Применение генератора озона в космической стерилизации

Озон — это широкоспектральное и высокоэффективное дезинфицирующее средство с сильным окислением и быстрой скоростью реакции, которое обладает превосходным дезинфицирующим и дезодорирующим эффектом. Озон оказывает значительное убойное действие на микроорганизмы в воздухе. При использовании концентрации озона 20 мг/м3 в течение 30 минут уровень уничтожения естественных бактерий достигает более 90%. В настоящее время стерилизация озоном является одним из рекомендуемых важных методов стерилизации в GMP в Китае.

2.1 Принцип стерилизации озоном

Механизм и процесс стерилизации озоном относятся к биохимическим процессам, которые окисляют и разлагают глюкозооксидазу, необходимую для внутреннего окисления глюкозы в бактериях. Он также может напрямую взаимодействовать с бактериями и вирусами, повреждая их органеллы и рибонуклеиновую кислоту, разлагая крупные молекулярные полимеры, такие как ДНК, РНК, белки, липиды и полисахариды, и нарушая метаболическое производство и репродуктивные процессы бактерий. Он также может проникать в клеточную мембранную ткань, вторгаться в клеточную мембрану и воздействовать на липопротеины внешней мембраны и внутренние липополисахариды, вызывая нарушение проницаемости клеток и приводя к лизису и смерти клеток. А генетические гены, паразитические штаммы, паразитические вирусные частицы, бактериофаги, дендриты и пирогены (бактериальные и вирусные метаболиты, эндотоксины) в мертвых бактериях будут растворены, денатурированы и уничтожены.

2.2 Преимущества стерилизации озоном

(1) Имеет высокую диффузионную способность: O3 — это газ с хорошими диффузионными характеристиками, без мертвых зон в стерилизационной зоне, с равномерным распределением концентрации в зоне и стабильным эффектом стерилизации.

(2) Текущая «Техническая спецификация дезинфекции» признает O3 как широкоспектральный и высокоэффективный фунгицид: O3 оказывает хорошее бактерицидное действие на различные патогенные микроорганизмы, такие как Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, вирус гепатита, грибки и т. д. Научные исследования показали, что O3 обладает сильным бактерицидным и дезинфицирующим действием, не только обладая сильной бактерицидной способностью против различных бактерий (включая вирус гепатита, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и другие различные бактерии), но и эффективен против грибков. В настоящее время нет сообщений о том, что O3 развивает устойчивость к определенным патогенным микроорганизмам, что позволяет преодолеть недостаток традиционных химических дезинфицирующих средств, развивающих устойчивость.

(3) После дезинфекции O3 он естественным образом разлагается на O2, который безопасен и не оставляет остатков, а также исключает возможность вторичного загрязнения.

(4) Нужен только генератор озона, а сырьем является воздух. Для работы требуется только электричество, и он прост в эксплуатации.

(5) Стерилизация при комнатной температуре с широким спектром применения.

Для небольших отсеков автомобиля их можно разделить или переместить и разместить в отдельных пространствах. Как правило, их следует размещать на возвышении, поскольку озон имеет более высокую плотность в воздухе и склонен к уменьшению. Основная цель размещения их на возвышении — способствовать распространению озона.

Используя циркулирующий воздух системы HVAC в качестве носителя озона, озоновый газ, вырабатываемый генератором озона, распространяется по всей чистой зоне, контролируемой источником воздуха под давлением, создаваемым очистным вентилятором в системе HVAC, и концентрация озона в воздухе становится равномерной. Без добавления какого-либо дезинфекционного оборудования в производственную среду чистой зоны можно достичь цели стерилизации. В то же время он также может убивать различные бактерии и плесень в системе HVAC. Практика показала, что этот метод дезинфекции и стерилизации также может растворять и направлять бактерии в высокоэффективных фильтрах, продлевая их срок службы.

