KR100841117B1 - 소독 또는 살균 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소독 또는 살균 방법에 관한 것이다. 소독될 물질이 수용기에 투입되고 수용기가 밀폐된다. 이어서, 밀폐된 수용기가 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에 가열된다. 이 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력은 가열 중에 물질의 표면에서 자연적으로 흡수 또는 형성되는 물과 라디칼을 증발시켜 얻는다.

소독, 살균, 수용기, 필터매체, 의료폐기물, 세면기.

Description

소독 또는 살균 방법 {DISINFECTION OR STERLISATION METHOD}

본 발명은 물질을 소독하고 살균하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 특히 의료폐기물을 소독하고 살균하는데 적합하다. 또한 본 발명은 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

물질을 소독하기 위한 여러 가지 방법은 이미 공지되어 있다. 이러한 방법들의 예는 화학소독, 방사선소독, 열소독 또는 열파괴에 기초하는 방법들이다. 그러나, 이들 방법에는 여러 가지 문제점이 있다.
화학소독 또는 살균은 세균의 내성이 점점 커지고 소독될 물질 내에 소독제의 양호한 침투가 보장될 수 없는 경우(예를 들어, 주사바늘이 혈액에 의하여 막히는 경우)가 있어 아주 급격히 그 한계에 이르게 된 방법이다.
방사선에 의한 소독 또는 살균도 의료폐기물과 같은 물질을 처리하는데 알려져 있다. 그러나, 이러한 방법은 투자비용이 많이 소요되는 고가의 기술이다.
열소독 또는 살균 방법은 예를 들어 외과용 메스나 기타 외과용 기구를 처리하는데 매우 효과적인 기술이다. 그러나 이는 의료폐기물과 같은 다른 물질들의 처리에 있어서는 동일한 효과를 얻을 수 없다.
예를 들어 열소독은 소각기 또는 소각로에서 수행된다. 이러한 기술은 배출가스기준, 특히 다이옥신 배출기준을 고려하여야 하는 매우 규모가 크고 비용이 많이 드는 시설을 필요로 한다. 더욱이, 이러한 기술은 소독되어야 하는 물질을 아주 소각하여 없애 버리는 것이지 처리하는 것은 아니다.
오늘날, 예를 들어 기구의 표면과 같은 금속면의 소독은 가습가열(오토클레이브)이 주종을 이루고 있으며 이를 예를 들어 의료폐기물과 같은 다른 분야에 적용코자 하였으나 무위에 그쳤다. 외과기구의 소독인 경우에는 양호한 결과를 얻었다. 오염물의 감소는 오토클레이브에서 외과기구를 소독함으로써 6 Log 이상 줄일 수 있음이 확인되었다. 면과 같은 다른 물질을 소독하는 경우 실질적으로 소독레벨은 매우 낮았다.
실제로 셀룰로우즈, 유리섬유 또는 스테인레스 스틸 섬유로 된 물질을 철저히 소독하기 위하여서는 모든 부분에 열과 증기가 도달할 수 있도록 하는 노력이 필요하다. 대부분의 경우, 이는 오토클레이브에서 폐기물을 잘게 절단하고 혼합하여 이루어지고 있다. 그러나, 오염되기 쉬운 물질의 다양성과 이로 인한 비열과 열전도율의 차이가 열전달이 분산되도록 한다. 예를 들어 금속은 셀룰로우즈 보다는 수증기응축에 의하여 보다 신속히 가열될 것이다. 따라서, 마이크로웨이브 또는 고주파가열과 같은 부가적인 가열을 가하고자 시도하였으나 폐기물은 전기적 특성이 크게 달라 열전도가 균일하게 이루어지지 않는다. 실제로, 세균으로 오염된 물질을 소독하기 위하여 실험적인 과정에서 그 효율성을 입증하기 위해 오토클레이브에 의한 다양한 공정이 시행되었으나 물질들의 이질성이 크고 전체 폐기물의 균일한 처리가 이루어질 수 없다는 것이 확인되었다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 선행기술의 결점을 피할 수 있는 물질의 소독과 살균 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 저비용의 고효율로 소독하는 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 물질, 특히 의료폐기물을 소독하는 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 관점에 따르면 하나의 소독 또는 살균 방법이 제공된다.
