تاثیر بخار و بخارشوی صنعتی در ضدعفونی کردن و کشتن ویروسها و باکتریها

این مقاله مستند به مقالات معتبر ژورنالهای علمی روز دنیا و نیز مقالات منتشر شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) میباشد.

تاثیر بخارشوی صنعتی بر روی ویروسها و باکتریها

دستگاه های شست و شو با بخار یا بخارشوی صنعتی می توانند محیط را ضدعفونی کرده و تا 99.9% از میکروب ها را بکشند زیرا که دما را به 79.4 الی 100 درجه ی سانتی گراد می رسانند. برای کشتن بیشتر میکروب ها، باید آن ها را در تماس با بخار داغ به مدت دست کم سه دقیقه قرار دهیم. این کافی است تا باکتری ها، مایت های گرد و غبار، قارچ ها و ویروس ها را بدون استفاده از هر گونه پاک کننده ی شیمیایی از بین ببریم.

استفاده از یک دستگاه شست و شوی بخار (یا بخارشوی صنعتی یا کارواش بخار) راهی با کارکرد بالا برای تمیز کردن انواع پوشش های کف زمین است. منافع به کار بردن این روش، به راحتی از منافع به کارگیری سطل و تی پیشی می گیرد. یکی از آن ها ضدعفونی کردن خانه از 99.9% جرم ها و مواد حساسیت زاست. اما چه طور این کار را انجام می دهد؟ بیشتر میکروب ها بسیار مقاوم اند. قرار دادن آن ها در معرض بخار برای زمان بسیار کوتاه شاید همه ی آن ها را از بین نبرد. از این رو، باید دستگاه بخار به برق وصل شود و به آن زمان کافی داده شود تا دمای آب را به حد لازم برساند. در این صورت میکروب ها را می کشد و محیط را ضدعفونی می کند. 

 بیشتر دستگاه های مناسب ، بخار تا دمای 118.3 درجه ی سلسیوس تولید می کنند که برای کشتن 99.9% میکروب ها کافی است. دستگاه های ما البته، بخار تا دمای 130 درجه تولید می کند. قرار دادن میکروب ها در معرض این بخار برای 3 دقیقه، تضمین می کند که قوی ترین آن ها هم به دلیل حرارت، دناتوره شده و از بین بروند. با این روش، محیط ضدعفونی شده، از بیشتر میکروب ها، آلرژن ها، کپک ها و ویروس ها، پاک می شود. بخار هم چنین حشرات مزاحمی که در معرض آن هستند را می کشد.

ویروس کرونا چیست و بخارشوی صنعتی چه تاثیری روی آن دارد؟

کروناویروس‌ها خانواده بزرگی از ویروس‌ها و زیر مجموعۀ کروناویریده هستند که از ویروس سرماخوردگی معمولی تا عامل بیماری‌های شدیدتری همچون سارس، مرس و کووید ۱۹ را شامل می‌شود. این ویروس به طور طبیعی در پستانداران و پرندگان شیوع پیدا می کند، با این حال تاکنون هفت کروناویروس انسانی کشف شده‌است. آخرین نوع آنها، در دسامبر ۲۰۱۹ در شهر ووهان چین با همه‌گیری در انسان شیوع پیدا کرد.

همانطور که گفته شد و در ادامه منابع علمی نیز این موضوع را اثبات میکنند، با توجه به چهار عنصر  بخار، فشار، دما، و زمان میتوان با بکارگیری بخار داغ اشباع شده که در بخارشوی صنعتی یا اصطلاحا دیگ بخار ایجاد میشود، میتوان در 99.9% موارد از نابودی میکروارگانیسم ها(شامل باکتری های اسپور دار و فاقد اسپور، ویروس ها، قارچ ها و پروتوزوآ) اطمینان داشت. آزمایشات و منابع علمی زیر مربوط به استفاده از بخار در دستگاه های بخارشوی صنعتی (برای ضدعفونی کردن دستگاه های بزرگ محیطی و سطوح در کارخانجات و کارگاه ها، آشپزخانه ها و …) و نیز استفاده از بخار در بیمارستانها در دستگاه های اتوکلاو (نوعی دیگر از بخارشوی صنعتی) میباشد.

