CN1089253C - 用于对表面进行灭菌的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种在一条消毒的注入作业线上对表面进行连续灭菌的设备，这种设备包括一根用以馈入热空气和气化过氧化氢的混合物的馈入管(10)和多个喷嘴(8)，通过这些喷嘴所述混合物被送至等待灭菌的表面(9)上，其中馈入管(10)包括由多孔管(4)形成的节段用以直接将气态的过氧化氢(1)馈入至热空气流中，所述多孔管(4)由一个加热的装置(3)所包围。

Description

用于对表面进行灭菌的方法和设备
本发明涉及一种使用空气和气态过氧化氢的混合物对一条消毒注入作业线上的表面进行连续灭菌的方法，其中一股热空气流通过一根馈入管被送入至准备予以灭菌的不同表面上。本发明还涉及用于该方法的设备。
使用气态过氧化氢对包装材料进行灭菌在本专业内是熟知的。欧洲专利申请第481’361号涉及一种用于对容器进行灭菌的设备，这种设备包括一个作为液态过氧化氢和用于气化所述过氧化氢的经加热的空气源的喷嘴。这种装置的缺点在于所使用的引导液态过氧化氢的喷嘴往往会被堵塞，而且其次，当液滴需要气化时很难获得均匀的雾化和完全的气化；再有，特定的气化室常常要求一个高的气化温度，因而过氧化氢的分解速率就相对地高了。最后，上述专利申请的设备很是复杂使得维护和清洁工作既困难又费钱。
本发明的目的是克服上述缺点，特别是找出一种方法来，在这种方法中，含水过氧化氢的全部气化、过氧化氢在气相的恒定浓度以及过氧化氢的最小分解率都可以获得保证。
本发明涉及一种用一种空气和气态过氧化氢的混合物对表面进行连续灭菌的方法，其中，一股热空气流经一根馈入管被输送至等待灭菌的不同表面上，其中的热空气与完全气化的过氧化氢相混合，所述气化过氧化氢是通过在多孔管内形成液态过氧化氢薄膜并予以加热而获得的，所述多孔管构成热空气馈入管的一部分将所述气化的过氧化氢扩散至热空气流中。
本发明的方法利用这样的事实，即当一层薄的液体薄膜与热的表面相接触时，它在蒸发期间的热和质量传递要比上述的根据欧洲专利申请EP 481,361中的液滴在热空气流中蒸发的技术高出很多。因此，通过使用多孔管，形成一个分布均匀的液态过氧化氢薄膜就得到了保证。
根据本发明，所谓“表面”指的是任何类型的套壳，例如用诸如玻璃、塑料或金属等任何类型的封装容器材料制成的封装容器。
含有大约35％(重量)过氧化氢的水相过氧化氢的正常气化温度大约为107℃；过氧化氢的气化是在110至130℃温度的加热设备中完成的。温度必须足够的高以保证所有的过氧化氢全部气化，但是也不能太高以避免所述H2O2的分解；通常，加热设备的温度大约在120℃左右。
本发明的方法是连续操作的并且采用了新的气化方法，过氧化氢的消耗减小了；过氧化氢的浓度是每公升空气含5至20毫克的过氧化氢。
为了防止气态过氧化氢的冷凝，将整个设备保持在大约120℃的温度下。热空气流是用一个低压送风机和一个简单的热交换器产生的并且可以容易地使用一个流量计予以监控。
在灭菌步骤之后，根据过氧化氢的浓度，所述过氧化氢的冷凝可能发生；在这种情况下，最好将这些残余物除去并用一股温度大约为120℃的干燥空气流掠过灭菌后的表面。
最好是根据本发明可以肯定确保有效的灭菌作用；因此最好能有用以监控温度、热空气流率和气态混合物中过氧化氢浓度的装置。热空气的流率取决于馈入管的直径和在作业线上需要予以灭菌的容器的数量；通常每一个容器的空气速率是20-50l/min。关于过氧化氢的浓度，这是在作业线上使用一个光度计或者一种基于过氧化氢催化分解的热效应的装置予以测定的，其中一小部分的过氧化氢流用一个小真空泵抽吸通过测量装置(光度计或催化剂)。下面将对测定作较详细的说明。
