DE10036550A1 - Sterilisationsverfahren - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sterilisationsverfahren, bei dem die zu behandelnde Oberfläche einer Gasentladung ausgesetzt wird und bei dem die Sterilisation in einer wasserstoff- und sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre bei einem Druck von 10·4· Pa bis 2 È 10·5· Pa erfolgt. Das Verfahren lässt sich zur Sterilisation von Verpackungsmaterialien, z. B. Lebensmittelverpackungen, oder Etiketten, aber auch für die Sterilisation von Oberflächen für medizinische und/oder biologische und/oder biotechnologische Anwendungen verwenden.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Sterilisationsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 12 bis 15. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Sterilisation von Oberflächen für medizinische und/oder biologische und/oder biotechnologische Anwendungen, sowie weiterhin zur Sterilisation von Verpackungsmaterialien sowie von Saatgut.

Stand der Technik

Für viele technische Anwendungsgebiete müssen Oberflächen verschiedenster Materialien sterilisiert werden, zum Beispiel um Menschen und Tiere vor Infektionen zu schützen, oder um organische Substanzen vor dem Befall durch Mikroorganismen zu bewahren.

Mit der Wahl eines geeigneten Sterilisationsverfahrens ist neben der Realisierung einer möglichst hohen Sterilisationswirkung wesentlich, dass das Verfahren keine unerwünschten Nebenwirkungen zeigt.

Eine mögliche Nebenwirkung kann darin bestehen, dass die zu behandelnde Oberfläche nach dem Sterilisationsprozess Rückstände eingesetzter Entkeimungsmittel aufweist, welche gegebenenfalls gesundheitsbedenklich sind. Für den Fall eines derartigen Einsatzes gesundheitsbedenklicher Ent­ keimungsmittel sollten diese möglichst im Bearbeitungs­ bereich, d. h. im Bereich der Materialoberfläche, verbleiben und nicht in die Umgebung entweichen um eine Gesundheitsbelastung für das Bedienpersonal auszuschließen.

Weiterhin sollte für ein effizientes Sterilisationsverfahren eine ausreichende Sterilisation auch in schwer zugänglichen Bereichen von kompliziert geformten Oberflächen, wie zum Beispiel im Bereich von Kanten, Vorsprüngen, Rillen etc. vorliegen. Hierzu zählt auch, dass im Bereich von Verunreinigungen wie Staubkörnern keine Abschattungseffekte auftreten.

Bei bekannten Sterilisationsverfahren werden die zu behandelnden Oberflächen einer thermischen oder chemischen Behandlung unterworfen, oder aber sie werden mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt.

Ein bekanntes thermisches Verfahren ist die Einwirkung von Sattdampf auf die zu sterilisierende Oberfläche. Der Sattdampf kann zum Beispiel überhitzter Wasserdampf mit einer Temperatur von 250° bis 300°C sein. Dieses Verfahren ist mit einem hohen Energieaufwand verbunden, und die Wirkrate ist nicht immer ausreichend, so dass Restmengen an Keimen auf dem zu behandelnden Körper verbleiben können. Zudem sind thermische Verfahren nur eingeschränkt für die Sterilisation von Kunststoffoberflächen einsetzbar, da diese häufig thermolabil sind.

Ein bekanntes chemisches Sterilisationsverfahren ist die Behandlung der zu sterilisierenden Oberfläche mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂). Mit diesem preiswerten Verfahren werden sehr hohe Sterilisationsraten von mehr als 99,9999% erreicht. Von Nachteil ist, dass Wasserstoffperoxid ein hohes gesundheitsgefährdendes Potential besitzt. Daher ist für die Einhaltung von Sicherheitsgrenzwerten an Arbeitsplätzen eine aufwendige Prozesskontrolle erforder­ lich, insbesondere um eine erhöhte Konzentration von H₂O₂ in unmittelbarer Umgebung der Anlagen zu vermeiden. Weiterhin hat sich dabei gezeigt, dass immer wieder Restmengen an Wasserstoffperoxid in oder auf den gereinigten Materialien verbleiben. Dies ist insbesondere bei komplex geformten Oberflächen mit Hinterschneidungen ein Problem.

