CN105407928B - 灭菌装置及使用该灭菌装置的灭菌方法 - Google Patents

Abstract

提供一种灭菌装置和使用该灭菌装置的灭菌方法，所述灭菌装置包括：灭菌室；真空泵，被连接到所述灭菌室的一侧；汽化器，被连接到所述灭菌室的另一侧；和收集器，具有连接到所述汽化器的一侧和连接到所述灭菌室的另一侧。在所述灭菌装置和所述灭菌方法中，具有95％重量百分比或更高浓度的过氧化氢溶液可通过多个浓缩步骤获得并被用作灭菌剂，由此显著提高灭菌效果。

Description

灭菌装置及使用该灭菌装置的灭菌方法

技术领域

本发明涉及灭菌装置及使用该灭菌装置的灭菌方法，并且更特别地，涉及能够通过利用高浓度灭菌剂水溶液提高灭菌效果的灭菌装置及使用该灭菌装置的灭菌方法。

背景技术

医疗器械和设备通常由利用高压下饱和的水蒸气的高压蒸汽灭菌方法或者由利用不会对易受热影响的工具或材料造成热损伤的诸如环氧乙烷的化学材料的环氧乙烷气体灭菌方法来灭菌。

更具体而言，高压蒸汽灭菌器或高压消毒器在大约120℃或更高的高温下执行灭菌，因此可能由于使由合成树脂形成的医疗器具变形以及使由钢形成的医疗器具的锋利刀刃钝化而缩短医疗器械和设备的寿命。特别地，由于外科技术近来的发展而正在增加的昂贵的医疗器械和设备通常易受热和潮气影响，并且在灭菌再处理期间非常可能被损坏。因此，高压蒸汽灭菌方法对于这种昂贵的医疗器械和设备而言可能并非合适的选择。

能够使医疗器械或设备的热损伤达到最小的环氧乙烷气体灭菌器可在低温下执行灭菌，但是由于任何残留环氧乙烷气体或其反应产物可能导致致癌物质或有毒物质，所以在灭菌之后需要超过12小时的通气时间。而且，使用环氧乙烷气体需要格外小心，因为环氧乙烷气体极具爆炸性，环氧乙烷气体已经报道为引起突变的遗传性有毒物质，并且甚至已知为致癌物质。

使用过氧化氢蒸汽的灭菌方法拥有多种优点，例如，在40至50℃的温度下大约30至60分钟的短的灭菌时间，以及释放诸如水和氧气的对人体或环境无害的灭菌副产物，并且可解决高压蒸汽灭菌器和环氧乙烷气体灭菌器的不足。

然而，在用于产生过氧化氢蒸汽的过氧化氢溶液汽化期间，水比过氧化氢蒸发和扩散得更快，因此干扰过氧化氢的充分扩散。更具体而言，水具有比过氧化氢更高的蒸气压，因此比过氧化氢蒸发得更快。而且，由于水具有比过氧化氢小的分子量，所以水蒸气比过氧化氢蒸汽扩散得更快。

由于水和过氧化氢的前述特性，当过氧化氢溶液在待灭菌的产品周围的空间中汽化时，高浓度的水比过氧化氢更快到达该产品。

水蒸气扩散至扩散受限的空间中，诸如小间隙(或缝隙)或狭长腔，由此抑制过氧化氢蒸汽的传送。也就是说，由于水先于过氧化氢到达产品，所以产品可能不能被恰当地灭菌。

为了有效灭菌，优选使用高浓度的过氧化氢溶液，但是在现实中，难于运输、存储并处理具有60％或更高重量百分比的浓度的过氧化氢溶液。.

然而，即便具有这些优点，使用过氧化氢蒸汽的灭菌方法由于过氧化氢弱的扩散性而比高压蒸汽灭菌方法和环氧乙烷气体灭菌方法更加受到待灭菌的目标物体的形状的限制。

同时，公开号为10-2006-0052161的韩国专利申请涉及一种灭菌系统和方法以及为此的孔入口控制装置，并公开一种灭菌方法，其中扩散限制物被放入汽化器的排空路径中以凝结过氧化氢蒸汽同时使水蒸气通过，并且过氧化氢蒸汽被汽化并扩散至灭菌室中。

然而，在公开号为10-2006-0052161的韩国专利申请的灭菌系统和方法中，一旦过氧化氢溶液达到预定浓度或更高，从过氧化氢溶液汽化的过氧化氢蒸汽与水蒸气的比率变得均匀或增加。结果，过氧化氢溶液的浓度不再增加，而是过氧化氢溶液的总量减少。

另外，由于扩散限制物对流体移动产生的限制，需要更高的温度来汽化过氧化氢，从而导致高浓度过氧化氢的更大损失。而且，由于过氧化氢蒸汽的温度高，过氧化氢首先到达待灭菌的目标物体的具有较低温度的包装材料或室结构，并凝结，由此妨碍快速汽化和扩散。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的示例性实施例提供一种能够提高灭菌效果的灭菌装置和方法。

本发明的另外的优点、主题和特征将部分地在接下来的描述中给出且部分地在本领域普通技术人员检查下面的内容时将变得明显或者可通过实践本发明而获知。

技术方案

根据本发明的一方面，一种灭菌装置，包括：灭菌室；真空泵，被连接到所述灭菌室的一侧；汽化器，被连接到所述灭菌室的另一侧；和收集器，具有连接到所述汽化器的一侧和连接到所述灭菌室的另一侧。

所述灭菌装置还可包括设置在所述灭菌室和所述收集器之间的汽化阀，其中所述汽化阀还被设置在所述灭菌室和所述汽化器之间。

所述汽化阀可具有连接到所述灭菌室的一侧和并联连接在所述汽化器和所述收集器之间的另一侧。

所述灭菌装置还可包括设置在所述灭菌室和所述收集器之间的收集阀，其中所述汽化阀和所述收集阀被并联连接在所述灭菌室和所述收集器之间。

所述灭菌装置还可包括：连接所述收集器和所述汽化阀的第一连接管；连接所述汽化阀和所述灭菌室的第二连接管；连接所述收集器和所述收集阀的第三连接管；连接所述收集阀和所述灭菌室的第四连接管；和连接所述汽化器和所述汽化阀的第五连接管。

所述第一连接管和所述第二连接管可具有比所述第三连接管或所述第四连接管大且比所述第五连接管大的内径。

所述灭菌装置还可包括设置在所述灭菌室和所述收集器之间的收集阀和设置在所述灭菌室和所述收集器之间的熏蒸阀，其中所述收集阀和所述熏蒸阀被并联连接在所述灭菌室和所述收集器之间。