本发明涉及一种在一条消毒的注入作业线上对容器进行连续灭菌的设备，这种设备包括一根用以馈入热空气和气化过氧化氢的混合物的馈入管和多个喷嘴，通过这些喷嘴所述混合物被送至等待灭菌的表面上，其中的馈入管包括由多孔管形成的节段用以直接将气态的过氧化氢馈入至热空气流中，所述管由一个加热的装置所包围。
如前所述，最好是过氧化氢在与热空气混合时已全部被气化。
多孔管是一个经绕结的金属管，例如由不锈钢制成，它具有的孔径在20至80微米之间，最好是大约40微米。如果孔的大小低于20微米，则需要用大的泵压向液态过氧化氢加压而孔则有被堵塞的危险。与此相反，孔的大小过大又导致不能使所有的过氧化氢全部被气化的危险。
多孔管的厚度应当仔细选择以求获得最佳结果；薄的管则接触时间不足以促进气化，管太厚则可能发生太大程度的过氧化氢分解。最佳的厚度是3至4毫米。关于长度，长度必须使过氧化氢足以形成适当的流率并使过氧化氢蒸发，造成在热空气流中的足够浓度。最佳长度为15至30cm。
液态过氧化氢是处于水溶液状态。其浓度并不是关键性的，但最好在5至45％之间，最好大约35％。如前已提过的，最好能防止例如来自过氧化氢的水的蒸汽的可能冷凝；因此将馈入管以蒸汽加热至大约120℃的温度。
在可以在超卫生条件下操作的设备的情况，则也有可能将过氧化氢减少至0；与过氧化氢的减少嗜热孢子相比，灭菌的效率减小至只有植物性细菌，但它必须将馈入管加热至高至170℃。
在本发明的装置中，将气态过氧化氢通过一个馈入进口还是数个进口输入要取决于机器的容量。热空气馈入管的直径相应地增加。
为测定过氧化氢的浓度，该设备还包括一个光度计或者一种根据过氧化氢催化分解的装置。
过氧化氢在200nm波长时显示出一个特有的吸收峰。一个标准的光度计与一个真空泵相结合保证了恒定流量的测试气体通过测量池。为了使测试气体保持在露点之上可以使用圆筒形和加热的测量池。
过氧化氢的催化分解的热效应可以通过少量催化剂容易地测定。一恒定的小部分气流通过少量的由一种陶瓷基片材料构成的保持在120℃温度的催化剂。由于气态过氧化氢放热分解成氧和水，在催化剂的进口和出口之间可以测出测试气体的显著温度增加。这一温度增加与过氧化氢的浓度有着密切地关连。
本发明的设备为H2O2蒸气提供一个管式的分配系统，系统内没有任何阀、开孔或其它构件。气体的正确分配到各单独的表面由可交换的喷嘴予以确保，喷嘴可以在相应的出口处加以标度以保证在特定的位置所需要的一定气体数量。
这两种控制系统对于在操作期间的连续监控过氧化氢气化的质量以及灭菌的效果是完全适合的。
本发明的实施方案将参照附图予以说明，附图中：
图1显示出本发明设备的示意图，和
图2显示出图1中部分A的横截面图。
图1表示了使用过氧化氢气化器对封装物进行灭菌的原理。液态过氧化氢1由一个正排量泵(未显示)直接馈入至多孔管4上，所述过氧化物是通过蒸汽套3对多孔管加热而进行气化的。热的空气流2是使用一种常规的低压系统(未示出)产生的。为了防止气态过氧化氢和蒸汽冷凝，馈入管10由一个蒸汽套5加热。准备灭菌的封装容器9直接安置在相应的喷嘴8之下，喷嘴将热空气和气态过氧化氢的混合物弥散。一个测量装置6，例如一个光度计被安装在作业线上以控制作业线上过氧化氢的浓度，主流中一个由流量计19控制的被测量部分通过一个小的直空泵7被吸入穿过所述测量装置。喷嘴8上也装配有一个蒸汽套11，因而避免了在整个灭菌设备中发生冷凝的任何危险。
下文中还参照图2对工作方式予以说明：