استرلیزاسیون یا استرلیزه کردن چیست؟

استرلیزاسیون برای نابودی کامل میکروارگانیسم ها(شامل باکتری های اسپور دار و فاقد اسپور، ویروس ها، قارچ ها و پروتوزوآ) که می توانند محیط را آلوده کرده و خطر ایجاد کنند، ضروری است. استرلیزه کردن یعنی پروسه ای که تمام اشکال زندگی و دیگر عوامل بیماری زای بیولوژیکی مثل پریون ها را از روی یک سطح، یک شئ و یا درون یک ماده مثل غذا و یا محیط پرورش، از بین می برد.

ضدعفونی، پاستوریزاسیون و  پاکسازی متفاوت است زیرا که این روش ها تعداد میکروب ها را کاهش می دهد نه این که کاملا آن ها را حذف کنند. استرلیزاسیون با روش های گوناگونی انجام می شود شامل گرما، مواد شیمیایی، اشعه، دمای زیاد، و یا فیلتراسیون. از تمام روش های موجود برای استریل کردن برای کشتن یا از بین بردن میکروارگانیسم ها، گرمای مرطوب به شکل بخار اشباع تحت فشار، بیشتر از دیگر روش ها به کار برده می شود. استرلیزاسیون با بخار غیر سمی، به صرفه، میکروب کش سریع و اسپوروسیدال است. این روش با سرعت زیاد دمای الیاف را زیاد و در آن نفوذ می کند.

انواع روش های استریل کردن

روش های متفاوتی برای استریل کردن کامل محیط ها، اعم از محیط های آزمایشگاهی، بیمارستانی، مجتمع های تولیدی و صنایع غذایی به کار گرفته می شود:

1. استفاده از بخار (مثلا اوتوکلاو): استفاده از بخار از طری ق قرار دادن میکروارگانسیم در معرض بخار اشباع در یک اوتوکلاو انجام می گیرد به این صورت که آنزیم ها و پروتئین های ساختاری را دناتوره می کند.
2. محلول ها در حلال آب.
3. برای اجسام متخلخل: همانند باندپیچی های جراحی و مواد مشابه.
4. چربی ها و روغن ها
5. استرلیزه کردن با گرمای خشک: استرلیزاسیون با گرمای خشک نیاز به دمای بالاتر از بخار مرطوب و مدت زمان تماس طولانی تر دارد.
6. فیلتراسیون
7. اشعه ی یونیزه کننده
8. استریل کردن با گاز

با توجه به منابع CDC برای استریل سازی با بخار، می توان گفت که هر زمان که ممکن باشد باید حتما برای لوازم حیاتی و نیمه حیاتی که به رطوبت و گرما مقاوم هستند از روش استرلیزاسیون با بخار استفاده کرد. مثلا برای لوازم پزشکی ایجاد بیهوشی، حتی در صورتی که احتمال انتقال پاتوژن وجود ندارد.

گرمای مرطوب، روش ایده آل برای استریل سازی:
 به کار گیری گرمای مرطوب برای استریلیزاسیون-یعنی استفاده از هوای داغ که از بخار آب اشباع است و این آب، مهم ترین نقش را در استرلیزه کردن بازی می کند-از بین تمام روش های قابل استفاده برای استریل سازی، گرمای مرطوب در فرم بخار اشباع تحت فشار، بیشتر از هر روش دیگری به کار گرفته می شود و قابل اعتماد ترین روش است.

استریل سازی با بخار غیرسمی، به صرفه، میکروب زدای سریع، اسپوروسیدال است و به سرعت درون الیاف نفوذ می کند و دمای آن را بالا می برد. از این رو، استریل سازی با بخار در سازمان های درمانی دارای فواید زیادی شامل هزینه ی کم، امنیت، و بازده بالا است. هنگام به کارگیری گرما و بخار، مواد سازنده ی پایدار، سرعت زیاد و کارکرد عالی یک استریل کننده ی بخار، منافع به کار گیری آن به جای دیگر روش های استریل سازی هستند. البته همانند تمام فرآیند های استرلیزاسیون، این روش تاثیر منفی روی بعضی مواد نیز دارد مثلا باعث خوردگی لوازم دندان پزشکی می شود، و توانایی عبور نور لارینژیسکوپ ها را تحت اثر قرار می دهد.