所述灭菌装置还可包括设置在所述灭菌室和所述汽化器之间的汽化阀，其中所述汽化阀具有连接到所述灭菌室的一侧和并联连接在所述汽化器和所述收集器之间的另一侧。

所述灭菌装置还可包括：连接所述汽化器和所述汽化阀的第一连接管；连接所述汽化阀和所述灭菌室的第二连接管；连接所述收集器和所述收集阀的第三连接管；连接所述收集阀和所述灭菌室的第四连接管；连接所述收集器和所述熏蒸阀的第五连接管；连接所述熏蒸阀和所述灭菌室的第六连接管；和连接所述汽化器和所述收集器的第七连接管。

所述第五连接管和所述第七连接管可具有比所述第一连接管或所述第二连接管大、比所述第三连接管或所述第四连接管大且比所述第七连接管大的内径。

根据本发明的另一方面，一种灭菌方法，包括：排空灭菌室和汽化器；将具有第一浓度的灭菌剂水溶液注入处于第一温度和第一压力的所述汽化器中；通过使具有所述第一浓度的所述灭菌剂水溶液汽化而获得具有第二浓度的灭菌剂水溶液；将具有所述第二浓度的所述灭菌剂水溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中；将具有所述第二浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽凝结在所述收集器中并将水蒸气从所述收集器排出；将所述灭菌室的压力降低至预定压力并将具有第三浓度的灭菌剂水溶液凝结成具有第四浓度的灭菌剂水溶液；以及通过将具有所述第四浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽注入所述灭菌室中来对待灭菌的目标物体进行灭菌。

灭菌剂可为过氧化氢，所述灭菌剂水溶液可为过氧化氢溶液。

所述第一浓度可为60％重量百分比，所述第二浓度可为75％重量百分比至85％重量百分比，所述第三浓度可为90％重量百分比至95％重量百分比，所述第四浓度可为96％重量百分比或更高。

收集阀可被设置在所述灭菌室和所述收集器之间，并且将所述灭菌室的压力降低至预定压力并将具有第三浓度的灭菌剂水溶液凝结成具有第四浓度的灭菌剂水溶液可包括反复打开和关闭所述收集阀。

所述预定压力可为用于对所述灭菌室中的所述目标物体进行灭菌的压力。

将具有所述第四浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽注入所述灭菌室中可包括用温度控制机构加热所述收集器，并且用温度控制机构加热所述收集器可包括控制所述收集器的加热速率，以使灭菌剂的汽化在所述收集器的温度达到所述灭菌室的温度之前完成至少80％。

有益效果

根据本发明的示例性实施例，具有95％重量百分比或更高浓度的过氧化氢溶液可通过多个浓缩步骤获得并被用作灭菌剂，由此显著提高灭菌效果。

附图说明

图1为根据本发明的第一示例性实施例的使用灭菌剂水溶液的灭菌装置的示意性透视图，图2为例示根据第一示例性实施例的灭菌装置的结构的示意图。

图3为例示根据第一示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法的流程图。

图4为例示根据本发明的第二示例性实施例的使用灭菌剂水溶液的灭菌装置的结构的示意图。

具体实施方式

本发明的优点和特征以及实现其的方法可通过参照示例性实施例的以下详细描述以及附图而被更容易地理解。然而，本发明可以以不同的提供呈现，并不应理解为限制于本文提出的实施例。相反，这些实施例被提供以使本公开将是完全和完整的，并将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，并且本发明将仅由所附权利要求书限定。

现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出本发明的示例性实施例。相似的附图标记在说明书中始终指代相似的元件。如在本文使用的，用语“和/或”包括一个或更多个关联的所列项目的任意和所有组合。

将理解，虽然用语第一、第二等可在本文中用于描述各种不同的元件，但是这些元件不应当受这些用语的限制。这些用语仅被用于将一个元件与另一元件区分开。因此，下面讨论的第一元件可被称为第二元件，而不偏离本发明的教导。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并非旨在限制本发明。如在本文使用的，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文以其它方式明确指出。进一步将理解，用语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时明确指出所述元件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它元件。

除非另外限定，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。进一步将理解，诸如通用字典里定义的那些术语应解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的含义解释，除非本文明确如此限定。

诸如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等的空间相对用语在本文可被使用，以便易于描述如图中例示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解，空间相对用语旨在包含设备在使用或操作时的除了图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是被定位在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性用语“下方”和“之下”可包含上方和下方两种方位。设备可以其它方式定位，并且本文使用的空间相对描述符被相应地解释。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1为根据本发明的第一示例性实施例的使用灭菌剂水溶液的灭菌装置的示意性透视图，图2为例示根据第一示例性实施例的灭菌装置的结构的示意图。

在本示例性实施例中，术语“灭菌剂”可指过氧化氢，术语“灭菌剂水溶液”可指过氧化氢溶液。为了方便，在接下来的描述中，假定过氧化氢和过氧化氢溶液分别用作灭菌剂和灭菌剂水溶液。

过氧化氢可包含100ppm或更少的金属离子。

金属离子的示例可包括诸如钯(Pd)、铂等的贵金属离子、诸如铁(Fe)的过渡金属离子、诸如钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)等的碱金属离子或磷(P)。如果金属离子的含量超过100ppm，则过氧化氢可在汽化器、收集器或管中堆积，从而引起阀的故障。过氧化氢蒸汽在与堆积的贵金属、过渡金属或碱金属接触时则可容易溶解，而金属离子可保持在汽化器或收集器中，扩大其表面积。结果，过氧化氢的汽化效率可降低。

参见图1和图2，使用过氧化氢的灭菌装置100包括灭菌室110。

灭菌室110可为用于接纳诸如医疗器械或外科手术器械之类的待灭菌的目标物体的容器。灭菌室110可包括门，门被提供在灭菌室110的一侧，并且目标通过该门进入或离开灭菌室110。

灭菌室110还可包括真空泵120，真空泵被连接到灭菌室110的一侧，并且真空泵120可通过将气体从灭菌室110排出而形成真空状态。能够控制真空泵120的操作的真空阀121被连接在灭菌室110和真空泵120之间。

进一步参见图1和图2，根据第一示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置100还包括汽化器130(也称为蒸发器)和过氧化氢供应设备150，汽化器130连接到灭菌室110的另一侧并将过氧化氢蒸汽供应到灭菌室110，过氧化氢供应设备150将过氧化氢供应到汽化器130。

汽化阀131可被提供在灭菌室110和汽化器130之间。

根据第一示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置100还包括收集器140(也称为收集汽化器)，收集器140具有连接到汽化器130的一侧和连接到灭菌室110的另一侧，并浓缩供应到汽化器130的过氧化氢。

汽化阀131可被提供在灭菌室110和收集器140之间。

收集阀141也可被提供在灭菌室110和收集器140之间。

也就是说，汽化阀131和收集阀141可被并联连接在灭菌室110和收集器140之间。

如上所述，汽化阀131可提供在灭菌室110和汽化器140之间。也就是说，汽化阀131可具有连接到灭菌室110的一侧和并联连接在汽化器130和收集器140之间的另一侧。

