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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DISINFECTING CLEAN ROOMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/200368
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for disinfecting clean rooms by applying a disinfection agent, according to which the disinfection agent is sprayed from the air onto the surfaces to be disinfected, with the aid of an unmanned air vehicle, the disinfection agent being stored on board the aircraft in at least one container. The invention further relates to a device for carrying out said method, comprising a suitably designed unmanned air vehicle.

Inventors:
DIETZ SIMON (DE)
Application Number:
DE2020/100268
Publication Date:
October 08, 2020
Filing Date:
April 01, 2020
Export Citation:
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Assignee:
G F P S GES FUER PRODUKTIONSHYGIENE UND STERILITAETSSICHERUNG MBH (DE)
International Classes:
A61L2/22; A61L2/24; B08B13/00; B64C39/02; B64D1/18; G05D1/00
Foreign References:
US20180118337A12018-05-03
US20180155026A12018-06-07
KR20170095553A2017-08-23
JP2010264394A2010-11-25
Other References:
DATABASE WPI Week 201871, Derwent World Patents Index; AN 2018-79143S, XP002800345
Attorney, Agent or Firm:
FARAGO PATENTANWALTS- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Verfahren zur Desinfektion von Reinräumen durch Ausbringen eines Desinfektionsmittels, bei dem das Desinfektionsmittel mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs (2), aus der Luft auf die zu desinfizierenden Flächen aufgesprüht wird, wobei das Desinfektionsmittel an Bord des Luftfahrzeugs in mindestens einem Behälter bevorratet ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung des Desinfektionsmittels umfasst.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung ein bildgebendes Verfahren benutzt, das bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Photographie, Thermographie, UV-Photographie, Reflexionsmessung.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung mindestens eines der folgenden Aufsprühparameter detektiert

a) Sprühdauer,

b) Sprühmenge,

c) Sprühintensität,

d) Sprühwinkel,

e) Sprühfläche.

5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Behälter ein Treibgas enthaltender Druckbehälter ist oder mit einer separaten Druckquelle verbunden ist

6. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug mindestens eine Sprühvorrichtung aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sprühdüse, Ventil, Einstoff-Druckdüse wie Lamellenbildende Düse, Turbulenzdüse, strahlbildende Düse, Zweistoffdüse mit äußerer Mischung, Zweistoffdüse mit innerer Mischung und Rotationszerstäuber. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein unbemanntes Luftfahrzeug, mittels welcher das Desinfektionsmittel aus der Luft auf die zu desinfizierenden Flächen versprühbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug mindestens einen Behälter zur Bevorratung des Desinfektionsmittels aufweist

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kameraeinrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung des Desinfektionsmittels aufweist, wobei die Kameraeinrichtung die Durchführung eines oder mehreren der folgenden bildgebenden Verfahren ermöglicht: Photographie, Thermographie, UV-Photographie, Reflexionsmessung

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Kontrolle eines oder mehrere der folgenden Sprühparameter aufweist: Sprühdauer, Sprühmenge, Sprühintensität Sprühwinkel, Sprühfläche.

10. Vorrichtung gemäß einem Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug mindestens eine Sprühvorrichtung aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sprühdüse, Ventil, Einstoff-Druckdüse wie Lamellenbildende Düse, Turbulenzdüse, strahlbildende Düse, Zweistoffdüse mit äußerer Mischung, Zweistoffdüse mit innerer Mischung und Rotationszerstäuber.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass bei dem unbemannten Luftfahrzeug aus einem das Material besteht, das hinsichtlich der Art des Materials und seiner Oberflächenbeschaffenheit reinraumtauglich gemäß DIN ISO 14644-14 ist.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das unbemannte Luftfahrzeug so konstruiert ist, dass Bereiche mit statischer Luft vermieden werden.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das unbemannte Luftfahrzeug zur Erzielung einer ausreichenden Reinigungsfähigkeit gemäß DIN ISO 14644-14 eine oder mehrere der folgenden konstruktiven Merkmale aulweist: a) fugenarme Oberflächen,

b) Ebenheit. Rissefreiheit und Undurchlässigkeit der Oberflächen gemäß VDI 2083, Blatt 9.1 ,

c) Reinigungsfähigkeit der Oberflächen wie spezifiziert in VDI 2083 Blatt 4.1 , d) Ableitfähigkeit, wie spezifiziert Ausgasungsverhalten entsprechend Spezifikation oder Prüfung an einem Probekörper In VDI 2083 Blatt 4.1,

14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Detektion der Anwesenheit von Personen in den zur Reinigung vorgesehenen Reinräumen aufweist

15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Basisstation zur Aufnahme des unbemannten Luftfahrzeugs aufweist, wobei die Basisstation bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Vorrichtungen aufweist:

a) Elektrische Auflade-Vorrichtung,

b) Vorrichtung zur Befüllung eines Desinfektionsmittelbehälters,

c) Vorrichtung zum Austausch eines Desinfektionsmittelbehälters,

d) Vorrichtung zur Befüllung eines Treibgasbehälters,

e) Vorrichtung zum Austausch eines Treibgasbehälters,

f) Datenübermittlungsvorrichtung,

g) Vorrichtung zur Reinigung des Luftfahrzeugs,

h) Vorrichtung zur Notabschaltung.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Desinfektion von Reinräumen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion von Reinräumen durch Ausbringen eines Desinfektionsmittels durch ein unbemanntes Luftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens umfassend ein entsprechend ausgestaltetes unbemanntes Luftfahrzeug.

