JP4160859B2 - プラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法に関し、更に詳細にはプラズマ発生装置で発生したプラズマを滅菌室内に供給するプラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療材や食品等の被滅菌物に対し、非加熱で滅菌を施すことができる滅菌装置として、下記特許文献１にはプラズマ滅菌装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−９９４１５号公報（請求項１、図１）
【０００４】
上記特許文献１に提案されているプラズマ滅菌装置の概要を図４に示す。図４に示すプラズマ滅菌装置では、大気圧でプラズマを発生するプラズマ発生装置１００が設けられた第１チャンバ１０２と、被滅菌物１０４，１０４・・が収容された耐圧構造の第２チャンバ１０６とを連結する配管１０８，１０８には、第１チャンバ１０２内のプラズマを含むプラズマ含有気体の第２チャンバ１０６への供給量を制御するバルブ１１０，１１０とコンプレッサー１１２，１１２とが設けられている。
更に、第２チャンバ１０６には、第２チャンバ１０６内の気体を吸排して内部圧力を一定に保持する圧力調整器１１２及び排気ガス分解装置１１４が設けられている。
【０００５】
図４に示すプラズマ滅菌装置の第２チャンバ１０６に収容した被滅菌物１０４，１０４・・に滅菌を施す際には、酸素等の気体と過酸化水素の液体とをプラズマ発生装置１００に供給し、大気圧下でプラズマを発生させて、プラズマ含有気体を第１チャンバ１０２に蓄積する。
第１チャンバ１０２に蓄積されたプラズマ含有気体は、配管１０８，１０８の制御するバルブ１１０，１１０によって流量を制御されつつ、必要に応じてコンプレッサー１１２，１１２を駆動して、真空状態の第２チャンバ１０６に供給される。
プラズマ含有気体が供給された第２チャンバ１０６の圧力を、大気圧よりもやや高い所定圧力に調整した状態を所定時間保持し、被滅菌物１０４，１０４・・に滅菌を施す。
滅被滅菌物１０４，１０４・・の滅菌が終了した後には、第２チャンバ１０６の気体を、圧力調整器１１２を介して排出する。その排出ガス中には、人体に有害なオゾン等が含まれているため、排気ガス分解装置１１４を通過させて無害化処理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すプラズマ滅菌装置では、被滅菌物１０４，１０４・・に非加熱で滅菌を施すことができ、熱劣化されやすい医療材や食品等の被滅菌物に滅菌処理を施すことができる。
しかし、図４に示すプラズマ滅菌装置では、滅菌終了後にも、第２チャンバ１０６内に人体に有害なオゾン等が存在するため、第２チャンバ１０６内の気体を直接大気中に排出できず、排気ガス分解装置１１４を通過させて無害化処理を施してから大気中に排出することを要する。
したがって、図４に示すプラズマ滅菌装置では、排気ガス分解装置１１４のメンテナンス等を必要とする他に、排気ガス分解装置１１４の処理性能によってプラズマ滅菌装置の処理能力も左右される。
そこで、本発明の課題は、被滅菌物が収容された滅菌室内にプラズマを供給し、被滅菌物の滅菌処理を終了した滅菌室内の気体を、直接大気中に排出できるプラズマ滅菌装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、滅菌室内にガス状の過酸化水素を供給して、減圧下で被滅菌物に第１次滅菌を施してから滅菌室内をアルゴンガス又は空気により大気圧近傍に復圧した後、プラズマ発生装置からプラズマを滅菌室内に供給することによって、被滅菌物に対するプラズマによる第２次滅菌を施すと共に、滅菌室内に残留している過酸化水素やオゾン等を無害化でき、滅菌室内のガスを直接大気中に排出できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、被滅菌物が収納される滅菌室が設けられた耐圧容器と、プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を前記滅菌室内に供給する殺菌剤供給手段と、前記滅菌室内に非反応性ガスを供給する非反応性ガス供給手段と、前記耐圧容器の外部に設けられ、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室内に供給するプラズマ発生装置と、前記滅菌室内を減圧状態とする真空ポンプと、前記滅菌室内が加圧状態となったとき、前記真空ポンプをバイパスして前記滅菌室内のガスを排気し、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持するバイパス排気路とが設けられている排気手段とを具備するプラズマ滅菌装置であって、前記排気手段によって、内圧が供給される前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気された前記滅菌室内に、前記殺菌剤供給手段によってガス状の殺菌剤を供給して、前記被滅菌物に対して第１次滅菌を施し、前記第１次滅菌を施した滅菌室には、前記非反応性ガス供給手段によって非反応性ガスを供給し、前記滅菌室内が大気圧近傍に到達したとき、前記プラズマ発生装置からプラズマを前記滅菌室内に供給し、且つ前記排気手段によって滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持して、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化するように、前記殺菌剤供給手段、非反応性ガス供給手段、プラズマ発生装置及び排気手段を制御する制御部が設けられていることを特徴とするプラズマ滅菌装置にある。
また、本発明は、被滅菌物を収納した滅菌室内に、ガス状の殺菌剤とプラズマ滅菌装置からのプラズマとを供給し、前記被滅菌物に滅菌を施す際に、前記ガス状の殺菌剤として、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を用い、前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気した、前記被滅菌物を収納した滅菌室に、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を供給して被滅菌物に第１次滅菌を施し、次いで、前記滅菌室に非反応性ガスを供給して大気圧近傍に昇圧した後、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化するように、前記滅菌室外に設けたプラズマ滅菌装置によって、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室に供給しつつ、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持することを特徴とするプラズマ滅菌方法でもある。
