DE3119224C2 - Sterilisierverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Sterilisierung wird unter Verwendung einer Blitzentladungslampe ausgeführt, die eine große momentane Lumineszenzleistung ergibt, wobei bei einer vergrößerten Sterilisationsrate und einer verringerten Bestrahlungszeit Aspergillus niger-Organismen in den unteren Schichten zerstört werden, die durch bekannte Verfahren schwierig zu zerstören sind.

Description

Aus den Gleichungen ergibt sich, daß eine wirksame Sterilisierung erreicht wird, wenn ausreichend große

ίο Werte von / und f verwendet werden. Da χ und β für den zu zerstörenden Organismus spezifische Konstante sind, hängt der Wirkungsgrad der Sterilisierung von dem Wert von /oder f ab. Eine bekannte Sterilisierlampe mit einem begrenzten Wert von I₀ und somit einem in gleicher Weise begrenzten Wert von / muß deshalb einen erhöhten Wert vor, t haben, was aber nur zum Zerstören des Organismus in der Oberflächenschicht wirkt und eine begrenzte Sterisilierrate von übereinanderliegenden Organismen ergibt

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Sterilisieren unter Verwendung einer Niederdruck-Quecksilberlampe, von der Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm ausgesandt wird (Fette-Seifen-Anstrichmittel 57, Jahrgang Nr. 5, 1955). Dieses bekannte Verfahren ist nicht zum Sterilisieren von Mikroorganismen geeignet, die leicht Lichtstrahlen absorbieren, wie Aspergillus niger.

Des weiteren ist ein Verfahren zum Sterilisieren mittels Laserstrahlen bekannt (US-PS 38 17 703). Dabei ist für eine wirksame Sterilisierung eine Energiedichte

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Sterilisieren mittels einer ultraviolette Strahlen aussendenden Entladungslampe.

Ein bekanntes Verfahren zum Sterilisieren von Mikroorganismen besteht in der Bestrahlung mittels einer Sterilisierlampe.

Bekannte Sterilisierlampen haben einen Leistungsverbrauch von etwa 20 Watt Es gibt auch Sterilisierlampen mit einem Leistungsverbrauch von etwa 200 Watt, die jedoch eine Lampenlänge von 2 Metern

benötigen und somit keine merklich erhöhte Dosierung 30 über 100 J/cm² ms erforderlich,
pro Lichtbogenlängeneinheit aufweisen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfah-

Unter der großen Vielzahl von Mikroorganismen, für ren zum Sterilisieren zu schaffen, das in einer kurzen welche die Sterilisierlampe verwendet wird, gibt es sol- Bestrahlungszeit die Zerstörung solcher Mikroorganische, wie Aspergillus Nigger, die leicht die Strahlen ab- men bewirkt, die leicht Lichtstrahlen absorbieren, wie sorbieren, wodurch sich die Schwierigkeit ergibt, daß 35 Aspergillus niger.

bei einem Übereinandcrliegen die Organismen in den Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des

unteren Schichten sehr schwer zu zerstören sind, und Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im zwar im Gegensatz zu den Organismen in den oberen Unteranspruch angegeben.

Schichten. Die bekannten Sterilisierlampen haben des- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß

halb den Nachteil, daß sie eine verlängerte Sterilisierzeit 40 auch eine geringe Energiedichte zum Zerstören von Mibenötigen oder nur eine begrenzte Sterilisierungsrate kroorganismen ausreichend ist, wenn nämlich die Wirkung des Emissionsspektrums und die Heizwirkung der Entladungslampe kombiniert werden.

Die Zeichnung zeigt eine Skizze zum Erläutern des Sterilisierverfahrens nach der Erfindung.

Blitzentladungslampen werden industriell vielfach verwendet, jedoch ist zum Ausführen der Erfindung eine solche Blitzentladungslampe zweckmäßig, die ein Edelgas als Leuchtkomponente verwendet und eine 10⁴-bis 10⁷fache momentane Lumineszenzleistung im Vergleich zu der Leistung einer bekannten Sterilisierlampe ergibt Bei einem Versuch wurden Proben mit 10⁶ kultivierten Aspergillus niger-Arten pro cm³ in einem Bestrahlungsabstand von 10 cm angeordnet. Die Proben wurden (1) kontinuierlich 10 Sekunden lang durch eine Sterilisierlampe der üblichen Art mit einer Bogenlänge

für solche Organismen, welche die Strahlen leicht absorbieren, wie Aspergillus niger, ergeben.

