JP3091358U - 滅菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【技術課題】 対象物を滅菌するための装置において、
対象物の表面が水と過酸化水素の蒸気配合物を凝縮化し
て湿潤化することによって、蒸気配合物はこれにより追
加の如何なる輸送ガス流なしに滅菌する。 【解決手段】 滅菌室６には、断熱膨張または連続過飽
和により蒸気配合物を滅菌室１内に送り込むための蒸発
器１が取り付けられていると共に、この蒸発器１内の圧
力は、前記滅菌室６内の圧力より高く設定されている。
前記滅菌室６には、凝縮流体を吸引するための減圧ポン
プ１０と滅菌室６内を滅菌循環ガスに置換するための導
管１２が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、対象物の表面を滅菌するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

対象物の表面を滅菌する装置の場合、対象物の表面は水と過酸化水素の蒸気配 合物を凝縮することにより湿潤化され、更に凝縮流体は引き続いて乾燥によりこ れらの表面から除去される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

通常水溶液の形で存在する過酸化水素を用いる滅菌において、純粋に化学的な 滅菌工程は“活性化された”過酸化水素により実現される。ここで用いた字句“ 活性化された”はばく然としているが、化学的及び／又は物理的反応が過酸化水 素への熱付加の結果として起こり、これがそのとき滅菌を実現することを意味し ている。冷たい状態、すなわち室温またはわずかにその上では、過酸化水素は実 際には技術的に利用可能な滅菌効果を持たない。

【０００４】 実際に、滅菌の目的のために過酸化水素を“活性化する”ための種々の方法が 知られている。

【０００５】 例えば、ヨーロッパ公開特許０２４３００３においては、水と過酸化水素を含 む溶液が蒸発されて熱い輸送空気流によりより冷たい表面に供給され、大気圧下 で、このより冷たい表面が蒸気配合物の凝縮により湿潤化される。引き続いての 乾燥工程は別の熱空気流により行われる。

【０００６】 この装置において、過酸化水素の“活性化”は滅菌が要求される正にそのとき に、すなわち凝縮時に、起こる。輸送空気流のため、過酸化水素の濃度は、あい にく減少する。これに加え、供給された輸送空気流が滅菌される全表面に実際に 到達することは保証されない。最後に、引き続いての乾燥工程は熱空気の更新供 給のため時間がかかるという問題がある。 また特公昭６１−４５４３号公報には、過酸化水素の液体膜による殺菌方法が 掲載されているが、この殺菌方法では、殺菌装置が複雑化する。

【０００７】 本考案の目的は滅菌効果を改善し、滅菌工程の時間を減らすことが可能な滅菌 装置を提案することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この目的は本考案により蒸気配合物の凝縮による湿潤化が追加の輸送ガス流な しに実行されること及び乾燥工程が水と過酸化水素の沸点以下の圧力での排気に より実行されることにより達成できる。

【０００９】 本考案の装置は、過酸化水素の“活性化”は従来技術のように滅菌が要求され る正にそのときに、すなわち凝縮時に、起こる。しかし蒸気配合物は追加の輸送 ガス流なしに滅菌される対象物に到達するので、滅菌時の過酸化水素の濃度は極 めて高い。過酸化水素痕跡物の除去は引き続いての加熱により実行されず、むし ろ水と過酸化水素の沸点以下の圧力での簡単な排気により行われ、この工程は数 秒で実行され過酸化水素の全痕跡を確実に除去する。

【００１０】 滅菌のために必要な水と過酸化水素の蒸気配合物は蒸発器またはガス化器で発 生され、その設計は蒸気配合物中の過酸化水素蒸気の十分な高濃度を発生するこ とができる限り、本考案の目的と無関係である。蒸気配合物中の過酸化水素の実 際の“活性化”は滅菌される表面上での凝縮時に起こる。蒸気配合物はできるだ け薄くて均一な流体膜で表面を湿潤化させる。顕微鏡的に薄い凝縮層（かろうじ て肉眼で見える）が可能な最短時間で滅菌効果を達成するための本考案の目的の ために十分である。層の薄さのために、排気による引き続いての乾燥時の氷の望 ましくない形成が起こらない。

【００１１】 滅菌のために処理室中に供給される蒸気配合物は利用できる全凝縮表面積によ り決定される。滅菌室自身の容積は、凝縮が起こるのは表面上のみであるので、 重要な因子ではない。