Die Hygiene und Sauberkeit in Reinräumen spielen eine zentrale Rolle, um Produktqualität zu gewährleisten. Reinräume gibt es sowohl im organisch/biologischen Bereich wie Pharmazie, Reproduktionsmedizin, Kosmetik, Lebensmittelindustrie oder Biolabore als auch im anorganischen Bereich wie Halbleiterfertigung, Mikroelektronik, Mikromechanik, Optik, Satellitentechnik oder Oberflächenbeschichtungstechnik.

In vielen Bereichen, wie in der Pharmazie werden Reinraumbedingungen durch vorgegebene Normen gesetzlich gefordert Zudem gibt es Bereiche, wie die Halbleiterfertigung, bei denen die Reinraumtechnik zur Erhöhung der Produktqualität/Verringerung an Ausschuss essentiell ist.

So sind die Reinigung und Desinfektion von Oberflächen wichtige Schritte für die Aufrechterhaltung der Sauberkeit der pharmazeutischen Produktion. Beispielsweise fordert die US-Pharmakopöe (USP) im Kapitel 797, dass strikte Abläufe bei der Herstellung von pharmazeutischen Präparaten zu befolgen sind. Eine Maßnahme, um mikrobielle Kontrolle innerhalb eines Reinraumes zu erreichen, ist die Verwendung von definierten Reinigungstechniken für Wände, Decken, Böden und Oberflächen in Arbeitshöhe sowie die Anwendung von geeigneten Reinigungs- und Desinfektionsmitteln.

Angesichts des vermehrten Auftretens multiresistenter Keime kommt der effektiven Desinfektion entscheidende Bedeutung zu.

Im Stand der Technik werden Reinräume manuell gereinigt und desinfiziert. Hierzu müssen Mitarbeiter qualifiziert geschult werden, um das Desinfektionsmittel bei den zu desinfizierenden Räumen in kontrollierte Weise auf die Oberflächen aufzubringen. Hierbei ist die gleichmäßige Benetzung entscheidend für die Wirkleistung des Desinfektionsmittels. Das Mittel muss über eine gewisse Mindestzeit gleichmäßig die Oberfläche vollflächig benetzen, ansonsten ist die Wirkleistung nicht gegeben.

Erschwert wird der Desinfektionsvorgang durch die Tatsache, dass die partikularen und mikrobiologischen Verunreinigungen auf den Oberflächen für das menschliche Auge nicht zu erfassen sind. Der Mitarbeiter kann weder vorliegende kontaminierte Bereiche erkennen, noch den Erfolg seiner Desinfektionstätigkeit visuell erfassen.

Eine Herausforderung besteht darin, dass die Erfolgskontrolle nur stichprobenartig erfolgt, da ein Audit-Trail (100% Kontrolle) über den Prozess im Moment noch nicht möglich ist Es gibt zwar in vielen Fällen in der Life Science-Industrie Überwachungskameras, jedoch kann hier nur eine indirekte Kontrolle über die erfolgreiche und gleichmäßige Desinfektion erfolgen. Zunehmend werden externe Reinigungsfirmen für die Desinfektion der Oberflächen eingesetzt, wo die Erfolgskontrolle noch wichtiger wird. Hier ergeben sich in Audits regelmäßige Abweichungen im Umgang mit dem Desinfektionsmittel und in der vollständigen Desinfektion aller vorgeschriebenen Oberflächen. Viele Mitarbeiter von Zeitarbeitsfirmen sind nicht ausreichend sensibilisiert über die unsichtbare Herausforderung der Keimbelastung auf Oberflächen.

Üblicherweise erfolgt die Kontrolle über das Kontrollieren des Abzeichnens eines Hygieneplanes. Wo nach dem vermeintlich durchgeführten Desinfektionsschritt eine Eintragung (zugeordnet zum Tag und der Person) erfolgt.

Hinzu kommt vom Verband angewandter Hygiene (VAH) der Hinweis, dass eine Sprühdesinfektion dauerhaft für die Gesundheit der Mitarbeiter kritisch ist. Viele Böden werden gewischt, jedoch Arbeitstische und Schränke werden gerne abgesprüht, da eine Wischdesinfektion auf Grund der Geometrie der Ausrüstung schwer möglich ist.

