DE2106736A1

DE2106736A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflachen mittels eines Niederdruck Plasmas

Info

Publication number: DE2106736A1
Application number: DE19712106736
Authority: DE
Inventors: Leland Eugene Belmont Menashi Wilson Pour Lexington Mass Ashman (V St A )
Original assignee: Arthur D Little Inc
Current assignee: Arthur D Little Inc
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1971-09-09
Also published as: CA927928A; US3701628A; NL7101723A; FR2080757A3; FR2080757B3

Description

BR. L WESSELY

PATENTANWALT

MÜNCHEN 19

MONTENSTRASSE 9/1

Arthur D. Littls, Inc., Cambridge, Mass., USA

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Oberflächen

mittels eines Niederdruck-Plasmas

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Oberflächen und insbesondere die Behandlung von Oberflächen aus Materialien, die, um sie steril, d.h. frei von Mikroorganismen, zu machen, nicht einer Induktionserhitzung unterzogen werden können, wie beispielsweise Glas, Kunststoffe und keramische Materialien.

Verschiedenste pharmazeutische Erzeugnisse, Lebensmittel und Getränke werden in Glas- oder Kunststoffbehältern abgegeben. In vielen Fällen ist es erforderlich, dass die Oberflächen dieser Behälter, die mit dem Füllmaterial in Berührung kommen, steril oder frei von jeglichen Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien und dergl., sind. Üblicherweise werden solche Behälter bei der Sterilisation auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die Mikroorganismen zu zerstören. Im Falle von Glasbehältern ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, die billigsten Glas- sorten zu verwenden. Diese billigen Gläser haben gewöhnlich ther modynamisch^ Eigenschaften und Wärmeausdehnungskoeffizienten, die ein rasches Erhitzen und Abkühlen nicht erlauben. Dies bedeutet, öass es zur Sterilisation gewöhnlicher Glasbehälter oder selbst fölcher, die aus teureren Glassorten hergestellt sind, erforderlich

109837/1457

ist, diese langsam au erhitzen und dann langsam abzukühlen, um die Sterilisation durchzuführen. Da es unzweckmässig ist, bei Massenabfüllungen jeden Behälter auf diese Weise einzeln zu behandeln, ist es üblich, eine grosse Anzahl von Behältern auf einmal zu sterilisieren. Dies erfordert, dass die Glasbehälter dann unter vollständig sterilen Bedingungen gelagert werden, bis sie gefüllt werden können.

Viele Kunststoffmaterialien haben Schmelzpunkte, die eine intensive Wärmesterilisation, durch die sie als- sterile Behälter verwendbar gemacht werden könnten, nicht erlauben. Diejenigen Kunststoffe, die wärmesterilisiert warden können, erfordern ein Erhitzen über eine gewisse Zeitspanne und dann ein anschliessendss langsames Abkühlen. Obwohl die Problerne bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten bei Kunststoffen nicht so erheblich sind wie im Falle von Glas, muss die Abkühlung doch noch sorgfältig durchgeführt werden, und diese Kunststoffbehälter müssen unter sterilen Bedingungen gehalten werden, bis sie gefüllt werden. Ahnliche Probleme wie bei Glas treten bei keramischen Erzeugnissen auf.

Di'e Sterilisation kann auch chemisch, beispielsweise durch Verwendung von Äthylenoxyd, Chlor, Peroxyden und dergl., vorgenommen werden. Einige dieser Chemikalien sind in der Verwendung gefährlich und einige nicht immer zuverlässig.

Einige Abfüllverfahren ermöglichen zwar eine Heissabfüllung, doch erlauben viele Abfüllverfahren eine solche nicht, so dass es bei diesen erforderlich ist, dass kalte Behälter zum Füllen zur Verfügung stehen. Beispielsweise können viele Pharmazeutica weder zum Füllen erhitzt noch in lieisse Behälter eingefüllt werden, und viele Nahrungsmittel wurden zu stark gekocht werden, wenn es erforderlich wäre, diese zum Abfüllen heiss zu halten.