【００１２】 本出願人は過酸化水素の“活性化”に関して、以下の事情が重要であると考え ている。

【００１３】 過酸化水素の沸点は水のそれよりも高い。これは冷却するとき、過酸化水素が まず凝縮し、次に水が続くことを意味する。従って最も純粋な流体過酸化水素の 凝縮層が発生し、その上に水凝縮層が載ると考えられる。これは特に滅菌される 表面に、正に適当な時間に、外観上は蒸気配合物中の過酸化水素の濃度の追加の 増加をもたらす。

【００１４】 試験の結果、少なくとも２５％の過酸化水素を有する蒸気配合物が発生され、 引き続いて滅菌される表面と接触させられるべきであることを示した。滅菌のた めに必要な時間は凝縮流体中の過酸化水素の濃度の増加と共に減少することが示 された。蒸発またはガス化のために用いられる水溶液は好ましくは３５％から６ ０％の過酸化水素を含むべきである。しかし、蒸気配合物中の過酸化水素濃度が 導入された水溶液の濃度と同じであるように、予め決められた量の過酸化水素溶 液を蒸発器またはガス化器に導入し、そこでこの量が完全に蒸発されるに必要な 信頼性ある工程を確保すべきである。

【００１５】 本考案の装置は利用または滅菌される対象物に応じて種々の多くの装置で実行 されることができる。

【００１６】 本考案の装置は、例えば、蒸気配合物は同時に滅菌室としての役目をする蒸発 器中で発生され、これを通して湿潤化された対象物が案内される。この装置は特 にシート材料の滅菌のためであり、このシート材料から例えばプラスチックカッ プが引き続いて打ち抜かれる。蒸発器を通してのシート材料の通過中に、凝縮流 体がより冷たいシート材料上に凝結し、滅菌効果を起こす。凝縮流体は次いで下 流の乾燥室内で減圧ポンプにより除去されることができる。この方法では、蒸発 器の圧力は蒸発器の一部である滅菌室のそれと同じである。従って蒸気配合物が 滅菌される全表面に到達することが確保される。

【００１７】 本装置は、更に別の装置により、蒸気配合物が蒸発器内で発生され、引き続い て、凝縮により対象物を湿潤化する目的のために、その圧力が蒸気配合物の蒸気 圧より顕著に低い別個の滅菌室中に案内されるということが提供される。この後 者の方法は従って低圧または減圧法であり、それにより蒸気配合物が滅菌される 全表面に到達することが保証される。

【００１８】 考慮されるべき圧力範囲は以下により決定される：過酸化水素が熱的に分解を 始める温度は１４０℃である。この温度は従って蒸発中に過度に超えられるべき ではない。水の低沸点のために、同じ温度のより高度に凝縮された溶液の蒸気圧 は水の蒸気圧より顕著に低い。好ましい５０％水、５０％過酸化水素溶液の場合 、その蒸気圧は例えば１２０℃で、略１１００ｍｂである。過酸化水素蒸気と水 蒸気の蒸気配合物が滅菌室内の残留空気により希釈されることなく流れることが できるために、この室圧は、特に滅菌室の容積が蒸発器内の利用できる蒸気配合 物の容積より顕著に大きいときは、上述の蒸気圧より顕著に低くなければならな い。滅菌室で凝縮を起こすために、この室圧は蒸気配合物の流入の結果として顕 著に増やすことができねばならない。蒸気配合物の流入前の室圧は、室容積が例 えば蒸発器容積のそれの４０倍であるとき、５と０．１ｍｂの間の範囲に、例え ば略１ｍｂであるべきである。もし室容積と蒸発器容積間の比がより小さいなら 、室圧力は蒸気配合物の流入前にそれに応じてより高くてもよい。

【００１９】 ここでは、蒸発器から流出する蒸気配合物の非常に高い濃度と共に高温度の結 果として、滅菌室への加熱導管が凝縮なしでさえ、同時に滅菌されるという副効 果があることが述べられるべきである。これは完全無菌応用のために極めて重要 である。

【００２０】 追加の輸送ガス流なしの滅菌室中への蒸気配合物の供給は二つの方式で、断熱 膨張によるかまたはいわゆる連続過飽和によるかのいずれかで、行うことができ る。断熱膨張が周期的に起こり、二つの膨張間の間隔がゼロに戻すのに使用され るとき、断熱膨張から連続過飽和への移行は大いに簡単である。

【００２１】 断熱膨張の場合、予め決められた量の蒸気配合物が蒸発器またはガス化器から 滅菌室中に急速に流れる。この作用速度のために、蒸気配合物中に含まれた全エ ネルギーは変化できず、それは一定のままであり、従って状態変化は断熱的であ る。しかし、断熱膨張時に、蒸気配合物により占められる容積は、蒸気配合物が 今や、蒸発器容積に加えて、また滅菌室の容積をも満たさねばならぬので、大き く増加する。結果として温度は激烈に減少し、従って露点のはるかに下に下り、 それにより極めて過飽和の蒸気配合物が発生し、従って蒸気配合物に含まれた殆 ど全物質がそれに露出された全表面に最短可能時間内で凝縮する。

