/1)和一個活塞(13/2)。
腔內的溫度由指示調節器(14)來測量和控制，它的感溫包可以安裝在蓋子上，但最好是安裝在一個固定的輪葉內，感溫包控制一個電磁閥(16)的開啟，並從一個噴嘴(15)向內注水，這在工藝程序的一定階段進行。在處理周期中釋放出來的散發物被通入一個小加熱爐(17)，爐內用電阻絲加熱到高溫(約800℃)，以使散發物被殺菌。
散發物在通過加熱爐以後就被水吸收器所吸收，水吸收器上有噴嘴(18)，它由電磁閥(19)來操作。
在保持溫度的階段結束時，就用降低轉子轉速、配水、把腔內造成輕度真空、增大噴嘴(18)的水量，用風機(21)使空氣在殼腔周圍的空間(20)內循環，或用機械操作的閥使水在這個空間內循環等等方法來把被處理的材料冷卻下來。
這套設備還配備有一套液壓機構(24)，用以推動操作用的活塞和閥，此外還配有一塊電氣控制盤(25)。
實施例1機器的腔直徑為600mm，高800mm，腔內裝有帶葉片的同軸轉子，轉速為750-1500轉/分，它由兩塊裝有葉片的輪葉構成，它與50KW的電動機相連結。
腔的較低部分周圍布置有耐磨防護板和六塊固定的葉片。
把30kg感染細菌的醫院廢棄物和7kg帶色的聚乙烯塑料放入腔內並蓋好蓋子。機器按照設定程序的周期開動，規定溫度應達到160℃並保持這一溫度。該溫度在5分鐘內即達到，此後調節和注入水的系統動作，保持這一溫度水平約30分鐘。保持階段結束時，轉子速度自動減為750轉/分，由於配水使溫度在2分鐘內降至80℃。此時冷卻階段開始，把空氣吹入夾套10分鐘；此後，材料的溫度為60℃，由於閘板開啟，自動在1分鐘內卸出粒狀的滅過菌的材料。此後，即停機並準備完成新的周期。
實施例2機器的腔直徑為1200mm，高800mm，腔內裝有帶葉片的轉子，轉速為0-1500轉/分，它由兩塊裝有葉片的輪葉構成，它與250KW的水力發動機相連結。
腔的較低部分周圍布置有耐磨防護板和25塊固定的葉片。
把120kg感染細菌的醫院廢棄物和30kg帶色的聚丙烯塑料放入腔內並蓋好蓋子。
機器按照設定程序的周期開動，第一階段是要達到150℃的溫度。這一溫度在10分鐘內達到，於是調節和注入水的系統動作，並把溫度保持在這一水平20分鐘。這一階段結束時，配水自動中止，因為程序設定周期第二階段的材料溫度要進一步加熱到180℃，這一溫度在1分鐘內達到了。然後，轉子速度自動降到500轉/分，水的注入使溫度在1分鐘內降到80℃。在真空下開始了冷卻階段，並往架套中吹空氣10分鐘，此後材料溫度變為50℃。由於閘板開啟，自動地在約2分鐘內卸出粒狀的滅過菌的材料。此後即停機並準備完成新的周期。
在本發明的另一個實施方案中，在廢棄物滅均周期中是往機器殼腔內的廢棄物堆中注入濃的次氯酸鈉水溶液。從而，在處理周期中被噴射和配量的水中含有次氯酸鈉是有利的，最好是新生態氯的重量濃度為12-15％。
已經發現，濃的次氯酸鈉溶液在高溫下進入殼腔內，會與二氧化碳反應而生成未離解的次氯酸，它隨後會游離出氣態的次氯酸根(Cl2O)，而這是一種很有效的氯化劑和生物殺菌劑。
在這一實施方案中，當被粉碎的廢棄物材料加溫到高於150℃時即往腔中噴入濃的NaClO溶液，並把包含二氧化碳的空氣導入腔內。空氣內固有的CO2含量已足以引起氧化氯揮發出來，在強力攪動的條件下，氧化氯滲入廢棄物堆中然後流過機器，因此可改善滅菌效果。
在處理結束後如仍有一些殘留的氧化氯就會在水吸收器處被水吸收而形成次氯酸水溶液。
這樣，不但廢棄物，而且在處理過程中釋放的散發物和機器的內部表面都得到了進一步的滅菌處理。在這一實施方案來說，散發物已不必送入加熱爐(17)而可直接送入水吸收器。
不用說，本發明的原理仍是相同的，而實施的方式和描述的細節，則可圍繞上面已對單純按無任何限定的實例進行的描述和解釋而千變萬化。
權利要求
1.一種廢棄物，特別是感染細菌的醫院廢棄物的熱殺菌或消毒方法，其特徵在於它包括在剪切應力下將廢棄物進行研磨和/或粉碎的工序，並延續一段時間，以使摩擦所生的熱量足以在廢棄物堆中達到並保持殺菌或消毒的溫度。
2.權利要求1的方法，其中依靠摩擦和剪切在廢棄物團塊中產生的熱量，是靠裝有輪葉或葉片的轉子高速旋轉利用動能轉換而來的。
3.權利要求1或2的方法，其中轉子是與多個固定的輪葉或葉片狀的撞擊板相配合來強化本方法，使動能轉換成熱能的。
4.上述任一項權利要求的方法，其中殺菌或消毒處理是在存在蒸氣的情況下完成的。
5.權利要求4的方法，其中當殺菌或消毒的溫度達到後，是用往廢棄物團塊中配給一定劑量的水，並使其蒸發的辦法來保持和調節這一溫度的。
6.上述任一項權利要求的方法，其中處理時的最終溫度是用往被加熱的廢棄物團塊中配給一定劑量的水，並使其蒸發的辦法來得到的。
7.上述任一項權利要求的方法，其中在向被處理的廢棄物中外加塑料材料，最好是聚乙烯或聚丙烯材料。
8.對廢棄物進行殺菌或消毒的設備，其特徵在於它包括下列部件—適於盛裝廢棄物的外殼腔；—腔內裝有帶輪葉或葉片的轉子，可用以研磨或粉碎廢棄物；—驅動裝置，它能把轉子帶動到一定的速度，以使摩擦產生的溫度足以使廢棄物殺菌或消毒，並能在腔內保持這一溫度；以及—裝在腔壁上的注水設備，注水可使腔內產生蒸氣。
9.權利要求8的設備，其特徵在於腔壁上連結有多個輪葉或葉片狀的固定撞擊板。
10.權利要求8或9的設備，其特徵在於它包括裝在腔壁上的通風放氣裝置，用以抽出熱處理過程中產生的煙霧；接收煙霧並加熱到滅菌溫度的滅菌裝置；與滅菌裝置相通的吸收裝置，它能接收並吸收這些煙霧。
11.權利要求1-7任一項的方法，其中把濃的次氯酸鈉水溶液加到廢棄物中。
全文摘要
這是一種對廢棄物，特別是感染細菌的醫院廢棄物進行熱殺菌或消毒的方法，它包括用剪切力研磨和/或粉碎廢棄物的工序，該工序延續一段時間，以使摩擦產生出的熱量足以在廢棄物堆中達到並保持殺菌或消毒的溫度。為實現這一方法的設備也得到了描述。
文檔編號A61L11/00GK1130355SQ94193271
公開日1996年9月4日 申請日期1994年7月18日 優先權日1993年7月21日
發明者G·莫甘廷尼, R·佩裡格林 申請人:S.T.R.A.P.有限公司