【０００８】
かかる本発明において、滅菌室には、供給されたガス状の殺菌剤の露点温度以上に前記滅菌室内を加熱する加熱手段を設けることによって、滅菌室内に供給された殺菌剤をガス状に保持でき、被滅菌物の内部に充分に殺菌剤を浸透させることができる。
更に、殺菌剤供給手段には、液状の殺菌剤をガス化する気化器を設けることによって、取扱が容易な液状の殺菌剤を用いることができる。かかる殺菌剤としては、過酸化水素を好適に用いることができる。
また、プラズマ発生装置としては、少なくとも一対の対向電極が外接して設けられた反応管に導入されたプラズマ発生用ガスに、前記対向電極の間に交流電界を印加し、大気圧下で生成したプラズマを前記反応管から放出するプラズマ発生装置を好適に用いることができ、プラズマ発生用ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素及び窒素から成る群から選ばれた一種又は二種以上から成る混合ガス、或いは前記群から選ばれた一種又は二種以上と水蒸気との混合ガスを好適に用いることができる。
尚、耐圧容器の外部に、第２次滅菌の際に、滅菌室内のガスの少なくとも一部をプラズマ発生装置に供給できるように、前記滅菌室内のガスをプラズマ発生装置との間で循環する循環手段を設けることによって、滅菌室内に残留しているガス状の殺菌剤を更に一層無害化できる。
【０００９】
本発明に係るプラズマ滅菌装置では、真空状態とした滅菌室内に、殺菌剤供給手段によってガス状の殺菌剤を供給して、被滅菌物に対して減圧下で第１次滅菌を施した後、非反応性ガスによって滅菌室内を大気圧近傍まで昇圧する。このため、ガス状の殺菌剤は被滅菌物の内部まで充分に浸透し、被滅菌物の内部の滅菌を充分に施すことができる。
更に、滅菌室内が大気圧近傍に到達したとき、プラズマ発生装置からプラズマを滅菌室内に供給することによって、被滅菌物の表面の滅菌を再度行うと共に、滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化できる。
その結果、ガス状の殺菌剤及びプラズマによって被滅菌物の滅菌を充分を行うことができ、且つ滅菌処理が終了した際に、滅菌室内の気体を大気中に直接排出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るプラズマ滅菌装置の一例を説明する概略図を図１に示す。図１に示すプラズマ滅菌装置では、被滅菌物が収納される滅菌室１０が設けられた耐圧容器１２と、滅菌室１０内にガス状の殺菌剤として過酸化水素を供給する殺菌剤供給手段１４と、滅菌室１０内に非反応性ガスとしてのアルゴンガスを供給する非反応性ガス供給手段１６と、耐圧容器１２の外部に設けられ、滅菌室１０内に供給するプラズマを大気圧下で発生するプラズマ発生装置１８と、滅菌室１０内を真空状態とする排気手段としての真空ポンプ２０とが設けられている。
この排気手段には、真空ポンプ２０をバイパスするバイパス排気路２７が設けられている。このバイパス排気路２７には、滅菌室１０が加圧状態となったとき、滅菌室１０内のガスの一部を大気中に排出し、滅菌室１０が減圧状態となったとき、大気が滅菌室１０内に流入しない様に、逆止弁２５が設けられている。
殺菌剤供給手段１４では、容器２０の過酸化水素水は、ポンプ２２によって制御弁２４を経由して気化器２６でガス化されて滅菌室１０に供給される。この過酸化水素水は、過酸化水素の濃度が６０％以下、好ましくは３０〜３５％の水溶液を用いることができる。
かかる過酸化水素水を気化する気化器２６は、その内部に加熱装置が設けられていると共に、内部が減圧状態とすることができる。この気化器２６に供給された過酸化水素水をガス化する際には、供給された過酸化水素水を５０〜１００℃、好ましくは６５〜８０℃でガス化するように減圧状態とする。大気圧下で過酸化水素水を蒸発すると、過酸化水素が熱分解するおそれがあるためである。
【００１１】
この様に、蒸発された過酸化水素が供給される滅菌室１０は、供給された過酸化水素の露点温度以上（３５〜８０℃、好ましくは５０〜５５℃）に加熱できるように、ヒータ等の加熱手段が設けられている。
また、非反応性ガス供給手段１６には、ガスボンベ（図示せず）のアルゴンガスは、減圧弁２８、逆支弁３０、制御弁３２、フィルタ３４及びニードル弁３６を経由して滅菌室１０に供給される。
更に、真空ポンプ２０は、滅菌室１０内の気体を吸引する際に、制御弁３８を経由して吸引して逆支弁４０を経由して排出する。
尚、滅菌室１０には、空気がフィルタ４２及び制御弁４４を経由して供給される。
【００１２】
図１に示すプラズマ滅菌装置に用いるプラズマ発生装置１８は、プラズマを大気圧下で発生し得るプラズマ発生装置であれば用いることができるが、特開２００１−１４５６８９号公報で提案されたプラズマ発生装置を好適に用いることができる。
かかるプラズマ発生装置１８は、プラズマ発生用ガスに大気圧下での放電によってプラズマを発生するプラズマ発生装置である。このプラズマ発生装置１８を図２に示す。図２に示すプラズマ発生装置１８は、一対の電極５２，５４が反応管５０の外周面に上下に対向して配設されており、電極５２，５４の間に放電空間が形成されている。かかる電極５２，５４を、反応管５０に外接するように設けることによって、滅菌室１０内への金属不純物成分の侵入を防止できる。
この一対の電極５２，５４のうち、電極５２は、高周波を発生する電源５５に接続されて高電圧が印加される高圧電極に形成され、他方の電極５４は、接地されて低電圧となる設置電極に形成されている。
かかる一対の電極５２，５４の内部には、冷媒が流通する流路が形成されており、この流路に冷媒を供給する冷媒供給管５８，５８と、流路から冷媒を排出する冷媒排出管６０，６０とが接続されている。
また、反応管５０の下端部は、先細り形状に形成されたテーパー構造の集束部５６となっており、この集束部５６からはジェット状のプラズマを噴出させることができる。
尚、一対の電極５２，５４間には、周波数が１ｋＨｚ〜２．５ＧＨｚの交流電界を印加することが好ましく、パルス状電界を印加してもよい。
【００１３】