【００２２】 急速膨張を達成するために、室圧は蒸発器内の圧力よりかなり低くなければな らない。例えば、蒸気配合物の９０℃から２倍容積への膨張は略１０℃の温度を もたらし、１０倍容積への膨張は−１１０℃の温度をもたらす。断熱膨張の利点 は特に短い滅菌時間が望ましいような利用で、例えばＰＥＴボトルの滅菌の場合 に好ましい。

【００２３】 蒸気配合物が蒸発器から滅菌室中に連続過飽和により流入する別の改変法の場 合において、蒸気配合物はまた適用された圧力低下のために蒸発器から滅菌室に 到達するが、そこでは工程はより長くかかる。ある時間間隔に渡って、水溶液は 連続的に滅菌室中に供給されることができる。温度、従って圧力は蒸発器内でよ り高いので、蒸気配合物は滅菌室内で膨張し、これが逆に冷却を導く。しかし、 これに加え、滅菌室内の圧力は蒸気配合物の連続後続流のため増加する。冷却及 び圧力増加は、両工程とも蒸気配合物の状態を露点以下に強制するので、滅菌室 内に蓄積する蒸気配合物の過飽和をもたらす。蒸気配合物が供給される限り、凝 縮が全接近可能表面で起こる。

【００２４】 連続過飽和において、比較的小さな蒸発器容積を用いて非常に大量の凝縮流体 が発生され凝縮させることができるが、そこではこの方法はそれに応じてより長 い時間がかかる。滅菌室の室圧は蒸気配合物の必要量が流入するのに必要なだけ の蒸発器の圧力よりわずかに下の圧力であることのみを必要とする。蒸発器にお いて、温度は従って常に蒸気圧が室圧を連続的に超えることを可能とするに十分 な程高くなければならない。連続過飽和は滅菌工程の時間がまっ先に重要でない ような利用のために適している。この後者の方法は急速、極限膨張によって大き く下げられない、蒸気配合物の極めて高い温度の形の追加の利点、並びに比較的 暖かい表面で凝縮する可能性を提供する。

【００２５】 特により大きくてより複雑な表面においては、凝縮による湿潤化、並びに凝縮 の乾燥が少なくとももう一度繰り返されるのが有利である。凝縮層の引き続いて のポンプ排出での凝縮化からなる繰り返しサイクルは同じ時間続く一つの単一延 長凝縮工程よりある状況ではより良い結果を与える。ある場合にはその間に凝縮 層をポンプ排出することなく、繰り返した凝縮が改善された結果を与える。

【００２６】 一般的でない滅菌法（ドイツ公開特許出願１９８１８２２４）において凝縮と 排気の繰り返しのサイクルが公知であるけれども、この公知法に含まれているの は過酸化水素による化学滅菌ではなく、むしろ少なくとも１２０℃の温度の水飽 和蒸気を用いる純粋に熱的な滅菌法である。

【００２７】

【実施例】

図１による設備において、水蒸気と過酸化水素蒸気の蒸気配合物が発生され、 そこでは各タイプの蒸気の場合において、湿り蒸気または過熱蒸気が含まれてい るかどうかは基本的に重要ではない。希望のどのような設計であることもできる 蒸発器またはガス化器は参照番号１を与えられている。希望の濃度の過酸化水素 と水を含む水溶液が導管２と弁３を介して蒸発器１に方向Ａに加圧下に供給され る。

【００２８】 滅菌室６が蒸発器１の下流に配置されており、その滅菌室６内に表面が滅菌さ れる対象物７、８が適当な支持体上に置かれている。容器が滅菌される場合、こ れらの表面は滅菌室自体を含むことさえできる。

【００２９】 滅菌室６は適当な減圧ポンプ１０によりまず排気される。引き続いて滅菌室６ は弁１１を閉じて減圧ポンプ１０から分離され、従って吸引作用は起こらない。

【００３０】 弁５を開けることにより、蒸発器１内に存在する蒸気配合物は断熱膨張または 連続過飽和により、導管４を介して滅菌室６中に入ることが確保される。蒸発器 １内の圧力は結果として滅菌室６内の圧力より高くなければならない。膨張中、 蒸気配合物により占められる容積は増え、それにより蒸気配合物は露点以下に大 きく冷却され、対象物７と８の全ての接近可能な表面上、並びに支持体９上及び 滅菌室６の内表面上に凝縮し、滅菌室６内の圧力が再び増加する。減圧ポンプ１ ０の助けにより、凝縮流体は数秒内に引き出され、滅菌室６は導管１２と弁１３ を介して滅菌循環ガスにより換気される。凝縮流体の滅菌される表面との接触時 間は二次因子により、３秒以下であることができる。

