一种臭氧灭菌装置及方法

摘要

本发明的臭氧灭菌装置，包括壳体、臭氧发生器、控制计算机和灭菌袋，特征在于：壳体上设置有吸引管、抽吸管，灭菌袋用于存放待灭菌物件，灭菌袋的两端均设置有开口，一端的开口与臭氧管相通，以便向灭菌袋中通入臭氧，另一端的开口与抽吸管相通，以实将消耗完毕的臭氧气体排出。本发明的方法包括：a).放置待灭菌物件；b).连接管路；c).设定灭菌参数并开启灭菌；d).抽负压；e).通入臭氧；f).压力检测；g).灭菌时间判断；h).臭氧浓度判断；i).抽空臭氧。本发明的装置及方法，解决了大型医疗用具不能有效灭菌的问题，灭菌袋中臭氧维持在较高浓度，可将物件上的微生物彻底、永久性地消除，无臭氧释放，避免了污染环境。

权利要求

1.一种臭氧灭菌装置的灭菌方法，臭氧灭菌装置包括壳体（1）、臭氧发生器（2）、控制计算机（3）和灭菌袋（8），臭氧发生器设置于壳体中，臭氧发生器的进气口经供氧管（4）接于病房的中心供氧管道的插口上，臭氧出口上连接有臭氧管（6）；壳体上设置有与中心吸引管道的插口相连接的吸引管（5），壳体上设置有与吸引管相通的抽吸管（7），灭菌袋用于存放待灭菌物件（11），灭菌袋的两端均设置有开口，一端的开口与臭氧管相通，以便向灭菌袋中通入臭氧，另一端的开口与抽吸管相通，以实现抽负压和将消耗完毕的臭氧气体排出；臭氧管中设置有正压传感器（15），抽吸管中设置有负压传感器（16）和臭氧浓度传感器（18），控制计算机控制灭菌装置的运行，利用臭氧实现度对待灭菌物件的灭菌作用；

所述供氧管（4）、吸引管（5）、臭氧管（6）、抽吸管（7）均采用两端带插头的插拔形式，壳体（1）中设置有分别对供氧管、吸引管、臭氧管的通断状态进行控制的中心供氧管道开关（12）、中心吸引管道开关（13）和臭氧管道开关（14）；

所述壳体（1）上开设有用于存储折叠的灭菌袋（8）、供氧管（4）、吸引管（5）、臭氧管（6）和抽吸管（7）的储藏室（9）；臭氧管中设置有温度传感器（17），灭菌袋上设置有便于将待灭菌物件（11）放入并可进行密封的开口（10）；

包括220V电源（20）和控制开关（19），220V电源将220V交流市电转化后对控制计算机（3）和臭氧发生器（2）供电，控制计算机通过控制开关对臭氧发生器的启停进行控制；

其特征在于，臭氧灭菌装置的灭菌方法通过以下步骤来实现：

a).放置待灭菌物件，将折叠的灭菌袋从储藏室中取出后展开，打开灭菌袋上的开口，将待灭菌物件从开口放入，然后密封开口，使待灭菌物件处于灭菌袋中的密闭空间中；

b).连接管路，将供氧管的一端与中心供氧管道上的插口相连接，另一端与壳体上臭氧发生器的进气口相连接，将吸引管的一端与中心吸引管道上的插口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；将臭氧管的一端与壳体上臭氧发生器的出口相连接，另一端与灭菌袋上一端的开口相连接，将抽吸管的一端与灭菌袋上另一端的开口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；

c).设定灭菌参数并开启灭菌，打开控制计算机，设定对待灭菌物件进行灭菌的臭氧浓度和灭菌时间，设设定的灭菌臭氧浓度为Ag/m3、灭菌时间为Thour，并开启灭菌命令；

d).抽负压，控制计算器打开中心吸引管道开关，在中心吸引管道的作用下对灭菌袋进行抽负压，利用负压传感器检测到灭菌袋中的负压值达到-BMPa时，关闭中心吸引管道开关，停止抽负压；