Ein bekanntes Sterilisationsverfahren mit Strahlungsbe­ aufschlagung besteht in der Einwirkung der zu behandelnden Oberflächen mit UV-Strahlung von typischerweise 254 nm Wellenlänge, sowie in der Einwirkung von energiereichen Lichtblitzen. Problematisch sind hierbei Abschattungs­ effekte, wie sie zum Beispiel durch unregelmäßig geformte Oberflächen oder durch Verunreinigungen wie Staubpartikel hervorgerufen werden können. Die abgeschatteten Oberflächen­ bereiche können dann nicht mehr von der elektromagnetischen Strahlung oder den Lichtblitzen erfasst werden, so dass in diesen Bereichen die Entkeimungswirkung begrenzt ist. Weiterhin können nicht alle Materialien auf diese Art behandelt werden. So verändern sich bei der Behandlung von polymeren Materialien häufig die Oberflächeneigenschaften in unerwünschter Weise.

Obwohl Plasmaverfahren in vielen Bereichen der Oberflächen­ technik eine Schlüsselfunktion darstellen, ist die Sterilisationswirkung von Plasmen bisher erst in Ansätzen untersucht worden. Die sterilisierende Wirkung derartiger Plasmen beruht nach bisherigem Verständnis auf Strahlungsexposition, mechanischen, chemischen und thermischen Wirkmechanismen. Zum einen tritt aus dem Plasma typischerweise UV-Strahlung aus, welche Bindungen der Mikroorganismen aufbrechen kann. Das Plasma entlässt zudem Partikel mit denen die Oberfläche (mechanisch) bombardiert wird. Da im Plasma angeregte und ionisierte Spezies vorliegen, können diese auch an der Oberfläche chemisch reagieren. Hinzu kommt die thermische Einwirkung des Plasmas. Die Plasmaentladung kann dabei so gesteuert werden, dass sich die Gastemperatur (unter 1000°C) über die in eingekoppelte Leistung steuern lässt. Da diese Mechanismen gleichzeitig auftreffen können, sind darüber hinaus synergetische Effekte möglich.

Plasmaverfahren lassen sich in vakuumgestützte Verfahren und solche Verfahren einteilen, die bei oder nahe bei Atmosphärendruck arbeiten.

Vakuumgestützte Plasmaverfahren erfordern zum einen eine Vakuumkammer sowie ein zugehöriges Pumpsystem für die Bereitstellung des Vakuums, sowie eine dazugehörige Peripherie wie Transport- und Schleusensysteme, Prozess­ diagnostik, Prozesssteuerung etc. Demgemäss sind vakuum­ gestützte Plasmaverfahren in der Anwendung aufwendig und weisen zudem den Nachteil auf, dass sie relativ hohe Investitionskosten für diese Geräte erfordern.

So wird in der GIT-Laborfachzeitschrift, Band 1, S. 32-33, Jahrgang 2000: "Plasmasterilisator für S2 und S3-Labora­ torien" der Einsatz eines Niederdruckplasmaverfahrens zu Sterilisationszwecken beschrieben, bei der der Prozesskammer Wasserstoffperoxid zugeführt wird um thermolabile Materialien zu desinfizieren bzw. zu sterilisieren.

Plasmaverfahren, die bei oder nahe bei Atmosphärendruck durchgeführt werden können, sind die dielektrische Barrienentladung, die auch als Coronaentladung oder stille Entladung bezeichnet wird, und die gepulste Hochspannungsbogenentladung (DE 195 32 412 A1).

So beschreiben U. Bröckner, C. Birmes: "Abtötungsrate über 99 Prozent - Neues Verfahren zur Folienentkeimung", Lebensmitteltechnik, Band 4, S. 42-44, 1998, ein Verfahren zur Entkeimung von Lebensmittelverpackungen in einer Coronabehandlung. Die Entkeimung selbst erfolgt mit Wasserstoffperoxid. Das Wasserstoffperoxid wird als Aerosol in ein Hochspannungsfeld eingebracht, was zusammen mit der Vorbehandlung zu einer besonders gleichmäßigen Verteilung der Wasserstoffperoxidtröpfchen auf der Packmitteloberfläche führt. Für Sporen von bacillus licheniformis wurde eine Abtötungsrate von 99% beobachtet.