본 발명의 방법은 다음의 단계들로 구성된다.
- 소독될 물질을 수용하기 위한 수용기를 제공하는 단계. 이 수용기는 오염가능면 S_c를 갖는다. 이 오염가능면 S_c는 예를 들어 소독될 물질이 수용기에 도입될 때 이 물질과 접촉될 수 있는 내면의 일부로서 간주될 수 있다. 또한 이 수용기는 이를 기밀하게 밀폐하기 위한 수단을 구비한다. 밀폐되었을 때 수용기는 오염가능면 S_c과 면적이 같거나 그 보다 더 넓은 내면 S_i를 갖는다.
- 상기 수용기를 기밀하게 밀폐하는 단계.
- 상기 밀폐된 수용기를 가열함으로써 상기 내면 S_i와 상기 물질이 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에서 가열되는 단계.
수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력이 소독될 물질의 면과 내면 S_i 중 하나 이상의 면에서 자연적으로 흡수되거나 형성된 물과 라디칼을 증발시킴으로써 얻는다. 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력은 1 바 보다 더 높은 것, 예를 들어 2 바 또는 3.4 바인 것이 바람직하다. 라디칼은 수산기(OH) 라디칼이 바람직하다. OH 라디칼은 반응성이 큰 자유라디칼로서 알려져 있고 각종 미생물을 죽이고 각종 휘발성 유기화합물을 분해시킬 수 있는 강력한 산화제로서 알려져 있다. 라디칼은 CO 라디칼을 포함하는 것도 가능하다.
소독될 물질은 수용기에 넣을 수만 있다면 어떠한 물질이라도 바람직하다. 예를 들어 이러한 물질의 예로서는 의료폐기물, 외과기구 또는 식품포장물 등이 있다. 또한 소독될 물질은 수용기 자체의 일부일 수 있다. 예를 들어 이는 수용기의 내면 또는 그 내면의 일부일 수 있다.
이러한 물질과 면 S_i가 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에서 가열되므로 이들이 동일하게 처리되고 소독된다. 수용기의 내면을 소독하는 것은 처리후 소독된 물질의 재오염 가능성을 방지하거나 또는 수용기 내에 도입되는 물질의 오염을 방지하는데 중요하다.
바람직한 하나의 방법에서, 물과 라디칼 압력은 가열 전에 소독될 물질의 주위와 내부에서 실질적으로 모든 공기와 자유 공간을 제거하여 상기 물질의 표면에서 자연적으로 흡수되거나 형성된 물과 라디칼이 충분하여 상기 물질의 가열 도중에 포화된 수증기압 또는 실질적으로 포화된 수증기압을 얻음으로써 확보된다. 실질적으로 포화된 수증기압이라 함은 포화된 수증기압의 적어도 90 %인 압력을 의미한다.
포화된 수증기압이 바람직하다. 그러나, 실제로 이러한 압력에 이르기는 어렵다. 본 발명에 의해 실질적으로 포화된 수증기압으로 양호한 소독 및 살균이 이루어질 수 있음이 입증되었다.
다음의 예는 포화증기압과 실질적으로 포화된 증기압이라는 용어를 더욱 명확히 밝혀준다.
공기체적이 V_a이고 온도가 25 ℃인 오토클레이브에서 공기가 134 ℃까지 가열될 때, 체적 V_a의 압력 P_a는 다음과 같다:

가열 전, 0.2 바의 진공은 이러한 공기의 체적을 그 체적 V_a의 1/5 까지 감소될 수 있도록 한다. 이는 이와 같이 체적이 감소된 공기의 압력이 1.37/5=0.27 바가 될 것임을 의미한다. 134 ℃에서, 포화된 수증기압의 압력은 통상 3 바이다. 따라서, 체적 V_a에서 수증기압력은 P_s= 3-0.27=2.73 바가 될 것이다. 이는 포화된 수증기압의 약 90 %(2.73/3)이며 실질적으로 포화된 수증기압이다.