e).通入臭氧，开启臭氧发生器，并打开中心供氧管道开关、臭氧管道开关，臭氧发生器利用氧气制备臭氧，并将臭氧通入灭菌袋中，臭氧发生器制备的臭氧浓度不低于Ag/m3；

f).压力检测，通过正压传感器检测通入灭菌袋中灭菌臭氧的压力，当检测到压力达到CMPa时，关闭臭氧发生器、中心供氧管道开关、臭氧管道开关，停止向灭菌袋通入灭菌臭氧；

执行步骤g)；

g).灭菌时间判断，判断灭菌时间是否达到设定的灭菌时间Thour，如果达到，则表明灭菌结束，执行步骤i）；如果没有达到，执行步骤h)；

3

h).臭氧浓度判断，通过臭氧浓度传感器检测灭菌袋中的臭氧浓度是否低于0.8Ag/m ，如果低于，则打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的低浓度臭氧抽出，执行步骤e)；如果不低于，则维持当前灭菌状态不变，执行步骤g)；

i).抽空臭氧，灭菌结束后，打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的臭氧抽出，当正压传感器检测到的压力为0MPa时，表明抽取完毕，停止抽取；可进行下一物件的灭菌作业。

2.根据权利要求1所述的臭氧灭菌装置的灭菌方法，其特征在于：步骤c)中所述的灭菌臭氧浓度Ag/m3为50g/ m3, 灭菌时间Thour为0.5～2hour；步骤d)中所述的-BMPa为-

0.07MPa，步骤f)中所述的CMPa为0.02MPa。

说明书

一种臭氧灭菌装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种臭氧灭菌装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种医院手术室或病房使用的非一次性用品的臭氧灭菌装置及方法，特别是涉及到像床一类的稍大一点难以灭菌的设备。

背景技术

[0002] 臭氧灭菌，已经得到世界共认，只要浓度足够高，能够杀掉所有的生物。臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300-600倍，紫外线的3000倍。

[0003] 在医院的设备使用中，灭菌是不可缺少的一道工序，无论是手术器械、手术设备还是一次性使用的医疗器械，不灭菌是不能使用的。随着科学技术的发展，灭菌的方法越来越多，生产的灭菌设备也越来越先进。譬如甲醛、环氧乙烷、臭氧、干热风高温等蒸汽灭菌方法，是采用了各种不同的灭菌试剂，在一定的温度、湿度下实现的灭菌。对灭菌设备来说，也有各种各样的灭菌器，大的、小的，方的、园的，竖直的、横卧的很多样式。灭菌器和灭菌方法的国家和行业标准，就存在十多个。

[0004] 在医院的的灭菌设备中，对与患者身体接触的医疗器械都有相应的灭菌方法和灭菌器，但是对许多患者所用的器具无法进行灭菌，只是进行了消毒，甚至有些用具是不消毒和灭菌的。比如病床类的器械，是不消毒和灭菌的，再比如被褥、枕头等用具，一般也不灭菌，最多也就是罩起来，使用紫外灯照射一会或半小时。而许多传染的疾病的病菌，单靠消毒是不会去掉的。而且紫外灯照射，有另一面是照射不到的，所以，现在医院用的床、柜、床头厨、被子及床上的用品，其实都没有灭菌。整个病房的患者使用的用具中，仅床单和被套、枕套等拿走了，其他的用全部都在原地放着，一个患者、又一个患者交替使用的都是没有经过灭菌的同一张床或床头橱。