Da Materialien, wie Glas, Kunststoff und keramische Materialien, nicht elektrisch leitend sind, eignen sich diese für eine Induktionserhitzung nicht,und eine dielektrische Erhitzung ist für eine

109837/1457

2T06736

Oberflächenbehandlung unzvieekmässig. Aus der US-Patentschrift 3 383 I62 ist seit kurzem ein neues Verfahren zur Sterilisation von Oberflächen von Materialien, die elektrisch nicht leitend sind und eine verhältnismässig geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen (z.3. Glas, Kunststoffe und dergl.) bekannt. Bei diesem Verfahren wird die zu sterilisierende Oberfläche mit einem gasförmigen Pulsplasraa bei ausserordentlich hohen Temperaturen für eine Zeitspanne in Kontakt gebracht, die geringer ist als diejenige, die erforderlieh ist, ua irgendeine merkliche physikalische Änderung in der Oberfläche su erzeugen, jedoch ausreichend ist, um je^r~" ^- ehe Mikroorganismen auf der Oberfläche zu zerstören. Bei dem gekannten Verfahren der Plasraasterilisation beträgt diese Kontakt. zeit gewöhnlich weniger als eina Sekunde und normalerweise weniger als eine zehntel Sekunde. Dieses Verfahren, das .hauptsächlich auf einer momentanen blitzartigen intensiven Hitzeeinwirkung zur Abtötung der Mikroorganismen beruht, ist wirksam, erfordert jedoch eine sehr genaue zeitliche Steuerung, um eine Überhitzung und eine Beschädigung der Oberfläche durch Bildung. heisser Stellen zu vermeiden. Ausseraern erfordert die Erzeugung eines Pulsinduktionsplasmas sehr kurser Dauer, wie es bei dem in der US-Patentschrift 3 3&3 I6j> beschriebenen Verfahren erforderlich ist, eine grosse Menge elektrischer Energie.

Die Verwendung eines Piasmas zur Sterilisation hat eine Reihe beträchtlicher Vorteile gegenüber dem Verfahren durch langsames Erhitzen und langsames Abkühlen. Einer dieser Vorteile liegt darin, dass die Sterilisation des Inneren der Behälter beispielsweise als zusätzliche Stufe bei dem Behälterfüllverfahren vorgenommen und in dieses eingegliedert werden kann, was gewünsehtenfalls das Erfordernis einer chargenweisen Sterilisation und Lagerung und Handhabung der Behälter einer solchen Charge unter sterilen Bedingungen bis zur Füllung ausschaltet. Es wäre daher wünschenswert, über ein verbessertes Verfahren der Plasmasterilisation · zu verfügen, bei weichem die Ein-wirkungsseit nicht kritisch ist und das eine weniger genaue Steuerung erfordert.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren

109837/1457

unter Verwendung eines Plasmas zur Sterilisation von Oberflächen von Glas, Kunststoffen, keramischen Materialien und ähnlichen Materialien zu schaffen, um diese frei von Mikroorganismen zu machen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der Plasmasterilisation zu schaffen, bei welchem ein Plasma verwendet wird, das leichter zu steuern ist und nicht so viel Energie erfordert wie die bekannte Plasmasterilisätion.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Sterilisation von Behältern, das in eine Behälterfüllanlage derart eingegliedert werden kann, dass die Behälter unmittelbar vor dem Füllen sterilisiert werden können, so dass das Erfordernis der Lagerung der Behälter unter sterilen Bedingungen bis zu deren Füllung ausgeschaltet wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer¹ Vorrichtung zur Plasmasterilisation von Glas-, Kunststoff- und keramischen Oberflächen. Ferner ist es Ziel der Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die in eine Abfüllstrasse einbezogen werden und einen integralen Bestandteil derselben bilden kann.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sterilisation von Oberflächen, die ein intensives Erhitzen nicht aushalten oder beim Erhitzen über eine längere Zeitspanne auf die Temperatur gebracht und dann abgekühlt werden müssen. Erfindung sgemäss wird die Sterilisation dadurch erzielt, dass die Oberfläche einem Niederdruckplasma eines sterilisierenden Gases, z.B. Chlor, Brom oder Jod, ausgesetzt wird.

