CC BY
61
Буреев И.А.1, Кушнир А.Т.2, Балышев В.М.3, Зубаиров М.М.4, Селянинов Ю.О.5, Курочкин
Е.В.6 е
1Д.т.н., профессор; 2,3д.в.н., профессор; 4к.в.н., ст. научн. сотр.; 5д.б.н., профессор; 6аспирант. Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной вирусологии и микробиологии Россельхозакадемии
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ И
ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Аннотация
В статье приведены сведения о технических характеристиках новых разработанных в ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии генераторов аэрозолей и дезинфицирующей эффективности распыленных дезинфектантов. Новые генераторы позволяют создавать высокодисперсные объёмные и грубодисперсные направленные аэрозоли. В комплекс разработанных технических средств создания аэрозолей входят стационарные (САГ-1М, САГ-2М, САГ-3М), мобильные (САГ-4М) и передвижные высоко производительные установки. Основные узлы и детали выполнены из антикоррозийных материалов (полипропилен, полиэтилен, капролон). Разработанные генераторы позволяют создавать аэрозоли из порошкообразных препаратов. Показана обеззараживающая эффективность химических биоцидов (теотропин и глутаровый альдегид) в отношении возбудителей инфекционных болезней животных при их распылении разработанными техническими средствами.
Ключевые слова: аэрозоли, генераторы аэрозолей, дезинфекция, дисперсный состав, эффективность, инфекционные болезни.
Keywords: aerosols, aerosol generators, disinfection, disperse structure, efficiency, infection diseases.
I.A. Bureyev, A.T. Kushnir, V.M. Balyshev, M.M. Zubairov, Yu.O. Selyaninov, J.V. Kurochkin
State Research Institution National Research Institute for Veterinary Virology and Microbiology of Russia (SRI NRIVVaMR), 601120, Pokrov, Russia
TECHNICAL MEANS FOR DEVELOPMENT OF DISINFECTANT AEROSOLS AND
EVALUATION OF THEIR EFFICIENCY
Summary
In this article technical characteristics of the new aerosol generators developed in State Scientific Institution National Research Institute for Veterinary Virology and Microbiology of Russia Agricultural Academy, and disinfection efficiency of sprayed disinfectants are presented. The new generators allow developing high-dispersed volumetric and rough-dispersed directed aerosols. The new complex of developed technical means for aerosol production includes stationary (САГ 1М, САГ-2М, САГ-3М), mobile (САГ-4М) and mobile high-performance (САГ-10М) installations. The main junctions and parts are made of anticorrosive materials (polypropylene, polyethylene, сaprolon).The developed generators allow producing aerosols from powdery preparations. Disinfection efficiency of chemical biocides (teotropin and glutaraldehyde) concerning pathological agents of animal infectious diseases, by their spraying with the developed technical means is shown.
Введение
Технологии применения ряда препаратов в аэрозольной форме с различными физическими и биологическими свойствами нашли широкое распространение в различных отраслях народного
хозяйства и в том числе в медицине и ветеринарии при проведении профилактических и ветеринарно-санитарных мероприятий [1; 2].
В ветеринарной практике наиболее часто используют аэрозоли химических препаратов для дезинфекции и лечения инфекционных заболеваний, а вакцин для их специфической профилактики. Особенно широко аэрозоли химических и биологических препаратов применяют в птицеводстве. Для получения ожидаемого положительного дезинфицирующего эффекта препаратов в форме аэрозолей необходимо обеспечение технологии создания аэрозолей требуемой дисперсности высокопроизводительными генераторами (тонко- или грубодисперсные).
В ГНУ ВНИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии разработан комплекс генераторов аэрозолей различных типов и приборов контроля их характеристик [3; 4; 5; 6]. Характерным отличием разработанных технических средств от применяемых в настоящее время на практике является их универсальность, что позволяет создавать одним и тем же устройством как тонкодисперсные объёмные, так и грубодисперсные направленные аэрозоли.
