积累电位式消毒系统及方法
技术领域
本发明涉及消毒灭菌技术领域，尤其涉及一种积累电位式消毒系统及方法。
背景技术
药品、医疗用品、及医疗器具等产品在生产环节都需要严格遵循一定的管理规范，产品出厂前也必须完成消毒灭菌，以去除产品器具上有害的化学物质、并杀死细菌。
在消毒灭菌环节，以医用或外科手术用口罩为例，通常采用环氧乙烷做为灭菌剂。环氧乙烷是一种广谱灭菌剂，可在常温下杀灭各种微生物，包括芽孢杆菌，结核杆菌，细菌，病毒，真菌等。但因为环氧乙烷是致癌物，口罩使用环氧乙烷消毒后需要用过滤后的无菌空气循环对口罩中残留的环氧乙烷进行去除，从而达到安全含量标准，这一生产过程称之为解析。消毒后的口罩解析环氧乙烷的毒性需要7至14天时间，解析时间长。
其他传统的消毒灭菌方式主要有三种，一是紫外线杀菌，二是试剂杀菌，三是加热灭菌。这些方法对口罩及药品等的消毒灭菌皆有各自局限性，在此不做详细阐述。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种积累电位式消毒系统及方法，解析时间短，操作简单，见效快，成本低。
于是，本发明提供了一种积累电位式消毒系统，包括：消毒柜、设置在消毒柜外的消毒用气体臭氧发生装置和消毒用气体排放装置，消毒柜内设置有与消毒柜绝缘连接的具有导电性能的用于盛装待消毒物的消毒篮，消毒篮的侧边及底部均开设有孔，消毒用气体臭氧发生装置包括压缩机、脱水机、分子筛、放电管，空气在压缩机内压缩后，经脱水机去除水分，再经分子筛进行氮气和氧气分离，分离出的氧气进入放电管，并产生臭氧，臭氧经过管路输入到消毒柜中，消毒柜和放电管之间设有进气阀；消毒用气体排放装置包括真空泵和过滤网，真空泵抽取消毒柜内的气体和漂浮的固形物，过滤网透过所述气体并收集所述固形物，消毒柜和真空泵之间设有排气阀。
其中，所述消毒篮相对的两个侧边各有一个坎边，消毒篮通过坎边搭放在消毒柜内，消毒篮和消毒柜接触处的坎边的下方贴有绝缘材料。
本发明还提供了一种使用上述积累电位式消毒系统的积累电位式消毒方法，包括：
将具有导电性能的消毒篮搭放在消毒柜内，消毒柜和消毒篮绝缘连接，并将待消毒物放置在侧边及底部均开设有孔的所述消毒篮内；
开启消毒柜和放电管之间的进气阀，空气在压缩机内压缩后，经脱水机去除水分，再经分子筛进行氮气和氧气分离，分离出的氧气进入放电管，并产生臭氧，臭氧经过管路输入到消毒柜中；
依据病毒和病原体种类调整输入到消毒柜中的臭氧浓度和输入时间，待消毒柜内的气体压力和进气阀出口的气体压力达到平衡时，消毒柜内气体形成正压，开启消毒柜和真空泵之间的排气阀；
真空泵抽取消毒柜内的气体和漂浮的固形物，过滤网透过所述气体，并收集所述固形物，待消毒柜内气体形成负压后关闭所述排气阀，重新开启所述进气阀；
消毒柜内气体经过一定数量的正压负压的周期作业，完成消毒灭菌作业。
其中，所述消毒柜和消毒篮绝缘连接包括：
将所述消毒篮相对的两个侧边各设一个坎边，消毒篮通过坎边搭放在消毒柜内，消毒篮和消毒柜接触处的坎边的下方贴有绝缘材料。
本发明所述一种积累电位式消毒系统及方法，通过使用臭氧消毒气体对消毒篮内的待消毒物进行消毒、消毒柜和消毒篮绝缘连接、消毒篮为导电体、循环开启消毒气体输入、消毒气体排放的方式，使得待消毒物上的带电的总量不断地升高，当积累到的电子总量达到一定程度时，即会对待消毒物上的细菌和其他病原体起到消毒灭菌作用。解析时间短，操作简单，见效快，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例所述积累电位式消毒系统的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
如图1所示，本实施例提供了一种积累电位式消毒系统10，包括：消毒柜12、消毒用气体臭氧发生装置、以及消毒用气体排放装置。
其中，消毒柜12内放置多个消毒篮，图1中以消毒篮14为代表，此消毒篮的侧边和底边开了许多孔，使消毒柜12内的气体能够穿透过消毒篮14。消毒篮14本身的材质是导电材质，例如：不锈钢，钛合金，铜合金，铝合金等。优选的材质是采用不锈钢。