进一步参见图1和图2，根据第一示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置100还包括连接收集器140和汽化阀131的第一连接管142和连接汽化阀131和灭菌室110的第二连接管133。

根据第一示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置100还可包括连接收集器140和收集阀141的第三连接管143和连接收集阀141和灭菌室110的第四连接管144。

图1和图2将第四连接管144例示为被连接到第二连接管133以便汽化阀131和收集阀141被并联连接在灭菌室110和收集器140之间，但是本发明不限于此。也就是说，替代地，第四连接管144可被直接连接到灭菌室110，以便汽化阀131和收集阀141并联连接在灭菌室110和收集器140之间。

使用过氧化氢的灭菌装置100还可包括连接汽化器130和汽化阀131的第五连接管132。图1和图2将第五连接管132例示为被连接到第一连接管142以便汽化阀131被并联连接到汽化阀130和收集器140，但是本发明不限于此。也就是说，替代地，第五连接管132可被直接连接到汽化阀131，以便汽化阀131被并联连接在汽化器130和收集器140之间。

汽化阀131和收集阀141可通过“打开/关闭”操作控制第一连接管142、第二连接管133、第三连接管143、第四连接管144和第五连接管132中的每个中的流体的流动。汽化阀131和收集阀141的“打开/关闭”操作可由另外的控制器控制。

连接收集器140和汽化阀131的第一连接管142和连接汽化阀131和灭菌室110的第二连接管133可具有比其它连接管大的内径。例如，对应于1/4英寸的第三连接管143、第四连接管144和第五连接管132，第一连接管142和第二连接管133可为1英寸的管，这将稍后详细描述。

尽管没有具体例示，但是可提供用于控制灭菌室110、汽化器130和收集器140的温度的温度控制机构。温度控制机构可为加热器，这对于本发明所属领域技术人员显而易见，因此温度控制机构的详细描述将省略。

收集器140可包括作为其温度控制机构的冷却机构。冷却机构可利用合适的冷却方法，诸如利用冷却剂或热电设备的直接冷却方法或利用热交换器的空气冷却方法。

下文将描述使用根据第一示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法。

图3为例示根据第一示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法的流程图。

在本示例性实施例中，术语“灭菌剂”可指过氧化氢，术语“灭菌剂水溶液”可指过氧化氢溶液。为了方便，在接下来的描述中，假定过氧化氢和过氧化氢溶液分别被用作灭菌剂和灭菌剂水溶液。

下文将参照图3并进一步参照图1和图2描述根据本示例性实施例的灭菌方法。

参见图3，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将灭菌室110(也称为巴氏灭菌室)和汽化器130排空至真空(S110)。

可通过开启真空泵120并打开真空阀121来排空灭菌室110和汽化器130。

S110，即排空灭菌室和汽化器的步骤，可继续直至将稍后描述的S160开始，并且S110可响应于灭菌室110达到预定压力且已移除水汽的过氧化氢液体被收集在收集器中而完成。

为了排空汽化器130，灭菌室110和汽化器130之间的汽化阀131或者灭菌室110和收集器140之间的收集阀141可被打开以与目前正被排空的灭菌室连通并因此将压力降低至低于大气压，并且可在随后的步骤中关闭。

在排空灭菌室110与汽化器130期间，灭菌室和汽化器可通过上述温度控制机构被维持在预定温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将具有第一浓度的过氧化氢溶液引入至处于第一温度和第一压力的汽化器130中(S120)。

引入过氧化氢溶液可由存储过氧化氢溶液的过氧化氢供应设备150执行。尽管在图1和图2中未具体例示，过氧化氢供应控制阀(未例示)可被提供在汽化器130和过氧化氢供应设备150之间，因此，适当量的过氧化氢溶液可被供应。

第一浓度可为60％重量百分比或更小。

实际中，可处理的过氧化氢溶液浓度通常被限制为60％重量百分比或更低，因此难于将浓度高于60％重量百分比的过氧化氢溶液用作灭菌剂。

也就是说，第一浓度为可处理的过氧化氢溶液浓度，并且在理解本发明的主题时不一定非常重要。

第一温度可在从60℃至70℃的范围内，并且第一压力可为800mb或大气压。

在S120中，当具有第一浓度的过氧化氢溶液被引入汽化器130中时，汽化阀131和收集阀141根据过氧化氢供应设备的类型可关闭或者可保持打开。

在S120中，灭菌室110可具有800mb至大气压的压力和38℃至42℃的温度。

第一温度可高于灭菌室的温度。

第一温度可对应于汽化器的温度，在该温度，更多的水蒸气可从过氧化氢溶液汽化。在水蒸气汽化期间，发生非常强烈的吸热反应，从而强烈抑制汽化速度。

为了提高汽化速度，汽化器的压力可降低以增加真空度，在该情况下，过氧化氢的汽化率也可增加，从而导致过氧化氢的消耗增加。而且，用于使过氧化氢溶液汽化的足够能量在低温不可被适当地提供。因此，第一温度可被设定为高于灭菌室的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括通过使具有第一浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液(S130)。

也就是说，响应于具有第一浓度的过氧化氢溶液在汽化器130中汽化(即，从过氧化氢溶液中移除水)，获得具有第二浓度的过氧化氢溶液。

第二浓度可为75％重量百分比至85％重量百分比。因此，S130可为初级的过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有60％重量百分比或更小浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有75％至85％重量百分比浓度的过氧化氢溶液。

通常，在给定温度和给定压力下，水比过氧化氢更快蒸发，因为水的蒸气压高于过氧化氢的蒸气压。另外，因为水的分子量低于过氧化氢的分子量，所以水比过氧化氢更快扩散。

由于在给定温度和给定压力下，水(或水汽)比过氧化氢更快地蒸发和扩散，所以过氧化氢溶液中的水也比过氧化氢溶液中的过氧化氢更快地蒸发并扩散至空气中。因此，可获得具有第二浓度的过氧化氢溶液。

在S130，蒸发的水可通过真空泵经由灭菌室110排出。因此，在S130中，真空泵120可开启，并且真空阀121和汽化阀131可被打开，由此执行排空。

在S130，由于具有第一浓度的过氧化氢溶液蒸发期间的吸热反应，汽化器130的温度可临时降低并因此在55℃至65℃的范围内，汽化器130可具有30mb至800mb的压力。

在蒸发的水通过灭菌室110和真空泵排出时，灭菌室110可具有10mb至600mb的压力以及45℃至55℃的温度，收集器140可具有20mb至500mb的压力以及35℃至40℃的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中(S140)。

为了将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器140中，真空泵120可被开启，真空阀121可被打开，汽化阀131可被关闭，并且收集阀141可被打开。

第二温度可为35℃至42℃，并且第二压力可为8mb至50mb。

在具有第二浓度的过氧化氢溶液从汽化器130传送到收集器140时，汽化器130可具有10mb至60mb的压力和55℃至60℃的温度。具有第二浓度的过氧化氢溶液可经由第二连接管132和第一连接管142从汽化器130传送到收集器140。