図２に示すプラズマ発生装置１８の反応管５０には、図１に示す様に、プラズマ発生用ガスとして、酸素ボンベ（図示せず）からの酸素ガスとアルゴンボンベ（図示せず）からのアルゴンガスとの混合ガス（以下、単に混合ガスと称することがある）が減圧弁４６及び制御弁４８を経由して供給される。反応管５０に供給された混合ガスは、一対の電極５２，５４の大気圧下での放電によってプラズマ化されて集束部５６から噴出し、滅菌室１０内に供給される。
プラズマ発生装置１８からプラズマが供給される滅菌室１０内の少なくとも一部のガスは、循環手段としてのエジェクタ２９によって滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間で循環できる。このエジェクタ２９は、滅菌室１０に供給される混合ガスによって駆動され、制御弁２３を経由してエジェクタ２９に吸引された滅菌室１０内のガスは、混合ガスと共にプラズマ発生装置１８を経由して滅菌室１０に再供給される。
図１に示すプラズマ滅菌装置には、真空ポンプ２０、ポンプ２２の駆動・停止、制御弁２３，２４、３２，３８，４４，４８の開閉、及びプラズマ発生装置１８の駆動・停止を制御する制御部６２が設けられている。
【００１４】
かかる制御部６２による各部材の制御については、図３に示す滅菌サイクルパターンと共に説明する。図３は、縦軸に滅菌室１０内の圧力を示すと共に、横軸に経時時間を示し、滅菌サイクルパターンを滅菌室１０の圧力の経時変化を示すグラフである。
先ず、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを発信し、滅菌室１０内の気体を真空ポンプ２０により排気する。
この際に、滅菌室１０内を３５〜８０℃、好ましくは５０〜５５℃に加熱しつつ、滅菌室１０の内圧を、供給されるガス状の殺菌剤の蒸気圧力以下の減圧状態とする。滅菌室１０内の圧力は、圧力計１１によって知ることができる。
ここで、ガス状の殺菌剤として、ガス状の過酸化水素を用いる場合には、滅菌室１０内を過酸化水素の蒸気圧力以下の圧力（真空度）とする。具体的には、滅菌室１０の到達真空度を、０．１３×１０2〜１．３３×１０2Paとすることが好ましい（５０℃での過酸化水素の蒸気圧は１３．３×１０2Paである）。
滅菌室１０内が所定の真空度に到達したとき、制御部６２からは、制御弁３８を閉じる閉信号と真空ポンプ２０を停止する停止信号とを発信すると共に、ポンプ２２を駆動する駆動信号と制御弁３２を開く開信号とを発信し、容器２０内の過酸化水素水を気化器２６でガス状の過酸化水素にして真空状態の滅菌室１０内に供給する。
過酸化水素水の供給量は、滅菌室１０の圧力によって決定され、滅菌室１０の圧力を依然として減圧状態を保持できる量である。この滅菌室１０の圧力は、滅菌室１０の温度と後述する復圧との関係で決定されるが、滅菌室１０が５５℃の場合には、滅菌室１０の圧力が３０×１０2Paに到達するまで過酸化水素水を供給することが好ましい。
【００１５】
滅菌室１０の圧力が所定圧力に到達したとき、制御部６２からは、制御弁２４を閉じる閉信号とポンプ２２を停止する停止信号とを発信する。
滅菌室１０は、ガス状の過酸化水素で所定圧力に到達した状態を所定時間保持し、滅菌室１０内の被滅菌物に過酸化水素による第１次滅菌を施す。
かかる第1次滅菌を施す所定保持時間が経過したとき、制御部６２からは、制御弁３２を開く開信号を発信し、アルゴンガスを滅菌室１０内に供給して、減圧状態の滅菌室１０を大気圧近傍まで復圧する。かかる復圧によって、ガス状の過酸化水素は、被滅菌物の内部まで充分に浸透して滅菌を施すことができる。
滅菌室１０が所定の圧力まで復圧したとき、制御部６２からは、制御弁３２を閉じる閉信号を発信し、アルゴンガスの滅菌室１０内への供給を停止する。
更に、滅菌室１０の圧力を、大気圧近傍の所定の圧力で所定時間保持し、ガス状の過酸化水素が被滅菌物の内部に更に一層の浸透を図る。
【００１６】
滅菌室１０の圧力を大気圧近傍の所定圧力で所定時間保持した後、制御部６２からは、プラズマ発生装置１８の一対の電極５２，５４に通電を開始する信号と制御弁４８を開く開信号とを発信し、大気圧下で発生したプラズマを滅菌室１０内に送り込む。
この際に、酸素ボンベ（図示せず）からの酸素ガスとアルゴンボンベ（図示せず）からのアルゴンガスとの混合ガスが、プラズマ発生装置１８の反応管５０に供給され、一対の電極５２，５４の大気圧下での放電によってプラズマ化されて集束部５６から噴出し、滅菌室１０内に供給される。
集束部５６からは噴出されたジェット状のプラズマには、短寿命のラジカル等の反応性ガス活性粒子も含まれており、プラズマが被滅菌物に衝突して第２次滅菌を施すと共に、滅菌室１０内に残存する過酸化水素を分解する。
かかる第２次滅菌の際に、プラズマ発生装置１８に供給される混合ガスによってエジェクタ２９が駆動されているため、制御部６２からの開信号で制御弁２３が開いたとき、滅菌室１０内のガスがエジェクタ２９に吸引されてプラズマ発生装置１８に混合ガスと共に供給されて滅菌室１０に戻る。この様に、滅菌室１０内のガスを、滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間を循環することによって、滅菌室１０内に残存する過酸化水素の分解を更に一層完全なものにできる。
かかるプラズマの滅菌室１０内への送り込みを所定時間行い、滅菌室１０内に残存する過酸化水素を充分に分解した後、制御部６２からは、プラズマ発生装置１８の一対の電極５２，５４への通電を停止する信号と制御弁２３，４８を閉じる閉信号とを発信し、第１回目の滅菌サイクルを終了する。
【００１７】
ところで、プラズマ発生装置１８に供給された混合ガスは、プラズマ発生装置１８でプラズマ化されて滅菌室１０に供給されるため、滅菌室１０内の圧力が大気圧以上に加圧状態となることがある。このとき、滅菌室１０内のガスは、真空ポンプ２０をバイパスするバイパス排気路２７の逆止弁２５を経由して大気中に排出される。この様にして排出される滅菌室１０内のガスは、プラズマ発生装置１８からのプラズマが照射されており、且つその排気量は少量であるため、人体等に対する安全性には問題ない。
【００１８】
通常の滅菌処理では、第１回目の滅菌サイクルの終了では滅菌処理は終了せず、滅菌サイクルが複数回繰り返して行われる。このため、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを再度発信して、滅菌室１０内の気体を真空ポンプ２０により排気し、滅菌室１０の内圧を、再度、供給されるガス状の殺菌剤の蒸気圧力以下とする。
この際に、真空ポンプ２０からの排気は、特別な処理を施すことなく直接大気中に放出できる。滅菌室１０内には、前回の滅菌操作で用いたアルゴン等の気体が充填されているが、殺菌剤として用いたガス状の過酸化水素の残留分は、前回の滅菌操作でのプラズマの供給によって分解されており、滅菌室１０内の気体を直接大気中に放出しても、人体等に何等悪影響を与えないからである。
