JP4014407B2 - 密閉された囲い領域の滅菌方法及びその改良 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、除染及び滅菌システムに関し、より詳細には、気体による除染及び蒸気が１つ以上の成分を有するシステムの制御に関する。
【０００２】
従来の気体滅菌除染システムは凝結を防ぐ目的で設計されており、そのため、フロースルー（通過）システムと再循環システムのいずれもが、蒸気密度、特に水蒸気密度を露点以下に維持するような組織構造になっている。このようなシステムの例が、欧州特許ＥＰ０４８６６２３Ｂ１、英国特許２２１７６１９Ｂ、国際公開８９／０６１４０号、及び英国特許出願ＧＢ２３０８０６６Ａに記載されている。
【０００３】
米国特許４９５２３７０Ａには、過酸化水素を用いてチャンバの内部を滅菌する方法が開示されている。チャンバ内の表面の第１の部分は１０℃未満の温度であり第２の部分の温度は１０℃以上である。上記方法には、気相の過酸化水素を前記チャンバに導入するステップと、前記第１の部分を前記蒸気に接触させてこの部分に凝結を発生させるステップと、前記第２の部分を前記蒸気に接触させるステップと、前記チャンバに真空源を供給するステップと、前記第１及び第２の部分の温度範囲を維持しながら、前記表面が滅菌されるまでチャンバに気相の過酸化水素を継続して導入するステップと、を含む。
しかしながら、近年の研究の結果、室内やより小さい部屋における急速な表面滅菌及び除染の場合、過酸化水素などの気体除染剤の蒸気と水蒸気との混合物の凝結が不可欠であることが判明した。
【０００４】
本発明の目的は、密閉型再循環システムと、通過型システムと、密閉型システムから排出される再循環空気または空気とガスの混合物を一部による再循環を使用するシステムのいずれのシステムに対しても、滅菌及び除染システムを制御し、滅菌または除染対象の領域全体で凝結が急速に、均一にかつ制御可能に発生するようにすることである。
【０００５】
本発明の目的により、除染という用語は、将来的に化学的除染と微生物学的除染のいずれをも含む。微生物学的除染とは、生育能力のあるバイオバーデン（微生物の集団：bioburden）の低減を意味し、一般には滅菌、衛生処理（sanitation）または消毒のいずれかとして記載される。
【０００６】
本発明は、密閉された囲い領域の滅菌方法であって、前記囲い領域及び準備領域に空気を循環させるステップと、除染ガスと水蒸気の混合物を準備領域内で前記循環する空気に分配し、この混合物が、空気と共に囲い領域を通過するように流れ、囲い領域において囲い領域の周囲温度に対して前記ガスと水蒸気の混合物の露点を超える濃度に達することにより、囲い領域の表面に凝結してこの表面を滅菌するステップと、前記蒸気混合物の導入を前記囲い領域において決定される条件にしたがって制御するステップと、を含む方法を提供する。この滅菌方法は、前記囲い領域におけるまたは囲い領域から排出される、あるいは準備領域に流入する空気の温度と、前記囲い領域におけるまたは囲い領域から排出される、あるいは準備領域に流入する除染ガスの濃度と、囲い領域における除染ガスの凝結をモニタし、準備領域における除染ガス及び水蒸気の前記空気への分配を前記モニタリングによって決定するレベルに応じて制御し、囲い領域において除染ガスと水蒸気の必要な凝結レベルを提供することを特徴とする。
【０００７】
「密閉された囲い領域」とは、ある量の活性ガスが漏れ出て危険が生じるのを防ぐために実際的な目的で密閉された任意の室(チャンバ）または部屋を含む。
【０００８】
密閉された囲い領域は、２つのパイプによって処理手段に接続されている。空気または空気とガスの混合物（ここでガスとは過酸化水素及び水蒸気）がこの２つのパイプを通過して循環する。空気または空気とガスの混合物は、処理手段から密閉された囲い領域に搬送され、さらに処理手段に返却される。あるいは、通過型システムでは、空気または空気とガスの混合物は密閉された囲い領域から安全な方法で排出される。処理手段に流入した空気または空気とガスの混合物は、必要であれば、まず精製システムを通過して、ここで安全のために空気ガス混合物内のガスが除去される。ただし、この精製処理は、ガス混合物の安定性のため、通常は要求されない。過酸化水素ガスは、周囲温度及び３００℃未満では、同質の気相（homogenous vapor phose）において安定していることが証明されている。分解が表面において起こるが、これは清浄な部屋および隔離領域（isolator）で一般にみられるこれらの表面においてごくわずかな割合にすぎない。微生物などの特定の有機物質で分解が高い割合で発生するが、これらの物質量は極めて小さいため分解の全体量も極めてて小さく、ガスの濃度に大きく影響することはない。次に、ファン、ポンプ、またはコンプレッサにより空気または空気とガスの混合物をシステム全体に推進させ、この流れを蒸発チャンバを通過するよう進め、ここで、空気または空気とガスの混合物にさらなるガスを付加する。そして、このように濃縮された（enriched）空気とガスの混合物を処理手段から密閉された囲い領域への接続部を通過させて送る。