即使在S140，也继续对灭菌室110进行排空，从而灭菌室110可具有1mb至10mb的压力和45℃至55℃的温度。

第二温度可低于灭菌室的温度。

第二温度可对应于在收集具有第二浓度的过氧化氢溶液期间收集器的温度。响应于由汽化器饱和的过氧化氢蒸汽的温度高于灭菌室的温度，过氧化氢蒸汽可通过灭菌室释放，而不是凝结在收集器中。

即使过氧化氢蒸汽中的一些在S140和S150的早期阶段凝结，凝结的过氧化氢可容易地再次蒸发，因此只要收集器的温度高于灭菌室的温度则不会保持在收集器中，因为过氧化氢的汽化热低于水蒸气的汽化热。结果，S170可能不能执行。因此，第二温度可至少低于灭菌室的温度。

如上所述，S130，即通过汽化具有第一浓度的过氧化氢溶液而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液的步骤可被执行，然后，S140，即将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中的步骤可被执行。

替代地，可考虑执行S140而不执行S130的方法，即将具有第一浓度的过氧化氢溶液直接注入到收集器中的方法。该方法可能由于将在下面解释的理由而不太适当。

表1示出在具有不同溶液的各种过氧化氢溶液中的过氧化氢蒸汽的汽化率。

表1

参见表1，过氧化氢溶液的浓度越高并且温度越高，则过氧化氢蒸汽的汽化率相对于水蒸气的汽化率越高。

例如，在50℃的温度，在具有60％重量百分比浓度的过氧化氢溶液中，过氧化氢蒸汽的汽化率为13％，这意味着剩余的过氧化氢溶液，即过氧化氢溶液的87％为水蒸气，并且在具有80％重量百分比浓度的过氧化氢溶液中，过氧化氢蒸汽的汽化率为40％，这意味着剩余的过氧化氢溶液，即过氧化氢溶液的60％为水蒸气。

也就是说，执行S140而不执行S130可意味着将具有例如60％重量百分比浓度的过氧化氢溶液注入收集器中，执行S130然后执行S140可意味着将具有80％重量百分比浓度的过氧化氢溶液注入收集器中。

与执行S130然后执行S140的情况相比，在执行S140而不执行S130的情况下，在S140的早期阶段通过收集器的水蒸气的比率相对较高。

如果水蒸气与过氧化氢蒸汽的比率高的过氧化氢溶液被注入收集器中，水蒸气由于收集器中的高压力(例如，当收集器的温度为40℃时高于75mb的饱和水蒸气压的压力)而可在收集器中凝结。

如果水蒸气凝结在收集器中，则过氧化氢溶液可浓缩的程度由于凝结的水蒸气而存在限制。

在本示例性实施例中，为了防止水蒸气首先凝结在收集器中而限制过氧化氢溶液可浓缩的程度，可首先执行S130，即通过汽化具有第一浓度的过氧化氢溶液而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液)，然后可执行S140，即将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽凝结在收集器中并将具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出(S150)。如上已经提及的，在给定温度和给定压力下，水比过氧化氢更快蒸发，因为水的蒸气压高于过氧化氢的蒸气压。而且，因为水的分子量低于过氧化氢的分子量，所以水比过氧化氢更快扩散。由于水(或水汽)在给定温度和压力下比过氧化氢更快蒸发和扩散，所以过氧化氢溶液中的水也比过氧化氢溶液中的过氧化氢更快蒸发并扩散至空气中。因此，过氧化氢蒸汽凝结在收集器中，水蒸气从收集器排出。结果，可获得具有第三浓度的过氧化氢溶液。

也就是说，水比过氧化氢具有更高的蒸气压，因此，过氧化氢蒸汽比水蒸气更容易凝结。因此，收集器中凝结的过氧化氢溶液可包含具有比具有第二浓度的过氧化氢溶液更高浓度的过氧化氢。

在S140，过氧化氢蒸汽和水蒸气可顺序通过第五连接管、第一连接管、第三连接管和第四连接管，第一连接管、第三连接管、第四连接管和第五连接管中一个或多个小内径连接管的温度需要高于收集器140的温度。

更具体而言，如果通往或来自收集器的连接管的温度低于收集器的温度，则过氧化氢蒸汽可保持凝结在连接管中。在S170，凝结在具有小内径的连接管中的过氧化氢蒸汽可暴露于高温度，因此，在进入灭菌室的阶段由于过氧化氢的分解导致水蒸气含量不期望地增加。

如表1中所示，一旦过氧化氢溶液的浓度高至例如小于85％重量百分比，则过氧化氢溶液中水和过氧化氢的比率彼此近似，按照水/过氧化氢汽化比率进行的过氧化氢溶液的浓缩降低过氧化氢溶液的浓缩效率。

在给定压力下，过氧化氢蒸汽凝结的温度与水蒸气凝结的温度不同。例如，在35℃温度下，过氧化氢在5mb或更高压力下凝结，水蒸气在55mb或更高压力下凝结。

因此，当在收集器经由收集阀排空期间收集器的温度为35℃时，如果收集器的压力在5mb至55mb范围内，过氧化氢蒸汽可凝结，而水蒸气从收集器排出。

第三浓度可为90％重量百分比至95％重量百分比。因此，S150可为第二级过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有75％重量百分比至85％重量百分比浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有90％重量百分比至95％重量百分比浓度的过氧化氢溶液。

在本示例性实施例中，可顺序执行S140和S150，S140即为将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中的步骤，S150即为凝结来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽同时将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出的步骤，但本发明不限于此。也就是说，替代地，S140和S150可同时执行。

换言之，具有第二浓度的过氧化氢溶液可以被注入处于第二温度和第二压力的收集器中，并且同时，来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽可凝结同时将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出。

在S150，蒸发的水可经由真空泵排出。因此，在S150，真空泵120可开启且汽化阀131可被打开，以排出蒸发的水。而且，为了通过真空泵将蒸发的水排出，收集阀141可被打开。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将灭菌室的压力降低至预定压力并通过浓缩具有第三浓度的过氧化氢溶液来获得具有第四浓度的过氧化氢溶液(S160)。

预定压力可为用于对灭菌室中的目标物体进行灭菌的压力。响应于灭菌剂为过氧化氢蒸汽，需要建立便于过氧化氢蒸汽扩散的真空状态。

因此，预定压力可为0.5mb至1.3mb，灭菌室110的温度可为45℃至55℃。

第四浓度可为95％重量百分比或更高。因此，S160可为第三级过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有90％重量百分比至95％重量百分比浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有95％重量百分比或更高浓度的过氧化氢溶液。