Die EP 0 722 513 A1 sowie die DE 44 04 034 A1 offenbaren den Einsatz einer Barrierenentladung zu Sterilisationszwecken. Hierbei regt die EP 0 722 513 A1 den Einsatz eines Reaktionsvermittlers zur Effizienzsteigerung an. Genannte Beispiele hierfür sind Sauerstoff und Ozon. Es werden in diesen Schriften weder Abtötungsraten noch konkrete Ausführungsbeispiele für den Einsatz eines Reaktions­ vermittlers beschrieben. Im übrigen widersprechen die in diesen Patentdokumenten offenbarten Aussagen den Ergebnissen der vorgenannten Veröffentlichung von U. Bröckner et. al.. Letzterer berichtet nämlich, dass eine reine Coronavor­ behandlung (d. h. ohne H₂O₂ als Aerosol) keinerlei Auswirkungen auf die Sporen hatte, d. h. es konnte keine signifikante Sterilisationswirkung bei reiner Plasmaein­ wirkung nachgewiesen werden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein plasmagestütztes Sterilisationsverfahren bereitzustellen, das die Probleme nach dem Stand der Technik weitestgehend vermeidet. Insbesondere sollen durch den möglichen Einsatz einer großen Vielzahl geeigneter Vorstufen ein effizient sterilisierendes Plasma bereitgestellt werden das es ermöglicht, auch ohne gesundheitsbedenkliche Vorstufen wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid auszukommen zu können.

Erfindungsgemäß wird dieses technische Problem durch ein Sterilisationsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 11, die erfinderische Verwendung des Plasmaverfahrens lehren die Ansprüche 12 bis 15.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das zugrundeliegende technische Problem durch ein Sterilisationsverfahren gelöst werden kann, bei dem die zu behandelnde Oberfläche einer Gasentladung ausgesetzt wird, bei dem die Sterilisation in einer plasmaaktivierten, wasserstoff- und sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre bei einem Druck von 10⁴ Pascal bis 2 × 10⁵ Pascal erfolgt.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass bei der Verwendung einer Gasatmosphäre die sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff enthält, für die plasmagestützte Sterilisation ein synergistischer Effekt erzielt werden kann. Bei gleichzeitigem Vorhandensein von Sauerstoff und Wasserstoff ist der Abtötungsfaktor für die Mikroorganismen nämlich deutlich größer als beim alleinigen Vorhandensein von Sauerstoff oder alternativ von Wasserstoff. In Ausnutzung dieses synergistischen Effektes bzw. dieser Erkenntnis ist es möglich, der Gasentladung auf vielfältige Art und Weise geeignete Vorstufen zuzuführen, nämlich sauerstoff- und/oder wasserstoffhaltige Vorstufen, welche zu einer Plasmaatmosphäre mit der gewünschten Sterilisationswirkung führt. Damit kann vorteilhafterweise auf den Einsatz von gesundheitsbedenklichen Vorstufen wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid verzichtet werden.

Im Sinne der vorstehenden Ausführungen ist es vorteilhaft, wenn die Gasatmosphäre durch Zufuhr von molekularem Wasserstoff und molekularem Sauerstoff bereitgestellt wird. So kann der Sauerstoff durch den bereits in der Raumluft vorhandenen Luftsauerstoff zur Verfügung gestellt werden. Bezüglich des Wasserstoffs ist darauf zu achten, dass die Explosionsgrenze nicht überschritten wird. Aus Sicherheitsgründen ist daher der Einsatz von Wasserstoff in Form von Formiergas (ca. 5 vol-% Wasserstoff in Stickstoff) bevorzugt.

Es können auch geeignete Vorläuferverbindungen eingesetzt werden, die in situ den erforderlichen Wasserstoff und/oder Sauerstoff liefern. Als Beispiel für Sauerstofflieferanten seien Stickstoffoxid (N₂O) und Kohlendioxid (CO₂) genannt. Ein Beispiel für einen Wasserstofflieferanten ist Ammoniak (NH₃).

Auch möglich ist der Einsatz von Wasserstoffperoxid oder von Wasser, die jeweils sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff liefern. Wasser kann im obigen Sinne sowohl als Dampf als auch als Aerosol eingesetzt werden. Der entscheidende Vorzug von Wasser besteht darin, dass Wasser im Gegensatz zu Wasserstoffperoxid nicht toxisch ist, aber für die angestrebte Sterilisationswirkung vergleichbare plasma­ chemische Reaktionen gegeben sind.

Zusätzlich können der Gasatmosphäre bei Bedarf ein oder mehrere Gase zugeführt werden, wie zum Beispiel Stickstoff oder ein Edelgas, zum Beispiel Argon. So kann das Edelgas mit Wasser beladen werden um es derart in die Plasmakammer einzubringen. Auch können über die Zuführung des Edelgases die Entladungseigenschaften variiert werden.