Цель и задачи разработок
Основной целью разработки является совершенствование технических средств создания аэрозолей дезинфектантов и биологически активных препаратов. В задачи исследования входило повышение производительности, возможности регулирования дисперсности и направленности факела аэрозоля, расхода распыляемых препаратов, а так же оценка биоцидной эффективности ряда дезинфектантов в форме аэрозоля в отношении возбудителей некоторых болезней животных вирусной и бактериальной этиологии.
Материалы и методы
При изготовлении генераторов аэрозолей применяли коррозийно устойчивые материалы (полиэтилен, капролон, полипропилен) и промышленные методы изготовления деталей для их сборки.
Распыление дезинфектантов осуществляли генераторами аэрозолей типа САГ-1 различных модификаций.
В качестве дезинфицирующих препаратов использовали 2-10%-ные водные растворы перекиси водорода, хлорамина, формальдегида, теотропина при расходе 12 см3/м3.
Объектами дезинфекции служили возбудители вирусных и бактериальных инфекций: вирус классической чумы свиней (КЧС) штамм Ши-Мынь; вирус африканской чумы свиней (АЧС) штамм Ставрополь-2008; Bacillus anthracis вакцинный сибиреязвенный штамм 55-ВНИИВВиМ в споровой форме; Escherichia coli гемолитический штамм, содержащий антиген К-88 (колиэнтеротоксемия поросят).
Для выделения и культивирования бактерий использовали питательные и эллективные среды [9].Идентификацию и выделение вируса КЧС и АЧС проводили согласно Методических указаний по иммунофлюоресцентной диагностике классической чумы свиней [7] и ГОСТ 28573-90 «Методы лабораторной диагностики африканской чумы свиней» [8].
Результаты разработок и их обсуждение
Генераторы аэрозолей изготавливали из химически устойчивых материалов с использованием промышленных методов изготовления деталей и современных технологий.
Выполненные разработки по усовершенствованию технических средств получения аэрозолей включают комплекс аппаратуры: стационарные (САГ-1, САГ-1М, САГ-2М), передвижные (САГ-4М, САГ-10М) и малогабаритные ручные, переносного типа генераторы аэрозолей с направленным факелом аэрозоля (САГ-РН, САГ-5М). Аэрозольный генератор САГ-3М выполнен с раздельной выносной форсункой.
Последние усовершенствования были направлены на создание универсальных генераторов для диспергирования жидких порошковидных (пылевидных) материалов (САГ-1М, САГ-РН), а также на повышение производительности по распыляемой жидкости (САГ-10 МА).
В зависимости от наличия источников энергообеспечения для создания аэрозолей ветеринарных биологических препаратов с одинаковым эффектом используют пневматические или электрические генераторы аэрозолей. Разработанные в ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии технические средства создания аэрозолей успешно прошли производственные испытания и
внедрены на птицеводческих и животноводческих предприятиях, в молочной промышленности и отраслях сыроделия и маслоделия, для дезинфекции, в тепличных комплексах для снятия температурных напряжений и увлажнения. В институте эти генераторы используют для создания аэрозолей химических препаратов с целью дезинфекции помещений, предназначенных для работы с возбудителями вирусных и бактериальных болезней и содержания подопытных животных, а так же при профилактических обработках животных против инфекционных болезней. Малогабаритные генераторы аэрозолей используют так же при контроле эффективности работы защитных фильтрующих систем.
Для контроля концентрации аэрозолей в помещениях разработан прибор, позволяющий контролировать дозу препарата при проведении вакцинации и химиотерапии. Основные характеристики генераторов аэрозолей приведены в таблице 1.
