Способ стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2592223:

Оленев Евгений Александрович (RU)

Группа изобретений относится к системам стерилизации с использованием электромагнитного излучения и может быть применена для очистки воздуха от бактерий. Способ стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения включает повышение напряженности электромагнитного поля до величины, обеспечивающей уничтожение малоразмерных биологических объектов, таких как бактерии, вирусы. При этом в электромагнитное поле помещают остроконечный элемент, воздействуют на него и на малоразмерные биологические объекты электромагнитным полем токов высокой частоты, которыми нагревают остроконечный элемент до температуры не ниже 100°C, а биологическим объектам и элементу предварительно сообщают электрические заряды, противоположные по знаку. Также раскрывается устройство для осуществления способа стерилизации с помощью электромагнитного излучения. Группа изобретений позволяет снизить энергопотребление при реализации способа и улучшить эксплуатационные характеристики устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам стерилизации с использованием электромагнитного излучения и может быть применено для очистки воздуха от бактерий.

Прототипом является способ стерилизации материалов при помощи СВЧ-излучения, включающий использование источника СВЧ-излучения мощностью от 100 Вт до 5 кВт, напряженность электромагнитного поля которого повышают, для чего используют объемный резонатор, устанавливают связь между источником СВЧ-излучения и резонатором, размещают внутри резонатора подлежащие стерилизации материалы, после чего возбуждают колебания на частоте, соответствующей резонансной частоте системы: источник СВЧ-излучения - резонатор - стерилизуемые материалы, увеличивая напряженность электромагнитного поля СВЧ внутри резонатора до величины, обеспечивающей уничтожение малоразмерных биологических объектов, таких как бактерии, споры или вирусы, за счет непосредственного поглощения ими энергии СВЧ, после чего поддерживают напряженность СВЧ на этом уровне в течение времени, достаточного для стерилизации размещенных материалов [Пат. РФ 2161505, МПК A61L 2/00, 2001].

Недостатками прототипа являются:

- относительно большое энергопотребление, обусловленное необходимостью создания нужной величины напряженности по всему сечению резонатора, что приводит к получению в центральной части резонатора избыточного значения напряженности, которая, как известно, уменьшается от центра к периферии;

- неудобство в эксплуатации, вызванное применением электромагнитного излучения только СВЧ диапазона.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение энергопотребления и улучшение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения, включающем повышение напряженности электромагнитного поля до величины, обеспечивающей уничтожение малоразмерных биологических объектов, напряженность увеличивают путем помещения в поле тела с большой кривизной, при этом биологическим объектам и телу предварительно сообщают электрические заряды, противоположные по знаку.

Тело выполняют в виде остроконечного элемента из электропроводного материала. Помещение в поле тела совмещают с нагреванием его конца до температуры не ниже 100°C. Напряженность повышают до величины, обеспечивающей появление на остроконечном элементе коронного разряда. Напряженность повышают до величины, обеспечивающей появление на остроконечном элементе коронного разряда отрицательного знака.

Устройство для осуществления способа стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения, содержащее источник электромагнитного излучения и корпус, снабжено остроконечными элементами, размещенными внутри корпуса. Остроконечные элементы размещены в центре корпуса.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Увеличение напряженности путем помещения в поле тела с большой кривизной и предварительное сообщение биологическим объектам и телу электрических зарядов, противоположных по знаку, позволяет локально увеличить напряженность, поскольку напряженность поля у тел особенно велика в местах с большой кривизной. При этом заряженные электрическим зарядом противоположного знака биологические объекты будут притягиваться телом, вокруг которого создается наибольшая напряженность поля и уничтожаться последним, например путем поглощения энергии, содержащейся в них водой, в результате чего становится возможным сильный нагрев микроорганизмов. Следует заметить, что локальное повышение напряженности не требует повышения напряженности поля в целом, что экономит потребляемую энергию. Кроме того, биологические объекты извлекаются таким методом из всего объема проходящего воздуха, что позволяет сосредотачивать энергию поля, например, только в центральной части объема, благодаря чему также экономится потребляемая энергия за счет отсутствия необходимости создания требуемой для уничтожения напряженности поля на периферии.

Выполнение тела в виде остроконечного элемента из электропроводного материала позволяет отказаться от СВЧ диапазона и производить нагрев тела токами высокой частоты порядка 1 МГЦ. Кроме того, появляется возможность подачи на элемент высокого напряжения любой полярности, при этом острие способствует локальному увеличению напряженности поля вокруг него. В качестве игл можно использовать углеродный войлок. Это расширяет функциональные возможности.