次いで、同様な操作を繰り返し、所定回数の滅菌サイクルを繰り返した後、制御部６２からは、制御弁４４を開く開信号を発信し、真空状態の滅菌室１０内にフィルタ４２を経由した空気がフィルタ４２及び制御弁４４を経由して供給して大気圧近傍まで復圧する。
更に、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを発信して、滅菌室１０内の空気を真空ポンプ２０により排気し、滅菌室１０を再度真空状態とする。
かかる空気の供給及び真空とを繰り返して、滅菌室１０及び被滅菌物を空気に置換して、一連の滅菌を終了する。
この様な、図１〜図３に示すプラズマ滅菌装置を用い、Tyvek包装のプラスチック製器具での殺菌実験を行ったところ、１０6個のB.stearothermophilus胞子を滅菌できることを確認できた。
【００１９】
図１〜図３のプラズマ滅菌装置では、プラズマ発生用ガスとして、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたが、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素及び窒素から成る群から選ばれた一種又は二種以上から成る混合ガス、或いはこの群から選ばれた一種又は二種以上と水蒸気との混合ガスを用いることができる。
かかるプラズマ発生用ガスとしては、図１〜図３のプラズマ滅菌装置で用いたアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスの他に、アルゴンガス、ヘリウムガス及び酸素ガスの混合ガスを好適に用いることができる。具体的には、アルゴンガス９７．５vol％及び酸素ガス２．５vol％から成る混合ガス、或いはアルゴンガス８０．６vol％、ヘリウムガス１６．１vol％及び酸素ガス３．３vol％から成る混合ガスを用いることができる。
更に、図１〜図３のプラズマ滅菌装置で用いるガス状の殺菌剤としては、過酸化水素を用いていたが、プラズマ処理によって安全な物質に分解し得る殺菌剤を用いることができる。かかる殺菌剤としては、例えば過酢酸等の過酸化剤、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール、ホルムアルデヒド、エチレンオキサイド、グルタラールアルデヒド等のアルキル化剤を挙げることができる。
【００２０】
また、図１〜図３のプラズマ滅菌装置では、循環手段として滅菌室１０に供給される混合ガスによって駆動されエジェクタ２９を用いているが、エジェクタ２９に代えて電動駆動のポンプを用いることができる。かかるポンプを用いることによって、図３に示すプラズマ導入工程において、プラズマ発生装置１８を経由して滅菌室１０に供給する混合ガス量を低減でき、バイパス排気路２７を経由して滅菌室１０から大気中に排気される排気量の低減を図ることができる。
尚、滅菌室１０内のガスを滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間で循環しなくても、滅菌終了後に排気する排気中のガス状の殺菌剤を実質的に皆無にできる場合には、制御弁２３を閉じた状態で一連の滅菌を行ってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、被滅菌物の滅菌処理を終了した滅菌室内の気体を、直接大気中に排出できる。
このため、従来のプラズマ滅菌装置では必要としていた排気ガス分解装置を不要にでき、プラズマ滅菌装置の構造等を簡略できると共に、そのメンテナンス等も簡易化できる。
更に、従来のプラズマ滅菌装置の如く、排気ガス分解装置の能力でプラズマ滅菌装置の処理能力が左右されることがなく、プラズマ滅菌装置の処理能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプラズマ滅菌装置の概要を説明する概要図である。
【図２】 図１に示すプラズマ滅菌装置に用いるプラズマ発生装置を説明するための正面図である。
【図３】 図１に示すプラズマ滅菌装置の滅菌サイクルパターンを説明するための説明図である。
【図４】 従来のプラズマ滅菌装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 滅菌室
１４ 殺菌剤供給手段
１６ 非反応性ガス供給手段
１８ プラズマ発生装置
２０ 真空ポンプ
２２ ポンプ
２４，３２，３８，４４，４８ 制御弁
２６ 気化器
５０ 反応管
５２，５４ 電極
５５ 電源
５６ 集束部
６２ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法に関し、更に詳細にはプラズマ発生装置で発生したプラズマを滅菌室内に供給するプラズマ滅菌装置及びプラズマ滅菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療材や食品等の被滅菌物に対し、非加熱で滅菌を施すことができる滅菌装置として、下記特許文献１にはプラズマ滅菌装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−９９４１５号公報（請求項１、図１）
【０００４】
上記特許文献１に提案されているプラズマ滅菌装置の概要を図４に示す。図４に示すプラズマ滅菌装置では、大気圧でプラズマを発生するプラズマ発生装置１００が設けられた第１チャンバ１０２と、被滅菌物１０４，１０４・・が収容された耐圧構造の第２チャンバ１０６とを連結する配管１０８，１０８には、第１チャンバ１０２内のプラズマを含むプラズマ含有気体の第２チャンバ１０６への供給量を制御するバルブ１１０，１１０とコンプレッサー１１２，１１２とが設けられている。
更に、第２チャンバ１０６には、第２チャンバ１０６内の気体を吸排して内部圧力を一定に保持する圧力調整器１１２及び排気ガス分解装置１１４が設けられている。
【０００５】
図４に示すプラズマ滅菌装置の第２チャンバ１０６に収容した被滅菌物１０４，１０４・・に滅菌を施す際には、酸素等の気体と過酸化水素の液体とをプラズマ発生装置１００に供給し、大気圧下でプラズマを発生させて、プラズマ含有気体を第１チャンバ１０２に蓄積する。
第１チャンバ１０２に蓄積されたプラズマ含有気体は、配管１０８，１０８の制御するバルブ１１０，１１０によって流量を制御されつつ、必要に応じてコンプレッサー１１２，１１２を駆動して、真空状態の第２チャンバ１０６に供給される。
プラズマ含有気体が供給された第２チャンバ１０６の圧力を、大気圧よりもやや高い所定圧力に調整した状態を所定時間保持し、被滅菌物１０４，１０４・・に滅菌を施す。