Таблица 1
Технические характеристики генераторов аэрозолей, разработанных в ГНУ ВНИИВВиМ
Россельхозакадемии
№ Наименование Единицы Наименования генераторов аэрозолей
п'п технических характеристик измерения САГ-1 САГ-10 САГ-1М САГ-2М САГ-ЗМ САГ-4М САГ-5М САГ-ЮМА
1 Производительность л/мин г/мин 0,06 0,60 0,08 400 0,15-0,30 0,24 0,15-0,30 0,02 0,8-3,0
2 Предел ы р етул ирования производительности Л'МИН Не регулируется Не регулируется Не регулируется 0,02-0,30 0,02-0,30 0,02-0,30 Не регулируется Не регулируется
3 Размер частиц аэрозолей мкм 1-20 1-30 1-20 1-20 1-20 1-20 1-15 1-30
4 Массовый медианный размер частиц мкм 5 5 6 5 5 5 4 8
5 Ёмкость рабочего резервуара л 1 ДО 30 1,10 1,25 1,25 1,25 одо 32
б Расход воздуха на 1 л распыляемой жид кости м3 2,00 2,00-3,00 2 1,50 1.50 1,5о 1,30 2-3
7 Технологическая производител ьность м3/час 360 3600 360 1440 1440 1440 800 18000
8 Показатель эффективности распыления 2Д0 2,4 2,1 2,40 2,40 2,40 2,40 2,40
9 Рабочее давление сжатого воздуха кг/см2 3-4 3,5-4,0 3-4 2,50-4,00 2,50-4,00 2,50-4,00 1,50-2,00 3,50-4,00
10 Возможность гидравлического распыления нет нет нет да нет да нет нет
11 Длина факела м 1,0-1,5 2,10 1=0 1,25-2,50 1,50-2,50 1,50-2,50 0,15 1,50-2,50
12 Материал для изготовления дюраль дюраль, нержавеющая сталь дюраль полипропилен полипропилен полипропилен сталь нержавеющая Полипропилен, капролон, полиэтилен
13 Коррозионная стойкость Не устойчив Не устойчив Не устойчив устойчив устойчив устойчив устойчив устойчив
14 Масса кг 3,5 35 3,0 1,05 1,10 1,05 1,00 30,00
15 Г абариты: высота см 48 1200 48 35 35 35 25 1200
ширина см 38 520 38 15 20 15 15 520
Как видно из таблицы 1 генераторы различаются по дисперсному составу создаваемых аэрозолей и направленности факела аэрозоля. В генерируемом САГ-5М аэрозоле частицы размером от 1 до 5 мкм составляют 80% и от 6 до 10 мкм-20%. Рабочее давление подаваемого воздуха составляет 3-4 кг/см2, а производительность по распыляемой жидкости-60 см3/мин.
Варианты струйных аэрозольных генераторов предназначены для следующих целей:
- САГ-1М для распыления жидких и порошковидных препаратов. Распыление порошковидных препаратов осуществляется за счёт изменения направления воздушных потоков, которые вместо принципа эжекции обеспечивают создание вихревых потоков, выносящих частицы порошков в сопла распылителя. Производительность по распылению порошков около 400 г/мин;
- САГ-2М для создания тонко- и грубодисперсных аэрозолей жидких препаратов, применяемых в птицеводстве и других отраслях животноводства при массовой аэрозольной иммунизации, химиотерапии и дезинфекции производственных помещений объёмом до 3000 м3. Может быть использован для создания аэрозолей дезинфицирующих препаратов при санации овощехранилищ, зернохранилищ, помещений ветеринарных и других лабораторий биологического профиля;
- САГ-3М для создания аэрозолей дезинфицирующих и лечебных препаратов в инкубационных и выводных шкафах и инкубаториях птицефабрик. Дистанционно удаленный
диспергирующий узел позволяет проводить регулировку факела аэрозоля, производительности и дисперсности аэрозоля вне обрабатываемого объекта;
- САГ-4М для создания аэрозолей вакцин и дезинфицирующих препаратов в производственных помещениях птицефабрик и других животноводческих предприятий в условиях отсутствия стационарной или переносной разводки системы сжатого воздуха и компрессорных установок. С этой целью генератор САГ-2М укомплектован компрессором, работающим от сети переменного тока напряжением 220 вольт;
- САГ-5М для создания модельных аэрозолей при проведении работ по оценке защитной эффективности фильтров тонкой очистки вентиляционных систем биологических предприятий. Распылитель имеет отсекатель грубых частиц и сопло направленного выхода аэрозоля для его подачи непосредственно в воздуховод;
- САГ-10МА для создания аэрозолей вакцинных и дезинфицирующих препаратов при профилактике и ликвидации опасных инфекционных болезней птиц и других видов животных, содержащихся в помещениях объёмом от 3000 м 3 и более
Общий вид и аэрозольных генераторов представлен на рисунках 1-6.
