JP6735485B2 - Sterilization method and sterilization device - Google Patents
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Description
本発明は、滅菌装置に関する。 The present invention relates to a sterilizer.
医療分野においては、細菌や微生物を完全に駆除するために滅菌装置が用いられる。特に、被処理物の形状に依存せず、またプラスチックなどの耐熱性の低い被処理物にも使用できる滅菌装置としては、エチレンオキサイドガスや過酸化水素を用いた滅菌装置が知られている。しかしながら、エチレンオキサイドや過酸化水素は、強毒性、発癌性、分解爆発性を有するため、これらの代替として窒素酸化物や活性酸素を用いた滅菌装置が提案されている。 In the medical field, sterilizers are used to completely eliminate bacteria and microorganisms. In particular, a sterilizer using ethylene oxide gas or hydrogen peroxide is known as a sterilizer that does not depend on the shape of the object to be treated and can be used for an object having low heat resistance such as plastic. However, since ethylene oxide and hydrogen peroxide have strong toxicity, carcinogenicity, and decomposition explosiveness, a sterilizer using nitrogen oxide or active oxygen has been proposed as an alternative to these.
例えば、特許文献１〜９には、一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素（ＮＯ２）等の窒素酸化物を含む滅菌性を有するガスを用いた滅菌装置（特許文献１、３〜９）及び活性種を生成するための材料（特許文献２）が開示されている。これらの滅菌装置においては、炭素系ジアゼニウムジオレート化合物（特許文献１、３、５、８）、液体状のＮＯ２を収容したタンク（特許文献４、９）、又はプラズマ放電（特許文献６、７）を用いて窒素酸化物を含む活性種を生成し、処理室内に生成した活性種を供給することにより、被処理物の滅菌処理を行っている。 For example, in Patent Documents 1 to 9, sterilizers (Patent Documents 1 to 3 to 9) using a gas having sterilizing properties including nitrogen oxides such as nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) and A material for generating active species (Patent Document 2) is disclosed. In these sterilizers, carbon-based diazeniumdiolate compounds (Patent Documents 1, 3, 5, 8), tanks containing liquid NO 2 (Patent Documents 4, 9), or plasma discharge (Patent Documents) 6, 7) is used to generate active species containing nitrogen oxides, and the generated active species is supplied into the processing chamber to sterilize the object to be treated.
また、特許文献１０には、酸素供給手段から酸素を含むガスを処理室内に供給するとともに第１の紫外線発生ランプから紫外線を発生させることにより当該酸素に当該紫外線を吸収させて処理室内に活性酸素を発生させ、その発生させた活性酸素によって被処理物を殺菌する装置が記載されている。また、前記装置では、殺菌処理時に、第２の紫外線発生ランプを第１の紫外線発生ランプとともに点灯することにより、処理室内で活性酸素と酸素とが結合して生成されたオゾンに第２の紫外線発生ランプから発生させた紫外線を吸収させて、オゾンを酸素と活性酸素とに分解することができ、処理室内における活性酸素の濃度を高くして、被処理物に対してさらに短時間で殺菌処理を行うことが記載されている。 Further, in Patent Document 10, a gas containing oxygen is supplied from the oxygen supply unit into the processing chamber, and ultraviolet rays are generated from the first ultraviolet ray generating lamp to cause the oxygen to absorb the ultraviolet rays, thereby generating active oxygen in the processing chamber. And a device for sterilizing an object to be treated by the generated active oxygen. Further, in the apparatus, the second ultraviolet ray generating lamp is turned on together with the first ultraviolet ray generating lamp during the sterilization treatment, so that the ozone generated by the combination of active oxygen and oxygen in the treatment chamber receives the second ultraviolet ray. By absorbing the ultraviolet rays generated from the generation lamp, ozone can be decomposed into oxygen and active oxygen, and the concentration of active oxygen in the processing chamber is increased to sterilize the object to be processed in a shorter time. It is described to do.
特許文献１、３、５、８の活性酸素滅菌装置においては、滅菌ガスを生成するために特許文献２に開示されているような特殊かつ高価な材料又は薬剤を必要とし、高コストとなる。また特許文献４、９の活性酸素滅菌装置においては、滅菌ガスをボンベ等のＮＯ２を収容したタンクを用いて供給する場合も、ボンベが高価であり、高コストとなる。さらに、ボンベ内のＮＯ２は毒性を有するため、輸送等の際の取り扱いにも十分な注意を要する。また、特許文献６、７の活性酸素滅菌装置においては、プラズマ放電により窒素と酸素を電離することで滅菌ガスを生成しているため、安定した量の滅菌ガスを継続的に供給することが難しいという問題がある。 The active oxygen sterilizers of Patent Documents 1, 3, 5, and 8 require special and expensive materials or chemicals as disclosed in Patent Document 2 to generate sterilizing gas, which results in high cost. Further, in the active oxygen sterilizers of Patent Documents 4 and 9, even when the sterilizing gas is supplied using a tank containing NO 2 such as a cylinder, the cylinder is expensive and the cost is high. Furthermore, since NO 2 in the cylinder is toxic, it must be handled with care during transportation. Further, in the active oxygen sterilizers of Patent Documents 6 and 7, since sterilizing gas is generated by ionizing nitrogen and oxygen by plasma discharge, it is difficult to continuously supply a stable amount of sterilizing gas. There is a problem.
さらに、特許文献１０の活性酸素滅菌装置においては、活性酸素の寿命が数μ〜数ｍ秒と非常に短時間であるため、滅菌バックに封入された被処理物まで到達するまえに活性酸素が失活してしまい、比較的長寿命なオゾンのみが被処理物表面まで到達し、熱分解により一部が原子状酸素Ｏ（３Ｐ）を生成、微生物に酸化ダメージを与えて不活化に至らしめているものと推測される。このため、活性酸素といいながらも、微生物不活化因子の大部分はオゾンであり、十分な滅菌レベルを得るのは原理的に困難という問題がある。 Furthermore, in the active oxygen sterilizer of Patent Document 10, the life of the active oxygen is very short, from several μm to several msec, so that the active oxygen is discharged before reaching the object to be treated enclosed in the sterilization bag. Only ozone, which has been deactivated and has a relatively long life, reaches the surface of the object to be treated, and part of it produces atomic oxygen O ( 3 P) due to thermal decomposition, causing oxidative damage to microorganisms and inactivation. It is speculated that this is a problem. Therefore, although it is called active oxygen, most of the microorganism inactivating factors are ozone, and it is theoretically difficult to obtain a sufficient sterilization level.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、より安全にかつ低コストでアルコール由来の活性種を含む滅菌ガスを供給することのできる滅菌装置及び滅菌方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a sterilizing apparatus and a sterilizing method that can supply a sterilizing gas containing an active species derived from alcohol more safely and at low cost. To provide.
このような目的を達成するために、本発明による滅菌装置は、被処理物を収容する処理室と、処理室の内部を減圧する減圧手段と、処理室の内部にアルコールを供給するアルコール供給手段と、処理室の内部に酸素ガスを供給する酸素ガス供給手段と、処理室に照射する紫外線照射手段とを備える。 In order to achieve such an object, the sterilization apparatus according to the present invention includes a processing chamber for accommodating an object to be processed, a decompression unit for decompressing the inside of the processing chamber, and an alcohol supply unit for supplying alcohol into the processing chamber. And an oxygen gas supply unit for supplying oxygen gas into the processing chamber, and an ultraviolet irradiation unit for irradiating the processing chamber.
また、本発明による滅菌方法は、酸素ガス及びアルコールの混合気体に紫外線を照射することにより生じた活性種を、被処理物に曝露することに関する。 Further, the sterilization method according to the present invention relates to exposing an active species generated by irradiating a mixed gas of oxygen gas and alcohol with ultraviolet rays to an object to be treated.
本発明によれば、酸素ガス及びアルコールの混合気体を用いて活性種を生成することができ、安価で効果的な滅菌処理を行うことができる。 According to the present invention, active species can be generated by using a mixed gas of oxygen gas and alcohol, and an inexpensive and effective sterilization treatment can be performed.
本発明の各実施形態に係る滅菌装置内では、紫外線、真空紫外線による光化学反応、ならびに種々の気相化学反応により、活性種を発生させることができる。以下に、本発明の実施形態に係る滅菌装置内で発生し得る化学反応とその化学反応により生成すると考えられる主要な活性種を示す。 In the sterilizer according to each embodiment of the present invention, active species can be generated by photochemical reaction by ultraviolet rays, vacuum ultraviolet rays, and various gas phase chemical reactions. The chemical reactions that may occur in the sterilizer according to the embodiment of the present invention and the major active species that are considered to be generated by the chemical reactions are shown below.