在S160中，蒸发的水可经由真空泵排出。因此，在S160，真空泵120可开启且真空阀121可被打开，以排出蒸发的水。

在S160，收集阀141可被反复打开和关闭。

因为具有第三浓度的过氧化氢溶液被浓缩成具有第四浓度的过氧化氢溶液，即因为过氧化氢溶液的浓度增加，所以过氧化氢可汽化的压力降低。

在例如45℃的给定温度，具有80％重量百分比浓度的过氧化氢溶液中的过氧化氢在大约20mb或更低的压力下汽化，但是具有90％重量百分比浓度的过氧化氢溶液中的过氧化氢在大约11mb或更低的压力下汽化。

在将具有第三浓度的过氧化氢溶液浓缩成具有第四浓度的过氧化氢溶液期间，不仅水而且过氧化氢蒸发，由此使得难于将过氧化氢溶液浓缩至高于特定水平。

也就是说，高浓度的过氧化氢的分解可继续，并且在过氧化氢分解期间产生的水汽可降低过氧化氢的浓度。

为了移除少量的诸如水汽的杂质，压力可在0.1mb至2mb的范围内重复增加和降低，在这种情况下，水汽可有效移除同时抑制过氧化氢的汽化。

当过氧化氢溶液的浓度较低时，这种类型的水汽移除可能费时，但是可能对于从高浓度的过氧化氢溶液移除少量水汽且至少对于维持过氧化氢溶液的高浓度是有效的。

由于灭菌室的压力降低至预定压力，包含具有第三浓度的过氧化氢溶液的收集器140的压力继续降低，结果，过氧化氢可以在低压下容易蒸发。为了解决该问题，收集阀141可反复打开和关闭，由此防止收集器140的压力持续降低。

在S160，收集器140可具有5mb至10mb的压力和35℃至40℃的温度，汽化器130可具有7mb至10mb的压力和60℃至70℃的温度。

在S160，汽化器中的过氧化氢被完全消耗，因此，在真空状态下汽化器的温度恢复。高浓度的过氧化氢被收集在收集器中，同时少量的水汽从收集器移除，或留在收集器中同时维持在预定压力。

在S160，收集器的温度通过温度控制机构进一步降低，以防止过氧化氢的过量消耗。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括通过将具有第四浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽注入灭菌室中并对灭菌室中的目标物体进行灭菌(S170)。

在S170，为了将具有第四浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽从收集器140注入灭菌室110中，汽化阀131可被打开，收集阀可被打开或关闭。

也就是说，过氧化氢可从收集器140经由第一连接管142和第二连接管133传送至灭菌室110。

如上已经提及的，连接收集器140和汽化阀131的第一连接管142以及连接汽化阀131和灭菌室110的第二连接管133可具有比其它连接管大的内径，即具有比第三连接管143、第四连接管144和第五连接管132大的内径。例如，对应于为1/4英寸管的第三连接管143、第四连接管144和第五连接管132，第一连接管142和第二连接管133可为1英寸的管。

这是为了防止过氧化氢蒸汽在经由第一连接管142和第二连接管133被传送至灭菌室110中时渗透至第五连接管132中，过氧化氢蒸汽可能不被引入至具有相对较大内径的第一连接管142中，但是不引入具有相对较小内径的第五连接管132中。

在本示例性实施例中，非高温的过氧化氢蒸汽可被注入灭菌室中，以对目标物体灭菌。

如果当有待于充分饱和的在收集器中汽化的过氧化氢蒸汽进入灭菌室同时具有比灭菌室更高的温度，过氧化氢蒸汽的密度可在通往灭菌室的路径中变得非常高，于是过氧化氢蒸汽可容易凝结。结果，可在气体状态下扩散至灭菌室中的过氧化氢的绝对量可能降低，并且用于灭菌的扩散效果可受到不利的影响。

在本示例性实施例中，收集器140和灭菌室110之间的路径中的管可具有比其它管大的内径。管的内径越大，则可经由管传送的气体的量更大。因此，具有大内径的管可将由真空度引起的汽化驱动力显著增加至多达可经由管传送的气体的量的程度，并可因此防止过氧化氢蒸汽的温度增加。

也就是说，过氧化氢蒸汽的量越少，过氧化氢蒸汽留在收集器中的时间量越长，且为了过氧化氢的汽化和传送而需要增加温度的收集器中的过氧化氢蒸汽分解的速度越高。因此，作为过氧化氢溶液的分解副产物的水蒸气和氧气的浓度增加。然而，这与如在前述步骤中执行的使干扰过氧化氢的扩散的水蒸气的量达到最小的目的相矛盾，并可减弱灭菌性能。

因此，在本示例性实施例中，具有大内径的管可被提供在收集器140和灭菌室110之间的路径中，过氧化氢蒸汽可在非高温时被注入灭菌室中。因此，由于温度引起的过氧化氢的分解可达到最小，过氧化氢可以以气态充分扩散，并且可便于过氧化氢蒸汽进入目标物体。结果，可实现良好的灭菌效果。

响应于具有第四浓度的过氧化氢溶液被注入灭菌室110中，过氧化氢可以以气态扩散至灭菌室中，收集器140的加热速率可控制为使得过氧化氢的汽化可在收集器140的温度达到灭菌室的温度之前基本完成。

也就是说，为了促进过氧化氢的汽化，收集器140可由温度控制机构加热，收集器的加热速率可被控制为使得在收集器的温度达到灭菌室的温度之前过氧化氢的汽化可完成至少80％。

在S170，灭菌室110可具有0.5mb至15mb的压力以及45℃至55℃的温度。

而且，收集器140具有0.5mb至15mb的压力以及30℃至70℃的温度，汽化器130可具有0.5mb至15mb的压力以及60℃至70℃或更高的温度。

根据本示例性实施例的灭菌方法的每个步骤中的压力和温度条件如下表2所示。

表2

根据本示例性实施例的灭菌方法的每个步骤中的真空泵和阀的状态如下表3所示。

表3

分类	真空泵	真空阀	汽化阀	收集阀
					S120	开启或关闭	打开或关闭	关闭	关闭
S130	开启	打开	打开	打开或关闭
					S140,S150	开启	打开	关闭	打开
S160	开启	打开	关闭	反复打开和关闭
					S170	关闭	关闭	打开	打开或关闭

如上所述，高浓度的过氧化氢溶液可优选被用于提高灭菌性能。实际上，可处理的过氧化氢的浓度通常被限制为60％重量百分比或更低，因此难于将具有高于60％重量百分比的浓度的过氧化氢溶液用作灭菌剂。

另一方面，在本示例性实施例中，具有95％重量百分比或更高浓度的过氧化氢溶液可通过多个浓缩步骤获得，并可被用作灭菌剂。而且，水蒸气对扩散的干扰可降低，结果，可显著提高灭菌效率。

而且，通过在S130之后执行S140和S150，即通过从具有第一浓度的过氧化氢溶液移除水汽而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液的步骤，可降低水汽与收集器接触的可能性。

