本申請涉及制備消毒劑納米顆粒的裝置。

背景技術：

眾所周知，汽化是將物質由液態變為氣態的一種過程，通常有蒸發和沸騰兩種形式。蒸發只是發生在液體表面的一種溫和的汽化過程，在任何溫度下都可以發生，液體的溫度越高、表面積越大以及通風效果越好，汽化(蒸發)的速度就越快。沸騰是在同一溫度下同時發生在液體表面和內部的一種劇烈汽化過程，每種液體僅當其溫度升高并達到沸點溫度時才會沸騰。雖然蒸發與沸騰在相變上并無本質區別，但對于易燃易爆以及不穩定的物質如過氧化氫和過氧乙酸等而言，沸騰時就極易產生爆炸或分解破壞。

利用消毒液對空間進行消毒或滅菌通常采用噴霧或熏蒸(高溫汽化)2種方式。由于熏蒸所產生的顆粒比噴霧要小，在空氣中容易擴散，因而效果相對較好，使用范圍也較寬。例如利用丙二醇、乳酸、過氧乙酸、過氧化氫和甲醛等消毒劑進行熏蒸的方式對空間消毒或滅菌都獲得了廣泛的應用。

但是，在現有技術中，要么產生的消毒劑顆粒較大不能達到消毒效果，且含有大量的水分或蒸汽會使設備或墻壁表面濕潤而產生腐蝕作用；要么使用的消毒劑的濃度過高，進而導致腐蝕性增強，特別是使用高濃度的過氧化氫在高溫汽化的過程中因過氧化氫分解會產生大量水分，對彩鋼板和環氧地面也具有較強的腐蝕作用。即不管使用了那種方法制備消毒劑顆粒，都會含有大量的水分或水蒸汽，因而也不可避免的對某些物體表面產生腐蝕作用。

因此，需要開發出一種新的制備消毒劑小顆粒的裝置，以克服現有技術的缺陷。

技術實現要素：

為了克服現有技術的缺陷，本申請提供了一種制備消毒劑納米顆粒的裝置，其包括儲液裝置，其用于儲存所述消毒劑；噴霧系統，其與所述儲液裝置連接，用于將所述儲液裝置中的所述消毒劑吸出，并將所述消毒劑霧化為顆粒；汽化分離系統，其與所述噴霧系統連接，用于汽化所述顆粒為納米霧；旋風分離系統，其與所述汽化分離系統連接，用于接收來自所述汽化分離系統中的所述納米霧，并對所述納米霧進行干燥、分離，形成所述消毒劑納米顆粒。

在一個具體實施方式中，所述汽化分離系統和所述旋風分離系統分別與所述儲液裝置連接。

在一個具體實施方式中，所述噴霧系統包括

空氣過濾器，其第一端與外界接觸；

至少一個風機和/或空氣壓縮機，其第一端與所述空氣過濾器的第二端連接；

霧化噴頭，其通過通風管道與所述風機和/或空氣壓縮機第二端連接；并且所述噴霧系統通過所述霧化噴頭與所述汽化分離系統連接。

在一個具體實施方式中，所述汽化分離系統包括

汽化分離本體，其與所述霧化噴頭連接，所述霧化噴頭工作時將所述顆粒噴入所述汽化分離本體圍合成的空腔內；

納米霧輸出口，其位于所述汽化分離本體上，并與所述旋風分離系統連接。

優選地，汽化分離本體為至少兩個順次連接的汽化分離本體。

在一個具體實施方式中，所述旋風分離系統包括

旋風分離本體；

納米霧輸入口，其位于所述旋風分離本體上，并與所述納米霧輸出口連接；

溶劑蒸汽排出口，其位于所述旋風分離本體的上部，用于排出干燥過程中產生的溶劑蒸汽；

消毒劑納米顆粒輸出口，其位于所述旋風分離本體上，用于輸出所述消毒劑納米顆粒。

優選地，所述旋風分離本體為至少兩個順次連接的旋風分離本體。

在一個具體實施方式中，所述汽化分離系統還包括第一消毒劑聚集口，所述第一消毒劑聚集口位于所述汽化分離本體的下部，且與所述儲液裝置連通。

在一個具體實施方式中，所述旋風分離系統還包括第二消毒劑聚集口，所述第二消毒劑聚集口位于所述旋風分離本體的下部，且與所述儲液裝置連通。

在一個具體實施方式中，所述旋風分離系統還包括氣體過濾器，所述氣體過濾器位于所述溶劑蒸汽排出口的下方。

在一個具體實施方式中，所述旋風分離系統的形狀為柱形、錐形、或柱形和錐形的結合體。

在一個具體實施方式中，所述裝置還包括

消毒劑濃度檢測裝置，其與所述消毒劑納米顆粒輸出口連接，用于檢測輸出的所述消毒劑納米顆粒的濃度；

電路控制系統，其分別與所述噴霧系統、所述消毒劑濃度檢測裝置連接；

外殼，在所述空氣過濾器的第一端與所述外殼的連接處設置有第一孔，在所述溶劑蒸汽排出口與所述外殼的連接處設置有第二孔；在所述消毒劑納米顆粒輸出口與所述外殼的連接處設置有第三孔；