【０００９】
密閉されたチャンバにおける空気とガスの混合物の機能は、チャンバの表面を除染することである。
【００１０】
密閉された囲い領域の表面滅菌に同様のシステムが使用されていたことがあったが、これらのアプリケーションでは、凝結を防ぐことが常に重要であるとされていた。欧州特許ＥＰ０４８６６２３Ｂ１には、特に、凝結防止のための処理のテーブルが記載されている。本発明では、微凝結（micro condensation）による除染方法を説明し、その制御方法を提供する。微凝結が促進され、制御されれば、より高速でより信頼できる表面除染が実現することが立証されている。過酸化水素と水蒸気の混合物の露点は、気体の活量係数から確かめることができ、露点データ、密閉チャンバ内の実際の露点、及び温度の組合わせにより、凝縮物内の過酸化水素の濃度を計算できる。
【００１１】
凝結パラメータ及び凝結の量がわかれば、表面除染が発生する時間を予測できる。このようなシステムが確実に機能するには、密閉された囲い領域内でガスが極めて十分に分布していることも不可欠である。
【００１２】
除染に使用されるこのような微凝結システムで用いられる活性ガスは過酸化水素に限定されず、正確な蒸気圧特性を示すガスまたはガスの混合物が含まれる。
【００１３】
本発明はさらに、密閉された囲い領域を滅菌する装置であって、準備領域及び前記囲い領域に空気を循環させる手段と、準備領域に設けられ、除染ガスと水蒸気の混合物を循環する空気に分配し、この混合物が、空気と共に囲い領域を通過するように流れ、前記囲い領域において囲い領域の周囲温度に対して露点を超える濃度に達することにより、囲い領域の表面に凝結してこの表面を滅菌する手段と、前記蒸気混合物の前記囲い領域に対する供給を前記囲い領域において決定する条件に従って制御する手段と、を備える装置を提供する。前記装置において、前記囲い領域におけるまたは前記囲い領域から排出される、あるいは準備領域に流入する空気の温度をモニタする手段と、前記囲い領域におけるまたは前記囲い領域から排出される、あるいは準備領域に流入する除染ガスの濃度をモニタする手段と、準備領域における除染ガス及び水蒸気の空気への分配を前記モニタリングによって決定するレベルに応じて制御し、囲い領域における除染ガスと水蒸気の混合物の所定の凝結レベルを提供する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一実施形態を、密閉された囲い領域の除染装置を模式的に例示する添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
密閉された囲い領域１は図中２において密閉された排出パイプに接続され、この排出パイプに処理手段３が接続されている。次に、空気または空気とガスの混合物はフィルタ４を通過することにより、粒子状の汚染物質が除去される。任意の選択肢として、ガス混合物が密閉チャンバ内で一部分解されている可能性があるとされる場合には、空気または空気とガスの混合物に精製処理部５を通過させてもよい。この処理部５によるステップは、活性ガスの相当の分解が起こったという例外的な状況においてのみ要求され、通常はこの構成要素は処理手段の一部を形成するものではない。続いて、空気または空気とガスの混合物はヒータ７において安定温度に加熱されてからファン８、ポンプまたはコンプレッサに送られる。このファン８、ポンプまたはコンプレッサは、空気または空気とガスの混合物を、処理手段、接続パイプ及び密閉された囲い領域を通過して推進させるために使用される。次に、流れの容量が流体測定部９において測定され、その後、空気または空気とガスの混合物が蒸発チャンバ１０に送られ、ここで、高温表面にて除染溶液を蒸発させることによりガス混合物がさらに付加される。空気または空気とガスの混合物は、蒸発チャンバ１０に流入する前にフィルタ２５を通過し、流体からの粒子物質が確実に除去される。液体を蒸発チャンバに送る割合は、液体流モジュール２２により制御される。
【００１６】
密閉された囲い領域内部の圧力制御が必要である場合もあるので、圧力制御モジュール２１を用いて、空気を供給または抽出することにより圧力を増減させる。システムに付加された空気はフィルタ２３によりフィルタリングされなければならず、またシステムから抽出された空気においては、いかなる活性ガスも、吸収または触媒２４による分解のいずれかによって除去されているので、安全であると考えられる。空気または空気とガスの混合物は、１１において処理手段から排出され、密閉された接続パイプを通過して、１２において密閉された囲い領域に搬送される。密閉された囲い領域内には、ガス分布装置１３が設けられている。ガス分布装置１３は密閉された囲い領域内で空気または空気とガスの混合物に十分な乱れを発生させることにより、空気または空気とガスの混合物が急速にかつ均一に分布することを保証する。