滅被滅菌物１０４，１０４・・の滅菌が終了した後には、第２チャンバ１０６の気体を、圧力調整器１１２を介して排出する。その排出ガス中には、人体に有害なオゾン等が含まれているため、排気ガス分解装置１１４を通過させて無害化処理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すプラズマ滅菌装置では、被滅菌物１０４，１０４・・に非加熱で滅菌を施すことができ、熱劣化されやすい医療材や食品等の被滅菌物に滅菌処理を施すことができる。
しかし、図４に示すプラズマ滅菌装置では、滅菌終了後にも、第２チャンバ１０６内に人体に有害なオゾン等が存在するため、第２チャンバ１０６内の気体を直接大気中に排出できず、排気ガス分解装置１１４を通過させて無害化処理を施してから大気中に排出することを要する。
したがって、図４に示すプラズマ滅菌装置では、排気ガス分解装置１１４のメンテナンス等を必要とする他に、排気ガス分解装置１１４の処理性能によってプラズマ滅菌装置の処理能力も左右される。
そこで、本発明の課題は、被滅菌物が収容された滅菌室内にプラズマを供給し、被滅菌物の滅菌処理を終了した滅菌室内の気体を、直接大気中に排出できるプラズマ滅菌装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、滅菌室内にガス状の過酸化水素を供給して、減圧下で被滅菌物に第１次滅菌を施してから滅菌室内をアルゴンガス又は空気により大気圧近傍に復圧した後、プラズマ発生装置からプラズマを滅菌室内に供給することによって、被滅菌物に対するプラズマによる第２次滅菌を施すと共に、滅菌室内に残留している過酸化水素やオゾン等を無害化でき、滅菌室内のガスを直接大気中に排出できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、被滅菌物が収納される滅菌室が設けられた耐圧容器と、プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を前記滅菌室内に供給する殺菌剤供給手段と、前記滅菌室内に非反応性ガスを供給する非反応性ガス供給手段と、前記耐圧容器の外部に設けられ、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室内に供給するプラズマ発生装置と、前記滅菌室内を減圧状態とする真空ポンプと、前記滅菌室内が加圧状態となったとき、前記真空ポンプをバイパスして前記滅菌室内のガスを排気し、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持するバイパス排気路とが設けられている排気手段とを具備するプラズマ滅菌装置であって、前記排気手段によって、内圧が供給される前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気された前記滅菌室内に、前記殺菌剤供給手段によってガス状の殺菌剤を供給して、前記被滅菌物に対して第１次滅菌を施し、前記第１次滅菌を施した滅菌室には、前記非反応性ガス供給手段によって非反応性ガスを供給し、前記滅菌室内が大気圧近傍に到達したとき、前記プラズマ発生装置からプラズマを前記滅菌室内に供給し、且つ前記排気手段によって滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持して、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化するように、前記殺菌剤供給手段、非反応性ガス供給手段、プラズマ発生装置及び排気手段を制御する制御部が設けられていることを特徴とするプラズマ滅菌装置にある。
また、本発明は、被滅菌物を収納した滅菌室内に、ガス状の殺菌剤とプラズマ滅菌装置からのプラズマとを供給し、前記被滅菌物に滅菌を施す際に、前記ガス状の殺菌剤として、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を用い、前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気した、前記被滅菌物を収納した滅菌室に、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を供給して被滅菌物に第１次滅菌を施し、次いで、前記滅菌室に非反応性ガスを供給して大気圧近傍に昇圧した後、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化するように、前記滅菌室外に設けたプラズマ滅菌装置によって、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室に供給しつつ、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持することを特徴とするプラズマ滅菌方法でもある。
【０００８】
かかる本発明において、滅菌室には、供給されたガス状の殺菌剤の露点温度以上に前記滅菌室内を加熱する加熱手段を設けることによって、滅菌室内に供給された殺菌剤をガス状に保持でき、被滅菌物の内部に充分に殺菌剤を浸透させることができる。
更に、殺菌剤供給手段には、液状の殺菌剤をガス化する気化器を設けることによって、取扱が容易な液状の殺菌剤を用いることができる。かかる殺菌剤としては、過酸化水素を好適に用いることができる。
また、プラズマ発生装置としては、少なくとも一対の対向電極が外接して設けられた反応管に導入されたプラズマ発生用ガスに、前記対向電極の間に交流電界を印加し、大気圧下で生成したプラズマを前記反応管から放出するプラズマ発生装置を好適に用いることができ、プラズマ発生用ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素及び窒素から成る群から選ばれた一種又は二種以上から成る混合ガス、或いは前記群から選ばれた一種又は二種以上と水蒸気との混合ガスを好適に用いることができる。
尚、耐圧容器の外部に、第２次滅菌の際に、滅菌室内のガスの少なくとも一部をプラズマ発生装置に供給できるように、前記滅菌室内のガスをプラズマ発生装置との間で循環する循環手段を設けることによって、滅菌室内に残留しているガス状の殺菌剤を更に一層無害化できる。
【０００９】
本発明に係るプラズマ滅菌装置では、真空状態とした滅菌室内に、殺菌剤供給手段によってガス状の殺菌剤を供給して、被滅菌物に対して減圧下で第１次滅菌を施した後、非反応性ガスによって滅菌室内を大気圧近傍まで昇圧する。このため、ガス状の殺菌剤は被滅菌物の内部まで充分に浸透し、被滅菌物の内部の滅菌を充分に施すことができる。