بخار ایده آل برای استریل سازی، بخار خشک اشباع به همراه آب است که اصطکاک خشکی آن بیش از 97 درصد باشد. بخار برای به دست آوردن دمای بسیار زیادی که برای کشتن  سربع میکروب ها لازم است به کار گرفته می شود.

فاکتور های موثر در استریلیزاسیون با بخار اشباع

ایده ی اساسی استرلیزه کردن، همانند روشی که در دستگاه های اوتوکلاو (نوعی از بخارشوی صنعتی) استفاده می شود، قرار دادن هر شئ در معرض تماس با بخار مستقیم، برای مدتی تعیین شده و در فشاری خاص است. از این رو برای استریل سازی با بخار، چهار فاکتور دخیل است: بخار، فشار، دما، و زمان. بنابراین برای اطمینان از میکروب زدایی، باید همه ی موارد را در نظر داشت و برای هر یک، میزان مشخص شده را به اجرا گذاشت.

در ابتدا، برای به دست آوردن خاصیت میکروبیسیدال یا میکروب کشی، باید به دماهای خاصی برسیم. دما های معمول برای استرلیزه کردن با بخار، 121°C  و 132°C  هستند. این دماها و هم چنین هر دمای بالا مانند این ها، باید برای حداقلی پایدار بمانند تا میکروارگانیسم ها را بکشند. مورد دوم دوره ی زمانی قرار دادن در معرض بخار است.

دمایی که در آن دناتوره شدن پروتئین ها انجام می شود، با حجم آب حاضر رابطه ی معکوس دارد. از این رو استرلیزاسیون در بخار اشباع شده نیاز به کنترل دقیق زمان، دما و فشار دارد. بنابراین، دما باید اهرم اجرا و کنترل فرآیند باشد، و فشار برای به دست آوردن دمای بخار مورد استفاده قرار بگیرد.

در دماهای یکسان، دوره ی زمانی لازم برای استرلیزه کردن اولا به نوع سطح مورد نظر وابسته است؛ مثلا فلز در مقایسه با پلاستیک، رابر، و یا اشیایی که دارای حفره هستند. در وهله ی دوم این که شئ مورد نظر درون بسته بندی قرار دارد یا نه، و دیگر این که نوع استرلیزه چیست نیز اهمیت دارد. در کل، ترکیب های پذیرفته شده ی این فاکتور ها می تواند متفاوت باشد. مثلا در روش استریل سازی فلش، دمای بسیار بالا برای مدت بسیار کوتاه استفاده می شود که برای لوازمی که نیاز به آن ها فوری است به کار می رود.

جدول زیر نمایانگر رابطه بین دما، فشار و زمان در شرایط قابل قبول برای به دست آوردن استریلیزاسیون با به کار گیری دستگاه های آزمایشگاهی است. به ترکیب های متفاوت زمانی و دمایی توجه فرمایید.

دما (°C)	فشار تقریبی (kPa)	حداقل زمان استرلیزه به دقیقه (min)
126-129	250 (~2.5 atm)	10
134-138	300 (~3.0 atm)	5

آشنایی با بخارشوی صنعتی برای ضدعفونی کردن محیط علیه عوامل بیماری زا

دغدغه ها برای استفاده از دستگاه هایی مناسب جهت ضدعفونی بهینه ی محیط های حساس، به طوری که عوامل بیماری زا را از بین ببرد و با کمترین آسیب به محیط زیست، نیازمندی های بهداشتی را نیز تامین کند، هرگز مانند اکنون در جهان مطرح نبوده است.ویروس کرونا در اکثر کسب و کارها نیاز به استفاده از دستگاهی بهینه و کارآمد را برای ضدعفونی کردن محیط و دستگاه ها افزایش داده است. در ادامه طی مطلبی کوتاه دستگاه های پاکسازی محیط را بررسی می کنیم.