대기조건하에서 모든 물질은 이들의 표면에서 소량의 물을 흡수하는 것이 알려져 있으며 이러한 물은 물질과의 상호작용으로 인해 부분적으로는 라디칼 형태를 한 상태로 나타나는 것으로 알려져 있다. 물질이 섬유 또는 입자물질을 포함하는 경우 물질의 표면과 물질의 기공 중 하나 이상에서 물과 OH 라디칼과 같은 라디칼이 증기의 형태하에 정연히 존재하도록 하기 위하여, 소독 또는 살균될 물질의 주위와 내부에서 모든 공기와 자유공간을 실질적으로 제거하는 것이 바람직하다. 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 실질적으로 제거한다는 것은 공기와 자유공간이 제거되어 포화 또는 실질적으로 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력을 얻을 수 있음을 의미한다. 실제로 이는 소독될 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간의 체적이 물질의 전체 체적의 20 % 미만, 바람직하게 10 % 미만임을 의미한다. 더욱 바람직하게는, 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간의 체적이 상기 물질의 전체 체적의 5 % 미만, 예를 들어 2 % 미만인 것이다. 소독될 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거 또는 실질적으로 제거함으로써, 이 물질의 표면 또는 기공구조물 내에서 흡수되거나 자연적으로 형성된 물과 OH 라디칼은, 이들이 100 ℃ 이상의 온도로 가열되는 과정을 통해 완전히 또는 부분적으로 증발될 때, 최종적으로는 아주 조그만하게 남게 되는 체적 내에 상당히 집결하게 되어 상기 수증기 또는 라디칼과 세균은 만나게 될 가능성이 아주 높다. 이러한 라디칼함유 수증기의 작용은 세균을 박멸하는데 매우 효과적이다.
소독될 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거 또는 실질적으로 제거하는 것은 서로 다른 여러 방법에 의하여 이루어질 수 있다.
물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거할 수 있는 한 가지 방법은 상기 물질을 포함하는 수용기의 체적을 줄이는 것과 소독될 상기 물질을 압축하는 것 중 하나 이상을 행하는 것이다.
또한 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거하는 것은 수용기 내로 액체와 같은 물질을 주입하여 이루어질 수 있다. 수용기 내로 주입하기에 적당한 물질의 예로서는 미네랄 오일과 실리콘과 같은 오일이 있다.
물질의 주위와 내부의 공기는 필터매체를 통하여 배기되는 것이 바람직하다. 더욱이, 물질의 주위와 내부의 공기는 금속섬유를 포함하는 필터매체를 통하여 배기되는 것이 바람직하다. 금속섬유를 포함하는 필터매체는 높은 필터효율을 보인다. 더욱이, 금속섬유를 포함하는 필터매체는 비표면적이 높아 많은 양의 물과 라디칼이 흡수될 수 있다. 물과 라디칼은 필터매체의 표면에서 흡수될 뿐만 아니라 필터매체의 기공구조물 내에서도 흡수된다. 따라서, 금속섬유를 포함하는 필터매체를 이용함으로써 요구된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력을 더욱 용이하게 얻을 수 있다.
수용기는 예를 들어 밸브를 폐쇄함으로써 기밀하게 폐쇄될 수 있다. 수용기내의 압력은 예를 들어 가열단계전에 수용기의 체적을 약간 증가시킴으로써 약간 감소되게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 압력을 약간 낮춤으로써 이후의 가열단계 중에 포화 또는 실질적으로 포화된 증기압과 같은 증기압을 용이하게 얻을 수 있다.
소독될 물질과 수용기의 내면 S_i은 100 ℃ 이상의 온도까지 가열된다. 온도는 100~250 ℃가 바람직하며, 134~150 ℃, 예를 들어 138 ℃인 것이 더욱 바람직하다.
가열은 공지의 방법으로 수행될 수 있으며 예를 들어 이러한 가열은 하나 이상의 전기저항기, 유체열교환기, 고주파가열기 또는 이들의 조합에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 언급된 표면 둘레의 공기 및 잔류공간이 최소한으로 감소됨에 따라, 소독될 물질의 표면에 자연적으로 흡수되거나 또는 형성되는 물과 OH 라디칼과 같은 라디칼은 포화된 수증기압하에서 확실히 소독될 수 있게 하는데 충분하다.