[0005] 其实，病房或手术室消毒或灭菌不是不可以，甲醛、环氧乙烷等都可以，但在病房里，一个患者出院，病房里还有其他的患者，使用甲醛、环氧乙烷等化学灭菌剂，是有毒的，是有害的灭菌气体，使用对人体十分不利，所以不能使用这些灭菌物质。再者，即使把大部分灭菌气体通过一定的方法处理掉，其残留量还是有的，这些残留的气体，会严重的的损害患者的身体的，所以无法使用这些灭菌的方法。另外还有高温灭菌，在室内显然是不可能实现的。只有使用臭氧灭菌，是无害的气体，虽然在室内大量的，高浓度的臭氧气体也是有害的，但其残留的少量气体是能很快分解成氧气，是无毒的。其实人们早已经使用臭氧对环境和进行杀菌了，但是低浓度的臭氧对物品消毒可以，但达不到灭菌的效果，行业标准YY0215.2对这方面有了规定，如医用器具20ppm消毒时间60min，它的浓度仅达到20X2.14=42.8mg／m３，只能是消毒，要是灭菌需要更高的浓度

[0006] 臭氧灭菌的原理是臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气和单个氧原子，后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，将其杀死，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧原子，不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂，它不但对各种细菌（包括肝炎病毒，大肠杆菌，绿浓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能力，而且对杀死霉素也很有效。 1、臭氧的灭菌机制及过程属于生物化学过程，氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶。 2、直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢生产和繁殖过程到破坏。 3、渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透畸变，导致细胞溶解死亡。并且将死亡菌体内遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等溶解变性灭亡。 综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。应用臭氧作灭菌剂是属于溶菌。所谓溶菌，即可达到“彻底、永久地消灭物体表面所有微生物”的效果。如臭氧浓度为9.6mg/L时，作用100分钟对杂色曲霉与桃色拟毒霉的杀灭率达100%，对蜡叶枝孢霉采用23mg/L的臭氧作用30分钟、青黑霉在12.5mg/L作用35分钟、桔青霉在15.4mg/L作用30分钟，尖镰孢霉在15.5mg/L时作用20分钟，均可达100%灭活率。对于烟曲霉、细交链孢霉、爪哇毛霉等，在臭氧浓度为3.85-
10.7mg/L时作用10-20分钟灭活率达96.4%。伍学洲等发现，臭氧在30分钟内对青霉菌的杀灭率为93.8%，对毛霉菌的杀灭率为100%；白希尧等报告，浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1分钟，可100%地杀灭试验中的黑曲霉和酵母。

[0007] 臭氧灭菌的方法有许多，如空间的空气消毒、杀菌，灭菌柜灭菌等。但患者用物的灭菌，特别是大型的物品，像床、桌子等始终无法灭菌，现在也有的人，使用大包把物体包起来，使用臭氧发生器，通入臭氧，但因为臭氧的浓度太低，特别是物体较大时，浓度更低，仅能起到消毒杀菌的作用，而无法达能灭菌的目的。如果单纯使用臭氧发生器，而气源是空气的话，则浓度很低，仅能达到几个ppm，而灭菌需要50mg/m3以上的浓度，这样只有使用纯氧供给臭氧发生器才能达到要求。而使用纯氧供给臭氧发生器时，就会遇到许多问题，如果使用氧气瓶供给臭氧发生器则氧气量很大难以长时间供给。如果使用制氧机供氧气，则体积庞大，无法在房间使用。以至于臭氧灭菌无法使用。

发明内容

[0008] 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种臭氧灭菌装置及方法。

[0009] 本发明的臭氧灭菌装置，包括壳体、臭氧发生器、控制计算机和灭菌袋，臭氧发生器设置于壳体中，臭氧发生器的进气口经供氧管接于病房的中心供氧管道的插口上，臭氧出口上连接有臭氧管；其特别之处在于：壳体上设置有与中心吸引管道的插口相连接的吸引管，壳体上设置有与吸引管相通的抽吸管，灭菌袋用于存放待灭菌物件，灭菌袋的两端均设置有开口，一端的开口与臭氧管相通，以便向灭菌袋中通入臭氧，另一端的开口与抽吸管相通，以实现抽负压和将消耗完毕的臭氧气体排出；臭氧管中设置有正压传感器，抽吸管中设置有负压传感器和臭氧浓度传感器，控制计算机控制灭菌装置的运行，利用臭氧实现度对待灭菌物件的灭菌作用。