更に、滅菌室内が大気圧近傍に到達したとき、プラズマ発生装置からプラズマを滅菌室内に供給することによって、被滅菌物の表面の滅菌を再度行うと共に、滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化できる。
その結果、ガス状の殺菌剤及びプラズマによって被滅菌物の滅菌を充分を行うことができ、且つ滅菌処理が終了した際に、滅菌室内の気体を大気中に直接排出できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るプラズマ滅菌装置の一例を説明する概略図を図１に示す。図１に示すプラズマ滅菌装置では、被滅菌物が収納される滅菌室１０が設けられた耐圧容器１２と、滅菌室１０内にガス状の殺菌剤として過酸化水素を供給する殺菌剤供給手段１４と、滅菌室１０内に非反応性ガスとしてのアルゴンガスを供給する非反応性ガス供給手段１６と、耐圧容器１２の外部に設けられ、滅菌室１０内に供給するプラズマを大気圧下で発生するプラズマ発生装置１８と、滅菌室１０内を真空状態とする排気手段としての真空ポンプ２０とが設けられている。
この排気手段には、真空ポンプ２０をバイパスするバイパス排気路２７が設けられている。このバイパス排気路２７には、滅菌室１０が加圧状態となったとき、滅菌室１０内のガスの一部を大気中に排出し、滅菌室１０が減圧状態となったとき、大気が滅菌室１０内に流入しない様に、逆止弁２５が設けられている。
殺菌剤供給手段１４では、容器２０の過酸化水素水は、ポンプ２２によって制御弁２４を経由して気化器２６でガス化されて滅菌室１０に供給される。この過酸化水素水は、過酸化水素の濃度が６０％以下、好ましくは３０〜３５％の水溶液を用いることができる。
かかる過酸化水素水を気化する気化器２６は、その内部に加熱装置が設けられていると共に、内部が減圧状態とすることができる。この気化器２６に供給された過酸化水素水をガス化する際には、供給された過酸化水素水を５０〜１００℃、好ましくは６５〜８０℃でガス化するように減圧状態とする。大気圧下で過酸化水素水を蒸発すると、過酸化水素が熱分解するおそれがあるためである。
【００１１】
この様に、蒸発された過酸化水素が供給される滅菌室１０は、供給された過酸化水素の露点温度以上（３５〜８０℃、好ましくは５０〜５５℃）に加熱できるように、ヒータ等の加熱手段が設けられている。
また、非反応性ガス供給手段１６には、ガスボンベ（図示せず）のアルゴンガスは、減圧弁２８、逆支弁３０、制御弁３２、フィルタ３４及びニードル弁３６を経由して滅菌室１０に供給される。
更に、真空ポンプ２０は、滅菌室１０内の気体を吸引する際に、制御弁３８を経由して吸引して逆支弁４０を経由して排出する。
尚、滅菌室１０には、空気がフィルタ４２及び制御弁４４を経由して供給される。
【００１２】
図１に示すプラズマ滅菌装置に用いるプラズマ発生装置１８は、プラズマを大気圧下で発生し得るプラズマ発生装置であれば用いることができるが、特開２００１−１４５６８９号公報で提案されたプラズマ発生装置を好適に用いることができる。
かかるプラズマ発生装置１８は、プラズマ発生用ガスに大気圧下での放電によってプラズマを発生するプラズマ発生装置である。このプラズマ発生装置１８を図２に示す。図２に示すプラズマ発生装置１８は、一対の電極５２，５４が反応管５０の外周面に上下に対向して配設されており、電極５２，５４の間に放電空間が形成されている。かかる電極５２，５４を、反応管５０に外接するように設けることによって、滅菌室１０内への金属不純物成分の侵入を防止できる。
この一対の電極５２，５４のうち、電極５２は、高周波を発生する電源５５に接続されて高電圧が印加される高圧電極に形成され、他方の電極５４は、接地されて低電圧となる設置電極に形成されている。
かかる一対の電極５２，５４の内部には、冷媒が流通する流路が形成されており、この流路に冷媒を供給する冷媒供給管５８，５８と、流路から冷媒を排出する冷媒排出管６０，６０とが接続されている。
また、反応管５０の下端部は、先細り形状に形成されたテーパー構造の集束部５６となっており、この集束部５６からはジェット状のプラズマを噴出させることができる。
尚、一対の電極５２，５４間には、周波数が１ｋＨｚ〜２．５ＧＨｚの交流電界を印加することが好ましく、パルス状電界を印加してもよい。
【００１３】
図２に示すプラズマ発生装置１８の反応管５０には、図１に示す様に、プラズマ発生用ガスとして、酸素ボンベ（図示せず）からの酸素ガスとアルゴンボンベ（図示せず）からのアルゴンガスとの混合ガス（以下、単に混合ガスと称することがある）が減圧弁４６及び制御弁４８を経由して供給される。反応管５０に供給された混合ガスは、一対の電極５２，５４の大気圧下での放電によってプラズマ化されて集束部５６から噴出し、滅菌室１０内に供給される。
プラズマ発生装置１８からプラズマが供給される滅菌室１０内の少なくとも一部のガスは、循環手段としてのエジェクタ２９によって滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間で循環できる。このエジェクタ２９は、滅菌室１０に供給される混合ガスによって駆動され、制御弁２３を経由してエジェクタ２９に吸引された滅菌室１０内のガスは、混合ガスと共にプラズマ発生装置１８を経由して滅菌室１０に再供給される。
図１に示すプラズマ滅菌装置には、真空ポンプ２０、ポンプ２２の駆動・停止、制御弁２３，２４、３２，３８，４４，４８の開閉、及びプラズマ発生装置１８の駆動・停止を制御する制御部６２が設けられている。
【００１４】
かかる制御部６２による各部材の制御については、図３に示す滅菌サイクルパターンと共に説明する。図３は、縦軸に滅菌室１０内の圧力を示すと共に、横軸に経時時間を示し、滅菌サイクルパターンを滅菌室１０の圧力の経時変化を示すグラフである。
先ず、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを発信し、滅菌室１０内の気体を真空ポンプ２０により排気する。
この際に、滅菌室１０内を３５〜８０℃、好ましくは５０〜５５℃に加熱しつつ、滅菌室１０の内圧を、供給されるガス状の殺菌剤の蒸気圧力以下の減圧状態とする。滅菌室１０内の圧力は、圧力計１１によって知ることができる。
ここで、ガス状の殺菌剤として、ガス状の過酸化水素を用いる場合には、滅菌室１０内を過酸化水素の蒸気圧力以下の圧力（真空度）とする。具体的には、滅菌室１０の到達真空度を、０．１３×１０2〜１．３３×１０2Paとすることが好ましい（５０℃での過酸化水素の蒸気圧は１３．３×１０2Paである）。