［酸素由来の活性種の生成反応］
前記紫外線ランプの照射による酸素からの活性種の生成は、上式（１）〜（６）に示すように、１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの波長（ｈν）の光により進行する。そのため、本発明に用いる紫外線ランプは、いかなる紫外線ランプを用いても良いが、２６０ｎｍ以下の波長の光を照射するランプであることが好ましく、低圧水銀ランプのように少なくとも１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの波長の光、又はキセノンエキシマランプのように２００ｎｍ以下で直接活性酸素種を生成できる波長（例えば主発光波長１７２ｎｍ）を照射できなければならない。また、活性酸素の生成と該活性酸素の滅菌処理対象物への曝露を同一装置内で行う場合、前記装置内の酸素濃度（体積比）は、活性酸素が生成する濃度であればいかなる濃度でも構わないが、好ましくは通常の空気と同程度の２０％程度から１００％までの濃度である。この場合、本発明を大規模で行う場合は安全面の観点から酸素濃度は２０％程度が好ましく、実験室レベルで行う場合は効率の観点から１００％の濃度が好ましい。 Generation of active species from oxygen by irradiation of the ultraviolet lamp proceeds with light having wavelengths (hν) of 185 nm and 254 nm, as shown in the above formulas (1) to (6). Therefore, the ultraviolet lamp used in the present invention may be any ultraviolet lamp, but it is preferably a lamp that irradiates light with a wavelength of 260 nm or less, and light having a wavelength of at least 185 nm and 254 nm, such as a low pressure mercury lamp. , Or a wavelength such as a xenon excimer lamp that can directly generate active oxygen species at a wavelength of 200 nm or less (for example, a main emission wavelength of 172 nm). When the production of active oxygen and the exposure of the active oxygen to the object to be sterilized are performed in the same device, the oxygen concentration (volume ratio) in the device may be any concentration as long as active oxygen is produced. It does not matter, but the concentration is preferably about 20% to 100%, which is the same level as that of normal air. In this case, the oxygen concentration is preferably about 20% from the viewpoint of safety when the present invention is carried out on a large scale, and 100% is preferable from the viewpoint of efficiency when it is carried out at the laboratory level.
[アルコール由来の滅菌因子となる活性種の生成反応]
アルコールは、細菌に対する滅菌効果を有すが、細菌の芽胞に対しては、ほとんど滅菌効果を有さないことが知られている。しかし、本発明では、紫外線照射下において、活性酸素との気相反応により、アルコールが分解及び酸化され、対応するアルデヒド、酸、過酸を活性種として生成すると考えられる。前記気相反応において、アルコールは気化していることが好ましいが、霧化された状態であっても良い。本発明に用いることのできるアルコールとしては、活性酸素と反応することにより、分解及び酸化され、対応するアルデヒド、酸、過酸を活性種として生成するアルコールであればいかなるアルコールを用いることもできる。好ましくは、アルコールは１級アルコールであり、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール等が好ましく用いられる。また、複数種のアルコールを混合して用いても良い。
[Production Reaction of Active Species as Alcohol-Derived Sterilization Factor]
Alcohol has a sterilizing effect on bacteria, but is known to have little sterilizing effect on bacterial spores. However, in the present invention, it is considered that alcohol is decomposed and oxidized by a gas phase reaction with active oxygen under irradiation of ultraviolet rays, and corresponding aldehyde, acid and peracid are generated as active species. In the gas phase reaction, alcohol is preferably vaporized, but it may be atomized. As the alcohol that can be used in the present invention, any alcohol can be used as long as it is decomposed and oxidized by reacting with active oxygen to generate a corresponding aldehyde, acid or peracid as an active species. Preferably, the alcohol is a primary alcohol, and methanol, ethanol, n-propanol or the like is preferably used. Further, a plurality of kinds of alcohol may be mixed and used.
例えば、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）は１８２ｎｍ近傍に吸収ピークを持つため、紫外線照射下で活性酸素と反応することにより分解物を生成、さらに、酸化されることにより、ホルムアルデヒド、ギ酸、過ギ酸等の活性種を生じる。また、エタノールが活性酸素で酸化されることにより、アセトアルデヒド、酢酸、過酢酸等の活性種を生じる。また、ホルムアルデヒドはさらに、活性酸素と反応することにより、反応性の高いヒドロキシラジカルを生じる。
このように、紫外線照射下において、活性酸素との気相反応により生じたアルコール由来の活性種及び活性酸素等の酸素由来の活性種の相乗効果により、本発明の滅菌装置及び滅菌方法は、優れた滅菌効果を奏すると考えられる。
For example, since ethanol (C 2 H 5 OH) has an absorption peak near 182 nm, it decomposes by reacting with active oxygen under ultraviolet irradiation to form a decomposition product, which is further oxidized to formaldehyde, formic acid, and formic acid. Etc. to produce active species. In addition, when ethanol is oxidized with active oxygen, active species such as acetaldehyde, acetic acid and peracetic acid are generated. Further, formaldehyde further reacts with active oxygen to generate highly reactive hydroxy radicals.
Thus, under ultraviolet irradiation, by the synergistic effect of the active species derived from alcohol and the active species derived from oxygen such as active oxygen generated by the gas phase reaction with active oxygen, the sterilization apparatus and the sterilization method of the present invention are excellent. It is thought to have a sterilizing effect.
紫外線発光部（ランプ）１０３の発光管としては、１８５ｎｍ、２５４ｎｍの波長の紫外線を透過させる合成石英ガラス等が用いられる。また、処理室１０の内部に設けられる紫外線発光部（ランプ）１０３の数は、処理室１０の大きさ等に応じて任意の数に変更できる。また、エキシマランプを用いて紫外線発光部（ランプ）１０３を構成できる。エキシマランプとしては、例えば１７２ｎｍの波長の紫外線を発生させるキセノンエキシマランプを用いることができる。紫外線発光部（ランプ）１０３は、低圧水銀灯とエキシマランプを組み合わせることにより構成することもできる。また、滅菌対象の領域が小さい場合、ＧａＮ系やダイヤモンド形の紫外線ＬＥＤを紫外線発光部（ランプ）１０３として用いることもできる。 As the arc tube of the ultraviolet light emitting section (lamp) 103, synthetic quartz glass or the like that transmits ultraviolet rays having wavelengths of 185 nm and 254 nm is used. Further, the number of the ultraviolet light emitting units (lamps) 103 provided inside the processing chamber 10 can be changed to any number depending on the size of the processing chamber 10 or the like. Further, the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103 can be configured by using an excimer lamp. As the excimer lamp, for example, a xenon excimer lamp that emits ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm can be used. The ultraviolet light emitting unit (lamp) 103 can also be configured by combining a low pressure mercury lamp and an excimer lamp. If the area to be sterilized is small, a GaN-based or diamond-shaped ultraviolet LED can be used as the ultraviolet light emitting section (lamp) 103.
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明を省略することもある。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, dimensions, materials, shapes, relative positions of constituent elements, and the like described in the following embodiments are arbitrary and can be changed according to the structure of the device to which the present invention is applied or various conditions. Further, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the modes specifically described in the embodiments described below. In the drawings described below, components having the same function are designated by the same reference numeral, and repeated description thereof may be omitted.
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置１の模式図である。滅菌装置１は、処理室１０、減圧部１２、排気ガス処理部１３、アルコール供給部１４、酸素ガス供給部１５、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１６１及び１６２、配管１７１〜１７３、バルブ１８１〜１８３、制御部１９、測定部２０を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a sterilizer 1 according to the first embodiment of the present invention. The sterilization apparatus 1 includes a processing chamber 10, a decompression unit 12, an exhaust gas processing unit 13, an alcohol supply unit 14, an oxygen gas supply unit 15, mass flow controllers (MFC) 161 and 162, pipes 171-173, valves 181-183, and control. The unit 19 and the measuring unit 20 are provided.