【００３１】

【実施例２】 図２による設備において、シート材料１６は輸送方向Ｂ、Ｃに蒸発器１４を通 してその下流に配置された乾燥室１５に輸送される。シート材料１６の場合にお いて、ここに合成シートが含まれることができ、それからカップまたは缶が型打 ちされる。蒸発器１４並びに乾燥室１５内において、入口及び出口開口の両者で 十分に漏れない封止が設けられる。シート材料１６が同時に滅菌室である蒸発器 １４を通過している間に、凝縮流体が十分に冷たいシート材料１６上に凝結する ことができる。下流の乾燥室１５において、凝縮流体が弁２８が開けられた後減 圧ポンプ２７により再び引き出されることができる。同時に滅菌室である蒸発器 １４内の８０℃と１２０℃の間の温度は、通過時間がほんの２〜３秒であるので 、シート材料１６を害しない。蒸気配合物の圧力は水蒸気圧力曲線により、３０ ０から１２００ｍｂの範囲内にある。下流の乾燥室１５内の圧力はそのとき、適 用された過酸化水素濃度と蒸発器内の温度に応じて、０．５と５ｍｂの間の範囲 内にあるべきである。

【００３２】 乾燥室１５は滅菌循環ガスのために弁３０を介して導管２９に連結されること ができる。

【００３３】 希望の濃度を持つ水と過酸化水素の水溶液が加圧下に導管２０と弁２１を介し てポンプ２６により供給タンク２５から蒸発器１４に供給される。蒸発器１４か らの凝結した凝縮流体は導管２２と弁２３を介して凝縮器２４中に凝結されるこ とができ、そこでそれは供給タンク２５内で再度凝結される。

【００３４】

【考案の効果】

本考案に係る滅菌装置は以上の如き構成と作用により、蒸気配合物の凝縮によ る湿潤化が追加の輸送ガス流なしで実行が可能であると共に乾燥が水と過酸化水 素の沸点以下の圧力の排気により実行できると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸気配合物が蒸発器内で発生され、引き続いて
別個の滅菌室に供給される方法を実行するための装置の
説明図。

【図２】蒸発器が同時に滅菌室である方法を実行するた
めの装置の説明図。

【符号の説明】

１ 蒸発器 ６ 滅菌室 １０ 減圧ポンプ １２ 導管 １４ 蒸発器 １５ 乾燥室 １６ シート ２７ 減圧ポンプ ２９ 導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ペーター・アヴァコヴィクツ ドイツ国連邦共和国81371 ミュンヘン、 アベルレシュトラーセ 23

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 滅菌室６には、断熱膨張または連続過飽
   和により蒸気配合物を滅菌室１内に送り込むための蒸発
   器１が取り付けられていると共に、この蒸発器１内の圧
   力は、前記滅菌室６内の圧力より高く設定されているこ
   と、前記滅菌室６には、凝縮流体を吸引するための減圧
   ポンプ１０と、滅菌室６内を滅菌循環ガスに置換するた
   めの導管１２が設けられていることを特徴とする滅菌装
   置。
2. 【請求項２】 蒸気配合物が同時に滅菌室６である蒸発
   器１内で発生され、この蒸発器１を通して湿潤化される
   対象物が案内されることを特徴とする請求項１に記載の
   滅菌装置。
3. 【請求項３】 蒸気配合物が蒸発器１内で発生され、引
   き続いて対象物を湿潤化するために別個の滅菌室６中に
   供給され、滅菌室６の圧力が蒸気配合物の蒸気圧より低
   いことを特徴とする請求項１に記載の滅菌装置。
4. 【請求項４】 蒸気配合物が蒸発器１から滅菌室６中に
   本質的に断熱膨張により流入することを特徴とする請求
   項３に記載の滅菌装置。
5. 【請求項５】 蒸気配合物が蒸発器１から滅菌室６中に
   連続過飽和のために流入することを特徴とする請求項３
   に記載の滅菌装置。
6. 【請求項６】 凝縮による湿潤化並びに凝縮流体の引き
   続いての乾燥が少なくとももう一度繰り返されることを
   特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の滅菌
   装置。
7. 【請求項７】 凝縮流体による湿潤化が、その間に凝縮
   流体を乾燥する段階なしに少なくとももう一度繰り返さ
   れることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに
   記載の滅菌装置。