[0010] 本发明的臭氧灭菌装置，所述供氧管、吸引管、臭氧管、抽吸管均采用两端带插头的插拔形式，壳体中设置有分别对供氧管、吸引管、臭氧管的通断状态进行控制的中心供氧管道开关、中心吸引管道开关和臭氧管道开关。

[0011] 本发明的臭氧灭菌装置，所述壳体上开设有用于存储折叠的灭菌袋、供氧管、吸引管、臭氧管和抽吸管的储藏室；臭氧管中设置有温度传感器，灭菌袋上设置有便于将待灭菌物件放入并可进行密封的开口。

[0012] 本发明的臭氧灭菌装置，包括220V电源和控制开关，220V电源将220V交流市电转化后对控制计算机和臭氧发生器供电，控制计算机通过控制开关对臭氧发生器的启停进行控制。

[0013] 本发明的臭氧灭菌装置的灭菌方法，通过以下步骤来实现：

[0014] a).放置待灭菌物件，将折叠的灭菌袋从储藏室中取出后展开，打开灭菌袋上的开口，将待灭菌物件从开口放入，然后密封开口，使待灭菌物件处于灭菌袋中的密闭空间中；b).连接管路，将供氧管的一端与中心供氧管道上的插口相连接，另一端与壳体上臭氧发生器的进气口相连接，将吸引管的一端与中心吸引管道上的插口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；将臭氧管的一端与壳体上臭氧发生器的出口相连接，另一端与灭菌袋上一端的开口相连接，将抽吸管的一端与灭菌袋上另一端的开口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；c).设定灭菌参数并开启灭菌，打开控制计算机，设定对待灭菌物件进行灭菌的臭氧浓度和灭菌时间，设设定的灭菌臭氧浓度为Ag/m3、灭菌时间为Thour，并开启灭菌命令；
d).抽负压，控制计算器打开中心吸引管道开关，在中心吸引管道的作用下对灭菌袋进行抽负压，利用负压传感器检测到灭菌袋中的负压值达到-BMPa时，关闭中心吸引管道开关，停止抽负压；e).通入臭氧，开启臭氧发生器，并打开中心供氧管道开关、臭氧管道开关，臭氧发生器利用氧气制备臭氧，并将臭氧通入灭菌袋中，臭氧发生器制备的臭氧浓度不低于Ag/m3；f).压力检测，通过正压传感器检测通入灭菌袋中灭菌臭氧的压力，当检测到压力达到CMPa时，关闭臭氧发生器、中心供氧管道开关、臭氧管道开关，停止向灭菌袋通入灭菌臭氧；
执行步骤g)；g).灭菌时间判断，判断灭菌时间是否达到设定的灭菌时间Thour，如果达到，则表明灭菌结束，执行步骤i）；如果没有达到，执行步骤h)；h).臭氧浓度判断，通过臭氧浓度传感器检测灭菌袋中的臭氧浓度是否低于0.8Ag/m3，如果低于，则打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的低浓度臭氧抽出，执行步骤e)；如果不低于，则维持当前灭菌状态不变，执行步骤g)；i).抽空臭氧，灭菌结束后，打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的臭氧抽出，当正压传感器检测到的压力为0MPa时，表明抽取完毕，停止抽取；可进行下一物件的灭菌作业。

[0015] 本发明的臭氧灭菌装置的灭菌方法，步骤c)中所述的灭菌臭氧浓度Ag/m3为50g/ m3, 灭菌时间Thour为0.5～2hour；步骤d)中所述的-BMPa为-0.07MPa，步骤f)中所述的CMPa为0.02MPa。