Нагревание тела до температуры не ниже 100°C, которая является губительной для бактерий и вирусов, позволяет истреблять бактерии еще и температурой, что повышает надежность их уничтожения. Заметим, что при необходимости можно еще больше уменьшить напряженность поля, возлагая функцию уничтожения биологических объектов только на тепловое воздействие, что экономит потребляемую энергию. Кроме того, касающиеся нагретого тела биологические объекты сгорают, благодаря чему отпадает необходимость в периодической очистке тела. Все это улучшает эксплуатационные характеристики.

Повышение напряженности до величины, обеспечивающей появление на остроконечном элементе коронного разряда, дает возможность одновременно получать в воздухе отрицательные или положительные аэроионы, улучшающие его состав. В первую очередь аэроионизацию следует устраивать в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, приточный воздух в которые проходит сначала через фильтры тонкой очистки; оптимальным считается уровень ионизации - число ионов в 1 см3 воздуха в зоне дыхания: легких положительных ионов 6-5 тыс., легких отрицательных ионов 5-6 тыс. Это повышает эксплуатационные характеристики и расширяет функциональные возможности.

Повышение напряженности до величины, обеспечивающей появление на остроконечном элементе коронного разряда отрицательного знака, позволяет при необходимости насыщать воздух отрицательными аэроионами, которые в большинстве случаев благотворно влияют на организм человека. Это расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.

Снабжение устройства остроконечными элементами, размещенными внутри и в центре корпуса, позволяет упростить конструкцию, повысить ее надежность и улучшить эксплуатационные характеристики за счет локального увеличения напряженности поля на острие и сосредоточения энергии токов высокой частоты в центральной части объема, через который проходит воздух.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено устройство для осуществления способа стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения.

Устройство для осуществления способа стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения содержит катушку 1 с проводом 2, в которой размещена труба 3 с держателем 4 остроконечных элементов (игл) 5, на которых установлен электрический заряд, например от высоковольтного источника. В трубе может быть установлена сетка 6, имеющая электрический заряд, противоположный по знаку заряду на остроконечных элементах. Иглы могут быть выполнены из электропроводного материала и нагреваться токами высокой частоты до температуры, являющейся губительной для бактерий и вирусов.

Способ реализуют следующим образом.

Очищенный от пыли воздух движется по трубе 3, огибая решетку 6. При этом находящиеся в воздухе биологические объекты (бактерии, вирусы) получают электрический заряд, знак которого противоположен знаку электрического заряда на остроконечных элементах 5. Малоразмерные биологические объекты, двигаясь около держателя 4, притягиваются к остриям элементов 5 и погибают. Если на эти объекты воздействует высокий уровень напряженности поля СВЧ (иглы должны быть выполнены из диэлектрического или частично диэлектрического материала), то гибель микроорганизмов происходит за счет поглощения энергии СВЧ, содержащейся в них водой, и последующим нагревом их изнутри. Если на иглы (должны быть выполнены из электропроводного материала) действует поле токов высокой частоты, например порядка 1 МГц, нагревая их до температуры не ниже 100°C, то биологические объекты погибают от воздействия на них высокой температуры, сгорая при этом. Если величина напряжения на иглах 5 достаточна для возникновения коронного разряда, то воздух одновременно будет насыщаться аэроионами.

Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции и удобное в эксплуатации устройство, позволяющее уничтожать вредные микроорганизмы в воздухе, а также одновременно насыщать его аэроионами.

1. Способ стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения, включающий повышение напряженности электромагнитного поля до величины, обеспечивающей уничтожение малоразмерных биологических объектов, таких как бактерии, вирусы, отличающийся тем, что в электромагнитное поле помещают остроконечный элемент, воздействуют на него и на малоразмерные биологические объекты электромагнитным полем токов высокой частоты, которыми нагревают остроконечный элемент до температуры не ниже 100°C, при этом биологическим объектам и элементу предварительно сообщают электрические заряды, противоположные по знаку.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагретыми остроконечными элементами обеспечивают сжигание малоразмерных объектов.

3. Устройство для осуществления способа стерилизации материалов с помощью электромагнитного излучения по п. 1, содержащее источник электромагнитного излучения и корпус с остроконечными элементами внутри, отличающееся тем, что источник электромагнитного излучения выполнен в виде катушки, внутри которой размещен корпус.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам электронно-лучевой стерилизации упакованного медицинского устройства с биоактивным покрытием. Способ стерилизации медицинского устройства, имеющего гепариновое покрытие, включает размещение медицинского устройства в упаковке, содержащей осушающий агент; промывание упаковки нереактивным газом; создание вакуума внутри упаковки с целью удаления остатков газа и влаги; герметичную запайку упаковки; обработку упаковки и медицинского устройства одной или несколькими дозами электронно-лучевого излучения.