Die Erfindung umfasst die verschiedenen Verfahrensschritte und die Beziehung von einem oder mehreren Verfahrensschritten zu jedem der anderen Verfahrensschritte und die Konstruktionsmerkmale der Vorrichtung, die Kombinationen von Elementen und Anordnungen von Teilen, die die Durchführung der Verfahrensschritte ermöglichen, wie es in der folgenden Beschreibung im einzelnen dargelegt wird.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Ss zeigen:

109837/U57

Pig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtimg, die zur Sterilisation der Oberfläche eines Glas- oder Kunststoffbehälters ausgelegt ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Wandung eines eine Metallfolienlage enthaltenden Behälters,

Pig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung, die zur Sterilisation der inneren Oberfläche eines Behälters ausgelegt ist, der aus einem laminierten Material gebildet ist, wobei eine der Schichten aus einem elektrisch leitenden Material besteht, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, bei welcher das Plasma vollständig innerhalb eines Behälters, dessen innere Oberfläche sterilisiert werden soll, gebildet wird.

Erfindungsgemäss wird die zu sterilisierende Oberfläche mit einem gasförmigen Niederdruckplasrna in Kontakt gebracht, das zwischen etwa 10 und 90 Gew.-% eines sterilisierenden Gases in ionischer Form enthält. Die Verwendung eines Niederdruckplasmas eines sterilisierenden Gases erniedrigt die Temperatur gegenüber derjenigen, bei der die Plasmasterilisation bei dem Verfahren der US-Patentschrift 3 383 163 vorgenommen wird, erheblich. Dies bedeutet, das*s die Einwirkungszeit so lange sein kann, wie es erforderlich ist, um die Mikroorganismen auf der zu sterilisierenden Oberfläche vollständig zu zerstören. Dies bedeutet auch, dass die Zeitsteuerung nicht kritisch oder schwierig vorzunehmen ist. Das Ergebnis 1st eine gründlich sterilisierte Oberfläche, die frei von jeglicher Schädigung ist, wobei dieses Ergebnis mit beträchtlich geringerem Energieaufwand erreicht wird.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist Einrichtungen zur Herabsetzung des Drucks des gasförmigen Mediums, das in Kontakt mit der zu sterilisierenden Oberfläche kommt, Einrichtungen zur Zuführung einer eingestellten Menge an sterilisierendem Gas zu der

109837/U57

106736

Oberfläche und Einrichtungen zur Ionisation des sterilisierenden Gases auf. Die zu ionisierende Oberfläche kann in eine abgedichtete Kammer gebracht werden. Wenn die Oberfläche die Innenwandung eines Behälters ist, kann der Behälter verschlossen werden und als abgedichtete Kammer dienen. Die Vorrichtung kann gewünschtenfalls automatische Steuereinrichtungen aufweisen, urn die Teile der Vorrichtung in einer gewünschten Folge automatisch zu betätigen.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung, die erfindungsgemäss aufgebaut ist und nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitet.

Ein Behälter 10, beispielsweise ein Kunststoff- oder Glasbehälter, soll innen und ausseninder in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sterilisiert werden. Es sei bemerkt, dass natürlich jede beliebige gewünschte Anzahl solcher Behälter oder irgendwelcher anderen Oberflächen, die sterilisiert werden sollen, in dieser Vorrichtung behandelt werden können. Der Einfachheit halber ist die Flasche 10 auf einer Platte 11 angeordnet, die von einer Welle 12 getragen wird, die an den 3oden 13 eines die Kammer bildenden Gehäuses 14 befestigt ist. Die Flasche kann auch direkt auf den Boden 13 gestellt werden. Eine Dichtung, beispielsweise ein Dichtungsring 15* ist zwischen dem Boden 13 und einem Flansch 1o, der an dem unteren Ende des Gehäuses 14 ausgebildet ist, angeordnet. Die Welle 12 ist in den durch die Pfeile angezeigten Richtungen bewegbar und wird durch den Motor 17 nach oben und unten bewegt. Wenn der Boden 13 in seine oberste Stellung gebracht und eine Dichtung mit dem Flansch 16 bewirkt wird, wird eine vakuumdichte Kammer 20 gebildet.