而且，通过根据收集器的压力和温度降低水汽的饱和蒸气压，即将当过氧化氢溶液注入收集器中时过氧化氢溶液的“蒸发/凝结边界压力”，可建立水汽即使与收集器接触时也可被防止免于凝结的条件。

下文将描述本发明的实验示例，但是本发明不限于此。下面的实验示例为了证实存在或缺少S130的效果以及用于连接汽化器、收集器和灭菌室的各种不同内径的连接管的组合的效果。

实验示例

在实验示例1-9中，具有130L容量的灭菌室被使用，灭菌室的温度被设定为50℃。如上参照图2提及的，第一连接管和第二连接管的组合长度被设定为250mm，第三连接管和第四连接管的组合长度被设定为800mm，第五连接管的长度被设定为200mm。

6ml的具有59％重量百分比浓度的过氧化氢溶液被提供作为具有第一浓度的过氧化氢溶液。

过氧化氢溶液的注入量以及连接管的长度可任意确定，并可考虑灭菌室的体积、连接管的尺寸以及真空泵的抽气能力而修改。

例如，如果具有600L/min抽气能力的真空泵与具有130L容积的灭菌室一起使用，第一连接管和第二连接管可具有250mm或更小的长度且具有大约1/2英寸或更大的内径，第三连接管和第四连接管可具有600mm至1000mm的长度和3/8英寸或更小的内径，第五连接管可具有200mm的长度和3/8英寸或更小的内径，6ml的具有59％重量百分比浓度的过氧化氢溶液可被注入。

替代地，如果具有200L/min抽气能力的真空泵与具有50L容积的灭菌室一起使用，第一连接管和第二连接管可具有150mm或更小的长度且具有大约3/8英寸或更大的内径，第三连接管和第四连接管可具有400mm至1000mm的长度和1/4英寸或更小的内径，第五连接管可具有100mm至300mm的长度和1/4英寸或更小的内径，2.5ml的具有59％重量百分比浓度的过氧化氢溶液可被注入。

下面的表4示出根据实验示例1至9中每个的实验条件，特别地示出当使用具有130L容量的灭菌室时与S130中汽化器的温度和压力、S140和S150中收集器的温度和压力以及连接管的尺寸有关的条件。在表4中，S130中汽化器的压力为对应于汽化阀关闭的情况下S130完成时的汽化器的最终压力，S140和S150中收集器的压力为对应于汽化阀关闭的情况下S140和S150开始时的汽化器的起始压力。

表4

参见表4，在实验示例4至9中执行S130，即通过使具有第一浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液的步骤，然后执行S140，即将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中的步骤，在实验示例1中执行S140而不执行S130，即具有第一浓度的过氧化氢溶液被汽化并被直接注入收集器中，在实验示例2和3中，执行S130但是仅被不充分地执行。

下面的表5示出S160中的第四浓度，其根据是否执行S130而不同。

表5

参见表4，在执行S140而不执行S130的实验示例1的情况下以及在未充分执行S130然后执行S140的实验示例2和3的情况下，不仅过氧化氢蒸汽而且水蒸气极度可能接触并凝结于处于比水的饱和蒸气压(即，75mb和56mb)更高压力且处于收集器的给定温度下(即，40℃和35℃)的收集器中，并且作为杂质残余的任何水汽增加凝结在收集器中的过氧化氢溶液的饱和蒸气压并因此难于进一步浓缩过氧化氢溶液。

为了确定浓缩效率与灭菌效果之间的关系，执行如下实验。

为了确定灭菌效果，嗜热脂肪芽胞杆菌的可存活孢子(BacillusStearothermophilus viable spores)(公知为过氧化氢灭菌指标)被用作生物学指标。

注射有1.6×10⁶嗜热脂肪芽胞杆菌的可存活孢子的不锈钢盘被插入模拟作为待灭菌物体的硬式内窥镜的不锈钢管(具有500mm的长度)的PCD中心，对于每种内径(Φ0.5、Φ0.7和Φ1.0)准备10个PCD，每个PCD单独包装于Tyvek-Mylar袋中并在每个实验周期期间添加。

其后，响应于灭菌周期完成，可存活孢子盘从不锈钢管的PCD中心取出，被插入至大豆酪蛋白消化物培养基中，在55℃的温度培养七天，并观察任何残存的微生物的生长。不存在任何微生物生长表示阴性(negative)，没有微生物能够繁殖，即成功灭菌，存在微生物生长表示阳性(positive)，即灭菌失败。

表6

参见表5，最能代表本发明的示例性实施例的优点的实验示例5和6展示足够高的第四浓度、充分收集量以及优异的灭菌效果，当第一连接管和第二连接管的内径为1/2英寸或更大时可获得相同结果。

实验示例4和7显示对于“Φ0.5”和“L500”的阳性灭菌结果，然而，其可被认为是实验误差，并且实验示例4和7还展示足够高的第四浓度、充分的收集以及优异的灭菌效果。

另一方面，实验示例1至3提供仅95％重量百分比或更低的第四浓度以及差的灭菌结果。

实验示例8和9提供95％重量百分比或更高的第四浓度，但是差的灭菌结果。

也就是说，在将实验示例1至3与实验示例4至7比较之后，可理解，执行S140而不执行S130的实验示例1以及不充分执行S130且然后执行S140的实验示例2和3提供95％重量百分比或更低的第四浓度，因为不仅过氧化氢蒸汽而且水蒸气极有可能与收集器接触并凝结在收集器中，结果作为杂质残留的任何水汽增加凝结在收集器中的过氧化氢溶液的饱和蒸气压，因此使得难于进一步浓缩过氧化氢溶液。

在将实验示例4至7与实验示例8和9比较之后，显而易见，当连接收集器140和汽化阀131的第一连接管142以及连接汽化阀131和灭菌室110的第二连接管133比其它连接管具有大的内径时，可获得优异的灭菌结果。

当连接收集器140和汽化阀131的第一连接管142以及连接汽化阀131和灭菌室110的第二连接管133具有比其它连接管更小的内径时，从收集器传送到灭菌室的气体量减少，为汽化和传送过氧化氢而需要增加温度的收集器中的过氧化氢蒸汽的分解速度增加，作为过氧化氢溶液分解的副产物的水蒸气和氧气的浓度增加。然而，这与如在前述步骤中执行的使干扰过氧化氢扩散的水蒸气的量达到最小的目的相矛盾，并可减弱灭菌性能。

图4为例示根据本发明的第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置的结构的示意性透视图。

在本示例性实施例中，术语“灭菌剂”可指过氧化氢，术语“灭菌剂水溶液”可指过氧化氢溶液。为了方便，在接下来的描述中，假定过氧化氢和过氧化氢溶液分别被用作灭菌剂和灭菌剂水溶液。