气化器的蒸汽套3包括两根同心的管12，13，该同心管由穿过管道14的蒸汽流以120℃的温度予以加热。由进口15进入的液态过氧化氢1通过多孔管4而扩散，并在其中经管13的加热而全部气化，然后进入馈入管10与到达的热空气2相混合。气化器还包括一个连接部件16，该连接部件对于使所述气化器被安置在馈入管10内是必需的。一个第二部件20包括一个延伸部分17用以防止液态过氧化氢直接滴入空气流中。一个连接环21将连接部件16和部件20连在一起。由于蒸汽套5，11的存在，不会有冷凝发生而空气与过氧化氢的混合物则流经馈入管10到达喷嘴8对容器9进行灭菌，容器然后准备送往干燥阶段(未显示)，最后置于消毒的注入喷嘴之下。在正常情况下每个容器所需进行灭菌的时间为三秒钟。
在用多个进口进行工作的设备情况下，延伸部分17就没有存在的必要了。实施例
图1-2的设备使用浓度35％的过氧化氢并以一个120℃的蒸汽套工作以对容器(容量200ml)进行灭菌以备消毒的应用。所用过氧化氢在气态混合物中的浓度为每公升空气10毫克。
喷嘴8以每分钟30公升的速度工作以达到对Bac.subtilis，var.globigii菌5D的十进减少，暴露时间为三秒钟。

Claims (13)

1.使用一种空气和气态过氧化氢的混合物对表面进行灭菌的方法，在这个方法中一股热空气流经一根馈入管被输送至等待灭菌的表面上，其特征在于热空气与完全气化的过氧化氢相混合，所述气化过氧化氢是通过在多孔管内形成液态过氧化氢薄膜并予以加热而获得的，所述多孔管构成热空气馈入管的一部分并将所述气化的过氧化氢扩散至热空气流中。
2.如权利要求1的方法，其特征在于过氧化氢的气化是在加热设备的110至130℃的温度下完成的。
3.如权利要求2的方法，其特征在于过氧化氢的气化是在加热设备的大约120℃的温度下完成的。
4.如权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于过氧化氢的浓度是每公升空气5至20毫克，而热空气输出速率在20-50公升/分钟之间。
5.如权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于整个体系被保持在大约120℃的温度下。
6.如权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于过氧化氢的浓度在作业线上由一个光度计或者由一种根据过氧化氢催化分解的热效应的装置予以监控，其中一个经测定的小部分混合物被转移至光度计或催化剂装置处。
7.一种在一条消毒的注入作业线上对表面进行灭菌的设备，该设备包括一根用以馈入热空气和气化过氧化氢的混合物的馈入管和多个喷嘴，通过这些喷嘴所述混合物被送至等待灭菌的表面上，其特征在于馈入管包括由多孔管形成的节段用以直接将气态的过氧化氢馈入至热空气流中，所述多孔管由一个加热的装置所包围。
8.如权利要求7的设备，其特征在于所述多孔管的长度必须使过氧化氢足以形成一个适当的流率并使其蒸发。
9.如权利要求7或8的设备，其特征在于多孔管是烧结的金属管。
10.如权利要求9的设备，其特征在于烧结的金属管具有直径为20至80微米的孔。
11.如权利要求10的设备，其特征在于烧结的金属管具有直径为大约40微米的孔。
12.如权利要求7至11中任一项的设备，其特征在于馈入管是用蒸汽加热的。
13.如权利要求7至11中任一项的设备，其特征在于它还包括在作业线上的以测定过氧化氢浓度的一个光度计或和一种基于过氧化氢催化分解的装置。
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