[0016] 本发明的有益效果是：本发明的臭氧灭菌装置及方法，臭氧发生器的进口与中心供氧管道相连接，以氧气为制备臭氧的气源，有利于生成较高浓度的臭氧；通过将灭菌袋的出气口与中心吸引管道相连通，有利于将灭菌过程中低浓度的臭氧和灭菌后剩余的臭氧气体抽出，将灭菌袋中臭氧气体维持在较高的浓度，将待灭菌物件上的微生物彻底、永久性地消除，同时还无臭氧释放，避免了污染环境。

[0017] 同时，通过在灭菌袋上开设开口，有利于将病床、床头柜等大型物件放入灭菌袋中进行臭氧灭菌，解决了现有大型医疗用具不能有效灭菌的问题。通过设置正、负压传感器和臭氧浓度传感器，有利于将灭菌袋中的臭氧维持在较高的浓度，保证了良好的灭菌效果。

附图说明

[0018] 图1为本发明的臭氧灭菌装置的结构示意图；

[0019] 图2为本发明中电路部分的原理图。

[0020] 图中：1壳体，2臭氧发生器，3控制计算机，4供氧管，5吸引管，6臭氧管，7抽吸管，8灭菌袋，9储藏室，10开口，11待灭菌物件，12中心供氧管道开关，13中心吸引管道开关，14臭氧管道开关，15正压传感器，16负压传感器，17温度传感器，18臭氧浓度传感器，19控制开关，20 220V电源。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0022] 如图1所示，给出了本发明的臭氧灭菌装置的结构示意图，其由壳体1、臭氧发生器2、控制计算机3、供氧管4、吸引管5、臭氧管6、抽吸管7、灭菌袋8组成，所示的壳体1起固定和支撑作用，控制计算机3设置于壳体1上，臭氧发生器2设置于壳体1中。臭氧发生器2的进气口经供气管4与中心供氧管道上的插口相连接，以利用氧气作为制备臭氧的气源，可获取高浓度的臭氧。壳体1上设置有经吸引管5与中心吸引管道的插口相通的接口，壳体1上设置有与抽吸管7相连接的接口，抽吸管7与吸引管5相通。供氧管4、吸引管5的两端均为便于插拔的插头，以便于连接。

[0023] 所示的灭菌袋8用于存放待灭菌物件11，如病床、床头柜等，使待灭菌物件处于密闭的环境中；灭菌袋8上设置有开口10，既便于待灭菌物件11的放入，其自身又可进行密封。灭菌袋8采用聚氯乙烯材料，以保证其具有较高的耐压性，其体积可设置为多个型号，如
4.5m3、2m3、1m3，使用时，根据待灭菌物件11的尺寸进行选择。灭菌袋8的两端均设置有开口，一端的开口与臭氧管6的输出端相连接，另一端的开口与吸引管5相连接，以分别实现向灭菌袋8中通入臭氧和将灭菌袋8中灭菌完毕的臭氧抽出。

[0024] 所示臭氧管6中设置有正压传感器15和温度传感器17，以分别检测通入灭菌袋8中臭氧的压力和浓度；吸引管5中设置有负压传感器16和臭氧浓度传感器18，以分别检测灭菌袋8抽负压时的压力和灭菌袋8中臭氧的浓度，以保证待灭菌物件11在灭菌袋8中进行高浓度灭菌。

[0025] 所示的壳体1中设置有对供氧管4的通断状态进行控制的中心供氧管道开关12、对吸引管5的通断状态进行控制的中心吸引管道开关13、对臭氧管6的通断状态进行控制的臭氧管道开关14，以分别对氧气的供给、臭氧的供给、抽负压进行控制。

[0026] 如图2所示，给出了本发明中电路部分的原理图，所示的220V电源20将220V的交流市电转化后对臭氧发生器2和控制计算机3进行供电，控制计算机3通过控制开关19对臭氧发生器2的工作状态进行控制。正压传感器15、负压传感器16、温度传感器17和臭氧浓度传感器18均与控制计算机3的输入端相连接，以分别实现正压、负压、温度和臭氧浓度的测量。中心供氧管道开关12、中心吸引管道开关13和臭氧管道开关14均与控制计算机3的输出端相连接，以分别对供氧管4、吸引管5和臭氧6的通断状态进行控制。