Настоящее изобретение относится к способу финальной стерилизации основанных на полиэтиленгликолях биоразлагаемых нерастворимых гидрогелей с применением излучения.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для инактивации патогенов в биологической жидкости. Для этого проводят смешивание биологической жидкости в присутствии кислорода с углеродным фотосенсибилизатором, представляющим собой фуллерен, нанесенный на твердофазный носитель, при одновременном облучении смеси оптическим излучением.

Группа изобретений относится к области медицины и пищевой промышленности и может быть использована для радиационной стерилизации. Блок радиационной обработки объектов пучком ускоренных электронов содержит высокочастотный ускоритель электронов, зону облучения, индивидуальную радиационную защиту, которая обеспечивает поглощение тормозного излучения от ускорителя и из зоны облучения, тоннель для перемещения объектов обработки через зону облучения, транспортную систему для перемещения объектов обработки между зонами загрузки-разгрузки через зону облучения.

Изобретение относится к области медицины и пищевой промышленности и может быть использовано для радиационной стерилизации. Установка радиационной стерилизации содержит ускоритель электронов, устройство развертки пучка, устройство биологической защиты в виде толстостенного металлического контейнера, охватывающего ускоритель электронов и устройство развертки пучка и который состоит из отдельных блоков, зону облучения и транспортное устройство, выполненное в виде каретки, имеющей прямолинейное направление движения и содержащей блоки защиты зоны облучения и гнездо для стерилизуемых изделий между ними, верхняя и нижняя поверхности которых и зоны облучения в металлическом контейнере выполнены с продольными зубцами, ориентированными так, что зубцы на одной поверхности находятся в канавках на сопрягаемой с ней поверхности и наоборот.

Группа изобретений относится к медицине. Способ стерилизации имплантируемого медицинского устройства по первому варианту включает обеспечение имплантируемого медицинского устройства, сконструированного таким образом, чтобы располагаться в брюшной полости пациента.

Изобретение относится к области медицины, пищевой промышленности и технологии обработки различных материалов. .

Изобретение относится к области дезинсекции и касается способа СВЧ-дезинсекции материалов и/или изделий. .
Изобретение относится к фармацевтической композиции для местного применения, включающей лекарственное соединение модификатора иммунного ответа, которое устойчиво к стерилизации и пригодно для локального нанесения непосредственно на участки тканей с нарушением кожного покрова, где указанная композиция подвергнута стерилизации посредством облучения электронным пучком, а лекарственное соединение представляет собой 1-(2-метилпропил)-1Н-имидазо[4,5-с]хинолин-4-амин (имиквимод).

Изобретение относится к стерилизации поверхностей изделий и газов, а именно к стерилизации, осуществляемой, преимущественно, посредством взаимодействия электронов с поверхностями изделий и окружающей средой, с газами или воздухом, находящимися или проходящими через них, а также синергическим последствиям подобного взаимодействия.

Изобретение относится к области гигиены и может быть использовано для предотвращения образования колоний споровых форм микроорганизмов во влажных помещениях. Предлагаемая система содержит, по меньшей мере, одну секцию электрического нагревателя, встроенного в одну или несколько поверхностей, образующих влажное помещение, нагревающего указанные поверхности до температуры t>30°C и обеспечивающего испарение и удаление воды с указанных поверхностей и из приповерхностного слоя за временной интервал T1, по меньшей мере, один датчик температуры и устройство управления (CDU).

Механизм содержит проталкивающий блок и несколько зубцов, согласованных с сеткой конвейера. Зубцы соединены с проталкивающим блоком, который, проходя по зубцам, перемещается по сетчатому конвейеру.

Изобретение относится к пастеризации наполненных жидкостью емкостей. .

Изобретение относится к фармацевтике и химии и касается способа получения стерилизованной микрокристаллической соли цис-дихлороамминэтиламинплатины (II), заключающегося в том, что микрокристаллическую соль цис-дихлороамминэтиламинплатины (II) высокой чистоты по основному компоненту не менее 99,5% (мол.), подвергают термической обработке при температуре 115°С в течение 5 часов.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к дезинфекции бугорчатых прокладок для яиц и транспортной тары. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для мелкосерийного и разового приготовления лекарственных средств в стеклянной таре. .

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при выполнении витректомии, а также в случаях снижения тургора передней камеры глаза.

Изобретение относится к способу получения отечественной патентно-чистой лекарственной формы «цис-платина стерилизованная», готовой к применению в химиотерапии злокачественных заболеваний.
Наверх