滅菌室１０内が所定の真空度に到達したとき、制御部６２からは、制御弁３８を閉じる閉信号と真空ポンプ２０を停止する停止信号とを発信すると共に、ポンプ２２を駆動する駆動信号と制御弁３２を開く開信号とを発信し、容器２０内の過酸化水素水を気化器２６でガス状の過酸化水素にして真空状態の滅菌室１０内に供給する。
過酸化水素水の供給量は、滅菌室１０の圧力によって決定され、滅菌室１０の圧力を依然として減圧状態を保持できる量である。この滅菌室１０の圧力は、滅菌室１０の温度と後述する復圧との関係で決定されるが、滅菌室１０が５５℃の場合には、滅菌室１０の圧力が３０×１０2Paに到達するまで過酸化水素水を供給することが好ましい。
【００１５】
滅菌室１０の圧力が所定圧力に到達したとき、制御部６２からは、制御弁２４を閉じる閉信号とポンプ２２を停止する停止信号とを発信する。
滅菌室１０は、ガス状の過酸化水素で所定圧力に到達した状態を所定時間保持し、滅菌室１０内の被滅菌物に過酸化水素による第１次滅菌を施す。
かかる第1次滅菌を施す所定保持時間が経過したとき、制御部６２からは、制御弁３２を開く開信号を発信し、アルゴンガスを滅菌室１０内に供給して、減圧状態の滅菌室１０を大気圧近傍まで復圧する。かかる復圧によって、ガス状の過酸化水素は、被滅菌物の内部まで充分に浸透して滅菌を施すことができる。
滅菌室１０が所定の圧力まで復圧したとき、制御部６２からは、制御弁３２を閉じる閉信号を発信し、アルゴンガスの滅菌室１０内への供給を停止する。
更に、滅菌室１０の圧力を、大気圧近傍の所定の圧力で所定時間保持し、ガス状の過酸化水素が被滅菌物の内部に更に一層の浸透を図る。
【００１６】
滅菌室１０の圧力を大気圧近傍の所定圧力で所定時間保持した後、制御部６２からは、プラズマ発生装置１８の一対の電極５２，５４に通電を開始する信号と制御弁４８を開く開信号とを発信し、大気圧下で発生したプラズマを滅菌室１０内に送り込む。
この際に、酸素ボンベ（図示せず）からの酸素ガスとアルゴンボンベ（図示せず）からのアルゴンガスとの混合ガスが、プラズマ発生装置１８の反応管５０に供給され、一対の電極５２，５４の大気圧下での放電によってプラズマ化されて集束部５６から噴出し、滅菌室１０内に供給される。
集束部５６からは噴出されたジェット状のプラズマには、短寿命のラジカル等の反応性ガス活性粒子も含まれており、プラズマが被滅菌物に衝突して第２次滅菌を施すと共に、滅菌室１０内に残存する過酸化水素を分解する。
かかる第２次滅菌の際に、プラズマ発生装置１８に供給される混合ガスによってエジェクタ２９が駆動されているため、制御部６２からの開信号で制御弁２３が開いたとき、滅菌室１０内のガスがエジェクタ２９に吸引されてプラズマ発生装置１８に混合ガスと共に供給されて滅菌室１０に戻る。この様に、滅菌室１０内のガスを、滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間を循環することによって、滅菌室１０内に残存する過酸化水素の分解を更に一層完全なものにできる。
かかるプラズマの滅菌室１０内への送り込みを所定時間行い、滅菌室１０内に残存する過酸化水素を充分に分解した後、制御部６２からは、プラズマ発生装置１８の一対の電極５２，５４への通電を停止する信号と制御弁２３，４８を閉じる閉信号とを発信し、第１回目の滅菌サイクルを終了する。
【００１７】
ところで、プラズマ発生装置１８に供給された混合ガスは、プラズマ発生装置１８でプラズマ化されて滅菌室１０に供給されるため、滅菌室１０内の圧力が大気圧以上に加圧状態となることがある。このとき、滅菌室１０内のガスは、真空ポンプ２０をバイパスするバイパス排気路２７の逆止弁２５を経由して大気中に排出される。この様にして排出される滅菌室１０内のガスは、プラズマ発生装置１８からのプラズマが照射されており、且つその排気量は少量であるため、人体等に対する安全性には問題ない。
【００１８】
通常の滅菌処理では、第１回目の滅菌サイクルの終了では滅菌処理は終了せず、滅菌サイクルが複数回繰り返して行われる。このため、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを再度発信して、滅菌室１０内の気体を真空ポンプ２０により排気し、滅菌室１０の内圧を、再度、供給されるガス状の殺菌剤の蒸気圧力以下とする。
この際に、真空ポンプ２０からの排気は、特別な処理を施すことなく直接大気中に放出できる。滅菌室１０内には、前回の滅菌操作で用いたアルゴン等の気体が充填されているが、殺菌剤として用いたガス状の過酸化水素の残留分は、前回の滅菌操作でのプラズマの供給によって分解されており、滅菌室１０内の気体を直接大気中に放出しても、人体等に何等悪影響を与えないからである。
次いで、同様な操作を繰り返し、所定回数の滅菌サイクルを繰り返した後、制御部６２からは、制御弁４４を開く開信号を発信し、真空状態の滅菌室１０内にフィルタ４２を経由した空気がフィルタ４２及び制御弁４４を経由して供給して大気圧近傍まで復圧する。
更に、制御部６２からは、制御弁３８を開く開信号と真空ポンプ２０を駆動する駆動信号とを発信して、滅菌室１０内の空気を真空ポンプ２０により排気し、滅菌室１０を再度真空状態とする。
かかる空気の供給及び真空とを繰り返して、滅菌室１０及び被滅菌物を空気に置換して、一連の滅菌を終了する。
この様な、図１〜図３に示すプラズマ滅菌装置を用い、Tyvek包装のプラスチック製器具での殺菌実験を行ったところ、１０6個のB.stearothermophilus胞子を滅菌できることを確認できた。
【００１９】
図１〜図３のプラズマ滅菌装置では、プラズマ発生用ガスとして、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたが、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素及び窒素から成る群から選ばれた一種又は二種以上から成る混合ガス、或いはこの群から選ばれた一種又は二種以上と水蒸気との混合ガスを用いることができる。
かかるプラズマ発生用ガスとしては、図１〜図３のプラズマ滅菌装置で用いたアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスの他に、アルゴンガス、ヘリウムガス及び酸素ガスの混合ガスを好適に用いることができる。具体的には、アルゴンガス９７．５vol％及び酸素ガス２．５vol％から成る混合ガス、或いはアルゴンガス８０．６vol％、ヘリウムガス１６．１vol％及び酸素ガス３．３vol％から成る混合ガスを用いることができる。