[0027] 本发明的臭氧灭菌装置的灭菌方法，通过以下步骤来实现：

[0028] a).放置待灭菌物件，将折叠的灭菌袋从储藏室中取出后展开，打开灭菌袋上的开口，将待灭菌物件从开口放入，然后密封开口，使待灭菌物件处于灭菌袋中的密闭空间中；

[0029] b).连接管路，将供氧管的一端与中心供氧管道上的插口相连接，另一端与壳体上臭氧发生器的进气口相连接，将吸引管的一端与中心吸引管道上的插口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；将臭氧管的一端与壳体上臭氧发生器的出口相连接，另一端与灭菌袋上一端的开口相连接，将抽吸管的一端与灭菌袋上另一端的开口相连接，另一端与壳体上的开口相连接；

[0030] c).设定灭菌参数并开启灭菌，打开控制计算机，设定对待灭菌物件进行灭菌的臭氧浓度和灭菌时间，设设定的灭菌臭氧浓度为Ag/m3、灭菌时间为Thour，并开启灭菌命令；

[0031] 该步骤中，所述的灭菌臭氧浓度Ag/m3为50g/ m3, 灭菌时间Thour为0.5～2hour。

[0032] d).抽负压，控制计算器打开中心吸引管道开关，在中心吸引管道的作用下对灭菌袋进行抽负压，利用负压传感器检测到灭菌袋中的负压值达到-BMPa时，关闭中心吸引管道开关，停止抽负压；

[0033] 该步骤中，所述的-BMPa为-0.07MPa。

[0034] e).通入臭氧，开启臭氧发生器，并打开中心供氧管道开关、臭氧管道开关，臭氧发生器利用氧气制备臭氧，并将臭氧通入灭菌袋中，臭氧发生器制备的臭氧浓度不低于Ag/m3；

[0035] f).压力检测，通过正压传感器检测通入灭菌袋中灭菌臭氧的压力，当检测到压力达到CMPa时，关闭臭氧发生器、中心供氧管道开关、臭氧管道开关，停止向灭菌袋通入灭菌臭氧；执行步骤g)；

[0036] 该步骤中，所述的CMPa为0.02MPa。

[0037] g).灭菌时间判断，判断灭菌时间是否达到设定的灭菌时间Thour，如果达到，则表明灭菌结束，执行步骤i）；如果没有达到，执行步骤h)；

[0038] h).臭氧浓度判断，通过臭氧浓度传感器检测灭菌袋中的臭氧浓度是否低于0.8Ag/m3，如果低于，则打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的低浓度臭氧抽出，执行步骤e)；如果不低于，则维持当前灭菌状态不变，执行步骤g)；

[0039] i).抽空臭氧，灭菌结束后，打开中心吸引管道开关，将灭菌袋中的臭氧抽出，当正压传感器检测到的压力为0MPa时，表明抽取完毕，停止抽取；可进行下一物件的灭菌作业。

[0040] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0041] （1）结构简单，轻便，能够容易的移动和操作。

[0042] 一台电脑、一台臭氧发生器、四根管道管和一个袋子组成整个灭菌机器人。

[0043]  （3）前面拉出的一次性聚氯乙烯袋子厚重可以包住所要灭菌的物体,使其密封。且在正、负压力下不会破损。

[0044] （4）左右二管子，一根接中心供氧系统，一根接中心吸引系统。

[0045] （5）不用带氧气瓶或制氧机，发生器在1h内能发生出50g/m3以上的臭氧气体量达到9m3，创造了可以在病房或手术室进行较大型设备灭菌的先河。

[0046] （6）设计完成灭菌程序后，自动完成灭菌过程。而且灭菌完成后，自动将残留的臭氧吸走，不会留有臭氧的气味，对人体没有一点影响，也是其它设备没有的。