根据本发明的第二示例性实施例的灭菌装置可与根据本发明的第一示例性实施例的灭菌装置相同，除了下文将描述的几个方面。

参见图4，根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200包括灭菌室210。

灭菌室210可为用于接纳诸如医疗器械或外科手术器械之类的待灭菌的目标物体的容器。

灭菌室210还可包括真空泵220，真空泵220被连接到灭菌室210的一侧，并且真空泵220可通过将空气从灭菌室210排出而形成真空状态。能够控制真空泵220的操作的真空阀221被连接在灭菌室210与真空泵220之间。

进一步参照图4，根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还包括汽化器230(也称为汽化器)和过氧化氢供应设备250，汽化器230被连接到灭菌室210的另一侧并将过氧化氢蒸汽供应到灭菌室210，过氧化氢供应设备250将过氧化氢供应到汽化器230。

汽化阀231可被提供在灭菌室210和汽化器230之间。

根据第一示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还包括收集器240(也称为收集汽化器)，其具有连接到汽化器230的一侧和连接到灭菌室210的另一侧，并浓缩供应到汽化器230的过氧化氢。

收集阀241可被提供在灭菌室110和收集器240之间。

熏蒸阀251也可被提供在灭菌室110和收集器240之间。

也就是说，收集阀241和熏蒸阀251可并联连接在灭菌室210和收集器240之间。

如上所述，汽化阀231可被提供在灭菌室210和汽化器230之间。也就是说，汽化阀231可具有连接到灭菌室210的一侧和并联连接在汽化器230和收集器240之间的另一侧。

进一步参见图4，根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还包括连接汽化器230和汽化阀231的第一连接管232和连接汽化阀231和灭菌室210的第二连接管233。

根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还可包括连接收集器240和收集阀241的第三连接管243以及连接收集阀241和灭菌室210的第四连接管243。

根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还可包括连接收集器240和熏蒸阀251的第五连接管252以及连接熏蒸阀251和灭菌室210的第六连接管253。

图4例示第四连接管243被连接到灭菌室210以便收集阀241和熏蒸阀251并联连接在灭菌室210和收集器240之间，但是本发明不限于此。也就是说，替代地，第四连接管243可被连接到第六连接管253，以便收集阀241和熏蒸阀251并联连接在灭菌室210和收集器240之间。

根据第二示例性实施例的使用过氧化氢溶液的灭菌装置200还可包括连接汽化器230和收集器240的第七连接管234。

汽化阀231、收集阀241和熏蒸阀251可通过“打开/关闭”操作控制第一连接管232、第二连接管233、第三连接管242、第四连接管243、第五连接管252和第六连接管253中的每个中的流体的流动。汽化阀231、收集阀241和熏蒸阀251的“打开/关闭”操作可通过另外的控制器控制。

如图4中例示的，连接收集器240和熏蒸阀251的第五连接管252以及连接熏蒸阀251和灭菌室210的第六连接管253可具有比其它连接管大的内径。例如，对应于其它连接管为1/4英寸的管，第五连接管252和第六连接管253可为1英寸的管。

尽管未特别例示，用于控制灭菌室210、汽化器230和收集器240的温度的温度控制机构可被提供。温度控制机构可为加热器，这对于本发明所属领域技术人员显而易见，因此温度控制机构的详细描述将省略。

收集器240可包括作为其温度控制机构的冷却机构。冷却机构可利用合适的冷却方法，诸如利用冷却剂或热电设备的直接冷却方法或利用热交换器的空气冷却方法。

下文将描述使用根据第二示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法。

下文将参照图3的例示使用根据第一示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法的流程图并进一步参照图4描述使用根据第二示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法。

使用根据第二示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法可与使用根据第一示例性实施例的灭菌装置的灭菌方法相同，除了下文将描述的几个方面。

参见图3，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将灭菌室210(也称为巴氏灭菌室)和汽化器230排空至真空(S110)。

可通过开启真空泵220并打开真空阀221来排空灭菌室210和汽化器130。

S110，即排空灭菌室和汽化器的步骤，可继续直至将稍后描述的S160开始，并且S110可响应于灭菌室210达到预定压力并且已移除水汽的过氧化氢液体被收集到收集器中而完成。

为了排空汽化器230，灭菌室210和汽化器230之间的汽化阀231可被打开以与目前正被排空的灭菌室连通并因此将压力降低至低于大气压，并可在随后的步骤中关闭。

在排空灭菌室210和汽化器230期间，灭菌室和汽化器可借助上述温度控制机构被维持在预定温度。

其后，该灭菌方法包括将具有第一浓度的过氧化氢溶液引入处于第一温度和第一压力的汽化器230中(S120)。

引入过氧化氢溶液可通过存储过氧化氢溶液的过氧化氢供应设备250执行。

第一浓度可为60％重量百分比或更少。

第一温度可在从60℃至70℃的范围内，并且第一压力可为800mb或大气压。

在S120，当具有第一浓度的过氧化氢溶液被引入汽化器230中时，汽化器230、汽化阀231、收集阀241和熏蒸阀251根据过氧化氢供应设备的类型可关闭或者可保持打开。

在S120，灭菌室210可具有600mb至大气压的压力和45℃至55℃的温度，收集器240可具有800mb至大气压的压力和38℃至42℃的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括通过使具有第一浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有第二浓度的过氧化氢溶液(S130)。

也就是说，响应于具有第一浓度的过氧化氢溶液在汽化器230中汽化(即，从过氧化氢溶液中移除水)，获得具有第二浓度的过氧化氢溶液。

第二浓度可为75％重量百分比至85％重量百分比。因此，S130可为初级的过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有60％重量百分比或更少浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有75％重量百分比至85％重量百分比浓度的过氧化氢溶液。

通常，在给定温度和给定压力下，水比过氧化氢更快蒸发，因为水的蒸气压高于过氧化氢的蒸气压。另外，因为水的分子量低于过氧化氢的分子量，所以水比过氧化氢更快扩散。

由于在给定温度和给定压力下，水(或水汽)比过氧化氢更快地蒸发和扩散，所以过氧化氢溶液中的水也比过氧化氢溶液中的过氧化氢更快地蒸发并扩散至空气中。因此，可获得具有第二浓度的过氧化氢溶液。

在S130，蒸发的水可通过真空泵经由灭菌室210排出。因此，在S130，真空泵220可开启，并且真空阀221可被打开，由此执行排空。

在S130，汽化器330可具有55℃至65℃的温度以及30mb至800mb的压力。

为了经由真空泵排出蒸发的水，汽化阀231可被打开。

在蒸发的水通过灭菌室210和真空泵排出时，灭菌室210可具有10mb至600mb的压力以及45℃至55℃的温度，收集器240可具有20mb至500mb的压力以及35℃至45℃的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中(S140)。

为了将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器240中，真空泵220可被开启，真空阀221可打开，汽化阀231和熏蒸阀251可被关闭，并且收集阀2141可被打开。