更に、図１〜図３のプラズマ滅菌装置で用いるガス状の殺菌剤としては、過酸化水素を用いていたが、プラズマ処理によって安全な物質に分解し得る殺菌剤を用いることができる。かかる殺菌剤としては、例えば過酢酸等の過酸化剤、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール、ホルムアルデヒド、エチレンオキサイド、グルタラールアルデヒド等のアルキル化剤を挙げることができる。
【００２０】
また、図１〜図３のプラズマ滅菌装置では、循環手段として滅菌室１０に供給される混合ガスによって駆動されエジェクタ２９を用いているが、エジェクタ２９に代えて電動駆動のポンプを用いることができる。かかるポンプを用いることによって、図３に示すプラズマ導入工程において、プラズマ発生装置１８を経由して滅菌室１０に供給する混合ガス量を低減でき、バイパス排気路２７を経由して滅菌室１０から大気中に排気される排気量の低減を図ることができる。
尚、滅菌室１０内のガスを滅菌室１０とプラズマ発生装置１８との間で循環しなくても、滅菌終了後に排気する排気中のガス状の殺菌剤を実質的に皆無にできる場合には、制御弁２３を閉じた状態で一連の滅菌を行ってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、被滅菌物の滅菌処理を終了した滅菌室内の気体を、直接大気中に排出できる。
このため、従来のプラズマ滅菌装置では必要としていた排気ガス分解装置を不要にでき、プラズマ滅菌装置の構造等を簡略できると共に、そのメンテナンス等も簡易化できる。
更に、従来のプラズマ滅菌装置の如く、排気ガス分解装置の能力でプラズマ滅菌装置の処理能力が左右されることがなく、プラズマ滅菌装置の処理能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプラズマ滅菌装置の概要を説明する概要図である。
【図２】 図１に示すプラズマ滅菌装置に用いるプラズマ発生装置を説明するための正面図である。
【図３】 図１に示すプラズマ滅菌装置の滅菌サイクルパターンを説明するための説明図である。
【図４】 従来のプラズマ滅菌装置の概略図である。
【符号の説明】
１０ 滅菌室
１４ 殺菌剤供給手段
１６ 非反応性ガス供給手段
１８ プラズマ発生装置
２０ 真空ポンプ
２２ ポンプ
２４，３２，３８，４４，４８ 制御弁
２６ 気化器
５０ 反応管
５２，５４ 電極
５５ 電源
５６ 集束部
６２ 制御部
Claims (8)
- 被滅菌物が収納される滅菌室が設けられた耐圧容器と、
プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を前記滅菌室内に供給する殺菌剤供給手段と、
前記滅菌室内に非反応性ガスを供給する非反応性ガス供給手段と、
前記耐圧容器の外部に設けられ、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室内に供給するプラズマ発生装置と、
前記滅菌室内を減圧状態とする真空ポンプと、前記滅菌室内が加圧状態となったとき、前記真空ポンプをバイパスして前記滅菌室内のガスを排気し、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持するバイパス排気路とが設けられている排気手段とを具備するプラズマ滅菌装置であって、
前記排気手段によって、内圧が供給される前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気された前記滅菌室内に、前記殺菌剤供給手段によってガス状の殺菌剤を供給して、前記被滅菌物に対して第１次滅菌を施し、
前記第１次滅菌を施した滅菌室には、前記非反応性ガス供給手段によって非反応性ガスを供給し、前記滅菌室内が大気圧近傍に到達したとき、前記プラズマ発生装置からプラズマを前記滅菌室内に供給し、且つ前記排気手段によって滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持して、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化するように、前記殺菌剤供給手段、非反応性ガス供給手段、プラズマ発生装置及び排気手段を制御する制御部が設けられていることを特徴とするプラズマ滅菌装置。 - 滅菌室には、供給されたガス状の殺菌剤の露点温度以上に前記滅菌室内を加熱する加熱手段が設けられている請求項１記載のプラズマ滅菌装置。
- 殺菌剤供給手段には、液状の殺菌剤をガス化する気化器が設けられている請求項１又は請求項２記載のプラズマ滅菌装置。
- 殺菌剤が、過酸化水素である請求項１〜３のいずれか一項記載のプラズマ滅菌装置。
- プラズマ発生装置が、少なくとも一対の対向電極が外接して設けられた反応管に導入されたプラズマ発生用ガスに、前記対向電極の間に交流電界を印加し、大気圧下で生成したプラズマを前記反応管から放出するプラズマ発生装置である請求項１〜４のいずれか一項記載のプラズマ滅菌装置。
- プラズマ発生用ガスが、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素及び窒素から成る群から選ばれた一種又は二種以上から成る混合ガス、或いは前記群から選ばれた一種又は二種以上と水蒸気との混合ガスである請求項１〜５のいずれか一項記載のプラズマ滅菌装置。
- 耐圧容器の外部には、第２次滅菌の際に、滅菌室内のガスの少なくとも一部をプラズマ発生装置に供給できるように、前記滅菌室内のガスをプラズマ発生装置との間で循環する循環手段が設けられている請求項１〜６のいずれか一項記載のプラズマ滅菌装置。
- 被滅菌物を収納した滅菌室内に、ガス状の殺菌剤とプラズマ滅菌装置からのプラズマとを供給し、前記被滅菌物に滅菌を施す際に、
前記ガス状の殺菌剤として、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を用い、
前記ガス状の殺菌剤の蒸気圧以下の減圧状態となるように排気した、前記被滅菌物を収納した滅菌室に、前記プラズマによって無害化されるガス状の殺菌剤を供給して被滅菌物に第１次滅菌を施し、
次いで、前記滅菌室に非反応性ガスを供給して大気圧近傍に昇圧した後、前記被滅菌物に対して第２次滅菌を施すと共に、前記滅菌室内に残留するガス状の殺菌剤を無害化する ように、前記滅菌室外に設けたプラズマ滅菌装置によって、前記ガス状の殺菌剤と異なるプラズマ発生用ガスに大気圧下で発生したプラズマを前記滅菌室に供給しつつ、前記滅菌室内を大気圧近傍の圧力に保持することを特徴とするプラズマ滅菌方法。
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