【００１７】
ガス分布システムの最も単純な形態は密閉された囲い領域内部に取り付けた循環ファンであり、これにより空気とガスの混合物に十分な乱れを与えることにより、ガスを均一に分布させる。より効果的な技術としては、２つの直角に設けられた駆動軸の周囲を回転するノズルを使用し、チャンバに送られるガスを噴流にして一定のパタンで高速に噴射する。このような回転ノズルの使用は、密閉されたチャンバの内部表面全体に繰り返しパタンを生成するという効果がある。さらには、空気とガスの混合物を加熱されたパイプ１１から１２に適温で搬送でき、かつノズルの正確な設計により、搬送されるガスの速度を、チャンバの構造に合わせて調整できる。
【００１８】
密閉された囲い領域の圧力検出ポイント１４は、密閉管により、圧力検出装置１６に接続されている。圧力センサ１６からの信号は制御モジュール１９に送られ、制御モジュール１９は信号をさらに圧力制御モジュール２１に送り、密閉された囲い領域の内圧が調節される。このような圧力制御は、密閉された囲い領域の構造サイズのために不可能である場合、または圧力制御が不要な場合には、機能させない。露点及び凝結モニタ１７は、密閉された囲い領域または処理手段のいずれかに取付けが可能な処理ユニット１８に電子的に接続されている。露点及び凝結処理ユニットからの信号は、制御モジュールに送られ、密閉された囲い領域内部で発生する微凝結の割合の制御に使用される。空気または空気とガスの混合物の、密閉された囲い領域の内部における、密閉された囲い領域からの排出時または処理手段への流入時のいずれかにおける温度が１５にて測定され、それを示す信号が制御モジュール１９に送られる。ガスセンサ２０は、密閉された囲い領域の内部における、密閉された囲い領域からの排出時または処理手段への流入時のいずれかのガス濃度を測定する。ガスセンサからの信号は、電子的に制御モジュール１９に送られる。処理手段から密閉された囲い領域までの距離が大きい場合、１１から１２までの接続パイプを加熱して絶縁し、蒸発チャンバから送られる空気とガスの混合物の露点を上回る温度に維持しなければならない。
【００１９】
制御方法
除染処理は表面における粒子の微凝結に依存しているため、この処理の制御が重要である。この制御は、温度センサ１５及びガスセンサ２０とともに、露点及び凝結センサ１７で測定された露点及び凝結率を参照して行われる。
【００２０】
空気の流れ及び温度が安定化される初期安定化期間の後、液体流モジュール２２は、制御モジュール１９の指示のもとに、測定された液体流を蒸発チャンバ１０に分配し始める。この測定された液体流は、蒸発チャンバにてガス混合物となり、流体測定装置９によって測定された、測定済みの空気流と混合されて、制御モジュール１９を介して、ファン８、ポンプまたはコンプレッサにより制御される。
【００２１】
この技術により、所定濃度の空気ガス混合物が提供され、これが密閉された囲い領域１に送られて、分布装置１３によりチャンバ全体に均一に分布される。この空気とガスの混合物は、密閉された囲い領域１の温度に対し、露点を超える濃度を有していなければならない。十分な空気とガスの混合物が、密閉された囲い領域及び処理手段を通過してシステム全体に循環し、空気とガスの濃度が露点を上回ると、凝結が起こり、これが露点及び凝結センサ１７により信号で知らされる。温度センサ１５に示される温度、ガスセンサ２０により示されるガス濃度、及び露点がわかっているので、微凝結における滅菌剤の濃度を求めることができる。露点に達すると、液体流モジュール２２によって蒸発チャンバ１０搬送される液体の割合が調整され、密閉された囲い領域内に求められる割合の凝結を実現する。露点及び凝結センサ１７、さらには液体流モジュール２２から蒸発チャンバ１０に送られる液体の量によって測定される十分量の凝結が起こると、除染が達成されたとして液体の流れが停止される。除染を実現するための、任意の密閉された囲い領域における凝結の量は、その密閉に適するテスト技術を用いて実証する必要がある。
【００２２】