処理室１０は、中空の箱形をなし、断熱性及び気密性を有する。処理室内部には被処理物１２１が収容され、酸素及びアルコールの混合気体に紫外線を照射して発生する活性種による滅菌処理が行われる。本明細書において、単に活性種と記載した場合は、アルコール由来の活性種及び酸素由来の活性酸素等の活性種の両方を含むものを表す。減圧部１２は、真空ポンプ等で構成され、配管１７１を介して処理室１０の内部を吸気して減圧する。減圧部１２と処理室１０とを繋ぐ配管１７１の途中には、排気ガス処理部１３が設けられていても良い。排気ガス処理部１３は、処理室１０の内部で発生した活性種を分解又は吸着する。図中、排気ガス処理部１３は処理室１０の外部に設けられているが、処理室１０の内部に設けられても良い。また、アルコール由来の活性種を分解又は吸着するための排気ガス処理部と酸素由来の活性種を分解するための排気ガス処理部とが別個に設けられても良い。排気ガス処理部１３は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、二酸化マンガン、酸化チタンなどから構成される触媒、紫外線発光部（ランプ）、ヒータのいずれか、又はこれらの組み合わせから構成されている活性種分解部、及びアルデヒド、カルボン酸等の吸着材を有する活性種吸着部を有する。 The processing chamber 10 has a hollow box shape and has heat insulating properties and airtightness. The object 121 to be processed is housed in the processing chamber, and sterilization is performed by the active species generated by irradiating the mixed gas of oxygen and alcohol with ultraviolet rays. In the present specification, when simply described as active species, it means that it includes both active species derived from alcohol and active species such as active oxygen derived from oxygen. The decompression unit 12 is composed of a vacuum pump or the like, and sucks the inside of the processing chamber 10 through the pipe 171 to reduce the pressure. An exhaust gas processing unit 13 may be provided in the middle of a pipe 171 that connects the decompression unit 12 and the processing chamber 10. The exhaust gas processing unit 13 decomposes or adsorbs the active species generated inside the processing chamber 10. In the figure, the exhaust gas processing unit 13 is provided outside the processing chamber 10, but may be provided inside the processing chamber 10. Further, an exhaust gas processing unit for decomposing or adsorbing the active species derived from alcohol and an exhaust gas processing unit for decomposing the active species derived from oxygen may be separately provided. The exhaust gas processing unit 13 is an active species decomposing unit composed of any one of a catalyst composed of platinum, palladium, rhodium, manganese dioxide, titanium oxide, an ultraviolet light emitting unit (lamp), a heater, or a combination thereof. , And an active species adsorbing section having an adsorbent such as aldehyde and carboxylic acid.
アルコール供給部１４は、配管１７２を介して処理室１０に接続され、アルコールを処理室１０の内部に供給する。ＭＦＣ１６１は、配管１７２の途中に設けられていてもよく、アルコール供給部１４から処理室１０へ供給されるアルコールの流量検出及び流量制御を行う。アルコールは、液体状態で処理室１０の内部に供給されても良く、アルコール供給部１４に備えられた霧化装置を用いて噴霧することにより処理室１０の内部に供給されても良く、又は、揮発させ気体として処理室１０の内部に供給されても良い。 The alcohol supply unit 14 is connected to the processing chamber 10 via a pipe 172 and supplies alcohol into the processing chamber 10. The MFC 161 may be provided in the middle of the pipe 172, and detects the flow rate and controls the flow rate of the alcohol supplied from the alcohol supply unit 14 to the processing chamber 10. The alcohol may be supplied to the inside of the processing chamber 10 in a liquid state, or may be supplied to the inside of the processing chamber 10 by spraying using an atomizing device provided in the alcohol supply unit 14, or It may be volatilized and supplied as gas into the processing chamber 10.
酸素ガス供給部１５は、配管１７３を介して処理室１０に接続され、酸素を含有する気体（酸素ガス）を処理室１０の内部に供給する。酸素ガスは、純酸素、又は酸素を含有する空気であっても良い。ＭＦＣ１６２は、配管１７３の途中に設けられ、酸素ガス供給部１５から処理室１０へ供給される酸素ガスの流量検出及び流量制御を行う。 The oxygen gas supply unit 15 is connected to the processing chamber 10 via a pipe 173 and supplies a gas containing oxygen (oxygen gas) into the processing chamber 10. The oxygen gas may be pure oxygen or oxygen-containing air. The MFC 162 is provided in the middle of the pipe 173, and detects the flow rate and controls the flow rate of the oxygen gas supplied from the oxygen gas supply unit 15 to the processing chamber 10.
バルブ１８１は、処理室１０と減圧部１２との間の配管１７１に設けられ、配管１７１の流路を開閉する。即ち、バルブ１８１が開状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が開かれ、減圧部１２によって処理室１０が減圧される。一方、バルブ１８１が閉状態となると、処理室１０と減圧部１２との間の流路が遮断され、減圧部１２による処理室１０の減圧動作が停止する。バルブ１８２は、処理室１０とアルコール供給部１４との間の配管１７２に設けられ、配管１７２の流路を開閉する。即ち、バルブ１８２が開状態となると、処理室１０とアルコール供給部１４との間の流路が開かれ、アルコール供給部１４によって処理室１０へアルコールが供給される。一方、バルブ１８２が閉状態となると、処理室１０とアルコール供給部１４との間の流路が遮断され、アルコール供給部１４による処理室１０へのアルコールの供給動作が停止する。同様に、バルブ１８３は、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の配管１７３に設けられ、配管１７３の流路を開閉する。即ち、バルブ１８３が開状態となると、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の流路が開かれ、酸素ガス供給部１５によって処理室１０へ酸素ガスが供給される。一方、バルブ１８３が閉状態となると、処理室１０と酸素ガス供給部１５との間の流路が遮断され、酸素ガス供給部１５による処理室１０への酸素ガスの供給動作が停止する。 The valve 181 is provided in the pipe 171 between the processing chamber 10 and the decompression unit 12, and opens and closes the flow path of the pipe 171. That is, when the valve 181 is opened, the flow path between the processing chamber 10 and the decompression unit 12 is opened, and the decompression unit 12 decompresses the processing chamber 10. On the other hand, when the valve 181 is closed, the flow path between the processing chamber 10 and the decompression unit 12 is blocked, and the decompression operation of the processing chamber 10 by the decompression unit 12 is stopped. The valve 182 is provided in the pipe 172 between the processing chamber 10 and the alcohol supply unit 14, and opens and closes the flow path of the pipe 172. That is, when the valve 182 is opened, the flow path between the processing chamber 10 and the alcohol supply unit 14 is opened, and the alcohol supply unit 14 supplies alcohol to the processing chamber 10. On the other hand, when the valve 182 is closed, the flow path between the processing chamber 10 and the alcohol supply unit 14 is blocked, and the alcohol supply operation of the alcohol supply unit 14 to the processing chamber 10 is stopped. Similarly, the valve 183 is provided in the pipe 173 between the processing chamber 10 and the oxygen gas supply unit 15, and opens and closes the flow path of the pipe 173. That is, when the valve 183 is opened, the flow path between the processing chamber 10 and the oxygen gas supply unit 15 is opened, and the oxygen gas supply unit 15 supplies the oxygen gas to the processing chamber 10. On the other hand, when the valve 183 is closed, the flow path between the processing chamber 10 and the oxygen gas supply unit 15 is cut off, and the oxygen gas supply unit 15 stops supplying oxygen gas to the processing chamber 10.
制御部１９は、プログラム等を記録するＲＯＭ、ワーク用の記憶領域のＲＡＭ、プログラムを実行するマイクロプロセッサ、制御信号を出力するポートを含み得る。なお、必ずしも制御部１９をつかさどる電子機器がここになくとも、公知の通信手段（有線又は無線）を介して外部で同様の信号処理を行い、その処理情報としての制御情報を受信し、同様に制御しても構わない。制御信号は、処理室１０の内部の温度、圧力、湿度を制御し、またバルブ１８１〜１８３の開閉、減圧部１２、アルコール供給部１４、酸素ガス供給部１５の動作を制御するための信号である。制御部１９は、制御信号を送信することで処理室１０、バルブ１８１〜１８３、減圧部１２、アルコール供給部１４、酸素ガス供給部１５の動作を制御する。 The control unit 19 may include a ROM for recording a program and the like, a RAM in a work storage area, a microprocessor for executing the program, and a port for outputting a control signal. Even if the electronic device that controls the control unit 19 is not necessarily located here, the same signal processing is performed externally through a known communication unit (wired or wireless), the control information as the processing information is received, and the like. You can control it. The control signal is a signal for controlling the temperature, pressure, and humidity inside the processing chamber 10, and also for controlling the opening/closing of the valves 181-183, the depressurization unit 12, the alcohol supply unit 14, and the oxygen gas supply unit 15. is there. The control unit 19 controls the operations of the processing chamber 10, the valves 181-183, the pressure reducing unit 12, the alcohol supply unit 14, and the oxygen gas supply unit 15 by transmitting a control signal.
