Солнечный парогенератор для стерилизатора медицинских инструментов

Posted by   oratorslova Гончаров Сергей
21/11/2020

В качестве стерилизаторов в лечебных учреждениях, клиниках, в лабораторной практике, у стоматологов, используются автоклавы, подающие перегретый пар под давлением при температуре 125℃ или сухожаровые шкафы стерилизующие медицинские инструменты, лабораторную посуду для обеззараживания путем термообработки.

Источником энергии для сухожаров или парового стерилизационного оборудования служит электрическая сеть.

Но если в развитых странах как в крупных городах, так и в мелких населенных пунктах, электричество присутствует повсеместно, то в развивающихся, или в отдаленных на десятки километров горных, сельских районах, электроэнергия подается не стабильно или вообще отсутствует, но население нуждается в медицинской помощи, в том числе в оперативном хирургическом вмешательстве. И без стерилизации инструментов никак не обойтись. Больные и умирующие ждать не могут.
Альтернатива это генераторы, работающие на бензиновым двигателях, но топливо опять же сложно доставить и цена на него с учетом доставки будет очень дорогой.
В государствах, которым посчастливилось географически располагаться на участках нашей планеты, где большую часть года светит солнце, можно и нужно использовать это фактически бесплатное тепло. И речь идет не только о солнечных батареях.

новая перспективная разработка - концентратор солнечных лучей для получения горячего пара с целью питания стерилизационного оборудования для медицинских инструментов

Ученые из Массачусетского технологического института совместно с индийскими коллегами разработали оборудование, позволяющее использовать солнечную энергию для непрерывного генерирования стерилизующего горячего пара (гп).

Основа устройства это собирающий солнечные лучи коллектор площадью 2 м2, чего достаточно для питания автоклава небольшой больнице. Экономный, безопасный прибор, для того чтобы инструментарий был стерильным даже в удаленных районах, и что важно - с малыми затратами.
Основная фаза опытных испытаний прошла в городе Мумбаи.

Ключем к успешному построению питающей системы стерилизатора является специальный оптически прозрачный гель, по химическому составу похожий на пенопласт из кремнезема (основная составляющая песка) и воздушных полостей. Это пористый материал. Его главная задача – качественная термоизоляция, уменьшаюшая потери тепла как минимум в 10 раз.

Это необходимо, чтобы сосредоточить на небольшой площади высокую температуру.

Такую же роль играют и защитные кожухи и в других разновидностях нагревательного оборудования для лабораторий: водяные бани, сухожаровые шкафы, дистилляторы, как сохраняющие тепло внутри камеры, так и сберегающие руки персонала от ожогов.
Этот изолятор прикрепляется клеем к верхнему элементу аппарата для производства воды с высокой температурой от нагрева солнечным излучением, который представляет собой пластину из меди, покрытую черным покрытием с высокой степенью теплопоглощения, соприкасающемуся с набором трубопроводов с нижней стороны.


Алгоритм работы

  1. Солнце нагревает экран – пластину и вода, протекающая по трубам под ней, отбирает тепло.
  2. За счет прозрачного изолирующего слоя сверху, а также с помощью полированных зеркал из алюминия с двух сторон пластины, появляется возможность фокусировать дополнительный солнечный энергетический поток. Этот конструктивный элемент и позволяет системе генерировать высокотемпературный пар вместо просто нагретой воды.
  3. Из водяного бака вниз, в пластину, вода стекает под действием силы тяжести.
  4. Произведенный пар поднимается к верхней части кожуха (чем то напоминает по принципу действия процесс опреснения воды в лабораторном дистилляторе) и отводится через другую трубу, по которой гп под давлением подается в паровый стерилизатор.
  5. Чтобы результаты высокотемпературной обработки соответствовали медицинским нормативам по микробиологической чистоте, необходимо чтобы скальпели, ложки, ножи, зажимы, пинцеты, воронки, ножницы обрабатывались воздушным паром на протяжении как минимум получаса.

Термическая изоляция показала себя столь хорошо, что даже при туманном небе, когда освещенность по мощности составляет всего 70 % от показателя яркого дня, прибор успешно создавал пар, достаточный для работы автоклава.

Один из руководителей проекта, который несет социальную миссию, отмечает что разработанное устройство является пассивным, недорогим вариантом, когда доступ к источникам энергии затруднен. Множество мелких медицинских заведений, отдаленных от мегаполисов, могут купить недорогой стерилизационный парогенератор, позволяющий производить обеззараживание медицинских инструментов по низкой цене и спасать жизни людей. А возможно приобретение будет профинансировано за счет госбюджета или на донорские пожертвования благотворительных организаций.

Пока нельзя говорить о промышленном производстве. Это опытный образец. Проблема в высокой стоимости изолирующего геля, который производится с использованием специальных дорогих сушильных шкафов. По прогнозам, производитель может приступить к массовому выпуску через несколько лет. При большом количестве заказов (а оно обещает быть таким), удастся снизить условно-постоянные расходы, что уменьшить себестоимость выпуска.
Все же остальные комплектующие достаточно дешевы. Детали, которые требуются для сборки генератора пара для стерилизатора, суммарно стоят в пределах 100 долларов. Также простым является и обслуживание.

Получается, что солнце не только "поливает" Землю жестким ультрафиолетом, выступая в качестве мощного облучателя, что отрицательно влияет на нашу кожу при чрезмерном воздействии, но и за счет использования инфракрасной, тепловой части спектра, дает возможность бесплатно готовить гп, участвующий в процессе бактерицидной обработки медицинского инструментария.

Заказать подобные устройства могут и другие отрасли, например пищевая, где нужен дешевый пар с высокой температурой, чтобы обрабатывать продукты питания стерилизующим паром с целью удаления бактерий, микробов и вирусов с поверхностей плодовых оболочек.

АНАЛИЗАТОР GRAINSENSE

Недавнее