In dem Hausbereich gibt es seit einigen Jahren nun Staub- und Wischroboter Systeme, welche definierte Flächen reinigen bzw. saugen können. Da diese nicht über Tische oder an Schränken vorbeikommen, sind diese wenig geeignet um im Industriebereich eingesetzt zu werden. Des Weiteren ist hier der Kostendruck höher als der Komfortgewinn in der „Reinigung“.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und Vorrichtung zur Desinfektion von Reinräumen zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Desinfektionsverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Desinfektionsverfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6. In einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein unbemanntes Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des unbemannten Luftfahrzeugs ergeben sich aus den Unteransprüchen 8 bis 15. Zusammenfassung der Erfindung

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Desinfektion von Reinräumen durch Ausbringen eines Desinfektionsmittels, bei dem das Desinfektionsmittel mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs aus der Luft auf die zu desinfizierenden Flächen aufgesprüht wird, wobei das Desinfektionsmittel an Bord des Luftfahrzeugs in mindestens einem Behälter bevorratet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren vereinigt mehrere entscheidende Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.

Moderne unbemannte Luftfahrzeuge können präzise gesteuert werden und auch positionsgenau im Schwebeflug gehalten werden. Durch die Verwendung eines unbemannten Luftfahrzeugs kann daher die Desinfektion präzise gesteuert und kontrolliert werden. Dies betrifft nicht nur das gezielte Anfliegen der Oberflächen, sondern auch das Einhalten eines definierten Abstands zur Oberfläche, was für einen effektiven Sprühvorgang besonders wichtig ist.

Hierdurch kann auch der Einsatz von Desinfektionsmittei verringert werden und damit auch die Saufenden Kosten reduziert werden.

Durch die Verwendung eines unbemannten Luftfahrzeugs kann Personal eingespart werden. Hierbei ist zu bedenken, dass es sich gerade bei der Sprühdesinfektion um eine Tätigkeit handelt, die für das Personal eine Gesundheitsgefahr mit sich bringt Insofern ist das erfindungsgemäße Verfahren eine Maßnahme zur Erhöhung der Arbeitssicherheit.

Weiterhin stellt der Mensch diejenige Partikelquelle dar, die den größten Einfluss auf die Verunreinigung des Reinraums hat, der somit durch das erfindungsgemäße Verfahren in entscheidender Weise reduziert wird.

Die unbemannten Luftfahrzeuge sind inzwischen so miniaturisiert worden, dass sie (z.B. in einer Basisstation) in dem Reinraum an unbenutzen Abstellflächen (z.B, Schrankoberseite) vorgehalten werden können und dann direkt diesen Raum abfliegen und desinfizieren können.

Ein unbemanntes Luftfahrzeug kann bisher nur schwer erreichbare Oberflächen (Raumdecke, Schrankoberflächen) gezielt anfliegen und behandeln. Die Flugroute mit dem Sprühprogramm kann durch vorheriges Erfassen der Reinraumkoordinaten mit den darin enthaltenden Gegenständen erfolgen. Zudem kann das Luftfahrzeug mit Abstandssensoren ausgestattet werden, die abweichende Gegenstände delektieren können und entsprechend zu einer Änderung der Flugroute führen.

Die Kontrolle kann hier auch schon während des Desinfektionsvorgangs (z.B. durch Bilderfassung mittels Kamera) erfolgen.

Durch umfangreiche Sensorik können andere Parameter, die die ordnungsgemäße Desinfektion abbilden, erfasst und zur Kontrolle des Desinfektionsvorgangs eingesetzt werden, wie bspw. Füllstandmessung des Desinfektionsmittel-T anks, Erfassung des Sprühvorgang über Sensoren oder Erfassen der aktuellen Flugroute.

Für jeden Desinfektionsvorgang kann somit ein Datensatz erstellt werden, der nicht nur eine online-Kontrolle erlaubt, sondern auch eine nachträgliche Beurteilung der ordnungsgemäßen Desinfektion ermöglicht.

Abweichungen in relevanten Parametern können erfasst werden und als Wamhinweise visuell und/oder akustisch angezeigt werden.

Die vorhandene Sensorik zusammen mit der Bilderfassung kann zudem dazu eingesetzt werden, kritische Abweichungen im Reinraum zu delektieren (nicht entfernte Verunreinigungen, Roststellen, Pfützen etc.) und das Luftfahrzeug kann damit auch als „Kontrolldrohne“ fungieren.

Durch Verwendung von Markierungsflüssigkeiten kann das Flug- und Sprühprogramm vorher ausgetestet und optimal an die zu behandelnden Oberflächen angepasst werden. Dies ermöglicht erstmalig eine inhaltliche, reinigungsrelevante Kontrolle des Desinfektionsverfahrens, das bisher durch ein einfaches Abzeichnen des Hygieneplans nicht gegeben war.

Damit ist auch eine neuartige Validierung von Reinigungsvorgängen möglich. In einem ersten Schritt würde die kontrollierte Etablierung eines optimierten Flug- und Sprühprogramms erfolgen. In einem zweiten Schritt müsste dann lediglich gewährleistet werden, dass dieses Programm ordnungsgemäß abgearbeitet wird.