第二温度可为35℃至42℃，并且第二压力可为8mb至50mb。

在具有第二浓度的过氧化氢溶液从汽化器230传送到收集器240时，汽化器230可具有10mb至60mb的压力和55℃至60℃的温度。具有第二浓度的过氧化氢溶液可经由第七连接管234从汽化器230传送到收集器240。

即使在S140中，也继续对灭菌室210进行排空，从而灭菌室210可具有1mb至10mb的压力和45℃至55℃的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽凝结在收集器中并且将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出的步骤(S150)。

第三浓度可为90％重量百分比至95％重量百分比。因此，S150可为第二级过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有75％重量百分比至85％重量百分比浓度的过氧化氢溶液汽化而获得具有90％重量百分比至95％重量百分比浓度的过氧化氢溶液。

在本示例性实施例中，可顺序执行S140和S150，S140即为将具有第二浓度的过氧化氢溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中的步骤，S150即为凝结来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽同时将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出的步骤，但本发明不限于此。也就是说，替代地，S140和S150可同时执行。

换言之，具有第二浓度的过氧化氢溶液可以被注入处于第二温度和第二压力的收集器中，并且同时，来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽可凝结同时将来自具有第二浓度的过氧化氢溶液的水蒸气从收集器排出。

在S150，蒸发的水可经由真空泵排出。因此，在S150，真空泵220可开启且真空阀221可被打开，以排出蒸发的水。而且，为了通过真空泵排出蒸发的水，收集阀241可被打开。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括将灭菌室的压力降低至预定压力并通过浓缩具有第三浓度的过氧化氢溶液来获得具有第四浓度的过氧化氢溶液(S160)。

预定压力可为用于对灭菌室中的目标物体进行灭菌的压力。响应于灭菌剂为过氧化氢蒸汽，需要建立便于过氧化氢蒸汽扩散的真空状态。

因此，预定压力可为0.5mb至1.3mb，灭菌室110的温度可为45℃至55℃。

第四浓度可为95％重量百分比或更高。因此，S160可为第三级过氧化氢溶液浓缩步骤，用于通过使具有90％重量百分比至95％重量百分比的过氧化氢溶液汽化而获得具有95％重量百分比或更高浓度的过氧化氢溶液。

在S160中，蒸发的水可经由真空泵排出。因此，在S160，真空泵220可开启且真空阀221可被打开，以排出蒸发的水。

在S160中，收集阀141可被反复打开和关闭，这已经在上面描述并且因此将不再描述。

在S160，汽化阀231和熏蒸阀251可被关闭。

在S160，收集器240可具有5mb至10mb的压力和35℃至40℃的温度，汽化器230可具有7mb至10mb的压力和60℃至70℃的温度。

其后，根据本示例性实施例的灭菌方法包括通过将具有第四浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽注入灭菌室中并对灭菌室中的目标物体进行灭菌(S170)。

在S170，为了将具有第四浓度的过氧化氢溶液的过氧化氢蒸汽从收集器240注入灭菌室210中，熏蒸阀251可被打开。

也就是说，过氧化氢可从收集器240经由第五连接管252和第六连接管253传送至灭菌室210。

如上已经提及的，连接收集器240和熏蒸阀251的第五连接管252以及连接熏蒸阀251和灭菌室210的第六连接管253可具有比其它连接管大的内径，特别是具有比第七连接管234大的内径。例如，对应于为1/4英寸管的第七连接管234，第五连接管252和第六连接管253可为1英寸的管，这已经在上面描述，因此将不再描述。

响应于具有第四浓度的过氧化氢溶液被注入灭菌室210中，过氧化氢可以以气态扩散至灭菌室中，收集器240的加热速率可被控制为使得过氧化氢的汽化可在收集器240的温度达到灭菌室的温度之前基本完成，这已经在上面描述，因此将不再描述。

在S170，灭菌室210可具有0.5mb至15mb的压力以及45℃至55℃的温度。

而且，收集器240可具有0.5mb至15mb的压力以及30℃至70℃的温度，汽化器230可具有0.5mb至15mb的压力以及60℃至70℃或更高的温度。

根据本示例性实施例的灭菌方法的每个步骤中的压力和温度条件如下表7所示。

表7

根据本示例性实施例的灭菌方法的每个步骤中的真空泵和阀的状态如下表8所示。

表8

附图标记的说明

100，200：灭菌装置 110，210：灭菌室

120，220：真空泵 130，230：汽化器

140，240：收集器 131，231：汽化阀

141，241：收集阀 251：熏蒸阀

Claims (7)

1.一种灭菌方法，包括：

排空灭菌室和汽化器；

将具有第一浓度的灭菌剂水溶液注入处于第一温度和第一压力的所述汽化器中；

通过使具有所述第一浓度的所述灭菌剂水溶液汽化而获得具有第二浓度的灭菌剂水溶液；

将具有所述第二浓度的所述灭菌剂水溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中；

将具有所述第二浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽凝结在所述收集器中并将水蒸气从所述收集器排出；

将所述灭菌室的压力降低至预定压力并将具有第三浓度的灭菌剂水溶液凝结成具有第四浓度的灭菌剂水溶液；以及

通过将具有所述第四浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽注入所述灭菌室中来对待灭菌的目标物体进行灭菌。

2.根据权利要求1所述的灭菌方法，其中灭菌剂为过氧化氢，并且所述灭菌剂水溶液为过氧化氢溶液。

3.根据权利要求2所述的灭菌方法，其中所述第一浓度为60％重量百分比，所述第二浓度为75％重量百分比至85％重量百分比，所述第三浓度为90％重量百分比至95％重量百分比，并且所述第四浓度为96％重量百分比或更高。

4.根据权利要求1所述的灭菌方法，其中收集阀被设置在所述灭菌室和所述收集器之间，并且将所述灭菌室的压力降低至预定压力并将具有第三浓度的灭菌剂水溶液凝结成具有第四浓度的灭菌剂水溶液包括反复打开和关闭所述收集阀。

5.根据权利要求1所述的灭菌方法，其中所述预定压力为用于对所述灭菌室中的所述目标物体进行灭菌的压力。

6.根据权利要求1所述的灭菌方法，其中将具有所述第四浓度的所述灭菌剂水溶液的灭菌剂蒸汽注入所述灭菌室中包括用温度控制机构加热所述收集器，并且用温度控制机构加热所述收集器包括控制所述收集器的加热速率，以使灭菌剂的汽化在所述收集器的温度达到所述灭菌室的温度之前完成至少80％。

7.根据权利要求1所述的灭菌方法，其中将具有第一浓度的灭菌剂水溶液注入处于第一温度和第一压力的所述汽化器中的所述第一温度高于所述灭菌室的温度，并且将具有所述第二浓度的所述灭菌剂水溶液注入处于第二温度和第二压力的收集器中的所述第二温度低于所述灭菌室的温度。