Eine Vakuumpumpe 24 ist mit der Kammer 20 durch eine Leitung 25 verbunden, in der sich ein Schieber 2ö befinden kann. In ähnlicher V/eise ist eine Quelle 28 "für das sterilisierende Gas (beispielsweise Chlor) mit der Kammer. 20 über eine Leitung 29, die einen Schieber 30 aufweist, verbunden. Eine Quelle 32 für sterile Luft ist über die leitung 33* in der sich ein Schieber 34 befindet,

109337/1457

- 7 angeschlossen.

Das Gehäuse 14 besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie beispielsweise Glas. Um das Gehäuse 14 ist eine Hochfrequenzspule 40 angeordnet. Sine Spannungsquelle 41, beispielsweise ein Hochspannungs-HF-Oszillator, ist über den Schalter 42 mit der Spule 40 verbunden und bei 43 geerdet.

Die .Vorrichtung kann zvrav manuell betätigt werden, doch kann es wünschenswert Bein, eine automatische Steuerung vorzusehen ₃ ,^e es sciiematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Derartige automatische .. tätigungssysterne sind bekannt, und es kann jeder beliebige Meofc-nismus, der die verschiedenen Teile der Vorrichtung in einer vorbestimmten zeitlichen Folge betätigen kann, verwendet werden. Als Beispiel sei ein Zeitgebermechanismus angeführt,der mit Schalteinrichtungen zur Betätigung der Schieber 26, 30 und 34, des Schalters 42 und des Motors 17 verbunden ist. Es sei angenommen, dass die Flasche 10 auf die Platte 11 gestallt wird, wenn der Boden 13 sich in seiner untersten Stellung befindet. Der Arbeitszyklus kann dann begonnen vieräen.Der Zeitgebermechanismus betätigt die Steuerung 46, die bewirkt, dass der Motor 17 den Boden 13 nach oben bewegt, bis eine vakuumdichte Dichtung gebildet ist und die Kammer 20 evakuiert werden kann. Die Steuerung 47 betätigt dann die Vakuumpumpe 24 und öffnet den Schieber 26. Diese Bedingungen werden aufrechterhalten, bis der Druck in der Kammer 20 den gewünschten Wert erreicht hat. Die Steuerung 47 schliesst dann den Schieber 26 und schaltet die Vakuumpumpe 24 ab. Anschliessend öffnet die Steuerung 48 den Schieber 30, um die Einführung einer vorbestimmten Menge des sterilisierenden Gases in die Kammer 20 zu ermöglichen, bevor der Schieber geschlossen wird. Dann betätigt die Steuerung 49 den Schalter 42, um die Hochfrequenzspulen für die gewünschte Zeitspanne unter Spannung zu setzen, und öffnet dann den Schalter wieder, um die Spannung, und das Plasma abzuschalten. Die Steuerung 50 öffnet dann den Schieber zur Einführung von steriler Luft oder einem anderen sterilen Gas, um den Druck auf Umgebungsdruck zu bringen, und schliesst dann den Schieber. Schliesslich betätigt die Steuerung 51 den Motor 17,

109837/U57

um den Boden 13 herabzubewegen, so dass die Flasche 10 entfernt werden kann. Hiermit werden der Zyklus und die Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens beendet.