滾輪，其設置于所述外殼的底部。

在一個具體實施方式中，所述溶劑可以為水和/或乙醇。

本申請能產生的有益效果包括：

(1)利用本申請的裝置，所制備的消毒劑納米顆粒不僅非常小，而且比較干燥，大部分可達到納米級，能夠長時間懸浮在空氣中，并與空氣中的細菌充分接觸而達到殺菌目的，而且對彩鋼板和環氧地面沒有腐蝕作用。解決了現有技術消毒劑在汽化或霧化的顆粒中存在大量溶劑或溶劑蒸汽以及分解的問題，提高了其消毒滅菌效果，并減少了其腐蝕性。可廣泛地應用于各種可密閉空間的消毒滅菌。

具體來講，其不但能夠產生滿足于消毒效果的消毒劑顆粒粒徑大小。即其產生的消毒劑顆粒粒徑低于5μm；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于3μm可達到95％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于2μm可達到85％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于1μm可達到72％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于0.5μm可達到53％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于0.3μm可達到28％。而且其能夠使產生的消毒劑顆粒的相對濕度降低到40％，進而大大降低了消毒劑納米顆粒對消毒設備和/或被消毒的墻壁的腐蝕。

即使僅進行一級旋風分離，其產生的消毒劑顆粒粒徑也低于5μm；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于3μm可達到93％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于2μm可達到81％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于1μm可達到67％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于0.5μm可達到49％；其產生的消毒劑顆粒粒徑低于0.3μm可達到25％。而且其能夠使產生的消毒劑顆粒的相對濕度降低到60％。其也在滿足消毒效果的同時，能夠大大降低消毒劑納米顆粒對消毒設備和/或被消毒的墻壁的腐蝕。

并且根據以上的結果可知，使用本申請的設備不但可以提高更小粒徑的消毒劑納米顆粒粒徑所占的比例，而且可以有效地降低消毒劑納米顆粒的相對濕度。

(2)本申請只需要使用廉價的風機或空氣壓縮機提供空氣和使用低濃度的過氧化氫消毒液。

(3)不同于現有高溫汽化技術(vhp技術)需要使用高濃度的過氧化氫(一般30-50％)以及至少130℃溫度的閃蒸技術對每一滴消毒液(注：1滴消毒液的粒徑約400μm左右)進行汽化會造成大量過氧化氫分解。本申請由于先采用噴霧技術將消毒液霧化至10μm左右的小顆粒，再利用大小顆粒彈性不同的原理對大小顆粒進行分離得到平均粒徑小于1μm的更小顆粒，極大地增加了消毒液的表面積，提高了低溫條件下的蒸發汽化效率。因此可以使用低濃度的過氧化氫(一般6％以下)在低溫(室溫)下利用高速流通空氣對過氧化氫消毒液進行蒸發汽化，避免了現有的vhp技術造成大量過氧化氫的分解破壞以及腐蝕作用，同時也能達到高濃度的過氧化氫相同或更好的消毒滅菌效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的制備消毒劑納米顆粒的裝置結構示意圖。

部件和附圖標記列表：

1噴霧系統，

11風機或者空氣壓縮機，12空氣過濾器，13霧化噴頭，14支架，

21儲液裝置，22溶劑過濾器，23輸液管道，24回收管道，

3汽化分離系統，

31汽化分離本體，32空腔，33納米霧輸出口，34第一消毒劑聚集口，

4旋風分離系統，

41納米霧輸入口，42溶劑蒸汽排出口，43消毒劑納米顆粒輸出口，44第二消毒液聚集口，45過濾器，46旋風分離本體，

5消毒劑濃度檢測裝置，

6電路控制系統，

7外殼，

71第一孔，72第二孔，73第三孔，

8滾輪。

具體實施方式

下面結合實施例詳述本申請，但本申請并不局限于這些實施例。

實施例1

如圖1所示，本申請提供了一種在低溫條件下對消毒劑進行汽化分離制備消毒劑納米顆粒的裝置，該裝置包括用于將消毒劑霧化形成小顆粒的噴霧系統1，存放有消毒劑的儲液裝置21，用于將霧化后的消毒劑小顆粒進行分離、蒸發汽化形成更小顆粒(納米霧)的汽化分離系統3和用于將分離汽化后的形成的納米霧進行干燥、分離的旋風分離系統4。所述儲液裝置21分別與所述噴霧系統1、所述汽化分離系統3和旋風分離系統4連接。所述噴霧系統1、所述汽化分離系統3和所述旋風分離系統4依次連接。所述儲液裝置21分別與所述汽化分離系統3和旋風分離系統4連接，用于回收在所述汽化分離系統3和旋風分離系統4中聚集的消毒液。