دستگاه شست و شو با بخار داغ اشباع (بخارشوی صنعتی) چیست؟

دستگاه بخارشوی صنعتی یا نانو بخار شوی، دستگاه های شست و شو با بخار هستند که از بخار استفاده می کنند تا سطوح بی جان را به سرعت تمیز، ضدعفونی و خشک، حتی استرلیزه کنند؛ که البته اطمینان در استیریلیزاسیون به دمایی که دستگاه می تواند به آن برسد بستگی دارد. بخار در یک دیگ تولید می شود(به اسم دیگ بخار) که آب لوله کشی را به دمای بالای 115-155C می رساند تا بخاری دارای 4 تا 6%آب تولید کند.

توانایی شست و شوی بخار بیشتر در گرمای آن است. بخار از طرق مختلف و با دستگاه های متفاوت به سطوح وارد می شود و انرژی لازم برای جدا کردن آلودگی از محیط را تامین می کند؛ به طوری که آلودگی در آب حل شده و می توان آن را به راحتی با دستمال یا جارو پاک کرد.

این روش در مقایسه با دیگر روش های پاک سازی آب بسیار کمی مصرف می کند مثلا دستگاه های شست و شوی فرش(که با آب داغ کار می کنند نه بخار، و به اشتباه steam cleaners خوانده می شوند) یا دیگر دستگاه ها که آب را در حجم گالن نیاز دارند، اما این فناوری در حجم لیتر به آب نیاز دارد. به خاطر مصرف کم آب، استفاده از این دستگاه ها چه برای محیط های داخلی چه خارجی، مناسب است.

تولید کننده های دستگاه های بخارشوی صنعتی از طراحی های متفاوتی بهره می گیرند و دستگاه های تولیدی می توانند در دامنه ای از دستگاه های بزرگ صنعتی تا مدل های کوچک تر و کم هزینه تر خانگی، متغیر باشند.

دستگاه های بخارشوی از روش های پاکسازی سبز به حساب می آیند زیرا نیاز به محلول های شست و شوی شیمیایی ندارند از این رو هر روز به طرفدار های آن ها افزوده می شود. دستگاه های بخارشویی صنعتی با بخار داغ برای محیط های حساس به آلرژی و تهویه استفاده می شوند چون کیفیت هوا را تحت اثر قرار نمی دهند و هم چنین امکان پاکسازی کامل تری را فراهم می کنند، و نیازی به ایجاد انبار برای نگه داری از مواد شیمیایی لازم ندارد.

آزمایش های علمی تاثیر بخارشوی صنعتی در ضدعفونی کردن سطوح را تایید می کنند

برای درک بهتر اثر ضدعفونی کردن بخار یک بخارشوی صنعتی یا دستگاه کارواش بخار، بهترین راه مطالعه ی اثر دستگاه روی میکروب ها در محیط آزمایشگاه و تحت شرایط اصولی است. در ادامه نمونه هایی از پژوهش های انجام شده در این زمینه را با هم مورد بررسی قرار می دهیم.

مقاله ای از دکتر بنجامین تنر، پی اچ دی، با عنوان کاهش خطر عفونت، با استفاده از روشی برای پاکسازی سطوح آلوده با روش جدید بخار اشباع ضدعفونی کننده، آزمایشی را شرح می دهد که باکتری های اشریشیا کلای، شیگلا فلکسنری، انتروکوکوس فکالیس مقاوم به وانکومایسین، سالمونلا، ام اس تو کولیفاژ، و موارد دیگری را جداگانه خشک کرده، درون ظرف های آزمایش دارای چاهک قرار داده اند. برای مدت های کوتاهی چاهک ها در معرض بخار اشباع قرار داده شده و سپس تعداد میکروارگانیسم ها محاسبه شد.