消毒篮14和消毒柜12相接触的面有绝缘的材料相隔，绝缘的材料通常是以橡胶材料为主。其他绝缘材料也行。如图1所示，消毒篮14的相对两侧边，各有一坎边16，坎边16的下方贴有绝缘材料18，所以消毒篮14和消毒柜12之间的电位传导是绝缘的。这里所述绝缘是指把1.5伏特的直流电的正极连接到消毒篮14上。消毒篮14在电压表上会显示近1.5伏特的电压，但消毒柜12没有此电压。消毒篮14内放置待消毒物品，例如消毒篮14内放置成排的口罩20。本实施例不限定消毒篮14在消毒柜12内的摆放方式，只要维持消毒篮14和消毒柜12之间的电位传导是绝缘的即可。
消毒用气体首选臭氧和氧气的混合气体。采用臭氧和空气的混合气体也行，但产生的臭氧浓度会较低。消毒用气体臭氧发生装置，其臭氧产生的方式是：先把四周的空气经过压缩机22压缩，然后经脱水机24去除压缩空气的水分，再经分子筛26把压缩空气中的氮气和氧气分离，保留氧气，排掉氮氧，然后把氧气导入放电管28，在高压电击下产生臭氧，形成臭氧和氧气的混合气体，该混合气体经管路及进气阀30进入消毒柜12内。进气阀30可以是手动、电动、或气动操作。
而在排气方面，消毒用气体排放装置包括：在消毒柜12外侧另外接一排气阀32，排气阀32经管路接一真空泵34，真空泵34后面再接一过滤网36，过滤网36可以收集排出的固形物。排气阀32可以是手动、电动、或气动操作。当排气阀32开启时，真空泵34能抽取消毒柜12内的气体和漂浮的固形物，使消毒柜12内形成负压，经过滤网36收集固形物后，多余的气体排出。
整个积累电位式消毒系统10的排气方面操作模式是：首先，在消毒篮14内放置待消毒的物品，例如口罩20，封闭好消毒柜12。然后启动负压作业，开启排气阀32及真空泵34，开始在消毒柜12内形成负压，等达到一定的负压或是经过一定时间的负压作业后，关闭排气阀32。优选的负压范围是-1KPa至-95KPa。然后，开启臭氧供应作业，即启动压缩机22，空气经压缩机22，再经脱水机24，分子筛26过滤后，保留的氧气进入放电管28，形成臭氧和氧气的混合气体，随即经进气阀30进入消毒柜12内。等到消毒柜12内的气体压力和进气阀30出口的气体压力达到平衡时，新的臭氧和氧气的混合气体便无法进入消毒柜12内。此时，重新开启排气阀32，因为真空泵34的抽取量大于来自进气阀30的进气量，抽取消毒柜12内的部分气体形成预定的负压，然后关闭排气阀32。排气阀30继续输入新的臭氧和氧气的混合气体，等到气体因压力平衡而无法再输入消毒柜12时，再开启排气阀32抽取消毒柜12内的部分气体形成负压，然后再关闭排气阀32。此排气阀32的开启和关闭的重复作业，使消毒柜12的压力重复地形成正压和负压。正压是指高于所在环境的大气压力，而负压是指低于所在环境的大气压力。经过一定数量的正压负压的周期作业，即完成消毒灭菌作业。而一定周期数量的多少，取决于待处理物的种类和数量。
臭氧在消毒柜12内扮演的消毒灭菌功能主要分两方面。一是臭氧有极强的氧化作用，将菌原氧化杀死，在灭菌过程中多余的氧原子则会自行重新结成为普遍的氧分子。不存在任何有毒残留物，一般臭氧的活性大概是20至30分钟。臭氧不但对各种细菌，包括肝炎病毒，大肠杆菌，绿浓杆菌等皆有极强的杀灭能力，而且对杀死霉素也很有效。臭氧的灭菌机制及过程类属于生物化学过程，氧化分解细胞壁，内部的葡萄糖，DNA，RNA，蛋白质，脂质类等，使细菌因无法代谢和繁殖而灭亡。
图1中，含臭氧的混合气体自进气阀30进入后，即扩散分布在消毒柜12的空间内，在消毒柜12的内部表面及消毒篮14内待处理物的表面，容易接触臭氧的表面，即可进行消毒。选择在消毒篮14的边及底部开孔能增加臭氧和待处理物接触的机会。臭氧投放浓度和投放时间可依病毒和病原体种类而修正调整。例如，臭氧投放浓度在10mg/立方米，投放时间20分钟,即可消灭乙型肝炎表面抗原。杀灭效率99.99%。