具體地，儲液裝置21可采用儲液瓶等容器，所述儲液裝置21與輸液管道23和回收管道24連接。所述儲液裝置21存儲有所述消毒劑。所述輸液管道23內設置有所述溶劑過濾器22，且所述輸液管道23的第一端與所述儲液裝置21連接，所述輸液管道23的第二端與所述噴霧系統1連接。所述儲液裝置21通過所述回收管道24分別與所述汽化分離系統3和旋風分離4系統連接。

在噴霧系統中，霧化噴頭13的第一端通過通風管道與高速風機或者空氣壓縮機11的出口(即通風管道與高速風機或者空氣壓縮機11的第二端)相連接。霧化噴頭13的第二端與汽化分離系統3的入口相連接。霧化噴頭13還同時通過輸液管道23與儲液裝置21相連接，霧化噴頭13在負壓或者微型電泵的作用下可將儲液裝置21內的消毒液吸入并進行霧化，將霧化的顆粒釋放于所述汽化分離系統中。

具體地，所述噴霧系統1包括至少一個風機或空氣壓縮機11、至少一個霧化噴頭13、支架14和空氣過濾器12。所述風機或空氣壓縮機11的第二端與所述霧化噴頭13的第一端通過通風管道連接。所述風機或空氣壓縮機11的第一端與所述空氣過濾器12的第二端連接。所述輸液管道23的第二端與所述霧化噴頭13連接。所述霧化噴頭13的第二端與所述汽化分離系統3連接。優選地，所述噴霧系統1可以包括多個風機或空氣壓縮機11，和/或多個霧化噴頭13，設置多個風機或空氣壓縮機11，和/或者霧化噴頭13的數量，用于產生更高流速的空氣和更多的霧化顆粒。風機或空氣壓縮機11可為霧化噴頭13提供高流速空氣。霧化噴頭13可以為文丘里高速噴頭。

具體地，所述汽化分離系統3包括至少一個汽化分離本體31。汽化分離本體31圍合形成空腔32。汽化分離本體31的底部可以設有第一消毒劑聚集口34。第一消毒劑聚集口34通過回收管道24與儲液裝置21連接。汽化分離本體31上設置有納米霧輸出口33，納米霧輸出口33與旋風分離系統4連接。其中，納米霧輸出口33例如可以設置于汽化分離本體31的上部或側壁上。汽化分離本體31與所述霧化噴頭13連接，霧化噴頭13工作時將霧化顆粒噴入至汽化分離本體31圍合成的空腔32內。

其中，霧化系統1和汽化分離系統3的數量可根據實際需要靈活設置以確保能夠產生足夠數量的霧化顆粒以及足夠小的霧化粒子(納米霧顆粒)；如前所述，霧化系統1利用風機或者空氣壓縮機11產生的高速氣流，驅動儲液裝置21中的消毒液進行噴霧形成大小不同的消毒液小顆粒，并輸入至汽化分離系統3中，而汽化分離系統3利用不同顆粒的彈性不同的性質，對霧化后形成的不同大小的消毒液顆粒進行分離，將其中沒有彈性的較大顆粒通過汽化分離系統3的內壁吸附形成液膜或液滴，形成的液滴延汽化分離本體31的內壁聚集至第一消毒劑聚集口34，并通過回收管道24回收至儲液裝置21中。而將其中具有彈性的較小顆粒在高速氣流的作用下進行分離、蒸發汽化形成更小顆粒即納米霧顆粒，最后隨高速氣流從納米霧輸出口33輸入至旋風分離系統4中進行進一步蒸發汽化和分離。

具體地，所述旋風分離系統4可以為柱形或錐形以及柱形和錐形的結合體。在如圖1所示的旋風分離系統4中，由柱形和錐形組合形成旋風分離本體，納米霧輸入口41設置于旋風分離本體靠近上部的側壁上(例如位于旋風分離本體46側壁靠近上部2/3以上的部分)，納米霧輸入口41通過通風管道與所述分離汽化系統3中的納米霧輸出口33連接。溶劑蒸汽排出口42與大氣相通，位于旋風分離本體46的上部，氣體過濾器45位于溶劑蒸汽排出口42的下方，第二消毒液聚集口44位于旋風分離本體46的下部，第二消毒液聚集口44通過回收管道24與儲液裝置21連通。