Es ist möglich durch eine gezielte Einstellung der Gaszusammenstellung das Wasserstoff- zu Sauerstoffverhältnis in der Gasentladung einzustellen. Auf diese Weise kann die Gaszusammensetzung an dem jeweiligen Keimtyp angepasst und die zerstörende Einwirkung auf die Keime optimiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sterilisation wird bei einem Gasdruck von 10⁴ Pascal bis 2 × 10⁵ Pascal durchgeführt. Durch diesen Betrieb bei weitgehend atmosphärischen Bedingungen wird eine einfachere Handhabung und ein geringerer Geräteaufwand als nach dem Stand der Technik realisiert.

Nahe bei oder bei Atmosphärendruck ablaufende Plasmaverfahren (sog. Hochdruckverfahren) sind zum Beispiel die dielektrische Barrierenentladung oder die gepulste Hochspannungsbogenentladung. Diese Verfahren werden derzeit bereits im industriellen Maßstab für oberflächentechnische Zwecke, wie Oberflächenaktivierung oder Beschichtung eingesetzt. Als Beispiele seinen genannt die DE 195 32 412 A1, die Fachveröffentlichung von Georg Krüger: "Kunststoffe klebbar gemacht", Kleben & Dichten, Adhäsion, Band 10, 1998, S. 12-19, die DE 195 05 449 C2, sowie der Artikel R Thyen et al.: "Plasma-enhanced chemical-vapour-deposion of thin films by corona discharge at atmospheric pressure", Surface and coatings Technology, S. 426-434, 1997.

Die Betriebs- bzw. Gastemperatur richtet sich nach den zu erwartenden Keimen und der Temperaturstabilität der behandelnden Oberfläche. Mit der dielektrischen Barrierenentladung können zum Beispiel kalte Plasmen mit einer Temperatur erzeugt werden, die geringfügig - überlicherweise zwischen 10 bis 20 Kelvin - oberhalb der Raumtemperatur liegt. Die Einstellung höherer Temperaturen kann durch eine entsprechende Temperierung der verwendeten Prozessgase erfolgen. Vorzugsweise wird hierbei eine Temperatur bis maximal 300°C, insbesondere von 100° bis 200°C gewählt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise auch die Hochspannungsbogenentladung eingesetzt werden. Bei dieser werden zwar im allgemeinen höhere Betriebs­ temperaturen im Bereich zwischen 300° und 400° Celsius realisiert. Allerdings kann die Hitzeeinwirkung auf die Oberflächen eingeschränkt bzw. minimiert werden, indem die Oberfläche nur kurz der Entladung ausgesetzt wird, indem sie bewegt wird.

Die Gasentladung kann mit Hilfe elektromagnetischer Wechselfelder erzeugt werden, wie zum Beispiel mit gepulstem Gleichstrom (DC), Niederfrequenz, Mittelfrequenz (MF), Hochfrequenz (HF) oder Mikrowellen (MW).

Es ist vorteilhaft, wenn die Barrierenentladung mit sinusförmiger Hochspannung bei Frequenzen von 50 Hz bis einem MHz betrieben wird, und besonders bevorzugt im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz. Unter dem Begriff Hochspannung sollen Spannungen von mehr als einem Kilovolt effektiv verstanden werden. Die Barrierenentladung kann filamentiert oder homogen vorliegen.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ebenfalls eine gepulste Hochspannungsbogenentladung einsetzbar, wie sie zum Beispiel in der DE 42 35 766 A1 offenbart ist. Es kann hierbei eine Frequenz von 150 kHz mit einer Pulswiederholfrequenz von 20 kHz und einer Spitzenspannung von 100 Kilovolt gewählt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Sterilisationsverfahren lassen sich praktisch alle Materialien behandeln. Bei thermisch empfindlichen Materialien ist insbesondere bei der gepulsten Hochspannungsbogenentladung darauf zu achten, dass durch thermische Einwirkung keine Schädigung der Materialoberfläche verursacht wird. Dies kann dadurch sichergestellt werden, dass das Substrat bewegt, die Einwirkzeit begrenzt, oder die eingekoppelte elektrische Energie nicht zu hoch gewählt wird.