Ein unbemanntes Luftfahrzeug Drohne benötigt keine„persönliche Schutzausrüstung“ und kann auch in Randzeiten bzw.„Totzeiten“ eingesetzt werden.

Durch ein (bevorzugterweise bereits im Reinraum vorgehaltenes) Luftfahrzeug reduziert die Einschleppung und die Freisetzung von Verunreinigungen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf aiie bereits etablierten Desinfektionsmittei zurückgegriffen werden. Es können darüber hinaus auch erstmalig Desinfektionsmittei eingesetzt werden, die für Menschen zu toxisch/unverträglich sind.

Weiterhin sind erfindungsgemäß auch ganz andere Desinfektionsverfahren ersetzbar, also eine reine Gasfreisetzung, eine Rauchfreisetzung oder eine Behandlung mit UV-Strahlen.

Zudem erlaubt das Verfahren durch Aufrüstung des unbemannten Luftfahrzeugs die Kombination der Sprühdesinfektion mit anderen Desinfektionsverfahren, wie beispielsweise der UV-Bestrahlung.

Zusammenfassend ermöglicht das erfindungsgemäße Desinfektionsverfahren eine Reinraumdesinfektion die zuverlässig, umfassend kontrollierbar, preiswert und schnell ist.

Die Erfindung im Einzelnen

Die Erfindung beinhaltet somit ein Verfahren zur Desinfektion von Reinräumen durch Verwendung eines unbemannten Luftfahrzeugs zum Versprühen auf die zu desinfizierenden Flächen. Durch die behälterseitige Bevorratung des Desinfektionsmittels an Bord des Luftfahrzeugs kann auf eine externe Zuführung (z.B. durch einen Schlauch) verzichtet werden und das Luftfahrzeug kann sich frei im Raum bewegen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Desinfektionsmittel unverdünnt in dem Behälter aufgenommen. Dadurch wird das Luftfahrzeug leichter und verbraucht weniger Energie.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Luftfahrzeug mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung des Desinfektionsmittels. Diese Vorrichtung erfasst zweckmäßiger Weise online, also bereits während des im Fluge erfolgenden Desinfektionsvorgangs die ordnungsgemäße Aufbringung, und sammelt und/oder überträgt die hierbei erfassten Daten an eine Kontrollvorrichtung. Diese mindestens eine Erfassungsvorrichtung kann auf mehreren Ebenen die ordnungsgemäße Aufbringung detektieren: behälterseitig durch Abnahme des Füllstands, sprühseitig durch Detektion des ordnungsgemäßen Sprühvorgangs und oberflächenseitig durch Detektion der ordnungsgemäß besprühten Oberfläche.

Zweckmäßigerweise benutzt die Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung ein bildgebendes Verfahren, das bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Photographie, Thermographie, UV-Photographie und Reflexionsmessung. Bei der photographischen Erfassung kann die feuchte Oberfläche ais glänzende Oberfläche detektiert werden. Bei einer Thermographie kann man sich den Umstand zunutze machen, dass Desinfektionsmittel häufig leichtflüchtige organische Lösungsmittel enthalten. Die bei der Verdunstung benötigte Verdampfungsenthalpie wird der Umgebung entnommen (Stichwort: „Verdunstungskälte“) und führt somit zu einer Abkühlung der besprühten Oberfläche, die damit thermographisch detektierbar ist. UV-aktive Desinfektionsmittel können in ihrem Auftrag direkt durch eine UV-Photographie erfasst werden. Da nasse Oberflächen eine erhöhte Reflexion aufweisen, kann hier eine Reflexionsmessung zum Einsatz kommen.

Das Luftfahrzeug enthält in bevorzugter Weise eine oder mehrere Sprühdüsen. Mittels der Sprühdüsen kann das Desinfektionsmittel fein zerstäubt werden, so dass ein aus kleinsten Tröpfchen bestehendes Spray erzeugt wird. Ferner kann über die Sprühdüse das Spritzbild und insbesondere der Spritzwinkel über den das Desinfektionsmittel aufgebracht wird, bestimmt werden. Alterativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Desinfektionsmittel mittels eines Ventils ausgebracht wird, um eine exakte Mengenregulierung zu ermöglichen, Das Ventil kann der Sprühdüse vorgeschaltet sein, um den Zufluss zur Sprühdüse zu regulieren.

In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung zur Detektion mindestens eines der folgenden Aufsprühparameter ausgerichtet: a) Sprühdauer,

b) Sprühmenge,

c) Sprühintensität,

d) Sprühwinkel,

e) Sprühfläche.

Hierbei kommt zweckmäßigerweise ein Sensor oder mehrere Sensoren zum Einsatz, die an der Sprühvorrichtung angebracht sind und dadurch direkt den Sprühvorgang hinsichtlich eines oder mehrerer der oben genannten Sprühparameter erfassen können.