其中，所述旋風分離系統4的數量也可根據實際需要靈活設置以確保對汽化分離系統3產生的納米霧進行進一步地蒸發、汽化和分離。因為由汽化分離系統3產生的納米霧中通常含有大量溶劑或溶劑蒸汽，旋風分離系統4可以利用旋風的作用對納米霧進行進一步地蒸發汽化和干燥，再利用溶劑和消毒劑納米顆粒的比重和粒徑不同，通過旋風和過濾器將溶劑和消毒劑納米顆粒進行分離：即將溶劑蒸汽排入大氣中，將最終得到干燥的消毒劑納米顆粒對待消毒滅菌空間進行消毒滅菌。

優選地，所述制備消毒劑納米顆粒的裝置還包括消毒劑濃度檢測裝置5。消毒劑濃度檢測裝置5與所述旋風分離系統4的消毒劑納米顆粒輸出口43連接，用于檢測輸出的所述消毒劑納米顆粒的濃度。

優選地，所述制備消毒劑納米顆粒的裝置，還包括電路控制系統6。電路控制系統6分別與所述噴霧系統1和消毒劑濃度檢測裝置6連接。

優選地，所述制備消毒劑納米顆粒的裝置還包括外殼7和滾輪8。所述外7殼底部設置有多個所述滾輪8。在空氣過濾器12的第一端與外殼7的連接處設置有第一孔71，在溶劑蒸汽排出口42與外殼7的連接處設置有第二孔72；在消毒劑納米顆粒輸出口5與外殼7的連接處設置有第三孔73。

本申請先采用噴霧技術將消毒液霧化至10μm左右的小顆粒，再利用大小顆粒彈性不同的性質對大小顆粒進行分離得到平均粒徑小于1μm的更小顆粒，極大的增加了消毒液的表面積，提高了低溫條件下的消毒液的蒸發汽化效率。因此可以使用低濃度的過氧化氫(一般6％以下)在低溫(室溫)條件下利用高速流通空氣對過氧化氫消毒液進行蒸發汽化，避免了現有的vhp技術因高溫蒸發造成大量過氧化氫的分解破壞，也達到了高濃度的過氧化氫相同或更好的消毒滅菌效果。

本申請的制備消毒劑納米顆粒的裝置，實現了在低溫(室溫，即25±5℃)條件下對消毒液進行蒸發汽化并分離獲得干燥消毒劑納米顆粒的目的，解決了現有技術制備的消毒劑顆粒中含有大量溶劑和溶劑蒸汽的難題，所制備的消毒劑納米顆粒能夠長時間懸浮在空氣中，并與空氣中的細菌充分接觸而達到殺菌目的，而且對彩鋼板和環氧地面沒有腐蝕作用。配合活性過氧化氫消毒液使用，具有滅菌后無殘留、無污染等優點，是一種可取代甲醛和臭氧的理想消毒滅菌技術和系統。

實施例2

采用實驗操作方式進行實際分析

一、顆粒大小分布及干燥效果測定

以6％過氧化氫消毒劑為例，對本發明產生的消毒劑納米霧以及采用旋風分離干燥后產生的消毒劑顆粒的大小分布進行了測定。同時對其濕度也進行了測定，結果如下。

1.主要實驗材料和設備

clj-bii(d)型塵埃粒子計數器(測量微粒大小范圍為0.3-5μm)，6％活性過氧化氫消毒液(殺孢子劑，執行標準q/hhp001-2015)，內含6％的過氧化氫和微量活性銀離子作為穩定劑(湖北荷普藥業股份有限公司生產)；

2.試驗場地

某制藥企業gmp廠房內一間凈化車間，車間高2.8m，寬4.4m，長6.5m，空間總體積約80m³。

3.實驗方法

參照clj-bii(d)型塵埃粒子計數器使用說明書，開啟塵埃粒子檢測儀器電源開關，設置好相關參數(測試周期：60s，采樣量：28.3l/min)，將塵埃粒子檢測儀器采樣管口分別放置在本發明的不同出口處檢測過氧化氫消毒液的粒子大小分布以及相對濕度。