금속으로 된 물질은 물과 라디칼을 용이하게 흡수한다. 따라서, 이러한 물질은 소독하기가 쉽다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 다른 물질을 소독하는데에도 이용될 수 있음이 입증되었다. 예를 들어 건조된 면(綿)은 kg당 수 그램의 물을 함유한다. 압축과 소독후에 상기 면의 90 %에서는 이러한 면의 kg 당 공기의 양이 0.1 리터 정도만 남는다. 145 ℃에서 포화증기압이 4.2 바 정도인 것으로 알려져 있으므로 포화증기압을 얻기 위하여서는 0.1/22.4*18/4.2*(273+145)/273=0.03 g의 물이 필요하다. 따라서 건조된 면이라 하더라도 수 그램의 물을 함유하고 있어 양호한 조건하에 소독될 수 있다. 더욱이, 부분적으로 흡수된 물은 OH형의 라디칼 형태하에 부분적으로 나타나는 것이다. OH 라디칼은 매우 공격적인 라디칼로서 알려져 있으며 단백질구조와 세균을 용이하게 파괴해 버린다.
오토클레이브에서는, 소독될 물질의 주위의 공간이 너무 커서 라디칼이 세균과 만날 확률이 적으므로 이들 OH 라디칼은 동일한 효과를 얻을 수 있도록 반응할 수 없다. 본 발명에 있어서는 오토클레이브가 외과기구를 살균처리하는데 성공적으로 사용될 수 있다. 본 발명에 비추어 볼 때 이는 외과기구가 금속면을 포함하고 이에 살균될 세균이 묻어 있으며 금속면이 수증기와 라디칼을 더욱 용이하게 흡수하므로 설명될 수 있는 것이다.
면과 같이 낮은 열용량, 즉 낮은 단열효과를 갖는 물질이 오토클레이브에서 소독될 때, 문제는 매우 크다. 이러한 경우에 있어서, 물질이 증기가 응축될 넓은 금속공간 내에 배치되므로 수증기 또는 라디칼은 소독될 물질과 만날 기회가 거의 없다. 또한, 물질은 대형 붕대와 같이 부피가 큰 물질이어서 그 결과 물 또는 라디칼이 상기 물질 내로 침투하기가 어렵다는 점이다.
본 발명에 있어서는 반대로 공기와 자유공간의 제거 또는 실질적인 제거후에 남게 되는 공간이 매우 적어 상호작용의 가능성이 아주 크다. 이는 왜 본 발명에 따른 장치에 의하여 얻는 결과가 이례적이어서 오토클레이브에 의하여 얻을 수 있는 결과보다 수 백만배 양호한 13 Log에 달할 수 있는지에 대한 설명이 될 수 있다.
상기 언급된 방법은 모든 종류의 물질의 소독과 살균에 적합하다. 이는 절연물질 또는 전도성 물질, 건조물질 또는 가습된 물질 등을 소독하는데 이용될 수 있다. 소독될 물질의 예로서는 면, 금속 및 플라스틱이 있다. 특히 본 발명의 방법은 의료폐기물의 소독에 적합하다. 이는 또한 외과기구, 세면기 또는 바닥면을 소독하는데 이용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법은 식품포장물 또는 플라스틱, 예를 들어 선박의 갑판을 소독하는데 적용될 수 있다.
본 발명의 두 번째 양상에 따르면, 물질을 소독하는 방법을 수행하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 소독될 물질을 수용하는 수용기를 포함한다. 이 수용기는 오염가능면 S_c를 갖는다. 이 수용기는 상기 물질의 외측둘레와 내측의 공기와 자유공간을 제거하기 위한 수단을 구비하고 수용기를 기밀하게 밀폐하기 위한 수단을 구비한다. 밀폐되었을 때 수용기는 오염가능면 S_c과 면적이 같거나 그 보다 면적이 더 넓은 내면 S_i를 갖는다.
또한 수용기는 포화 또는 실질적으로 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에서 상기 물질과 수용기의 내면 S_i를 가열하기 위한 수단을 구비한다.