Рис. 5 САГ-5М
Рис.2 САГ-2М
Рис. 6 САГ-10МА
Разработанные технические средства для получения аэрозолей прошли производственные испытания и внедрены на птицеводческих, свиноводческих предприятиях, занимающихся воспроизводством, выращиванием и откормом животных в том числе и птиц («Юрьевецкая» и «Центральная» Владимирской области, «Новобарышевская» и «Марийская» Марийской Республики и др.).
В исследовательских лабораториях и вивариях ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии генераторы аэрозолей используют для создания аэрозолей дезинфектантов (2-10%-ные водные растворы перекиси водорода, хлорамина, формальдегида, молочной кислоты, теотропина) с целью санации лабораторных боксов и виварных помещений, где содержатся подопытные животные, инфицированные возбудителями вирусных и бактериальных болезней.
Малогабаритные генераторы аэрозолей с выносным диспергирующим узлом (САГ-3М) используют для дезинфекции сублимационных камер, термостатов, холодильников, защитных фильтрующих систем, а САГ-5М - для получения модельных аэрозолей с целью испытания фильтров вытяжных систем на проскок.
Преимуществом разработанных генераторов аэрозолей является практически полный (без остатка) перевод жидких препаратов в аэрозольное состояние с незначительными потерями в процессе распыления, быстрое создание равномерной концентрации аэрозолей одновременно во всём объёме помещения (имеется в виду слой воздуха высотой 2-2,5 м прилегающий к полу) и возможность дистанционного включения и выключения генераторов с использованием систем автоматизации, а также приборов контроля заданной концентрации препаратов. Последнее особенно важно, так как исключает необходимость присутствия обслуживающего персонала в помещении при вакцинации или дезинфекции [6].
Использование разработанных технических средств для создания и контроля концентрации аэрозолей позволяет в 2-3 раза снизить трудоёмкость работ за счёт снижения доли ручного труда.
Результаты испытаний дезинфицирующих препаратов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты обеззараживания возбудителей классической чумы свиней, африканской чумы свиней, сибирской язвы и колиэнтеротоксемии препаратами теотропин и глутаровый альдегид
Препарат Тест- объекты Концентрация дезинфектанта, % Результаты выделения патогенов после воздействия дезинфектантов при различных экспозициях, час
E. coli ВКЧС* B. anthracis ВАЧС*
6 24 6 24 6 24 6 24
Теотропин дерево 5 - - + - + + - -
кирпич 5 - - + - + + - -
бетон 2 н/и н/и н/и н/и н/и н/и - -
бетон 5 - - + - + + - -
Глутаровый альдегид дерево 5 - - - - - - н/и н/и
кирпич 5 - - - - - - н/и н/и
бетон 2 н/и н/и н/и н/и - - н/и н/и
бетон 5 - - - - - - н/и н/и
Примечание: (-)- отсутствие возбудителя; (+)- наличие возбудителя; (н/и) - не исследовали; ВКЧС - вирус классической чумы свиней; ВАЧС - вирус африканской чумы свиней.
Результаты испытаний, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что 5%-ные растворы теотропина и глутарового альдегида в форме крупнодисперсного аэрозоля, инактивируют кишечную палочку на тест-объектах, размещённых горизонтально и вертикально поверхностях в течение 6 часов. Вирулентный вирус КЧС погибал только после 24 часового воздействия теотропина на контаминированные тест-объекты. В тоже время вирус АЧС штамм Ставрополь 2008 инактивировался после обработки 2 и 5 %-ными растворами препарата теотропин уже через 6
часов. Тест-объекты, контаминированные спорами сибирской язвы, обеззараживались 2%-ным раствором глутарового альдегида при значительно большем расходе препарата (20,0 см3/м3).
