一种智能化实验动物废弃物处理装置

1.本实用新型属于废弃物处理领域，尤其涉及一种智能化实验动物废弃物处理装置。


背景技术：

2.目前，实验动物是推动科学进步与创新的重要自然科技资源之一，是生命科学研究的基础材料和支撑条件，是衡量一个国家或地区科技发展水平的重要标志。2020年突如其来的新冠肺炎疫情为我们带来了重大的损失，人民的生命安全受到严重威胁，国家经济建设受到重大影响。在新冠肺炎疫情科研攻关中，动物模型被列为五大主攻方向之一。在应对疫情防控以及疫苗和药物的研发方面，实验动物都发挥了重要的作用，为人类应对疫情做出了突出贡献。
3.实验动物是动物实验中的必需品，动物实验的种类繁多，很多实验都是利用动物体内的变化来反映人类疾病的特点，实验中除了人为干预动物实验的操作以外，动物自身对于某些疾病发生发展中产生的感染风险在实验中属于未知的不可抗因素，故对于动物实验后的实验动物废弃物的处理存在感染的风险较大。在2016版的国家危险废物名录中，动物实验废弃物是按照hw01医疗废物中非特定行业危险废物来进行处理，危险特性是感染性（in），但是对于一些非特定行业（譬如实验动物生产机构或研究机构）来说，单一的处理方式增加了这些机构的处理难度和处理成本。所以在2021年新版国家废物名录中，将实验动物废弃物在国家危险废物名录中去除，改为分类别处理。在危险废物中分别设置感染性、损伤性、病理性、化学性和药物性的废物类别，对于动物实验废弃物按照类别进行划分，但是对于一般性的实验动物尸体未进行归类处理。这样导致了实验动物繁育机构及一部分不存在危险性类别内的动物实验机构对实验动物废弃物无法确定类别进行处理，也找不到合适的处理方式。而不合理的处理方式对环境污染和人类健康带来的伤害是比较大的。目前的处理方式是委托有相应资质的废弃物处理公司对动物实验废弃物进行处理，但动物实验的废弃物在实验结束需存放一段时间后才会被废弃物处理公司回收处理，且废弃物处理公司处理方式为焚烧后掩埋，这样不仅在动物实验后的废弃物存放环节有感染的隐患，且废弃物处理公司焚烧掩埋的处理方式对环境产生的污染也较大。目前，国内对于此类问题无解决的设备及技术手段，也成为实验动物行业内生产企业及研究机构面临的亟待解决的问题。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
5.（1）单一的实验动物处理方式增加了非特定行业（譬如实验动物生产机构或研究机构）的处理难度和处理成本。
6.（2）新版国家废物名录对于一般性的实验动物尸体未进行归类处理，导致实验动物繁育机构及一部分不存在危险性类别内的动物实验机构对实验动物废弃物无法确定类别进行处理，也找不到合适的处理方式，而不合理的处理方式对环境污染和人类健康带来的伤害较大。
7.（3）目前的动物实验废弃物处理方式，动物实验的废弃物在实验结束需存放一段时间后才会被废弃物处理公司回收处理，且废弃物处理公司处理方式为焚烧后掩埋，不仅在动物实验后的废弃物存放环节有感染的隐患，且废弃物处理公司焚烧掩埋的处理方式对环境产生的污染也较大。
8.（4）目前，国内对于此类问题无解决的设备及技术手段，也成为实验动物行业内生产企业及研究机构面临的亟待解决的问题。
9.解决以上问题及缺陷的难度为：
10.目前尚无相关产品及相关领域对于动物实验废弃物有解决方案。对于处理动物实验废弃物的方法也无相关参考依据，国家危险废物处理名录中将动物实验废弃物去除后，北京市出台了动物实验废弃物分类处理意见，但是对于废弃物的危险等级无界定，无法从根本上解决废弃物存在感染风险的问题，也带给了相关机构对于废弃物处理的困扰，职能部门也面临相关问题咨询无法解答的局面。
11.解决以上问题及缺陷的意义为：
12.对于动物实验废弃物处理最根本的问题是处理的方式与方法，本实用新型的初衷在于提供一种合适的方法对于实验室内部进行就地处理，且通过高效消毒及密封处理降低生物污染的风险，并探讨一种分类处理的方法是否能对动物实验废弃物进行无害化处理，对动物实验废弃物进行回收利用，减少废弃物的排放量，并对实验动物废弃物相关国家标准及地方标准的制定提供依据。


技术实现要素：

13.为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种智能化实验动物废弃物处理装置。