Существует несколько способов установки генератора озона:

(1) Отдельное или мобильное размещение в отдельной комнате (как указано выше)

(2) Сборка в блоке кондиционирования воздуха (при таком способе размещения узел обычно устанавливается после фильтра средней эффективности или перед фильтром высокой эффективности, но из-за загрязнения воздуха от системы кондиционирования воздуха генератор озона часто выходит из строя и не может продолжать работу, поэтому этот способ в принципе не нужен)

(3) Генератор озона размещается снаружи блока кондиционирования воздуха, а озоновый трубопровод подключается к основному воздуховоду подачи воздуха.

Метод расчета: При использовании системы HVAC для централизованного дозирования генератор озона следует выбирать по следующей методике: сначала рассчитывается фактический объем дезинфекции озоном. Фактический объем делится на три части: V=V1+V2+V3, V1 объем чистой зоны, V2 объем системы очистки воздуха и V3 объем потерь воздуха при циркуляции. В реальном процессе расчета V3 равен 1,2% от общего объема воздуха системы циркуляции.

В=С*В/Д

W: Фактическая производительность используемого генератора озона указывается в граммах в час;

V: Фактический объем дезинфекции озоном;

D: Коэффициент разрушения озонового слоя составляет 0,4208.

Если проектная концентрация озона составляет 5 ppm для бактерий в воздухе, а объем дезинфекции составляет 10000 м3

Расход приточного воздуха 100000м3/ч

V1=10000м3

V2=игнорируется

Бз=100000*1,2%=1200

Фактический объем дезинфекции озоном V=V1+V2+V3=11200м3

Дозировка озона

W=C*V/D=5*2,14*11200/0,4208=284,79 г/ч. Рекомендуемая производительность генератора озона составляет 300 г/ч.

(1) Эффект стерилизации озона K является произведением фактической концентрации озона C и времени действия T, то есть K=C × T. Для дезинфекции озоном необходимо достичь как минимум пороговой концентрации. Если концентрация ниже пороговой, эффект стерилизации не может быть достигнут, а если концентрация слишком высока, это увеличит эксплуатационные расходы. Поэтому следует провести расчеты, чтобы выбрать озоногенерирующее устройство с соответствующим диапазоном концентрации.

(2) Стерилизующий эффект озона наиболее оптимален при влажности 70-80%, а при влажности ниже 45% эффект слабый. Поэтому при общем использовании следует уделять внимание соответствующему повышению влажности в окружающей среде.

(3) Виды микроорганизмов, температура, pH органических веществ. Мутность и цвет воды, а также восстанавливающие вещества в дезинфекционном помещении могут влиять на бактерицидное действие озона и должны контролироваться во время использования.

(4) Озон токсичен для человека. При использовании озона для стерилизации вход персоналу строго воспрещен.

(5) Озон — сильный окислитель, который может повредить различные предметы. Чем выше концентрация, тем сильнее повреждения. Он может вызвать появление зеленых пятен ржавчины на медных листах, старение резины, изменение цвета, снижение эластичности, хрупкость, ломкость, отбеливание и выцветание тканей. При его использовании следует соблюдать осторожность.

(6) В связи с тем, что озон может быть произведен только на месте, наиболее экономичным и технологически зрелым способом получения озона является коронный разряд. Трубчатый озонатор имеет такие преимущества, как простая структура, надежная работа, низкие эксплуатационные расходы и гибкое регулирование.

Озон, как новый метод дезинфекции и стерилизации, который появился сравнительно поздно и долгое время не использовался в Китае, имеет такие преимущества, как отсутствие мертвых углов, отсутствие остатков, мощная стерилизующая способность, использование воздуха в качестве сырья, простота эксплуатации и низкая стоимость. Поэтому необходимо и своевременно изучить его применение в космической дезинфекционной отрасли. Однако из-за определенных проблем в процессе проектирования и применения этой системы необходимы дальнейшие исследования и исследования соответствующим техническим персоналом.