測定部２０は、温度計、圧力計、湿度計、窒素酸化物濃度計、オゾン濃度計等のセンサ、センサからの信号を出力する出力部から構成される。センサは、処理室１０の内部に設けられ、出力部はセンサによって検出された処理室１０の内部の温度や圧力等の検出データを、制御部１９、又は図示されていないモニタに出力する。制御部１９は、測定部２０から受信した検出データに基づいて、バルブ１８１〜１８３、及び後述する送風ファン１０２に制御信号を出力し、処理室１０の内部の温度、圧力、湿度を制御する。 The measuring unit 20 includes a sensor such as a thermometer, a pressure gauge, a hygrometer, a nitrogen oxide concentration meter, and an ozone concentration meter, and an output unit that outputs a signal from the sensor. The sensor is provided inside the processing chamber 10, and the output unit outputs the detection data such as the temperature and pressure inside the processing chamber 10 detected by the sensor to the control unit 19 or a monitor (not shown). The control unit 19 outputs a control signal to the valves 181 to 183 and the blower fan 102 described later based on the detection data received from the measurement unit 20 to control the temperature, pressure, and humidity inside the processing chamber 10.
図２は、本発明の第１実施形態に係る処理室１０の断面図である。処理室１０は、処理台１０１、送風ファン１０２、紫外線発光部（ランプ）１０３、流体入出力口となる接続部１１１〜１１３を備える。処理台１０１上には、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１が載置される。送風ファン１０２は、制御部１９からの制御信号により作動又は停止し、ファンの回転により処理室１０の内部を撹拌し、また処理室１０の内部を冷却する。 FIG. 2 is a sectional view of the processing chamber 10 according to the first embodiment of the present invention. The processing chamber 10 includes a processing table 101, a blower fan 102, an ultraviolet light emitting section (lamp) 103, and connection sections 111 to 113 that serve as fluid input/output ports. An object to be processed 121 housed in a sterilization bag 122 is placed on the processing table 101. The blower fan 102 operates or stops according to a control signal from the control unit 19, stirs the inside of the processing chamber 10 by rotating the fan, and cools the inside of the processing chamber 10.
紫外線発光部（ランプ）１０３は、発光管内に水銀を封入した水銀灯から構成される。水銀灯は、点灯中の水銀の蒸気圧が１〜１０Ｐａ程度の低圧水銀灯であって、主として１８５ｎｍ、２５４ｎｍ近傍の波長の紫外線を出力する。上記の波長の紫外線を処理室１０の内部に照射することにより、以下に示すような種々の反応過程により、反応性が高く、強い殺菌力を有する活性種を発生させることができる。なお、このランプの代わりに同様の波長を発光する発光部、例えばＬＥＤ光源やレーザ等を利用しても構わない。 The ultraviolet light emitting section (lamp) 103 is composed of a mercury lamp in which mercury is enclosed in an arc tube. The mercury lamp is a low-pressure mercury lamp in which the vapor pressure of mercury during lighting is about 1 to 10 Pa, and mainly outputs ultraviolet rays having wavelengths near 185 nm and 254 nm. By irradiating the inside of the processing chamber 10 with ultraviolet rays having the above wavelength, active species having high reactivity and strong bactericidal power can be generated by various reaction processes as described below. It should be noted that instead of this lamp, a light emitting unit that emits light of a similar wavelength, such as an LED light source or a laser, may be used.
接続部１１１〜１１３は、処理室１０の内部にアルコール、酸素ガスを供給し、また処理室１０の内部を減圧するための外部装置との連絡口である。接続部１１１〜１１３のそれぞれは、配管１７１〜１７３のいずれか１つと接続される。本実施形態では、接続部１１１は、配管１７１と接続され、バルブ１８１を介して減圧部１２と接続される。また、接続部１１２は、配管１７２と接続され、バルブ１８２を介してアルコール供給部１４と接続される。また、接続部１１３は、配管１７３と接続され、バルブ１８３を介して酸素ガス供給部１５と接続される。しかしながら、接続部１１１〜１１３のそれぞれを配管１７１〜１７３のいずれと接続するかは、装置寸法や被処理物の載置位置等の条件により適宜変更できる。また、アルコール及び酸素ガスの導入及び減圧は処理室１０の側面部から行うように図示されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガスの供給及び減圧は処理室１０の上面部又は下面部から行っても良い。これらガス供給系統及び減圧系統の数や接続位置は、処理室１０の寸法や被処理物１２１の位置によって適宜変更できる。 The connection parts 111 to 113 are communication ports with an external device for supplying alcohol and oxygen gas to the inside of the processing chamber 10 and for reducing the pressure inside the processing chamber 10. Each of the connection parts 111 to 113 is connected to any one of the pipes 171 to 173. In the present embodiment, the connection part 111 is connected to the pipe 171 and is connected to the pressure reducing part 12 via the valve 181. Further, the connecting portion 112 is connected to the pipe 172, and is connected to the alcohol supply portion 14 via the valve 182. Further, the connecting portion 113 is connected to the pipe 173, and is connected to the oxygen gas supply portion 15 via the valve 183. However, which of the pipes 171 to 173 is to be connected to each of the connection parts 111 to 113 can be appropriately changed depending on the conditions such as the device size and the placement position of the object to be processed. Further, although the introduction and the pressure reduction of the alcohol and the oxygen gas are illustrated as being performed from the side surface portion of the processing chamber 10, the present invention is not limited to this. For example, gas supply and pressure reduction may be performed from the upper surface portion or the lower surface portion of the processing chamber 10. The number and connection positions of these gas supply systems and decompression systems can be appropriately changed depending on the size of the processing chamber 10 and the position of the object 121 to be processed.
図３は、本発明の第１実施形態に係る滅菌装置１による滅菌処理を示す流れ図である。ステップＳ３０１において、滅菌袋１２２に収容された被処理物１２１を処理室１０の内部の処理台１０１に載置する。ステップＳ３０２において、制御部１９は、紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させ、処理室１０の内部に１８５ｎｍ、２５４ｎｍの波長の紫外線を照射させる。ステップＳ３０３において、制御部１９は、送風ファン１０２を作動させ、処理室１０の内部の雰囲気を撹拌する。ステップＳ３０４において、制御部１９は、バルブ１８１を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８１は制御信号を受信し、開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気することで処理室１０の内部を減圧する。次いで、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、５００Ｐａ以下）まで減圧された後、バルブ１８１を閉状態にするよう制御信号を送信し、減圧部１２の減圧動作を停止させる。なお、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４は、その実行手順を変更することができ、またこれらのステップは同時に実行されることもできる。 FIG. 3 is a flow chart showing a sterilization process by the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. In step S301, the object to be processed 121 housed in the sterilization bag 122 is placed on the processing table 101 inside the processing chamber 10. In step S302, the control unit 19 turns on the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103 and irradiates the inside of the processing chamber 10 with ultraviolet light having wavelengths of 185 nm and 254 nm. In step S303, the control unit 19 operates the blower fan 102 to stir the atmosphere inside the processing chamber 10. In step S304, the control unit 19 sends a control signal to open the valve 181. The valve 181 receives the control signal and enters the open state, and the decompression unit 12 sucks the inside of the processing chamber 10 to decompress the inside of the processing chamber 10. Next, the control unit 19 transmits a control signal to close the valve 181 after a predetermined time elapses or after the inside of the processing chamber 10 is depressurized to a predetermined pressure (for example, 500 Pa or less), The decompression operation of the decompression unit 12 is stopped. The execution procedure of steps S302 to S304 can be changed, and these steps can be executed simultaneously.