14.本实用新型是这样实现的，一种智能化实验动物废弃物处理装置，所述智能化实验动物废弃物处理装置包括废弃物研磨装置、高温通过装置和废弃物密封回收装置；所述废弃物研磨装置与高温通过装置连接，所述高温通过装置与废弃物密封回收装置连接。
15.进一步，所述废弃物研磨装置采用不锈钢作为基本框架，并在装置内层涂装ptfe材料；废弃物研磨装置设置有不锈钢研磨刀头及800w以上电机；所述废弃物研磨装置设置有单向入口。
16.进一步，所述废弃物研磨装置内部设置有自动消毒剂加入装置，废弃物研磨装置设置有研磨出口。
17.进一步，所述高温通过装置设置在废弃物研磨装置下端，具有一定倾斜角度；高温通过装置的管道采用具有良好导热性能的不锈钢材料，内侧涂装ptfe材料。
18.进一步，所述高温通过装置的管道外壁缠绕有伴热带；所述伴热带外部包裹有耐高温的硅酸铝保温棉材料。
19.进一步，所述废弃物密封回收装置设置有废液收集瓶；所述废弃物密封回收装置3内设置有两个不同功率、不同转速的电机。
20.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
21.本使用新型提供的智能化实验动物废弃物处理装置，为动物实验废弃物找到一种合理的处理方式，降低实验动物废弃物的污染风险和处理成本，以一种合理化的方式对于
动物实验废弃物在实验室内进行就地处理，解决实验动物废弃物的处理难题。同时，本实用新型对处理后的废弃物进行指标检测，对处理后的废弃物能否再利用成为农业或植物肥料的可行性进行分析，降低生物污染的风险，并为动物实验废弃物处理的国家及地方标准提供合理化建议。
22.本使用新型的设计初衷是为了能对从事动物实验行业的人员服务，解决动物实验废弃物存在的生物污染问题，降低对环境产生的危害；产品的设计理念中混合了机械加工、废弃物无害化处理、生物防护、微生物质量控制的概念。设计团队通过查阅资料、实地走访等方式了解现有技术存在的问题，并将设计理念融入装置内，以期解决现有的技术问题，更好的服务于行业内。
23.本使用新型解决了实验室内“实验动物废弃物”无法现场处置的问题。整个装置进行模块化组合，一键启动后，三个模块化装置紧密连接，相互配合，自动加热，自动封装。整个过程实现智能化，现场对实验废弃物进行无害化处理，在市场无同类型产品，是一次从无到有的创新。该装置一键启动，使实验产生的废弃物进行方便快捷的智能化处理后达到密封状态，符合环保要求，过氧乙酸的含量也符合国家标准。对于处理后的废弃物能否再利用，用作农业或植物肥料将在接下来的研究中继续进行。
24.本使用新型可以降低实验动物废弃物的污染风险和处理成本，并为动物实验废弃物处理的国家及地方标准提供合理化建议，对环境保护、传染病预防具有积极意义。技术产品可用于科研机构、医院、高校及相关企业进行动物尸体及组织、器官的无害化处理，具有广阔的使用前景，对于推动我国“生态文明”建设发展具有重要意义。经处理后的废弃物是已经进行过消毒和处理的有机物，对于此类有机物能否再利用，用作农业或植物肥料将在接下来的研究中继续进行，以达到更充分的利用，为资源利用、环境保护做出贡献。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本实用新型实施例提供的智能化实验动物废弃物处理装置结构示意图
27.图中为：1、废弃物研磨装置；2、高温通过装置；3、废弃物密封回收装置；4、气体回收罐；5、单向入口；6、研磨出口。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种智能化实验动物废弃物处理装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
30.如图1所示，智能化实验动物废弃物处理装置设置有废弃物研磨装置1、高温通过装置2、废弃物密封回收装置3、气体回收罐4、单向入口5、研磨出口6。
31.废弃物研磨装置1与高温通过装置2连接，高温通过装置2与废弃物密封回收装置3连接；废弃物研磨装置1采用不锈钢作为基本框架，并在装置内层涂装ptfe材料；废弃物研磨装置1设置有不锈钢研磨刀头及800w以上电机；所述废弃物研磨装置1设置有单向入口5；废弃物研磨装置1内部设置有自动消毒剂加入装置，废弃物研磨装置1设置有研磨出口6；高温通过装置2设置在废弃物研磨装置下端，具有一定倾斜角度；高温通过装置2的管道采用具有良好导热性能的不锈钢材料，内侧涂装ptfe材料；高温通过装置2的管道外壁缠绕有伴热带；伴热带外部包裹有耐高温的硅酸铝保温棉材料；废弃物密封回收装置3设置有废液收集瓶；废弃物密封回收装置3内设置有两个不同功率、不同转速的电机。