Bei den zu sterilisierenden Materialien kann es sich um flächige oder dreidimensionale Verpackungsmaterialien aus Papier, Kunststoff und/oder Metallfolien und/oder Verbundwerkstoffen aus Papier, Kunststoff und/oder Metallfolien handeln. Es kann sich hierbei um Flaschen oder Becher (z. B. Yoghurtbecher) aus einem beliebigen Material handeln. Weiter können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Oberflächen von Verschlüssen und/oder Etiketten für Verpackungsmaterialien sterilisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Sterilisation von Materialoberflächen für medizinische und/oder biologische und/oder biotechnologische Anwendungen eingesetzt werden. Das vorgeschlagene Verfahren kann weiterhin für die Sterilisation von Werkzeugoberflächen verwendet werden, so beispielsweise für medizinische Werkzeuge oder bei Werkzeugen für die Verarbeitung von Lebensmitteln.

Das Verfahren kann ganz allgemein zur Sterilisation von biologischem Material eingesetzt werden. Ein konkretes Anwendungsbeispiel hierfür ist die Sterilisation von Saatgut.

Aufgrund der moderaten Verfahrensbedingungen wie niedriger Temperatur und unbedenklicher Gaszusammensetzung eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für empfindliche Oberflächen oder auch für Oberflächen, an die besonders hohe hygienische Maßstäbe angelegt werden, wie zum Beispiel für Lebensmittelverpackungen oder eben auch medizinische Zwecke.

Beispiele von schädlichen Keimen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetötet werden können, sind lebende Bakterien oder Sporen wie Bacterium-Subtilis-Sporen oder Aspergillus-Niger-Sporen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Es zeigen Beispiele 1 und 2 die sterilisierende Wirkung einer Prozessgasatmosphäre, die jeweils zusammen mit Stickstoff entweder nur Wasserstoff oder nur Sauerstoff gemäß EP 0 722 513 A1 enthält. Beispiele 3 und 4 zeigen das erfindungsgemäße Verfahren, wobei Beispiel 3 die sterilisierende Wirkung in einer Atmosphäre aus Wasserstoff und Sauerstoff und Beispiel 4 die einer wasserhaltigen Prozessgasatmosphäre zeigt.

Beispiel 1 N₂ + H₂

Papier-Polyehtylen-Folienverbundmaterialien werden als Proben mit Aspergillus-Niger-Sporen (DSM 1957) durch Besprühen kontaminiert. Die Ausgangskonzentration beträgt 6000 Sporen auf einer Probenoberfläche von 21,2 m². Es werden drei Proben mit Abmessungen 100 × 100 mm in einer dielektrischen Barrierenentladung bei einer Temperatur von ca. 40°C behandelt. Die Barrierenentladung wird von einer gepulsten sinusförmigen Hochspannung (8 kV, 45 kHz, Pulszeit 100 µs, Pulsfrequenz 2 kHz) gespeist. Als Prozessgas wird Formiergas (5 vol-% H₂ in N₂) verwendet. Die kontaminierten Probenoberflächen werden zehnmal mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s durch die Entladung geführt. Danach wird die Anzahl der lebensfähigen Mikroorganismen nach dem Abklatschverfahren mit Agar-Kontaktschalen (RODAC-Platten; Replicate Organism Detecting and Counting), Durchmesser 52 mm, bestimmt. Dabei werden bei jeder Probe 2 Prüfungen durchgeführt, so dass insgesamt 6 Bestimmungen pro Probe erzielt wurden. Bei der Auswertung werden die verbleibenden keimfähigen Sporen kultiviert und die Sporen ausgezählt.
Mittelwert: 196 Kulturen auf 21,2 cm²
Größter Wert: 220
Kleinster Wert: 152
Standardabweichung: 27

Daraus lässt sich ein Abtötungsfaktor von 96,7% errechnen.

Beispiel 2 N₂ + O₂

In einem weiteren Experiment werden analog Beispiel 1 Papier-Polyethylen-Verbundmateralien mit Aspergillus-Niger- Sporen mit einer Ausgangskonzentration von 6000 Sporen auf einer Probenoberfläche von 21,2 cm² kontaminiert. Es werden drei Proben mit Abmessungen 100 × 100 mm in einer dielektrischen Barrierenentladung entsprechend Beispiel 1 behandelt. Als Prozessgas werden 4 Volumenteile N₂ und ein Volumenteil O₂ verwendet. Die komtaminierten Probenober­ flächen werden zehnmal mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s durch die Entladung geführt. Danach wird die Anzahl der lebensfähigen Mikroorganismen wie in Beispiel 1 beschrieben bestimmt.
Mittelwert: 90 Kulturen auf 21,2 cm²
Größter Wert: 111
Kleinster Wert: 67
Standardabweichung: 17

Daraus lässt sich ein Abtötungsfaktor von 98,5% errechnen. Dieses Beispiel zeigt, dass der Abtötungsfaktor bei oxidierenden Bedingungen deutlich größer ist als bei reduzierenden Bedingungen.