본 발명의 장치는 소독될 물질을 포함하는 수용기를 포함한다. 이 수용기는 변형가능하거나 변형되지 않는 것일 수 있다.
소독될 물질은 수용기에 넣을 수만 있다면 의료폐기물, 외과기구 또는 식품포장물 등 어떠한 물질이라도 바람직하다. 또한 소독될 물질은 수용기의 일부일 수 있는데 상기 수용기 내에서 소독과정이 수행된다. 예를 들어 이는 수용기의 내면 또는 그 내면의 일부를 포함 할 수 있다.
수용기는 이 수용기를 기밀하게 밀폐하기 위한 수단을 구비하고 소독될 물질의 주위와 내부의 공기를 제거하기 위한 수단을 구비한다.
공기를 제거하기 위한 수단은 예를 들어 수용기의 체적을 감소시키는 수단과 소독될 물질을 압축하기 위한 수단 중 하나 이상의 수단을 포함한다. 이들 수단은 예를 들어 피스턴 롯드에 의하여 작동될 수 있는 피스턴을 포함할 수 있다. 소독될 물질의 주위와 내부의 공기는 수용기의 공간 내에 꼭 맞는 물체와 소독될 물질을 완전히 감싸는 물체 중 하나 이상의 물체의 의해 수용기를 폐쇄함으로써 제거될 수 있다.
소독될 물질의 주위와 내부의 공기와 자유공간을 제거하는 다른 방법은 수용기 내로 오일 또는 실리콘과 같은 물질을 주입하는 것이다.
소독될 물질을 가열하기 위한 수단은 소독될 물질과 수용기의 내면 S_i를 100 ℃ 보다 더 높은 온도로 가열할 수 있게 한다. 상기 물질은 100~250 ℃ 사이의 온도까지 가열되는 것이 바람직하고, 134~150 ℃, 예를 들어 138 ℃의 온도까지 가열되는 것이 더욱 바람직하다.
가열은 당해 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 것이라면 그 어떤 방법으로도 수행될 수 있다. 예를 들어 가열수단은 하나 이상의 전기저항기, 유체열교환기, 고주파가열기 또는 이들의 조합을 포함한다. 가열은 예를 들어 수용기를 가열하여 이에 의하여 의료폐기물이 가열되도록 하는 간접가열일 수 있다. 또한, 의료폐기물을 직접가열할 수도 있다.
예를 들어 간접가열은 수용기의 외면에 배치된 전지저항기에 의하여, 수용기의 외면에 배치된 열전도성 액체를 포함하는 열교환회로에 의하여, 또는 수용기가 금속인 경우 수용기 내에 전류를 흘리는 것에 의하여 실현될 수 있다.
예를 들어 직접가열은 물질이 금속으로 되어 있는 경우 이에 전류를 흘려 실현될 수 있다. 전류는 전기적인 전도, 유도 또는 전기용량에 의하여 발생될 수 있다. 또한, 직접가열은 소독될 물질이 유전손실을 보이는 경우 전자기장(마이크로웨이브 또는 고주파)을 가하여 실현될 수 있다.
또한 수용기의 체적을 줄이기 위한 수단과 피스턴과 같이 물질을 압축하기 위한 수단 중 하나 이상의 수단이 소독될 물질을 가열하기 위한 수단을 구비할 수 있다.
열처리시간은 1~60 분 사이가 바람직하다. 이러한 열처리시간은 온도에 따라서 달라질 수 있음이 명백하다. 열처리는 20 분 동안 138 ℃의 온도로 가열하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
더욱이, 열처리온도는 요구된 형태의 소독과 감염원의 특성에 따라서 달라질 수 있다.
- 식품포장물과 같은 비병원성 물질의 경우, 온도는 15 분 동안 121 ℃로 유지될 수 있다.
- 수술실의 폐기물 또는 에어필터와 같은 병원성 물질의 경우, 온도는 20 분 동안 138 ℃로 유지될 수 있다.
- 단시간에 걸친 단순한 소독과 상당히 광범위한 소독 중 하나 이상의 소독인 경우, 온도는 1 분 동안 180 ℃~200 ℃로 유지될 수 있다.