Das unbemannte Luftfahrzeug enthält erfindungsgemäß mindestens einen Behälter zur Bevorratung des Desinfektionsmittels. Dieser Behälter ist zweckmäßigerweise ein Treibgas enthaltender Druckbehälter. Dies hat den Vorteil, dass auf eine Pumpvorrichtung verzichtet werden kann und das Desinfektionsmittel direkt aus dem Behälter der Sprühvorrichtung zugeführt werden kann. Alternativ kann der Vorratsbehälter mit einer separaten Druckquelle verbunden sein. Als Druckquellen können hier jegliche dem Fachmann bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden, wie eine Druckpumpe oder ein separater mit Treibgas befüliter Druckbehälter.

Das bei dem Verfahren verwendete Luftfahrzeug weist mindestens eine Sprühvorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Desinfektionsmittel auf die zu behandelnde Oberfläche aufzusprühen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sprühvorrichtung hierbei ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sprühdüse, Ventil, Einstoff-Druckdüse wie Lamellenbildende Düse, Turbulenzdüse, oder strahlbildende Düse, Zweistoffdüse mit äußerer Mischung, Zweistoffdüse mit innerer Mischung und Rotationszerstäuber.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorab beschriebenen Desinfektionsverfahrens, umfassend mindestens ein unbemanntes Luftfahrzeug, mittels welchem das Desinfektionsmittel aus der Luft auf die zu desinfizierenden Flächen versprühbar ist, und wobei das Luftfahrzeug mindestens einen Behälter zur Bevorratung des Desinfektionsmittels aufweist

Der Desinfektionsmittelbehälter, der bevorzugt ein Druckbehälter ist, ist vorzugsweise lösbar mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbunden, um nach dem Verbrauchen des Desinfektionsmittels in einfacher Weise gegen einen neuen, gefüllten (Druck-) Behälter ausgetauscht zu werden. Am Luftfahrzeug kann eine Halterung zur Aufnahme der Sprühdose ausgebildet sein, so dass ein Austausch schnell und einfach durchführbar ist.

Das unbemannte Luftfahrzeug stellt hierbei die zentrale Einheit der Vorrichtung dar, die dann durch eine oder mehrere zusätzliche Einheiten ergänzt werden kann. Beispielhaft seien hier genannt Basiseinheit (synonym mit „Basisstation“), Kontrolleinheit, GPS-Einheit Datenaustauscheinheit, Befülleinheit, Reinigungseinheit Entsorgungseinheit für verbrauchte Behälter, elektrische Ladeeinheit. Diese Einheiten können als separate Vorrichtungen vorliegen. Bevorzugterweise sind mehrere Einheiten in einer Vorrichtung integriert. So kann die Basisstation eine elektrische Ladeeinheit, eine Befülleinheit und eine Kontrolleinheit umfassen.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine mobile GPS-Einheit und einen GPS- Empfänger auf. Durch die mobile GPS-Einheit kann der zu desinfizierende Bereich markiert werden, die entsprechenden GPS-Daten werden von dem GPS-Empfänger empfangen und könnten dort zum Erstellung eines Desinfektionsplans dienen. Alternativ kann der vorliegenden Raum mit seinen Gegenständen durch einen Ultraschall-. Bluetooth-, oder Laser-basierten Entfernungsmesser vermessen werden.

Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug verfügt zweckmäßigerweise über mindestens einen Entfernungsmesser zur genauen Flugsteuerung. Dieser Entfernungsmesser kann mittels Ultraschall oder Laser arbeiten.

Dem Fachmann sind zahlreiche Ausgestaltungen für präzis navigierende unbemannte Luftfahrzeuge bekannt. Beispiele für konstruktive Grundformen sind: Duocopter, Tricopter, Quadrocopter, Hexacopter oder Octocopter. Diese Multicopter weisen mehrere, bevorzugt in einer Ebene angeordnete, senkrecht nach unten wirkende Rotoren oder Propeller auf, um Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen. Der Multicopter kann wie ein Hubschrauber senkrecht starten und landen.

In einer Ausführungsform weist das unbemannte Luftfahrzeuge eine Kameraeinrichtung zur Erfassung der ordnungsgemäßen Aufbringung des Desinfektionsmittels auf, wobei die Kameraeinrichtung die Durchführung eines oder mehreren der folgenden bildgebenden Verfahren ermöglicht: Photographie, Thermographie, UV-Photographie und Reflexionsmessung.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das unbemannte Luftfahrzeug mindestens eine Einrichtung zur Kontrolle eines oder mehrere der folgenden Sprühparameter auf: Sprühdauer, Sprühmenge, Sprühintensität, Sprühwinkel, Sprühfläche.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Luftfahrzeug eine Abschaltautomatik auf, die den Sprühvorgang und/oder den Flug beendet, wenn ein kritisches Ereignis, wie bspw. die Anwesenheit oder die Annäherung einer Person detektiert wird.