然而待处理物若是口罩20如图1这般的排列，有些地方的表面不容易接触到臭氧，则臭氧的另一方面的氧化还原电位性质，将用来助力消毒灭菌的功能。
臭氧的极强氧化性质来自于它的高还原电位。臭氧的标准电极电位是2.07V，而其他的，过氧化氢、高锰酸离子、二氧化氯、氯等的标准电极电位分别是：1.78V，1.67V，1.50V，1.36V。
在消毒柜12内的臭氧分子，有一部分经过消毒篮14的孔，直接向口罩20进行消毒灭菌作业，而有些在接触消毒篮14时，臭氧多余的电子直接被消毒篮14吸收。因为消毒篮14是导电体，而口罩20是非导电体。多余的电子就传递堆积在口罩20上，一个电子提供不高于2.07V电位，虽然电量很小，但在不断地正压负压操作周期内，新的臭氧不断地补充，口罩20上带电的总量不断地升高，当积累到的电子总量达到一定程度时，即会对细菌和其他病原体有消毒灭菌的功能。
一般细菌可以传导或承受约0.5V电位的环境，当电位超过0.7V，或更严谨的要求超过1V，细菌的细胞壁，其内的蛋白质、脂质类、核糖核酸等受到电位的影响而无法进行正常的代谢生产和繁殖。细菌和菌原体内有许多正极和负极的物质，当细菌细胞壁的外围积累布满高的还原电位，即负电价。细胞壁的内侧将布满许多正电价的离子，例如矿物质离子。突然从正压转到负压时，细胞壁内的水分子因负压而挤向细胞壁，加上原有积累电位致使细胞壁破裂，或其内的蛋白质，脂质类受损，而无法再正常的存活和繁殖。
因此当消毒篮14内的口罩20积累的电量达到一定数量，而积累的电位超过0.7V时，细菌、病毒等将会体内变异，配合负压的作业而灭亡。
本发明所提供的积累电位式消毒系统10的优势是在利用臭氧直接消毒灭菌，同时在待处理物上产生积累的电位，当积累电位超过病原能承受的范围后，病原体本身体内产生变异并配合负压的作业而灭亡。
若消毒篮14内的待处理物是其他具有导电性的用品或器具，则操作人员可以有两种选择。一是让臭氧直接地接触待处理物的表面，由臭氧的强氧化能力来进行消毒灭菌。二是在待处理物和消毒篮14之间垫上绝缘材料片，并且在待处理物之间也用绝缘材料隔离开，这样可使各别的待处理物各自积累其总电量及电位。
因此，在一密闭消毒柜12的空间内，输入臭氧和氧气的混合气体，用绝缘材料使待处理物的表面能积累其含电总量及电位，配合正压及负压的周期性操作，由臭氧引领的两种灭菌功能下，能有效率地进行消毒灭菌，包括直接接触氧化、以及传导臭氧的还原电位到待处理物上，当积累电位超过病原能承受的范围后，病原体本身体内产生变异并配合周期性负压的作业而灭亡。
上述进气阀30和排气阀32的轮流的开启和开闭使消毒柜12产生正压和负压循环作业。
可见，使用上述所述一种积累电位式消毒系统10，本实施例还提供了一种积累电位式消毒方法，包括：将具有导电性能的消毒篮搭放在消毒柜内，消毒柜和消毒篮绝缘连接，并将待消毒物放置在侧边边及底部均开设有孔的所述消毒篮内；
开启消毒柜和放电管之间的进气阀，空气在压缩机内压缩后，经脱水机去除水分，再经分子筛进行氮气和氧气分离，分离出的氧气进入放电管，并产生臭氧，臭氧经过管路输入到消毒柜中；
依据病毒和病原体种类调整输入到消毒柜中的臭氧浓度和输入时间，待消毒柜内的气体压力和进气阀出口的气体压力达到平衡时，消毒柜内气体形成正压，开启消毒柜和真空泵之间的排气阀；
真空泵抽取消毒柜内的气体和漂浮的固形物，过滤网透过所述气体，并收集所述固形物，待消毒柜内气体形成负压后关闭所述排气阀，重新开启所述进气阀；
消毒柜内气体经过一定数量的正压负压的周期作业，完成消毒灭菌作业。
综上所述，本发明实施例所述一种积累电位式消毒系统及方法，通过使用臭氧消毒气体对消毒篮内的待消毒物进行消毒、消毒柜和消毒篮绝缘连接、消毒篮为导电体、循环开启消毒气体输入、消毒气体排放的方式，使得待消毒物上的带电的总量不断地升高，当积累到的电子总量达到一定程度时，即会对待消毒物上的细菌和其他病原体起到消毒灭菌作用。解析时间短，操作简单，见效快，成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