Результаты сравнительной оценки эффективности дезинфекции контаминированных E.coli, вирусом КЧС и B. anthracis тест-объектов глутаровым альдегидом с использованием аэрозоля (САГ-2М) и метода возгонки приведены в таблице 3
Таблица 3
Результаты обеззараживания контаминированных тест-объектов глутаровым альдегидом при 6-ти
часовой экспозиции
№ опыта Концентрация и норма расхода препарата Метод создания аэрозоля Тест- объект Результаты выделения возбудителя с тест-объектов
E.coli КЧС B. anthracis
1 10% возгонка дерево - - -
(75 г/м3) без аппарата бетон - - -
кирпич - - -
2 2,5% направленная дерево - - -
(200 см3/м2) струя аэрозоля бетон - - -
(САГ-2М) кирпич - - -
3 Контроль дерево + + +
патогена бетон + + +
Примечание: (-) возбудитель не обнаружен; (+) - возбудитель обнаружен
Как видно из данных табл. 3 глутаровый альдегид одинаково эффективен в форме аэрозоля, полученного распылением и возгонкой, однако метод распыления препарата более экономичен.
Исследования по оценке эффективности применения разработанных технических средств показали, что с их помощью можно генерировать аэрозольные формы препаратов, эффективные для дезинфекции объектов ветеринарно-санитарного надзора в случае возникновения инфекционных болезней вирусной и бактериальной этиологии, в том числе и таких, как африканская и классическая чума свиней, сибирская язва, колиэнтеротоксемия поросят.
Заключение
Разработанные в ГНУ ВНИИВВиМ Россельхозакадемии универсальные технические средства создания аэрозолей САГ-2М, САГ-3М, САГ-4М, САГ-10МА позволяют получать высокодисперсные объёмные и направленные грубодисперсные аэрозоли. Важным отличительным признаком этих генераторов является возможность регулирования производительности по распыляемой жидкости и дисперсности создаваемого аэрозоля. Аэрозоли изученных дезинфектантов, создаваемые генераторами, оказались эффективными при обеззараживании контаминированных возбудителями сибирской язвы, колиэнтеротоксемии, классической и африканской чумы поверхностей.
Работа выполнена при поддержке Госконтракта №0373100034914000012 от 23.06.2014 г.
Литература
1. Ярных, В.С. Аэрозоли в ветеринарии, М. -1972. -352 с
2. Боченин, Ю.И., Закомырдин А.А. Аэрозоли в профилактике инфекционных заболеваний сельскохозяйственных животных. Москва, 2002.
3. Буреев, И. А. Новые универсальные аэрозольные генераторы САГ-2М и установки для массовой иммунизации и дезинфекции помещений и объектов ветнадзора/И.А. Буреев // Ветеринария. -2008. -№10. -С. 45.
4. Буреев, И.А. Новый генератор аэрозолей для дезинфекции инкубаториев/ И.А. Буреев, А.Т. Кушнир, И. А. Сливко//Птица и птицепродукты. -2011. -№2, -С. 66-67.
5. Патент РФ на изобретение №2461428, от 20.09.2012. Генератор высокодисперсных аэрозолей/И.А. Буреев, А.Т. Кушнир, И.А. Сливко.
6. Буреев, И.А. Механизация управления аэрозольными процессами в ветеринарии/И.А. Буреев, А.В. Бакутов, А.Т. Кушнир//Птицеводство. -2014. -№2. -С. 39-42.
7. Методические указания по иммунофлюоресцентной диагностике классической чумы свиней. Утв. ГУВ МСХ СССР, -1984.
8. ГОСТ 28573-90. Свиньи. Методы лабораторной диагностики африканской чумы. Москва. -1990. -С. 9.
9. Общая и санитарная микробиология с техникой микробиологических исследований. Авторы: Лабинская А.С., Блинкова Л.П., Ещина А.С. и др. Москва. Медгиз. -2004. -575 с.