液体流モジュール２２から蒸発チャンバ１０への液体の流れが停止すると、密閉された囲い領域１から除染ガスを除去するためのシステムを作動しなければならない。これは以下のいずれかの方法で行うことができる。すなわち、ろ過された清浄空気に密閉された囲い領域１を通過させ、その後活性ガスを含んだ空気を大気に対して安全に密閉された囲い領域から送り出す方法か、空気とガスの混合物に補助回路を循環させることにより除染ガスを除去する方法のいずれかである。このような補助回路は、触媒分解装置または活性炭などの吸収技術のいずれかにすることもできる。また、これらの両方法を組合わせて使用し、まず触媒または活性炭によって濃度を低減し、その後、残留物を大気に対して安全に排出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 密閉された囲い領域の除染装置を模式的に示す図である。

Claims (10)

1. 密閉された囲い領域の滅菌方法であって、
   前記囲い領域及び準備領域に空気を循環させるステップと、
   前記準備領域において、除染ガスと水蒸気の混合物を前記循環する空気に分配して囲い領域を通過するように流し、前記囲い領域においてチャンバの周囲温度に対して露点を上回る濃度に達することにより、前記除染ガス及び水蒸気が前記囲い領域の表面に凝結してこの表面を滅菌するステップと、
   を含み、
   前記空気の温度と、前記囲い領域における前記除染ガスの凝結とをモニタし、前記準備領域における除染ガス及び水蒸気の前記空気への分配を前記モニタによって決定するレベルに応じて制御し、囲い領域における除染ガスと水蒸気の必要な凝結レベルを提供することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の滅菌方法において、前記空気は、前記囲い領域を循環する前に前記準備領域にてろ過されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記囲い領域における前記空気の圧力をモニタし、前記囲い領域を循環する空気の供給を制御することにより前記空気の圧力を調整することを特徴とする方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法において、十分量の除染ガスが前記チャンバ内で凝結して除染が行われた後、前記除染ガスと水蒸気の混合物の準備領域への供給を停止し、除染ガスを前記密閉された囲い領域から除去することを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の滅菌方法において、前記密閉された囲い領域から除染ガスを除去するステップは、前記囲い領域にろ過された清浄空気を通過させ、前記空気、除染ガス及び水蒸気を解放して囲い領域から大気に排出するステップまたは前記囲い領域から排出される前記空気、除染ガス及び水蒸気を除染ガスの触媒分解装置または吸収装置を含む補助回路内で循環させて除染ガスを除去するステップを含むことを特徴とする方法。
6. 密閉された囲い領域を滅菌する装置であって、
   準備領域及び前記囲い領域に空気を循環させる手段と、
   前記準備領域において、除染ガスと水蒸気の混合物を前記循環する空気に分配して囲い領域を通過するように流し、前記囲い領域においてチャンバの周囲温度に対して露点を上回る濃度に達することにより、前記除染ガス及び水蒸気が前記囲い領域の表面に凝結してこの表面を滅菌する手段と、
   を備え、
   前記空気の温度をモニタする手段と、前記囲い領域における前記除染ガスの凝結をモニタする手段と、前記準備領域における除染ガス及び水蒸気の前記空気への分配を前記モニタによって決定するレベルに応じて制御し、囲い領域における除染ガスと水蒸気の所定の凝結レベルを提供する制御手段と、を備えることを特徴とする装置。
7. 請求項６に記載の装置において、前記囲い領域での循環に先立ち、前記空気を前記準備領域にてろ過する手段を備えることを特徴とする装置。
8. 請求項６または７に記載の装置において、前記囲い領域における前記空気の圧力をモニタする手段と、前記囲い領域を循環する空気の供給を制御することにより前記空気の圧力を調整する手段とを備えることを特徴とする装置。
9. 請求項６〜８のいずれかに記載の装置において、前記チャンバ（囲い領域）において十分量の除染ガスが凝結して除染が行われた後、準備領域への前記除染ガスと水蒸気の混合物の供給を停止し、前記密閉された囲い領域から除染ガスを除去する手段を備えることを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置において、前記密閉された囲い領域から除染ガスを除去する手段は、前記囲い領域にろ過した清浄空気を通過させ、前記空気、除染ガス及び水蒸気を解放して囲い領域から大気に排出する手段または除染ガスの触媒分解装置または吸収装置を含む補助回路に前記囲い領域から排出される前記空気、除染ガス及び水蒸気を循環させて除染ガスを除去する手段を備えることを特徴とする装置。

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