Es kann erwünscht sein, Behälter zu sterilisieren, die aus einem Schichtstoff bestehen, bei welchem eine.der Schichten ein elektrischer Leiter ist. Ein Beispiel für einen solchen Behälter ist ein Kartonbehälter für Milch, der üblicherweise (Fig. 2) aus einem Schichtstoff 55 hergestellt ist, der von aussen nach innen Schichten aus Wachs 54, Papier 56, Metallfolie 57 und Wachs 58 aufweist. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung gezeigt, die sich insbesondere zur Sterilisation der Innenvjandungen eines solchen Behälters 6ö eignet. In dieser Figur werden gleiche Bezugszeichen für die gleichen in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Elemente verwendet. Das zur Ionisation des sterilisierenden Niederdruckgases in der Kammer 20 erforderliche Hochfrequenzfeld wird mittels einer Elektrode 65 erzeugt, die sich nach unten in den Behälter 60 hineinerstreckt, eine siebförmige Elektrode 66 und eine zugeordnete Spannungsquelle 41, die beispielsweise ein geeignet belasteter Huth-Kühn-Oszillator sein kann, dessen Ausgang wie gezeigt der Vorrichtung zugeführt wird. Wenn das Gehäuse 14 aus Metall besteht und elektrisch leitend ist, kann es als die eine Elektrode dienen, und die siebförmige Elektrode 66 kann weggelassen werden.

Wenn die zu sterilisierende Oberfläche die Innenwandung eines Gefässes oder einer Flasche ist, ist es möglich, das Innenvolumen der Flasche als zu evakuierende Kammer zu verwenden, vorausgesetzt natürlich, dass die Flasche derart abgedichtet werden kann, dass sie zur Evakuierung mediumdicht gemacht werden kann. Ein Beispiel einer Vorrichtung, die zur Durchführung dieser Arbeitsweise ausgelegt ist, ist in Fig. 4 gezeigt, in der für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 3 verwendet werden. Die Flasche, deren Inneriwandung sterilisiert werden soll, ist längs ihrer unteren Kante mittels einer Einspannvorrichtung., wie beispielsweise einem Friktionspassring 80, eingespannt. Wenn sie nach oben in die Sterilisationsstellung bewegt ist, wird sie

109837/ H57

durch einen Schnappring81 gedichtet, der aus einem elastomeren Material besteht, oder mit diesem bedeckt. Der Schnappring 81 ist ein Teil eines Verschlusses 82,der Leitungen 25, 29 und 33 aufweist, die durch diesen hindurchgehen'und diesem gegenüber .abgedichtet sind. Gewünschtenfalls kann dieser Verschluss beweglich und die Platte 11 stationär sein. Diese letztere Anordnung ist für Flaschen geeignet, die einen gleichförmigen Durchmesser über ihre gesamte Länge haben. Bei der in Pig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Spule zur Anpassung an die Form der Flasche 10 so gewickelt, dass sie einen oberen Abschnitt 83 mit kleinerem Durchmesser als dem des unteren Abschnitts 8.4- aufweist.

Es kann eine automatische oder manuelle Steuerung der zeitlichen Folge der Verfahrensschritte für die in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigte Vorrichtung in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist, vorgenommen werden.

Die die zu sterilisierende Oberfläche umgebende Atmosphäre, d.h. die Kammer 20 bei den in Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen oder'das Innere der Flasche 10 der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform, sollte bis auf etwa 1/10 bis 1 mm Hg abgepumpt werden, wobei etwa 0,5 mm Hg einen typischen Druck darstellen. Die Menge an eingeführtem sterilisierendem Gas sollte ausreichend sein, um einen Druck von etwa 1 bis 10 mrn Hg zu erzeugen und zwischen 10 und 90 Gew. ~fo der in der Kammer oder der Flasche enthaltenen Gase auszumachen. Die Dauer der Anwendung des Hochfrequenzfeldes, das das sterilisierende Gas ionisiert, hängt von der Menge an vorhandenem sterilisierendem Gas, dem Druck der Gase und der Intensität und Frequenz des Hochfrequenzfeldes ab. Da die Temperatur des Gases verhältnismässig niedrig irn Vergleich zu einem in Gasen bei Atmosphärendruck gebildeten Induktionsplasrna ist, besteht wenig Gefahr, dass die zu sterilisierende Oberfläche beschädigt wird, und die genaue zeitliche Einstellung des Plasmapulses ist weniger kritisch. Die Sterilisation ist im allgemeinen in wenigen Sekunden bewirkt.