4.實驗結果

不同大小的粒子所對應的數量進行統計分析，結果見表1所示。由表1可知，本發明的低溫汽化技術制備消毒劑納米顆粒的裝置對6％過氧化氫消毒液霧化并經過汽化分離系統后分離、汽化后所產生的平均顆粒大小約0.5μm，小于1μm的顆粒占50％以上，但其相對濕度高達95％，經過第一級旋風干燥系統蒸發干燥并分離后，小于1μm的顆粒所占比重由54％提高到66.5％，相對濕度也由原來的95％下降到60％，經過第二級旋風干燥系統蒸發干燥并分離后，小于1μm的顆粒所占比重又由66.5％提高到72.1％，相對濕度也由原來的95％下降到40％。這說明本發明的低溫汽化技術制備消毒劑納米顆粒的方法和系統真正實現了在低溫(室溫)條件下對消毒液進行蒸發汽化并分離獲得干燥消毒劑納米顆粒的目的，解決了現有技術制備的消毒劑顆粒中含有大量溶劑和溶劑蒸汽的難題，所制備的消毒劑納米能夠長時間懸浮在空氣中，并與空氣中的細菌充分接觸而達到殺菌目的，對彩鋼板和環氧地面沒有腐蝕作用。

表1.不同出口的顆粒大小所占比例及相對濕度測定結果

二、用于gmp車間消毒滅菌試驗

以某gmp藥品車間為例，測定本低溫汽化技術制備消毒劑納米顆粒對gmp車間的消毒滅菌效果，具體方法如下：

1.主要實驗材料

生物指示劑(嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子，孢子量10⁶cfu/片，含同一批號生物指示劑專用培養液)和tsa，6％活性過氧化氫消毒液(專用殺孢子劑)。

2.試驗場地

gmp凈化車間一間，車間高2.8m，寬4.4m，長6.5m，空間大小約80m³。

3.實驗方法

根據車間空間大小，按照5ml/m³的使用體積進行消毒滅菌。使用時將設備置于車間正中間，5片生物指示劑和5片過氧化氫化學指示劑分別放置在車間中間(編號3)和四個不同角落(設備前方兩個角落點編號分別為1和2，后方角落兩個點編號分別為4和5)，所有生物指示劑垂直放置并離地面的高度均為1m，并充分暴露于空氣中，當消毒液消耗完畢后，將房間密閉90min，再排風30min除去殘留的消毒劑，使其達到安全水平(空氣中過氧化氫濃度小于1ppm)，按無菌方法取出生物指示劑(芽孢條)，放入對應編號的嗜熱脂肪芽孢培養液中，按照所購生物指示劑的使用說明書，置于恒溫培養箱中，在55-60℃培養24小時后觀察。同時取同批生物指示劑1片作陽性對照。經過24小時的培養，若培養液變渾濁，顏色由紫色變為黃色則判定為陽性；若培養液澄清，顏色不變色則為陰性；繼續培養至第7天，如果培養液變為黃色，則判定為滅菌不合格；如果培養液仍為紫色，則判定為滅菌合格。

(1)空間消毒效果：實驗結果表明，當6％活性過氧化氫消毒液的消耗體積為5ml/m³，密閉時間為90min，即可對80m³的房間進行消毒滅菌，并達到滅菌要求(即可殺死10⁶的孢子)。

(2)表面消毒效果：采用6％活性過氧化氫消毒液進行空間霧化消毒，消耗體積為5ml/m³，密閉時間為90min。消毒完畢后，采用tsa接觸碟對滅菌后潔凈區內各表面(4個墻面各2個點、地面隨機選8個點)取樣。取樣時，打開碟蓋，將無菌培養基表面與取樣面直接接觸，均勻按壓接觸碟底板，確保全部瓊脂表面與取樣點表面均勻充分接觸，接觸不低于10秒鐘，蓋上碟蓋。取樣后，立即用適當的消毒劑擦拭被取樣表面，以除去殘留瓊脂。將(tsa)接觸碟倒置于30℃～35℃恒溫培養箱中培養3天，計數檢測。結果表明：當霧化體積為5ml/m³，密閉時間為60min時，該設備不僅可用于空間消毒，還可對物體表面進行消毒，消毒后的墻壁和地面微生物指標均符合gmp的要求。

(3)化學指示劑檢查結果：滅菌結束后對化學指示劑的變色情況進行檢查，結果化學指示劑全部變色。

(4)過氧化氫殘留量的測定：滅菌結束后通風30min，在房間的不同部位(與生物指示劑放置位置相同)用過氧化氫檢測儀對過氧化氫的殘留量進行檢查，結果均小于＜1ppm。

以上所述，僅是本申請的幾個實施例，并非對本申請做任何形式的限制，雖然本申請以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限制本申請，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本申請技術方案的范圍內，利用上述揭示的技術內容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例，均屬于技術方案范圍內。