Zum Aufbringen des Desinfektionsmittels weist das unbemannte Luftfahrzeug mindestens eine Sprühvorrichtung auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sprühdüse, Ventil, Einstoff-Druckdüse wie lamellenbildende Düse, Turbulenzdüse, strahlbildende Düse, Zweistoffdüse mit äußerer Mischung, Zweistoffdüse mit innerer Mischung und Rotationszerstäuber,

In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Sprühvorrichtung mit einem Ventil versehen, dass entweder elektronisch gesteuert wird oder sich bei Überschreiten eines definierten Flüssigkeitsdrucks öffnet. Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Sprühvorrichtung dabei so ausgerichtet, dass sie in ihrem Sprühvorgang nicht von dem Luftstrom der Rotoren beinträchtig wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Sprühvorrichtung bezüglich der Rotoren auf der entgegengesetzten Seite des Luftfahrzeugs angebracht ist So ist es vorteilhaft, angesichts oberseitig gelegener Rotoren die Sprühvorrichtung unter dem Gehäuse des Luftfahrzeugs anzubringen. In einer alternativen Weise kann das Luftahrzeug eine oder mehrere Abschirmvorrichtungen aufweisen, die die Sprühvorrichtungen jeweils gegenüber dem vom Rotor bzw. von den Rotoren erzeugten Luftstrom abschirmen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsförm sind die Sprühvorrichtungen so angebracht, dass der Sprühvorgang von dem Luftstrom der Rotoren unterstützt wird. Da die Rotoren im Flugmodus einen nach unten gerichteten Luftstrom erzeugen, kann dieser Luftstrom das Versprühen unterstützen oder für ein beschleunigtes Abtrocknen des Desinfektionsmittels sorgen. In einer dabei bevorzugten Ausführungsform sind Sprühvorrichtungen dabei zentral unter dem Mittelpunkt der Rotoren (also beispielsweise unter der Rotomabe) angebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsförm handelt es sich bei dem unbemannten Luftfahrzeug um ein Luftfahrzeug mit einem Gewicht von bis zu 20 kg (sog.„small UAV“) und besonders bevorzugt um ein Luftfahrzeug mit einem Gewicht von bis zu 5 kg (sog.„micro UAV). Ein kleineres Luftfahrzeug ist leichter handhabbar und verbraucht zudem weniger Energie.

Das unbemannte Luftfahrzeug ist zweckmäßigerweise für eine Verwendung in Innenräumen ausgestaltet und hierbei bevorzugt für eine Verwendung in Reinräumen.

Gemäß dem Einsatz in Reinräumen besteht das unbemannte Luftfahrzeug zweckmäßigerweise aus einem das Material, das hinsichtlich der Art des Materials und seiner Oberflächenbeschaffenheit reinraumtauglich gemäß DIN ISO 14644-14 ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das unbemannte Luftfahrzeug so konstruiert ist, dass Bereiche mit statischer Luft vermieden werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass unbemannte Luftfahrzeuge üblicherweise mit Rotoren betrieben werden. Der Flugkörper muss in seiner äußeren Gestalt an die von den Rotoren erzeugte Luftströmung unter Vermeidung statischer Luftbereiche angepasst werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das unbemannte Luftfahrzeug so ausgestaltet, das der Luftstrom der Rotoren die Oberfläche als turbulenzarme Verdrängungsströmung (TAV) beaufschlagt. In einer Ausführungsform der Erfindung weist das unbemannte Luftfahrzeug zur Erzielung einer ausreichenden Reinigungsfähigkeit gemäß DIN ISO 14644-14 eine oder mehrere der folgenden konstruktiven Merkmale auf:

a) fugenarme Oberflächen,

b) Ebenheit nach DIN 18 202 oder besser, definierte Rissefreiheit und

Undurchlässigkeit der Oberflächen gemäß VDI 2083, Blatt 9.1 ,

c) Reinigungsfähigkeit der Oberflächen wie spezifiziert in VDI 2083 Blatt 4.1 , d) Ableitfähigkeit, wie spezifiziert Ausgasungsverhalten entsprechend Spezifikation oder Prüfung an einem Probekörper In VDI 2083 Blatt 4.1.

Beachtlicherweise ist die Partikelemission, die einen großen Einfluss auf die Verunreinigung des Reinraums hat, eng verknüpft mit der Oberflächenqualität der eingesetzten Werkstoffe.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das unbemannte Luftfahrzeug ein allseitig geschlossenes Gehäuse auf. Damit wird eine Partikelfreisetzung reduziert Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Drohne als Kühlvorrichtung einen Wärmetauscher aufweist Ein Luftkühler hätte hier den Nachteil einer erhöhten Partikelemission

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wärmetauscher benachbart zu einem T reibgas-enthaltenden Behälter, hier kann die durch die adiabatische Expansion des Gases bewirkte Abkühlung über den Wärmetauscher zur Abkühlung der Vorrichtung verwendet werden.