ステップＳ３０５において、制御部１９は、バルブ１８２を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８２が制御信号を受信し、開状態となり、アルコール供給部１４が処理室１０の内部にアルコールの供給を行う。アルコールが処理室１０の内部に導入されると、アルコール中の溶存酸素が、紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線と反応して式（１）〜（６）に示す反応が起こり、オゾン、励起一重項酸素、過酸化水素等の活性酸素が生成される。生成された酸素由来の活性種は、導入されたアルコールと反応し、アルコール由来の活性種を生成する。これら活性種は、減圧下の処理室１０の内部で急速に拡散する。その結果、生成された活性種は、滅菌袋１２２内に効率よく浸透し、被処理物１２１に対して高い殺菌作用をもたらす。 In step S305, the control unit 19 transmits a control signal to open the valve 182. The valve 182 receives the control signal and enters the open state, and the alcohol supply unit 14 supplies alcohol into the processing chamber 10. When alcohol is introduced into the processing chamber 10, the dissolved oxygen in the alcohol reacts with the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting section (lamp) 103 to cause the reactions represented by the formulas (1) to (6), Active oxygen such as ozone, excited singlet oxygen, and hydrogen peroxide is generated. The generated oxygen-derived active species reacts with the introduced alcohol to produce alcohol-derived active species. These active species rapidly diffuse inside the processing chamber 10 under reduced pressure. As a result, the generated active species efficiently penetrates into the sterilization bag 122 and brings about a high bactericidal action on the object to be treated 121.
ステップＳ３０６において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、５０ｋＰａ程度）まで上昇した後、バルブ１８２を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８２が制御信号を受信し、閉状態となり、アルコール供給部１４が処理室１０の内部へのアルコールの供給を停止する。 In step S306, the control unit 19 transmits a control signal to close the valve 182 after a predetermined time elapses or after the inside of the processing chamber 10 has risen to a predetermined pressure (for example, about 50 kPa). .. The valve 182 receives the control signal and is closed, and the alcohol supply unit 14 stops the supply of alcohol into the processing chamber 10.
ステップＳ３０７において、制御部１９は、バルブ１８３を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、開状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。酸素ガスが処理室１０の内部に導入されると、紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線と反応して式（１）〜（６）に示す反応が起こり、酸素由来の活性種が生成される。生成された酸素由来の活性種は、前記導入されたアルコールと反応し、アルコール由来の活性種を生成する。生成された活性種は、減圧下の処理室１０の内部で急速に拡散する。その結果、生成された活性種は、滅菌袋１２２内に効率よく浸透し、被処理物１２１に対して高い殺菌作用をもたらす。 In step S307, the control unit 19 transmits a control signal to open the valve 183. The valve 183 receives the control signal and enters the open state, and the oxygen gas supply unit 15 supplies the oxygen gas into the processing chamber 10. When the oxygen gas is introduced into the processing chamber 10, it reacts with the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting section (lamp) 103 to cause the reactions shown in the formulas (1) to (6), and active species derived from oxygen are generated. Is generated. The generated oxygen-derived active species reacts with the introduced alcohol to produce alcohol-derived active species. The generated active species rapidly diffuses inside the processing chamber 10 under reduced pressure. As a result, the generated active species efficiently penetrates into the sterilization bag 122 and brings about a high bactericidal action on the object to be treated 121.
ステップＳ３０８において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力（例えば、９５ｋＰａ程度）まで上昇した後、バルブ１８３を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、閉状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部への酸素ガスの供給を停止する。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。 In step S308, the control unit 19 transmits a control signal to close the valve 183 after a predetermined time elapses or after the inside of the processing chamber 10 rises to a predetermined pressure (for example, about 95 kPa). .. The valve 183 receives the control signal and is closed, and the oxygen gas supply unit 15 stops the supply of oxygen gas into the processing chamber 10. At this time, if the pressure inside the processing chamber 10 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, the gas inside the processing chamber 10 may leak to the outside. Therefore, it is desirable that the internal pressure of the processing chamber 10 be slightly lower than the atmospheric pressure.
なお、ステップS３０５〜S３０８は、まず、ステップＳ３０７において酸素ガスの供給を行い、ステップＳ３０８においてバルブ１８３を閉状態にした後に、ステップＳ３０５において、アルコールを処理室１０の内部に、例えば霧化装置等を用いて導入した後に、ステップＳ３０７において活性種の生成を行っても良い。このとき、ステップＳ３０８において、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部にアルコールを導入することが難しくなることがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。 In steps S305 to S308, first, oxygen gas is supplied in step S307, and the valve 183 is closed in step S308. Then, in step S305, alcohol is introduced into the processing chamber 10 such as an atomizer. After introduction by using, the active species may be generated in step S307. At this time, in step S308, if the pressure inside the processing chamber 10 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, it may be difficult to introduce alcohol into the processing chamber 10. Therefore, it is desirable that the internal pressure of the processing chamber 10 be slightly lower than the atmospheric pressure.
また、ステップS３０５〜S３０８は、ステップＳ３０５におけるアルコールの導入及びステップＳ３０７における酸素ガスの供給を同時に行っても良い。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度となるように、ステップS３０６及びステップS３０8において、制御部１９により、バルブ１８２及びバルブ１８３が閉状態になり、アルコールの導入及び酸素の供給が停止される。 Further, in steps S305 to S308, the introduction of alcohol in step S305 and the supply of oxygen gas in step S307 may be performed at the same time. At this time, if the pressure inside the processing chamber 10 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, the gas inside the processing chamber 10 may leak to the outside. Therefore, in step S306 and step S308, the control unit 19 closes the valves 182 and 183 so that the pressure inside the processing chamber 10 is slightly lower than the atmospheric pressure, thereby introducing alcohol and oxygen. Supply is stopped.
ステップＳ３１５において、制御部１９は、所定の時間（例えば、５分〜４時間程度の範囲）だけ、バルブ１８１〜１８３の閉状態を維持する。一方で、制御部１９は、送風ファン１０２の回転動作及び紫外線発光部（ランプ）１０３の紫外線照射を維持する。この間に、処理室内に閉じ込められたアルコール及び酸素分子からの活性種の生成は継続し、かつ生成された活性種は処理室１０の内部で撹拌される。その結果、滅菌袋１２２内に浸透した活性種の被処理物１２１に対する殺菌作用は継続する。 In step S315, the control unit 19 maintains the valves 181 to 183 in the closed state for a predetermined time (for example, a range of about 5 minutes to 4 hours). On the other hand, the control unit 19 maintains the rotation operation of the blower fan 102 and the ultraviolet irradiation of the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103. During this time, generation of active species from the alcohol and oxygen molecules trapped in the processing chamber continues, and the generated active species are stirred inside the processing chamber 10. As a result, the sterilizing action of the active species that has penetrated into the sterilization bag 122 on the object to be treated 121 continues.
ステップＳ３１９において、制御部１９は、バルブ１８１を開状態にするよう制御信号を送信する。制御信号を受信すると、バルブ１８１が開状態となり、減圧部１２が処理室１０の内部を吸気する。このとき、処理室１０の内部の雰囲気にはホルムアルデヒド及びギ酸並びにオゾン等が含まれている。これらの化合物には毒性があり、特にオゾンはその強い酸化力によって減圧部１２の構成部材を劣化させる可能性がある。そのため、制御部１９は、排気ガス処理部１３を介して処理室１０の内部を吸気することが望ましい。 In step S319, the control unit 19 transmits a control signal to open the valve 181. When the control signal is received, the valve 181 is opened and the decompression unit 12 sucks the inside of the processing chamber 10. At this time, the atmosphere inside the processing chamber 10 contains formaldehyde, formic acid, ozone, and the like. These compounds are toxic, and ozone may deteriorate components of the decompression section 12 due to its strong oxidizing power. Therefore, it is preferable that the control unit 19 sucks air into the processing chamber 10 via the exhaust gas processing unit 13.
ステップＳ３２１において、制御部１９は、送風ファン１０２の回転動作、紫外線発光部（ランプ）１０３の紫外線照射を停止させる。次いで、ステップＳ３２２において，制御部１９は、バルブ１８３を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８３が制御信号を受信し、開状態となり、酸素ガス供給部１５が処理室１０の内部に酸素ガスの供給を行う。制御部１９は、処理室１０の内部が大気圧まで達した後に、バルブ１８３を閉状態にするよう制御信号を送信する。なお、制御部１９は、酸素ガスの代わりに空気を処理室１０の内部に供給しても良い。ステップＳ３２３において、被処理物を取り出して、滅菌処理を終了する。 In step S321, the control unit 19 stops the rotating operation of the blower fan 102 and the ultraviolet irradiation of the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103. Next, in step S322, the control unit 19 transmits a control signal to open the valve 183. The valve 183 receives the control signal and enters the open state, and the oxygen gas supply unit 15 supplies the oxygen gas into the processing chamber 10. The control unit 19 transmits a control signal to close the valve 183 after the inside of the processing chamber 10 reaches the atmospheric pressure. The control unit 19 may supply air into the processing chamber 10 instead of oxygen gas. In step S323, the object to be processed is taken out and the sterilization process is ended.