ریسک عفونت با بررسی گردید و نتیجه ها مشخص کرد که انواع گسترده ای از میکروازگانیسم های بیماری زا به سرعت با روش ضدعفونی بخار اشباع کشته شدند. تمام پاتوژن های قرار گرفته در سطح آزمایش، در طول زمان تنها 5 ثانیه غیرفعال شدند. این اتفاق باعث کاهش شدید احتمال ابتلا به بیماری پس از تماس با این سطوح می شود. هر چه زمان قرار گیری در معرض بخار اشباع شده بیشتر باشد، خطر کاهش پیدا می کند. در نتیجه، دستگاه بخار اشباع به کار رفته در این آزمایش، بدون به کار گیری مواد شیمیایی، روی دامنه ای گسترده تاثیری با بازده بالا گذاشت و در نتیجه جایگزینی مناسب برای ضدعفونی کننده های مایع شیمیایی به حساب می آید.

یک آزمایش در کتابخانه ی اودگارد دانشگاه واشنگتن، که روزانه تا 15000 دانشجو از آن استفاده می کنند انجام شد که مزیت های به کارگیری دستگاه بخارشوی صنعتی توسط کارکنان آموزش دیده را به نمایش گذاشت. در طول 6 هفته، کارکنان از سیستم بخار استفاده کردند تا دست شویی ها (شامل کاشی و بندکشی، دیوارها، قرنیزها، لبه ها و وسایل نصب شده) ها را نظافت کامل و ضدعفونی کنند. زمان و حد تمیزی تحت بررسی قرار گرفتند و با روش های معمولی مورد مقایسه قرار گرفتند.

زمان لازم برای پاکسازی با استفاده از دستگاه بخار کاهش پیدا کرده بود (42.5  دقیقه به جای 46). احتمالا این کاهش به خاطر عدم نیاز به خم شدن و سابیدن برای بخش هایی از دست شویی که دسترسی به آن ها آسان نیست همانند زیر سینک ها و کاسه ها ایجاد شده است؛ و هم چنین به خاطر کاهش زمان مورد نیاز برای خشک شدن آن ها. با تست های سواب، نتایج پاکسازی برای این دو روش بررسی شد. پاکسازی با بخار سطوح و قرنیز ها را بهتر تمیز کرده بود. مثلا شیرهای آب و دستگیره های دستگاه پخش حوله ای که با دستگاه شست و شوی بخار تمیز شده بودند، بیش از 10 برابر تمیزتر از آن هایی بودند که با روش های عادی تمیز شده بودند. استفاده از دستگاه های بخار هم چنین تماس کارکنان با مواد شیمیایی را کاهش داد و باعث ایجاد عاملی برای رضایت مدیران شد.

اصولا بخار باید چه قدر داغ باشد تا ضدعفونی کند؟

برای اطمینان از بهترین عملکرد دستگاه، باید ابتدا به دستگاه اجازه دهید که آب را جوش بیاورد. باید به دمای دست کم 100 درجه ی سانتی گراد برسید تا تا بهترین بازده و پاکسازی را داشته باشید. دمای بالا می تواند بیشتر لایه های چربی، روغن و خاکستری که روی سطح ایجاد می شود را نرم و جدا کند. در این صورت با دمای ذکر شده، شما میکروب هایی چون استف، سالمونلا و ای کولای را که بدنام ترین عوامل بیماری زای محیطی هستند، نابود می کنید.

همانطور که در بندهای فوق مطالعه کردید، دمایی که در آزمایشات برای کشتن انواع میکروب ها، ویروس ها و باکتریها استفاده شده است از 115 الی 131 درجه سانتیگراد بوده است. دستگاه بخارشوی صنعتی استیم پاور میتواند تا 130 درجه بخار داغ اشباع شده بصورت بی وقفه ایجاد کند.

توجه داشته باشید که این فرآیند به دما وابسته است. فقط به خاطر این که دستگاهی بخار تولید می کند، نمی توان گفت که ضدعفونی کننده نیز هست. دستگاه های ما قادر به تولید دمای بالای نقطه ی جوش، تا 130 درجه ی سانتی گراد است و برای به کارگیری با هدف پاکسازی و ضدعفونی، ایده آل است.