In einer besonderen Ausführungsform sind die reinraumtauglichen Werkstoffe im Bereich der bewegten Teile des Luftfahrzeugs von besonderer Relevanz, Durch die Bewegung kommt es zu Reibungsvorgängen zwischen zwei Werkstoffen, die wiederum die häufigste Ursache für Partikelemissionen ist Der Fachmann kann hier anhand von Klassifizierungsmessungen und Auswertungen gemäß VDI 2083 Blatt 8 die Reinraumtauglichkeit von Werkstoffpaaren ermitteln und entsprechende Werkstoffpaare für das vorliegende Luftfahrzeug ermitteln. Die Messung der Reibung in der Werkstoffprüfung erfolgt hier üblicherweise nach dem„Kugel- Scheibe-Test“, dem„Scheibe-Scheibe-Test" oder dem„Rolle-Scheibe-Test“.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche des Luftfahrzeugs hinsichtlich seiner Elektrostatik ein elektrisches Feld (E-Feld) mit einem Sensitivitätslevel von 4, bevorzugt von 3, besonders bevorzugt von 2 und insbesondere von 1 auf. Der Sensitivitätslevel ist durch die Ausprägung eines elektrischen Feldes an der Oberfläche gemäß der folgenden Tabelle definiert:

In einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche des Luftfahrzeugs einen Durchgangswiderstand von zwischen 7.5 x 10 5 Ohm bis 10 9 Ohm auf und einen Oberflächenwiderstand von 10 4 Ohm/Bezugsfläche bis 10 10 Ohm Bezugsfläche.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zur Detektion der Anwesenheit von Personen in den zur Reinigung vorgesehenen Reinräumen auf. Damit kann sichergestellt werden, dass das Luftfahrzeug nicht mit anwesenden Personen kollidiert oder anwesende Personen dem Desinfektionsmittel ausgesetzt werden. Dieses Personendetektionsmittel kann entweder Teil des unbemannten Luftfahrzeugs sein, es kann aber auch in der Basisstation oder einer separaten Kontrollvorrichtung vorhanden sein. Dieses Detektionsmittel kann die Personenanwesenheit bevorzugt über eine Bilderfassungseinheit oder einen Bewegungssensor detektieren.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Basisstation zur Aufnahme des unbemannten Luftfahrzeugs auf, wobei die Basisstation bevorzugt zur Durchführung einer oder mehrerer der folgenden Aufgaben ausgerüstet ist:

a) Elektrische Aufladung,

b) Wiederbefüllung des Desinfektionsmittelbehälters,

b) Wiederbefüllung des Treibgasbehälters,

c) Austausch des Desinfektionsmittelbehälters,

c) Austausch des Treibgasbehälters,

d) Reinigung des unbemannten Luftfahrzeugs,

e) Übermittlung von Daten,

f) Notabschaltung.

Die Basisstation weist entsprechend der oben genannten Aufgaben eine oder mehrere der folgenden Vorrichtungen auf:

a) Elektrische Auflade-Vorrichtung, b) Vorrichtung zur Befüllung eines Desinfektionsmittelbehälters,

c) Vorrichtung zum Austausch eines Desinfektionsmittelbehälters,

d) Vorrichtung zur Befüllung eines Treibgasbehälters,

e) Vorrichtung zum Austausch eines T reibgasbehälters,

f) Datenübermittlungsvorrichtung,

g) Vorrichtung zur Reinigung des Luftfahrzeugs,

h) Vorrichtung zur Notabschaltung.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Desinfektion des unbemannten Luftfahrzeugs, bei dem das Luftfahrzeug nach dem Landen (bevorzugt in der Basisstation) eine Schubumkehr der Rotoren durchführt und dabei das von der Sprühvorrichtung abgegebene Desinfektionsmittel nach oben über das Gehäuse des Luftfahrzeugs gelenkt wird. Hierdurch kann das Luftfahrzeug in einfacher Weise desinfiziert werden.

Dieser Vorgang kann nicht nur zum Desinfizieren, sondern auch zum Reinigen der Drohne unter Versprühen einer Reinigungsflüssigkeit durchgeführt werden. Diese Reinigungsflüssigkeit kann auch von der Basisstation abgegeben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse einen reinraumtauglichen Kunststoff oder besitzt zumindest eine Oberfläche, die im Wesentlichen oder vollständig aus einem reinraumtauglichen Kunststoff besteht. Dieser Kunststoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyethylenterephtalat (PET), Polyvinylchlorid, Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (EPDM) und Polyamid.

Zweckmäßigerweise sind bei dem Luftfahrzeug die an der Oberfläche exponierten Werkstoffe/Beschichtungen inert gegenüber dem eingesetzten Desinfektionsmittel.

Das unbemannte Luftfahrzeug weist bevorzugt ein Verbindungselement zum Anschluss an eine externe Befüllvorrichtung auf. Dieses Verbindungselement soll eine reversible Verbindung mit der Versorgungseinheit erlauben und ist bevorzugt ein Steckverbinder, Schnappverbinder, Schraubverbinder oder Bajonettverbinder.