なお、本実施形態では、最初に紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させ、次いでアルコールを処理室１０の内部に導入し、最後に酸素ガスを処理室１０の内部に導入する、としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アルコール及び酸素ガスを導入後に紫外線発光部（ランプ）１０３を点灯させるようにしても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103 is first turned on, then alcohol is introduced into the processing chamber 10, and finally oxygen gas is introduced into the processing chamber 10. The present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by turning on the ultraviolet light emitting unit (lamp) 103 after introducing alcohol and oxygen gas.
本発明によれば、紫外線と酸素分子及びアルコールとの分解反応及び酸化反応を利用して活性種を生成している。これら反応を利用した活性種の生成には、反応させるアルコールの量や滅菌処理中の処理室１０の内部の圧力に依存せず、瞬時に所望の濃度の活性種を安定的に得ることができる、という利点がある。本発明と比較して、薬剤を利用した生成方法の場合、得られる活性種の濃度は当該薬剤の組成によって制限されてしまう。従って、本発明による滅菌装置は、短時間で安定した滅菌処理を行える点で従来の滅菌装置よりも有利である。 According to the present invention, active species are generated by utilizing a decomposition reaction and an oxidation reaction of ultraviolet rays with oxygen molecules and alcohol. The generation of active species utilizing these reactions does not depend on the amount of alcohol to be reacted or the pressure inside the processing chamber 10 during the sterilization treatment, and the active species having a desired concentration can be stably obtained instantaneously. , Has the advantage. Compared with the present invention, in the case of a drug-based production method, the concentration of the active species obtained is limited by the composition of the drug. Therefore, the sterilizer according to the present invention is advantageous over conventional sterilizers in that stable sterilization can be performed in a short time.
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る加湿部２１を備える滅菌装置５について説明する。
[Second Embodiment]
The sterilizer 5 including the humidifying unit 21 according to the second embodiment of the present invention will be described.
図４は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置５の模式図である。本実施形態に係る滅菌装置５は、加湿部２１、配管１７４、バルブ１８４を備える。加湿部２１は、水を貯留する容器と、容器内の水を霧状化させ、霧状化した水分を含んだガス（加湿ガス）を噴射する噴射器とを備え、その上部が配管１７４を介して処理室１０と接続されている。バルブ１８４は、処理室１０と加湿部２１との間に設けられ、配管１７４の流路を開閉する。バルブ１８４は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部へ加湿ガスを供給する。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。 FIG. 4 is a schematic diagram of the sterilizer 5 according to the second embodiment of the present invention. The sterilization apparatus 5 according to the present embodiment includes the humidifying section 21, the pipe 174, and the valve 184. The humidifying section 21 includes a container for storing water, and an injector that atomizes the water in the container and injects a gas containing the atomized water (humidifying gas), and an upper portion thereof has a pipe 174. It is connected to the processing chamber 10 via. The valve 184 is provided between the processing chamber 10 and the humidifying section 21 and opens and closes the flow path of the pipe 174. The valve 184 receives the control signal from the control unit 19 and is in an open state, and the humidifying unit 21 supplies the humidifying gas into the processing chamber 10. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description of the overlapping portions will be omitted.
図５は、本発明の第２実施形態に係る滅菌装置５による滅菌処理を示す流れ図である。第２実施形態におけるステップＳ３０１〜S３０８は、図３に示す第１実施形態の場合と同じである。酸素ガスの供給を停止（ステップＳ３０８）した後に、ステップＳ３０９において、制御部１９は、バルブ１８４を開状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８４が制御信号を受信し、開状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部に加湿ガスの供給を行う。加湿ガスが処理室１０の内部に導入されると、式（４）及び（５）に示す反応がより進行し、過酸化水素が生成される。また、過酸化水素は、アルコール由来の活性種に含まれるカルボン酸を酸化し、より活性の高い過酸を生成する。このことから、加湿部２１を備えることで、本発明の滅菌装置の滅菌効果をより向上させることができる。 FIG. 5 is a flow chart showing a sterilization process by the sterilization apparatus 5 according to the second embodiment of the present invention. Steps S301 to S308 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment shown in FIG. After stopping the supply of oxygen gas (step S308), in step S309, the control unit 19 transmits a control signal to open the valve 184. The valve 184 receives the control signal and enters the open state, and the humidifying unit 21 supplies the humidifying gas into the processing chamber 10. When the humidified gas is introduced into the processing chamber 10, the reactions represented by the formulas (4) and (5) further proceed, and hydrogen peroxide is produced. Further, hydrogen peroxide oxidizes a carboxylic acid contained in an active species derived from alcohol and produces a more active peracid. Therefore, by providing the humidifying section 21, the sterilization effect of the sterilizer of the present invention can be further improved.
ステップＳ３１０において、制御部１９は、所定の時間の経過後、又は処理室１０の内部が所定の圧力まで上昇した後、バルブ１８４を閉状態にするよう制御信号を送信する。バルブ１８４が制御信号を受信し、閉状態となり、加湿部２１が処理室１０の内部への加湿ガスの供給を停止する。このとき、処理室１０の内部の圧力が大気圧以上になると、処理室１０の内部のガスが外部に漏出するおそれがある。そのため、処理室１０の内部の圧力が大気圧よりも若干低い程度であることが望ましい。本実施形態では、加湿ガスの供給（ステップＳ３０９）を、酸素ガスの供給を停止（ステップＳ３０８）した後としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アルコールの供給（ステップＳ３０５）の前に加湿ガスを導入しても同様の効果が得られる。また、酸素ガスの供給（ステップＳ３０７）の前に加湿ガスを導入しても同様の効果が得られる。 In step S310, the control unit 19 transmits a control signal to close the valve 184 after a lapse of a predetermined time or after the inside of the processing chamber 10 has risen to a predetermined pressure. The valve 184 receives the control signal and enters the closed state, and the humidifying unit 21 stops the supply of the humidifying gas into the processing chamber 10. At this time, if the pressure inside the processing chamber 10 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, the gas inside the processing chamber 10 may leak to the outside. Therefore, it is desirable that the internal pressure of the processing chamber 10 be slightly lower than the atmospheric pressure. In the present embodiment, the humidifying gas is supplied (step S309) after the supply of oxygen gas is stopped (step S308), but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by introducing the humidifying gas before the supply of alcohol (step S305). The same effect can be obtained by introducing the humidifying gas before supplying the oxygen gas (step S307).
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る滅菌装置１について説明する。
[Third Embodiment]
The sterilization apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention will be described.
図６は、本発明の第３実施形態に係る滅菌装置１による滅菌処理を示す流れ図である。本発明の第３実施形態に係る滅菌装置１は、制御部１９が実行するプログラムを除けば、図１に示す第１実施形態と同じである。図３に示す第１実施形態の流れ図と同様にステップＳ３０１〜Ｓ３０８までを実行し、続いて処理室１０の内部を再度減圧（ステップＳ３１９）した後に、ステップＳ３２０において、制御部１９は、ステップＳ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程のサイクル数が設定された所定の回数に到達したか否かを判断する。制御部１９は、サイクル数がまだ設定された所定の回数に到達していないと判断した場合、ステップＳ３０５に戻り、アルコールを再び処理室内に供給させるよう制御信号を送信する。制御部１９は、サイクル数が設定された所定の回数に到達するまで、ステップＳ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程を繰り返すようバルブ１８１〜１８３を制御する。制御部１９は、サイクル数が設定された所定の回数に到達したと判断した場合、Ｓ３０５〜Ｓ３１５の滅菌工程を終了させ、ステップＳ３２１に進む。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。なお、本実施形態は加湿部２１を含む第２実施形態にも適用できる。このように滅菌工程を複数回繰り返すことにより、被処理物１２１に対する活性種の浸透性を高めることができる。特に、被処理物１２１が試験管の様な中空形状やデッドエンド部を有する場合に効果的である。 FIG. 6 is a flow chart showing a sterilization process by the sterilization apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. The sterilizer 1 according to the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 except for the program executed by the control unit 19. Similar to the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 3, steps S301 to S308 are executed, and then the inside of the processing chamber 10 is depressurized again (step S319), and then in step S320, the control unit 19 causes the controller 19 to execute step S305. It is determined whether or not the number of cycles of the sterilization step of S315 has reached a set predetermined number. When the control unit 19 determines that the number of cycles has not reached the set predetermined number of times, the control unit 19 returns to step S305 and transmits a control signal to supply alcohol again to the processing chamber. The control unit 19 controls the valves 181 to 183 so as to repeat the sterilization process of steps S305 to S315 until the number of cycles reaches the set predetermined number. When the control unit 19 determines that the number of cycles has reached the set predetermined number of times, the control unit 19 ends the sterilization process of S305 to S315, and proceeds to step S321. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description of the overlapping portions will be omitted. The present embodiment can also be applied to the second embodiment including the humidifying section 21. By thus repeating the sterilization process a plurality of times, it is possible to enhance the permeability of the active species into the object to be treated 121. In particular, it is effective when the object 121 to be processed has a hollow shape like a test tube or a dead end portion.