Im allgemeinen ist die Wirksamkeit der ultravioletten Strahlen durch eine Sterilisierlampe gegeben durch:

χ = β ■ N₁₃ ■ /,

Λ/ο und N

jeweils die Zahl der Organismen vor und nach der ulti avioletten Bestrahlung, die Basis des natürlichen Logarithmus, sine für cjen Qfⁿ2r*^tmiir rna>»!rio^u& ΐίΆ·% stante,

die Intensität der ultravioletten Strahlen in dem für die Sterilisierung des Organismus wirksamen Wellenlängenbereich, die Intensität der auf die Oberfläche des Organismus gerichteten ultravioletten Strahlen,
die Bestrahlungszeit, von 30 cm, einem Kolbeninnendurchmesser von 1,2 cm, einer Spannung von 30 V und einem Strom von 0,8 A und (2) intermittierend 8 Sekunden lang mit einer Ge-

65 Blitzentladungslampe mit einer Bogenlänge von 30 cm, einem Kolbeninnendurchmesser von 1,2 cm, einer Impulsbreite von 1 ms (Zeitbreite der halben Spitzenhöhe) und einer Lumineszenzenergie von 200 J pro Emission bestrahlt. Die Zahl der die Bestrahlung überlebenden Organismen war jeweils 10⁴ für (1) und nur 10 für (2), was einer Sterilisierungsrate von jeweils 99 und 99,999% entspricht, d. h. die Blitzentladungslampe er-

gibt eine Oberlebensrate von Viooo gegenüber der Sterilisierlampe.

Der Versuch zeigt somit, daß die Blitzentladungslampe eine höhere Slerilisierungsrate in einer kürzeren Bestrahlungszeit als die bekannte Lampe ergibt

Der ultraviolette Frequenzbereich, der insbesondere bei der Sterilisierung wirksam ist, beträgt 0,3 μπι oder weniger. Die Verwendung von Quecksilber, Zink, Cadmium oder Zinn, das in die Blitzentladungslampe als Leuchtkomponente zusammen mit dem Edelgas dicht eingeschlossen" ist, sichert eine höhere Sterilisierungsrate in einer kürzeren Bestrahlungszeit, da diese Elemente intensive Strahlen der Frequenz von 0,3 μηη oder weniger ausstrahlen.

Die ultraviolet ie Dosierung von der Blitzentladungs- is lampe mit einem Edelgas als Leuchtkomponente vergrößert sich mit einem Anstieg der Lumineszenzenergiedichte:

^J

^v~ DLt'
worin

Q die Energiedichte,

/ die elektrische Eingangsleistung für einen einzelnen Blitz in Joule,

D der Kolbeninnendurchmesser in cm,

L die Bogenlänge in cm und

/ die Impulsbreite bei der Hälfte der Spitzenhöhe in ms

Es ist somit ratsam, den Wert von Q anzugeben. Der Wert von Q wurde bei dem erwähnten Versuch mit etwa 5,6 ermittelt, jedoch wird die beabsichtigte Sterilisierung mit einer ausreichend hohen Rate und in einer ausreichend kurzen Zeit ausgeführt, falls der Wert von Q 0,03 oder größer ist. Auch bei der Verwendung von weniger wirksamen Strahlen als ultravioletten Strahlen mit 0,3 μπι oder mehr oder sichtbaren oder infraroten Strahlen ohne tatsächliche Sterilisierwirkung ist zu erwarten, falls die Blitzentladungslampe in der Lage ist, momentan eine große Dosierung auszustrahlen, daß die in Aspergillus niger absorbierten Strahlen die Probe momentan erhitzen, was eine Art von thermischer Sterilisierung ergibt. Es ist zu vermuten, daß eine solche thermische Wirkung aufgetreten ist, ohne daß sie bei dem obenerwähnten Versuch erkannt worden ist.

In der Zeichnung ist 1 eine Lampe, wie eine Sterilisier- oder Blitzentladungslampe, wobei X-X eine die Mitte des Bogens in der Lampe 1 darstellende Mittellinie ist, und 2 ist eine Probe, die Aspergillus niger enthält, das zu der Lampe 1 auf der Mittellinie X-Xausgerichtet ist.

Die Erfindung zeichnet sich durch die Verwendung einer Entladungslampe, die in der Lage ist, momentan eine große Strahlendosierung abzugeben, anstelle einer üblichen Sterilisierlampe aus und ist dadurch vorteilhaft, daß sie wesentlich wirksamer auch beim Sterilisieren von Mikroorganismen ist, die leicht Strahlen absorbieren, wie Aspergillus niger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sterilisieren mittels einer ultraviolette Strahlen aussendenden Entladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entladungslampe eine Blitzentladungslampe einsetzt, die ein Edelgas als Leuchtkomponente enthält und die eine Energiedichte von mindestens 0,03 J/ cm² · ms erzeugt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Blitzentladungslampe einsetzt, die als weitere Leuchtkomponenten wenigstens Quecksilber, Zink, Cadmium und/oder Zinn enthält

sind.

der ultraviolette Absorptionsfaktor des

Organismus,

eine Konstante und

der Abstand von der Fläche der oberen

Schicht des Organismus