Definitionen:

Ein „unbemanntes Luftfahrzeug“ im Sinne der Erfindung ist (englisch unmanned aerial vehicle, UAV .unbemannt' oder Unmanned Aerial System, AUS, umgangssprachlich auch Drohne genannt) ist ein Luftfahrzeug, das ohne eine an Bord befindliche Besatzung autark durch einen Computer oder vom Boden über eine Fernsteuerung betrieben und navigiert werden kann. Hierzu zählen im Rahmen der Erfindung - entgegen der Definition der Internationale Zivilluftfahrtorganisation ICAO - auch Flugmodelle, aiso Fluggeräte, die in Modellform, also in verkleinerter oder miniaturisierter Größe betrieben werden.

Im Sinne der Anmeldung ist unter einem„Reinraum“ ein Raum zu verstehen, in dem ein festgelegter Grenzwert für die Konzentration luftgetragener und anderer Kontaminationen eingehalten wird.

Eine Desinfektion im Sinne der Anmeldung ist definiert als eine Hygienemaßnahme, die dazu dient, Krankheitserreger abzutöten bzw. zu inaktivieren und dadurch ihre Anzahl auf oder in einem Objekt bzw. auf einer biologischen Oberfläche deutlich zu reduzieren. Angestrebt wird dabei ein Zustand, in dem eine Infektion nicht mehr wahrscheinlich ist. Der Begriff Desinfektion ist synonym zu dem Begriff Desinfektionsreinigung.

Im Sinne der Anmeldung ist unter„Reinheit“ der Zustand eines Produkts, einer Oberfläche, eines Geräts, Gases, Fluids mit einem festgelegten Grad an Verunreinigung zu verstehen. Eine Verunreinigung ist hierbei definiert als jedwede partikelförmige, molekulare, nichtpartikelförmige oder biologische Einheit die sie auf das in dem Raum bearbeitenden Produkt oder den im Raum stattfindenden Prozess nachteilig auswirken kann.

Eine„turbulenzarme Verdrängungsströmung (TAV)“ gemäß der Anmeldung ist definiert als eine geregelte Luftströmung mit gleichförmiger Geschwindigkeit und nahezu parallelen Strömungslinien über den gesamten Querschnitt des betreffenden Bereichs (in Übereinstimmung mit VDI Richtlinie 2083, Blatt 4.1 , Punkt 3.4.2).

Der Begriff der„Qualifizierung“ ist erfindungsgemäß definiert als ein Arbeitsablauf für die Desinfektion nach einem definierten Verfahren, der zur Bestimmung und/oder Überprüfung der Desinfektionsleistung eines Reinraums oder eines Teils derselben dient.

Gemäß der Erfindung ist eine partikuläre Oberflächenreinheitsklasse (ORK) definiert durch die Anzahl von Einzelpartikeln auf einer Bezugsfläche von 1 cm 2 , bezogen auf einen Referenzpartikeldurchmesser von 1 mm, in einem dekadischen Bewertungssystem gemäß VDI-Richtlinie 2083, Blatt 9.1 , Fassung Dezember 2006, Bild 4.

Gemäß der Erfindung ist ein Oberflächenwiderstand definiert als ein elektrischer Widerstand, gemessen zwischen zwei Elektroden an dieser Oberfläche. Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.

Es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen unbemannten

Luftfahrzeugs.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen:

Verschiedene Ausführungsförmen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Abbildungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes unbemanntes Luftfahrzeug 10 in schematischer Darstellung. Das Luftfahrzeug weist ein Gehäuse aus einem reinraumtauglichen Material mit reinraumtauglicher Oberfläche 5 auf und ist als Duocopter mit zwei reinraumtauglichen Rotoren 4 ausgestattet. Es verfügt weiterhin über eine Sprühdüse 1, einen seitlich angebrachten Behälter für das Desinfektionsmittel 2, Sensoren für die Indoor-Navigation 3, eine Digitalkamera als Bilderfassungseinheit 6 und eine Vorrichtung zur Datenübertagung. Die Kühlung erfolgt über einen an der Oberfläche angebrachten Wärmetauscher 9. Das Luftfahrzeug weist zudem bodenseitig Anschlussmittel 8 für die Basisstation auf, die der elektrischen Aufladung und der Befüllung dienen.

Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.

Bezugszeichenliste:

10 unbemanntes Luftfahrzeug

1 Sprühdüse

2 Behälter für Desinfektionsmittel

3 Sensoren für Indoor-Navigation

4 Reinraumtaugliche Rotoren gemäß DIN ISO 14644-15 5 Gehäuse mit reinraumtauglicher Oberfläche

6 Digitalkamera als Bilderfassungseinheit

7 Vorrichtung zur Datenübertragung

8 Anschlussmittel für Basisstation zum Aufladen und Behälterbefüllung

9 Wärmetauscher zur Kühlung des Luftfahrzeugs