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る処理室８１及び８２を備える滅菌装置８について説明する。
[Fourth Embodiment]
The sterilizer 8 including the processing chambers 81 and 82 according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
図７は、本発明の第４実施形態に係る滅菌装置８の模式図である。本実施形態に係る滅菌装置８は、第１実施形態に係る滅菌装置１の処理室１０が、処理室８１、８２に分かれた点、及びそれに関連して配管１７５〜１７７、バルブ１８５〜１８７を追加して備える点を除き、第１実施形態と同じである。処理室８１は、紫外線発光部（ランプ）１０３を有し、アルコール供給部１４及び酸素ガス供給部１５からアルコール及び酸素ガスが供給される。これらのガスと紫外線発光部（ランプ）１０３から照射される紫外線とが反応し、処理室８１には活性種が生成される。処理室８２は、処理台１０１、送風ファン１０２を備え、処理室８１と配管１７５を介して接続され、減圧部１２と配管１７６を介して接続され、酸素ガス供給部１５と配管１７７を介して接続されている。 FIG. 7 is a schematic diagram of the sterilizer 8 according to the fourth embodiment of the present invention. In the sterilizer 8 according to the present embodiment, the processing chamber 10 of the sterilizer 1 according to the first embodiment is divided into processing chambers 81 and 82, and in connection therewith, pipes 175 to 177 and valves 185 to 187 are provided. It is the same as the first embodiment except that it is additionally provided. The processing chamber 81 has an ultraviolet light emitting unit (lamp) 103, and alcohol and oxygen gas are supplied from the alcohol supply unit 14 and the oxygen gas supply unit 15. These gases react with the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet ray emitting section (lamp) 103 to generate active species in the processing chamber 81. The processing chamber 82 includes a processing table 101 and a blower fan 102, is connected to the processing chamber 81 via a pipe 175, is connected to the decompression unit 12 via a pipe 176, and is connected to the oxygen gas supply unit 15 and a pipe 177. It is connected.
バルブ１８５は、処理室８１と処理室８２との間に設けられ、配管１７５の流路を開閉する。バルブ１８５は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８１において生成された活性種が処理室８２に供給される。バルブ１８６は、処理室８２と減圧部１２との間に設けられ、配管１７６の流路を開閉する。バルブ１８６は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８２の内部を減圧する。バルブ１８７は、処理室８２と酸素ガス供給部１５との間に設けられ、配管１７７の流路を開閉する。バルブ１８７は、制御部１９からの制御信号を受信し、開状態となり、処理室８２の内部に酸素ガスを供給する。その他の構成は第１実施形態と同一である。従って、重複する箇所についての説明を省略する。なお、本実施形態は加湿部２１を含む第２実施形態及び滅菌工程を繰り返す第３実施形態にも適用できる。 The valve 185 is provided between the processing chamber 81 and the processing chamber 82, and opens and closes the flow path of the pipe 175. The valve 185 receives the control signal from the control unit 19 and is in the open state, and the active species generated in the processing chamber 81 is supplied to the processing chamber 82. The valve 186 is provided between the processing chamber 82 and the decompression unit 12, and opens and closes the flow path of the pipe 176. The valve 186 receives the control signal from the control unit 19 and is opened to depressurize the inside of the processing chamber 82. The valve 187 is provided between the processing chamber 82 and the oxygen gas supply unit 15, and opens and closes the flow path of the pipe 177. The valve 187 receives the control signal from the control unit 19 and is opened to supply oxygen gas into the processing chamber 82. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description of the overlapping portions will be omitted. The present embodiment can be applied to the second embodiment including the humidifying section 21 and the third embodiment in which the sterilization process is repeated.
このように構成することで、活性種を被処理物１２１の載置されている処理室８２とは別の処理室８１に貯留させることができる。即ち、減圧部１２は滅菌処理の間に処理室８２のみを減圧し、一方処理室８１内では活性種を継続的に生成及び貯留することができ、さらに効率的に滅菌処理を行うことができる。また、滅菌処理後の被処理物１２１を取り出す際でも、処理室８１内で生成した活性種を排気する必要が無く貯留させておくことができる。即ち、排気する必要のある活性種は処理室８２の内部に存在するガスのみであり、生成した全ての活性種を排気する必要が無くなる。従って、有毒である活性種の排出が削減され、使用されるアルコール及び酸素ガスの量も削減されるため、より低コストで滅菌処理を実現できる。 With this configuration, the active species can be stored in the processing chamber 81 different from the processing chamber 82 in which the object to be processed 121 is placed. That is, the decompression unit 12 decompresses only the processing chamber 82 during the sterilization process, while the active species can be continuously generated and stored in the processing chamber 81, and the sterilization process can be performed more efficiently. .. Further, even when the object 121 to be treated after the sterilization treatment is taken out, the active species generated in the treatment chamber 81 can be stored without the need of exhausting. That is, the active species that need to be exhausted are only the gas existing inside the processing chamber 82, and it is not necessary to exhaust all the generated active species. Therefore, the emission of toxic active species is reduced, and the amounts of alcohol and oxygen gas used are also reduced, so that the sterilization process can be realized at a lower cost.
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。下記の実施例は、本発明の最良な実施形態の一例であり、本発明の実施形態１に対応するものであるが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following example is an example of the best mode of the present invention and corresponds to the first embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
［実施例１］
滅菌装置（容量９０Ｌｉｔｅｒ、実処理容量４５Ｌｉｔｅｒ、低圧水銀ランプＱＧＬ−２００Ｇ４灯搭載）内部に滅菌評価用の指標菌・バイオロジカルインジケータ（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｓ芽胞、ＡＴＣＣ＃７９５３、初発菌数２×１０６ＣＦＵ（コロニーフォーミングユニット）、商品名ＡＰＥＸ ＤＩＳＣ、Ｍｅｓａｌａｂｓ社製）を滅菌袋にヒートシールした二重包装状態で配置し、前面扉を閉めた状態で、装置附属の真空ポンプで処理室内（槽内）を所定圧力（１００Ｐａ以下）まで真空排気した。なお、指標菌であるＧｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｓ芽胞は、エタノールに強い耐性を有する。その後、低圧水銀ランプ４灯を点灯、酸素ガスを流量５０Ｌｉｔｅｒ／ｍｉｎで導入するとともに、エタノール（関東化学、鹿特級、純度９９．５％）１０ｍｌを添加、９５ｋＰａ台で酸素ガスの供給を停止し、１５分間そのまま放置することで滅菌処理を行った。
上記滅菌処理時の処理室内（槽内）の温度、ならびに処理室内（槽内）の圧力の推移を図８に示した。低圧水銀ランプからの輻射熱により処理室内（槽内）の温度は室温からやや上昇するものの、滅菌装置の処理室内（槽内）には冷却ファンが具備されており、最大でも５０℃未満に保持されていた。
滅菌処理後、副生成物（オゾン、アルデヒド類）を分解除去する目的で、装置附属のオゾン分解ランプ（ＱＧＬ−９０Ｕ−３、岩崎電気）を点灯、所定時間待機した後、再び真空チャンバー内をドライ真空ポンプで排気、大気ベントしてバイオロジカルインジケータを取り出した。なお、バイオロジカルインジケータの取り出しの際に、わずかな酢臭が確認されたが、アルデヒドの独特の臭気が確認されなかったことから、前記オゾン分解ランプの照射により、発生したホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド等のアルデヒドは、そのほとんどが酸へ酸化されるか、分解されたと考えられる。
[Example 1]
A sterilizer (capacity 90 liters, actual processing capacity 45 liters, low-pressure mercury lamp QGL-200G 4 lights mounted) inside the indicator bacterium/biological indicator for sterilization evaluation (Geobacillus stearothermophilis spores, ATCC #7953, initial number of bacteria 2×10 6 CFU ( Colony forming unit), trade name APEX DISC, manufactured by Mesalabs Co., Ltd.) are placed in a double-packed state in which they are heat-sealed in a sterilization bag, and the front chamber is closed with the vacuum pump attached to the equipment inside the processing chamber (tank). It was evacuated to a predetermined pressure (100 Pa or less). In addition, Geobacillus stearothermophilis spores, which are the indicator bacteria, have strong resistance to ethanol. After that, 4 low-pressure mercury lamps were turned on, oxygen gas was introduced at a flow rate of 50 Liter/min, 10 ml of ethanol (Kanto Kagaku, deer grade, purity 99.5%) was added, and the supply of oxygen gas was stopped at the level of 95 kPa. The sample was left to stand for 15 minutes for sterilization.