Die zur Erzeugung des Hochfrequenzfeldes erforderliche Energie

109837/1457

- ίο -

wird' durch die Qualität und Quantität des verwendeten sterilisierenden Gases und durch die Geometrie des Raumes, in dem das Hochfrequenzfeld erzeugt wird, bestimmt. Im allgemeinen werden Spannungen zwischen etwa 500 und 5000 Volt angewendet. Die Frequenz des Hochfrequenzfeldes kann von etwa 1 bis 10 Megahertz betragen. Im allgemeinen ist es zweckmässig höhere Frequenzen bei höheren Drucken anzuwenden. Es ist im allgemeinen zu bevorzugen, diese höheren Drucke und höheren Frequenzen zu verwenden, sofern sie mit den anderen gewählten Arbeitspararne tern vereinbar sind. Diese Arbeitsparameter, nämlich Zeit, Druck, Spannung, Geometrie und dergl., stehen jedoch alle miteinander in Beziehung und können leicht für jedes gewünschte System bestimmt werden.

Das ionisierbare sterilisierende Gas ist im allgemeinen Chlor, Brom oder Jod, wobei Chlor das bevorzugte Gas ist. Um das Vakuum aufzuheben und dann die Handhabung der sterilisierten Oberfläche zu ermöglichen, ist es im allgemeinen erwünscht, diese mit steriler Luft oder einem anderen geeigneten sterilen Gas zu umgeben, bis die Oberfläche in geeigneter Weise abgeschlossen wird, wie beispielsweise durch Füllen und anschliessendes Verschliessen und Abdichten eines Milchbehälters oder durch Verpacken eines sterilisierten Instruments.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Zwanzig 0,4-7 1 (1 pint) Kunststoff laschen, wie beispielsweise gemäss Fig. 1, wurden auf ihren inneren und äusseren Oberflächen mit PSO-Sporen mit einer Dichte von etwa 1 000 Sporen je 6,4 crn~ (1 square inch) Oberfläche inoculiert. Zehn dieser Behälter wurden in eine Kammer eingebracht. Die Kammer wurde auf etwa 1/10 mm Hg evakuiert. Dann wurde Chlor bis zu einer.* Druck von 2 ram Hg eingeführt. Ein Hochfrequenzfeld wurde unter Anwendung von 1000 Volt und einer Frequenz von 6 Megahertz erzeugt, und das so gebildete Chlorplasma wurde etwa J3 Sekunden aufrechterhalten, um

109837/U57

die Behälter innen und aussen dem glühenden ionisierten Chlorgas auszusetzen. Nach Einführung von steriler Luft wurden die Behälter aus der Vorrichtung genommen, und ihre Oberflächen wurden mit einem Agarkulturmediura besprüht.

Zu Vergleichszwecken wurden andere zehn Flaschen Chlordampf bei einem entsprechenden Druck für eine Zeitspanne von 1 Stunde ausgesetzt und dann mit dc.:r, Agarkulturr:i:?d:i.uni behandelt.

Die Agarkulturen wurden 3υ Stunden bei 35°C inkabiert und dann geprüft. Die von der plasraasterilisierten Oberfläche entnosr.r.i.-nen Kulturen zeigten, dass die Sporen vollständig abgetötet ware... während die von den mit Chlordampf behandelten Behältern entnommenen 3Calturen mit Sporerikclonien übersät waren. Bei Ersatz des Chlors durch Jod oder Brcm wurden entsprechende Ergebnisse erhalten. HCl-Gas war wirksam, jedoch nicht so wirksam wie Chlorionen, die aus Chlorgas stammten. Plasmen, die aus Wasserstoff, Wasserdampf, Sauerstoff und Stickstoff gebildet wurden, waren nicht besonders wirksam. Das verwendete sterilisierende Gas kann je nach der Art oder der* Typen der zu zerstörenden Mikroorganismen variieren. Es kann daher als sin Gas definiert werden, das bei niedrigen Drucken unter Bildung von Ionen ionisierbar ist, die einen speziellen Mikroorganismus zu zerstören vermögen.