32.下面结合实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述。
33.本实用新型为动物实验废弃物找到一种合理的处理方式，降低实验动物废弃物的污染风险和处理成本，以一种合理化的方式对于动物实验废弃物在实验室内进行就地处理，解决实验动物废弃物的处理难题。同时，本实用新型对处理后的废弃物进行指标检测，对处理后的废弃物能否再利用成为农业或植物肥料的可行性进行分析，降低生物污染的风险，并为动物实验废弃物处理的国家及地方标准提供合理化建议。
34.本实用新型设计一种对于实验动物废弃物进行智能化快速处置的装置，并探讨对于实验动物废弃物无害化处理的解决方案。
35.下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。
实施例
36.为实现实验动物废弃物的智能化快速处置，该装置进行了模块化设计和组合，先期设定为三个模块，分别为：废弃物研磨装置、高温通过装置、废弃物密封回收装置。
37.1. 废弃物研磨装置：
38.该装置将动物实验废弃物进行磨碎，采用不锈钢作为基本框架，并在内层涂装ptfe材料以减小其摩擦力，增加通过性。
39.因动物实验废弃物内存在动物尸体，尸体内存在动物骨骼及牙齿类较坚硬物体，故研磨装置设计不锈钢研磨刀头及800w以上电机，短时间内（5s）可将坚硬物体研碎。为防止废弃物内存在感染风险，研磨装置只限单向进入口，且将废弃物投入后自动进行研磨，不锈钢研磨刀头向下，投入后的废弃物无法在投入口向外溅射。
40.研磨器内部设自动消毒剂加入装置，在研磨器研磨的同时加入过氧乙酸消毒液。过氧乙酸是一种杀菌能力较强的高效消毒剂，它可以迅速杀灭各种微生物, 包括病毒、细菌、真菌及芽孢。因其稳定性差、易挥发的特点，市面上的过氧乙酸消毒液根据其不同的用途分为添加稳定剂及未添加稳定剂的类型。设计团队根据装置的特点，选用了未添加稳定剂的过氧乙酸消毒液，利用其对微生物短时间有较好的杀灭效果及其稳定性较差、遇热较快挥发的特点对研磨的废弃物进行快速消毒。按照《消毒技术规范》2002年版内对于微生物杀灭浓度的要求，过氧乙酸浓度设定为5000mg/l。研磨后的废弃物通过研磨装置的出口传递给高温通过装置。高温通过装置设置一定坡度，便于研磨后的动物实验废弃物顺利进入高温装置中。
41.过氧乙酸浓度设定为5000mg/l，反应时间5-8s能有效杀灭病原微生物。
42.2. 高温通过装置：
43.该模块设置的目的主要是利用高温分解过氧乙酸，并将分解后的过氧乙酸经吸气装置送入回收罐内进行回收处理，防止对外部环境造成污染及对人员造成伤害。
44.高温通过装置位于研磨装置的下端，向下倾斜，以方便废弃物通过。采用具有良好的导热性能的不锈钢材料作为管道，里面涂装ptfe材料减小其摩擦力，使经过研磨处理后的废弃物顺利通过，进入下一装置中。
45.高温加热的环节利用伴热带缠绕管道外壁的方式实现，伴热带可将高温通过装置加热至120℃，并设置温控装置保证管壁内部温度保持120℃。废弃物通过时间为8-10秒，来将废弃物中的过氧乙酸快速分解，在伴热带外部包裹硅酸铝材料保温棉，起到保温作用。废弃物在经过高温通过装置期间所含有的过氧乙酸经过高温分解为气体。气体回收环节设置专用气体通道，用吸气机被吸到气体回收罐，气体回收罐内装有95%的乙醇，起到吸附过氧乙酸气体的目的，通过高温后的废弃物传递给废弃物密封装置对废弃物进行密封回收。
46.回收装置末端设置废液收集瓶，收集未分解的过氧乙酸和处理过程中产生的废液。
47.3. 废弃物密封回收装置：
48.通过消毒的废弃物及消毒剂分解后的残余成分由废弃物密封回收装置进行回收。
49.与高温装置的连接部位，由不锈钢管设置中空圆台并和软管进行连接，软管通入未进行侧封的密封袋中，研磨后的废弃物通过软管进入密封袋中进行密封，完成动物实验废弃物密封回收处理。
50.密封装置内设有两个不同功率不同转速的电机，通过小电机带动密封袋向下运输及密封袋的侧封，通过另一个电机进行密封袋的完全密封。密封袋运用电机带动pe板上的加热封口条进行密封，加热封口条连接电路板控制电路，固定的pe板上附有隔层使密封性更好，两者接触时开关触动将封条加热至175℃使用可降解密封袋进行封装处理。回收装置可进行自动打包密封处理，打包好的废弃物呈粉状或膏状或液体状，完全密封且符合环保标准。