FIG. 8 shows changes in the temperature in the processing chamber (in the tank) and the pressure in the processing chamber (in the tank) during the sterilization process. Although the temperature in the processing chamber (inside the tank) rises slightly from room temperature due to radiant heat from the low-pressure mercury lamp, a cooling fan is provided in the processing chamber (inside the tank) of the sterilizer, and the temperature is kept below 50°C at the maximum. Was there.
After sterilization, the ozone decomposition lamp (QGL-90U-3, Iwasaki Denki) attached to the device was turned on for the purpose of decomposing and removing by-products (ozone, aldehydes), and after waiting for a predetermined time, the inside of the vacuum chamber was restarted. The biological indicator was taken out by exhausting with a dry vacuum pump and venting to the atmosphere. Although a slight vinegar odor was confirmed when the biological indicator was taken out, the peculiar odor of the aldehyde was not confirmed, so that the aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde generated by the irradiation of the ozone decomposition lamp were confirmed. Is thought to be mostly oxidized to acid or decomposed.
滅菌処理後のバイオロジカルインジケータを装置から取出し、滅菌水１０ｍｌ中に投入、十分撹拌し、超音波洗浄を３０分間行い、菌溶出液を得た。この菌溶出液全量をメンブレンフィルター（ポア径０．４５μｍ、アドバンテック製）で濾過、フィルターをＳＣＤ寒天培地上に置いた状態で、インキュベータ（温度５８℃）にて７２Ｈｒ以上、培養を行った。 The biological indicator after the sterilization treatment was taken out from the device, put into 10 ml of sterilized water, sufficiently stirred, and ultrasonically washed for 30 minutes to obtain a bacterial eluate. The total amount of this bacterial eluate was filtered with a membrane filter (pore diameter 0.45 μm, manufactured by Advantech), and the filter was placed on an SCD agar medium, and cultured in an incubator (temperature 58° C.) for 72 hours or more.
上記操作を３つのバイオロジカルインジケータに対して行った。その結果、菌生存を示すコロニーが検出されず、それぞれのバイオロジカルインジケータの指標菌が完全に滅菌されていることを確認した。 The above operation was performed on three biological indicators. As a result, no colonies showing bacterial survival were detected, and it was confirmed that the indicator bacteria of each biological indicator were completely sterilized.
［比較例１］
比較例１では、エタノールを導入しなかった以外、実施例１と同じ装置及び手順で滅菌処理を行い、培養評価を行った。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, sterilization was performed by the same apparatus and procedure as in Example 1 except that ethanol was not introduced, and culture evaluation was performed.
その結果、３つのバイオロジカルインジケータの指標菌由来のコロニーが発生した。バイオロジカルインジケータの初発菌数（２×１０６ＣＦＵ）に対して、１０３個程度の菌が生残し、滅菌は完全ではないことが示された。 As a result, colonies derived from the three indicator indicators of the biological indicators were generated. It was shown that about 10 3 bacteria survived with respect to the initial number of bacteria (2×10 6 CFU) of the biological indicator, and sterilization was not complete.
１、５、８ 滅菌装置
１０、８１、８２ 処理室
１２ 減圧部
１３ 排気ガス処理部
１４ アルコール供給部
１５ 酸素ガス供給部
１９ 制御部
２０ 測定部
２１ 加湿部
１０２ 送風ファン
１０３ 紫外線発光部（ランプ）
１２１ 被処理物
１２２ 滅菌袋
１６１、１６２ マスフローコントローラ
１７１〜１７７ 配管
１８１〜１８７ バルブ
1, 5, 8 Sterilizer 10, 81, 82 Processing chamber 12 Decompression unit 13 Exhaust gas processing unit 14 Alcohol supply unit 15 Oxygen gas supply unit 19 Control unit 20 Measuring unit 21 Humidification unit 102 Blower fan 103 Ultraviolet light emitting unit (lamp)
121 Object to be processed 122 Sterilization bags 161, 162 Mass flow controllers 171-177 Pipes 181-187 Valves
Claims (11)
前記第１の処理室及び前記第２の処理室の内部を減圧する減圧手段と、
前記第１の処理室の内部に気化又は霧化したアルコールを供給するアルコール供給手段と、
紫外線を前記第１の処理室内の酸素ガス及び前記アルコールの混合気体に照射する紫外照射手段と、
を備える、滅菌装置であって
前記第２の処理室に被処理物を収容すること、及び
前記流路がバルブを有することを特徴とする、滅菌装置。 A first processing chamber and a second processing chamber connected by a flow path ,
Pressure reducing means for reducing the pressure inside the first processing chamber and the second processing chamber,
Alcohol supply means for supplying vaporized or atomized alcohol to the inside of the first processing chamber;
Ultraviolet irradiation means for irradiating the mixed gas of oxygen gas and alcohol in the first processing chamber with ultraviolet rays;
The comprising, a sterilization apparatus
Accommodating an object to be processed in the second processing chamber, and
A sterilizer, wherein the flow path has a valve .
前記アルコールの供給の前又は後に、前記酸素ガス供給手段による前記酸素ガスの供給を実行させる制御手段をさらに備える、請求項１に記載の滅菌装置。 Further comprising an oxygen gas supply means for supplying the oxygen gas into the processing chamber,
The sterilizer according to claim 1, further comprising a control unit that causes the oxygen gas supply unit to supply the oxygen gas before or after the supply of the alcohol.
前記制御手段は、前記アルコールの供給の前又は後に、前記加湿ガス供給手段による前記加湿ガスの供給を実行させる、請求項２に記載の滅菌装置。 Further comprising a humidified gas supply means for supplying a humidified gas into the processing chamber,
The sterilizer according to claim 2, wherein the control unit causes the humidified gas supply unit to supply the humidified gas before or after the supply of the alcohol.
前記第２の処理室とバルブを有する閉状態の流路で接続された第１の処理室及び前記第２の処理室の内部を減圧する第２のステップと、
前記第１の処理室の内部にアルコールを供給する第３のステップと、
前記第１の処理室の内部に酸素ガスを供給する第４のステップと、
前記第１の処理室に紫外線を照射し活性種を発生させる第５のステップと、
前記バルブにより前記流路を開状態とし、前記活性種を前記第１の処理室から前記第２の処理室へ供給する第６のステップと、
を備え、
前記第２のステップから前記第６のステップを少なくとも１回繰り返す、滅菌方法。 A first step of accommodating an object to be processed in a second processing chamber;
A second step of decompressing the inside of the first processing chamber and the second processing chamber, which are connected to the second processing chamber by a closed flow path having a valve ,
A third step of supplying alcohol into the first processing chamber,
A fourth step of supplying oxygen gas into the first processing chamber;
A fifth step of irradiating the first processing chamber with ultraviolet rays to generate active species ;
A sixth step of opening the flow path by the valve and supplying the active species from the first processing chamber to the second processing chamber;
Equipped with
A sterilization method, wherein the second step to the sixth step are repeated at least once .
前記第２の処理室へ酸素を供給するステップと、 Supplying oxygen to the second processing chamber;
前記被処理物を前記第２の処理室から取り出すステップと、 Removing the object to be processed from the second processing chamber;
をさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の滅菌方法。The sterilization method according to claim 8, further comprising:
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