Beispiel 3 N₂ + O₂ + H₂

In einem weiteren Experiment werden analog Beispiel 1 Papier-Polyethylen-Verbundmaterialien mit Aspergillus-Niger- Sporen mit einer Ausgangskonzentration von 6000 Sporen auf einer Probenoberfläche von 21,2 cm² kontaminiert. Es werden drei Proben mit Abmessungen 100 × 100 mm in einer dielektrischen Barrierenentladung entsprechend Beispiel 1 behandelt. Als Prozessgas werden 4 Volumenteile Formiergas (5 vol-% H₂ in N₂) und ein Volumenteil O₂ verwendet. Die kontaminierten Probeoberflächen werden zehnmal mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s durch die Entladung geführt. Danach wird die Anzahl der lebensfähigen Mikroorganismen wie in Beispiel 1 beschrieben bestimmt.
Mittelwert: 29 Kulturen auf 21,2 cm²
Größter Wert: 52
Kleinster Wert: 13
Standardabweichung: 13

Daraus lässt sich ein Abtötungsfaktor von 99,5% errechnen. Dieses Beispiel zeigt, dass der Abtötungsfaktor von O₂ und H₂ deutlich größer ist als bei Verwendung von O₂ oder H₂ allein (Beispiel 1 und 2).

Beispiel 4 N₂ + O₂ + H₂O

In einem weiterem Experiment werden analog Beispiel 1 Papier-Polyethylen-Verbundmaterialien mit Aspergillus-Niger- Sporen mit einer Ausgangskonzentration von 7.000.000 Sporen auf einer Probenoberfläche von 21,2 cm² kontaminiert. Es werden drei Proben mit den Abmessungen 100 × 100 mm² in einer dielektrischen Barrierenentladung entsprechend Beispiel 1 behandelt. Als Prozessgas werden vier Volumenteile N₂ und ein Volumenteil O₂ verwendet und vor dem Einbringen in die Entladung durch eine Gaswaschflasche mit Wasser geleitet. Die so erhaltene Gasmischung ist mit dem Dampfdruck von Wasser beladen. Die kontaminierten Probenflächen werden 10 mal mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s durch die Entladung geführt. Danach wird die Anzahl der lebensfähigen Mikroorganismen wie in Beispiel 1 beschrieben bestimmt.
Mittelwert: 38 Kulturen auf 21,2 cm²
Größter Wert: 5
Kleinster Wert: 46
Standardabweichung: 33

Claims (15)

1. Sterilisationsverfahren, bei dem die zu behandelnde Oberfläche einer Gasentladung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sterilisation in einer plasmaaktivierten, wasserstoff- und sauerstoffhaltigen Gasatmosphäre bei einem Druck von 10⁴ Pa bis 2.10⁵ Pa erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasatmosphäre durch Zufuhr von molekularem Wasserstoff und molekularem Sauerstoff bereitgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasatmosphäre durch Zufuhr von Wasser bereitgestellt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasatmosphäre durch Zufuhr von Wasserstoffperoxid bereitgestellt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche einer dielektrischen Barrierenentladung ausgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierenentladung mit sinusförmiger Hochspannung bei Frequenzen von 50 Hz bis 1 MHz betrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierenentladung mit gepulster sinusförmiger Spannung betrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulsdauer von 1 µs bis 1 s und eine Pulsfrequenz von 1 Hz bis 1 MHz gewählt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche einer gepulsten Hochspannungsbogenentladung ausgesetzt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasatmosphäre Stickstoff und/oder ein Edelgas zugeführt wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasatmosphäre Ammoniak, Distickstoffoxid und/oder Kohlendioxid zugeführt wird.

12. Verwendung eines Plasmaverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Sterilisation von Etiketten.

13. Verwendung eines Plasmaverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Sterilisation von Verpackungsmaterialien und insbesondere von Lebensmittelverpackungen.

14. Verwendung eines Plasmaverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Sterilisation von Oberflächen für medizinische und/oder biologische und/oder biotechnologische Anwendungen

15. Verwendung eines Plasmaverfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zur Sterilisation von Saatgut.