51.在封装过程中，封装带替换时将废弃物搁置在中转板，待封装带替换完成将板上废弃物转至封装带。
52.经该装置处理后的废弃物是已经进行过消毒和处理的有机物，对于此类有机物能否分解作为植物的有机肥料，可对其进行微生物检测和过氧乙酸残余量检测，如果达到相关标准可对废弃物进行再利用。
53.本实用新型动物实验废弃物处理装置设计的初衷是为了能对从事动物实验行业的人员服务，解决动物实验废弃物存在的生物污染问题，降低对环境产生的危害。产品的设计理念中混合了机械加工、废弃物无害化处理、生物防护、微生物质量控制的概念。设计团队通过查阅资料、实地走访等方式了解现有技术存在的问题，并将设计理念融入装置内，以期解决现有的技术问题，更好的服务于行业内。
54.该装置一键启动，使实验产生的废弃物进行方便快捷的智能化处理后达到密封状态，符合环保要求，过氧乙酸的含量也符合国家标准。对于处理后的废弃物能否再利用，用作农业或植物肥料将在接下来的研究中继续进行。
55.本实用新型提供的智能化实验动物废弃物处理装置解决了实验室内“实验动物废弃物”无法现场处置的问题。整个装置进行模块化组合，一键启动后，三个模块化装置紧密
连接，相互配合，自动加热，自动封装。整个过程实现智能化，现场对实验废弃物进行无害化处理，在市场无同类型产品，是一次从无到有的创新。
56.该项目可以降低实验动物废弃物的污染风险和处理成本，并为动物实验废弃物处理的国家及地方标准提供合理化建议，对环境保护、传染病预防具有积极意义。技术产品可用于科研机构、医院、高校及相关企业进行动物尸体及组织、器官的无害化处理，具有广阔的使用前景，对于推动我国“生态文明”建设发展具有重要意义。
57.经处理后的废弃物是已经进行过消毒和处理的有机物，对于此类有机物能否再利用，用作农业或植物肥料将在接下来的研究中继续进行，以达到更充分的利用，为资源利用、环境保护做出贡献。
58.废弃物微生物污染试验（大肠杆菌）
59.下面对本实用新型相关的设备进一步描述。
60.一、器材
61.1.试验菌株:大肠杆菌（8099）芽孢第6代。
62.2.消毒剂：一元过氧乙酸消毒液，有效成分为过氧乙酸，含量5.0g/l。
63.3.中和剂：含1%硫代硫酸钠+5%吐温80的磷酸盐缓冲液。
64.4.胰蛋白胨大豆琼脂培养基，压力蒸汽灭菌后备用。
65.5.载体：棉质布片，1cm
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1cm, 压力蒸汽灭菌后备用。
66.6.tsb肉汤。
67.7.稀释液：胰蛋白胨生理盐水。
68.二、方法：
69.1.检验依据：《消毒技术规范》（2002年版）。
70.2.染菌载体的制备：用tsb将大肠杆菌悬液稀释至所需的浓度，分别吸取20 ul菌液滴染于载体，晾干备用。
71.3.消毒剂浓度：消毒液稀释至过氧乙酸含量1g/l。
72.4.消毒处理组：取染菌载体样本10片与1kg废弃物加入料斗进行消毒处理，添加50ml过氧乙酸消毒液。处理完成后5min，10 min，15min，取样本1g用中和剂适当稀释，吸取1.0 ml，以琼脂倾注法接种平皿，置37℃培养箱培养72 h，进行活菌培养计数，作为试验组。
73.5.阳性对照组：取染菌载体样本10片与1kg废弃物加入料斗进行处理，用生理盐水代替消毒液，处理完成后，取样本1g用稀释液适当稀释，吸取1.0 ml，以琼脂倾注法接种平皿，置37℃培养箱培养72 h，进行活菌培养计数，菌数对照组。
74.6.将用过的同批次中和剂、采样液、稀释液接种培养基，进行活菌培养计数，作为阴性对照组。
75.7. 在20-25℃环境温度条件下，试验重复3次。
76.三、结果
77.在20-25℃条件下，处理装置对废弃物处理后10min，对大肠杆菌的杀灭对数值＞3.00。
78.废弃物模拟消毒效果
[0079][0080]
注：阴性对照无菌生长。
[0081]
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0082]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。