چگونه بخار اشباع باعث ضدعفونی می شود؟

فرآیند ضدعفونی با دستگاه بخار اشباع (بخارشوی صنعتی) نسبتا ساده است. آب دارای ظرفیت ویژه بالایی است و می تواند گرمای زیادی در خود نگه دارد، بنابراین، بخار حامل بسیار خوبی برای انتقال انرژی گرمایی به محیط است. این انتقال گرما باعث از بین رفتن پیوند هایی می شود که آلودگی ها را به سطوح متصل نگه می دارد و در بسیاری موارد، چنان دما بالا می رود که خود آلودگی ذوب می شود و از سطح جدا می گردد. از آن جا که بخار هنگام برخورد با سطح انرژی را آزاد می کند، هنگامی که آلودگی های سطح در معرض آن قرار می گیرند، جدا شده و از بین می روند. تاثیر نابودکننده ی بخار اشباع با دمای بالای روی پروتئین های میکروب ها و غشاهای چربی باکتری ها و قارچ ها باعث پاکسازی محیط از این عوامل بیماری زا می شود.

روش بخار داغ اشباع مخصوصا برای سطوح ناهموار، غیرمسطح، ناصاف و یا دارای الیاف، ایده آل است، زیرا بخار می تواند درون حفره هایی که بسیاری از مواد شیمیایی پاک کننده تمیز نمی کنند نفوذ کند پس راه ضدعفونی کامل و قابل اعتماد به حساب می آید.

ضدعفونی کننده های شیمیایی یا استفاده از دستگاه های بخارشوی صنعتی؟

شاید در حال انتخاب بین مواد شیمیایی مضر یا دستگاه های بخارشوی باشید. در واقع، مواد شیمیایی کار خود را به خوبی انجام می دهند، اما هم چنان خطر و هزینه های بالا دارند. امروزه به کار گیری مواد شیمیایی ضدعفونی رایج است اما استفاده از ماده ای که خود ضرری برای محیط و افراد ایجاد می کند راه حل مناسبی به نظر نمی رسد.

موادی که برای ضدعفونی به کار می روند روی سطوح باقی مانده ای برجای می گذازند که باعث ایجاد یک زیست لایه می شود. زیست لایه ها به تقریبا تمام میکروب کش ها، حتی وایتکس مقاوم هستند؛ اما بخار داغ می تواند آن ها را از جای بکند و از بین ببرد. بخار داغ هم چنین باعث امولسیون شدن لکه های روغن وچربی می شود و بازمانده های آلودگی را از حفره های سطوح حذف می کند. بخار در برابر این مواد شیمیایی یک راه حل با ریسک و هزینه ی کم تر به حساب می آید.

مزیت های به کار بردن بخار برای تمیز کردن، ضدعفونی و پاکسازی

دلایل زیادی برای ارجحیت به کارگیری بخار بر مواد شیمیایی وجود دارد. در ادامه تعدادی از این منافع و مزیت ها آورده شده است:

• تقریبا هر سطحی را می توان با بخار تمیز کرد.
• استفاده از بخار، هم برای ضدعفونی سطوح از میکروب ها، و هم برای کشتن حشراتی که در تماس با آن قرار می گیرند کاربرد دارد.
• بعضی مواد شیمیایی ضدعفونی کننده برای افرادی که از آلرژی رنج می برند بسیار مضر است. بخار برای تمام افراد، حتی آنان که آسم دارند، کاملا امن است.
• محیط ضدعفونی شده توسط بخار، برای انواع حیوانات نیز امن است.
• بخار کاملا طبیعی است. این یعنی برای محیط زیست و اکولوژی کاملا بی ضرر است.
• ضدعفونی کننده های شیمیایی، خود هزینه بر هستند. دستگاه های شست و شو با بخار تنها به آب نیاز دارند.

فهرست منابع:

• The International Pharmacopoeia – Ninth Edition, 2019
• steamcleanerpro.com/does-steam-cleaning-disinfect/
• Antimicrobial Test Laboratories, LLC, Round Rock, TX