Durch das erfindungsgeniässe Verfahren und mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es möglich^ Oberflächen zu sterilisieren die durch Arbeitsweisen, wie beispielsweise dielektrisches Erhitzen oder Induktionserhitzen, rasches Erhitzen, Erhitzen auf hohe Temperatur, Behandlung im Autoklaven oder chemische Behandlung, nicht behandelt x«;erden können. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zur Sterilisation von Kunststoff- oder Wachsoberflachen, die intensives Erhitzen nicht aushalten.

Es ist ersichtlich, dass die oben angeführten und aus der Beschreibung ersichtlichen Ziele in wirksamer Weise erreicht wurden und dass gewisse Abänderungen in der Durchführung des beschriebenen Verfahrens und in der Konstruktion der Vorrichtung vorgenom-

109837/U57 BAD ORIQIMAi

"-12-men werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen.

109837/ 1457

Claims

Patent an s ρ r υ, c h e

1. Verfahren zur Sterilisation einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Oberfläche mit einem gasförmigen Niederdruckplasma in Kontakt gebracht x^ird, das etwa 10 bis 90 Gew.-^S eines sterilisierenden Gases in ionischer Form enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als sterilisierendes Gas Chlor, Brom oder Jod verwendet wird.

3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plasmadruck im Bereich von etwa 1 bis 10 mm Hg angewendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) die zu sterilisierende Oberfläche in eine mediumdichte Kammer gebracht wird,

(b) diese Kammer auf einen Druck zwischen etwa 1/10 und 10 mm Hg evakuiert wird,

(c) in die evakuierte Kammer eine Menge an Chlor, Brom oder Jod eingebracht wird, die 10 bis 90 Gew.-% des Gesamtgases in dieser Kammer ausmacht, und

(d) ein Hochfrequenzfeld in dieser Kammer ausgebildet wird und so Chlor-, Brom- oder Jodionen gebildet werden, die jegliche auf der Oberfläche vorhandenen Mikroorganismen zerstören.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzfeld durch Erregung von Spulen, die die Kammer umgeben, erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche die Innermandung eines Behälters ist und dass das Hochfrequenzfeld durch Anlegung einer Spannung zwischen einer in

109837/US7

2Ί06736

-H-

dem Eehälter angeordneten Elektrode und einer urn den Behälter angeordneten Elektrode erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Hochfrequenzfeldes zwischen 1 und 10 Megahertz beträgt.

S. Vorrichtung zur Sterilisation einer Oberfläche durch Kontakt mit einem Niederdruckpiasrsa, gekennzeichnet durch

(a) Einrichtungen zur Herabsetzung des drucks des gasförmigen Mediums, das sich in Kontakt mit der Oberfläche befindet,

(b) Einrichtungen zur Einführung einer vorbestimmten Menge eines sterilisierenden Gases in das erhaltene gasförmige Niederdruckinedium und

(c) Einrichtungen zur Ionisation des sterilisierenden Gases.

9· Vorrichtung zur Sterilisation einer Oberfläche durch Kontakt mit einem Niederdruckplasrna, gekennzeichnet durch

(a) Einrichtungen, die eine mediumdiehte Karaner begrenzen,

(b) Halterungseinrichtungen für die Anordnung der zu sterilisierenden Oberfläche innerhalb der Kammer,

(c) Pumpen zur Herabsetzung des Drucks des gasförmigen Mediums in der Kammer,

(d) Gaszuführungseinri^hcungen zur Einführung eines sterilisierenden Gases in die Kammer und

(e) Ionisationseinrichtungen sur Erzeugung eines Hoohfrequenzfeldes innerhalb des gasförmigen Mediums.

10« Vorrichtung nacn Anspruch 9/ dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen ?.ur Sinfünrung eines stsrilen Gases in die Kammer aufweist.

103837/U5?

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuereinrichtungen zur aufeinanderfolgenden Betätigung der Pumpen, der Gaszufünrungseinrichtungen und der Ionisationseinrichtungen aufweist.

109837/U57