또한, 수용기에는 필터매체와 밸브가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
필터매체는 소독될 물질을 압축하는 동안에 방출되는 기체를 여과한다. 이 필터매체는 소결된 부직금속섬유 웨브를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면 필터매체에 사용된 금속섬유는 통상적인 금속 또는 금속합금으로 구성될 수 있다. 이와 같이 사용될 수 있는 합금은 스테인레스 스틸 316L과 같은 스테인레스 스틸, Hastelloy^®, Inconel^®, Nichrome^®, Alloy HR 등이 있다.
필터매체의 섬유는 1~22 ㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 이러한 금속섬유가 1~10 ㎛, 예를 들어 2 ㎛ 또는 5 ㎛의 직경을 갖는 것이다.
필터매체로서의 소결된 부직금속섬유 웨브는 낮은 압력강하 및 높은 필터효율의 특징을 갖는다. 더욱이, 필터매체는 큰 비표면적(1㎡ 의 필터에 대하여 약 600 ㎡)을 갖는다. 이와 같이 비표면적이 크므로 많은 양의 물과 라디칼이 흡수될 수 있고 요구된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력을 더욱 용이하게 얻을 수 있다. 소결된 부직금속섬유 웨브는 두께가 얇아 체적이 적다. 그 결과로 소독될 물질의 내부와 주위의 공기와 자유공간이 매우 효과적으로 제거될 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 소독장치를 보이고 소독방법을 보 인 설명도.

도 2a와 도 2b는 세면기를 소독하는 것을 보인 설명도.

본 발명에 따른 장치를 이용하는 소독방법이 도 1a, 도 1b 및 도 1c에서 상세히 설명된다. 본 발명의 방법은 특히 의료폐기물을 소독하는데 적합하다.
도 1a는 본 발명에 따른 장치를 보인 것으로, 소독될 물질이 투입될 수 있도록 개방상태에 있는 것을 보인 것이다. 도 1b는 압축(체적감소) 중에 있는 폐쇄상태의 장치를 보인 것이다. 도 1c는 가열단계 중에 있는 장치를 보인 것이다.
본 발명의 장치는 소독될 물질이 투입되는 수용기(2)로 구성된다. 이 수용기는 예를 들어 원통형이나 다른 형태일 수도 있다.
수용기에는 이 수용기 내주연에서 양단에 가스킷트(3)(12)가 구비되어 있다. 이들 가스킷트는 수용기가 기밀하게 폐쇄될 수 있도록 한다.
또한 수용기에는 피스턴(5)이 구비되어 있다. 이 피스턴은 수용기와 피스턴 사이에서 거의 제로의 중간공간을 남기도록 수용기의 직경과 거의 일치하는 직경을 갖는다. 피스턴의 길이는 가스킷트(3)가 항상 작용할 수 있도록 수용기의 길이보다 긴 것이 바람직하다. 가스킷트가 구비되어 있으므로 수용기는 피스턴이 어디에 위치하든 전 공정을 통하여 기밀하게 폐쇄된다. 이와 같이 함으로써 수용기의 내면은 소독해야 할 물질과 동일 조건에 있게 된다. 이는 소독해야 할 물질 뿐만 아니라 수용기의 내면이 소독될 수 있음을 의미한다.
피스턴(5)은 전기저항기 또는 열전도회로(도시하지 않았음)를 구비하며 피스턴 롯드(6)에 의하여 병진운동으로 이동될 수 있다.
수용기는 뚜껑(7)으로 덮힐 수 있다. 이 뚜껑(7)에는 전기저항기 또는 열전도회로(도시하지 않았음), 필터매체(9), 밸브(8) 및 액체검출기(도시하지 않았음)가 구비되어 있다.
상기 필터매체는 예를 들어 직경이 2 ㎛인 스테인 스틸 섬유로 구성되는 소결된 부직금속섬유 웨브가 바람직하다. 필터매체의 두께는 2 mm이다.
밸브(8)는 처리실에 대하여 필터매체(9)의 하류측에 배치되어 밸브(8)가 폐쇄되었을 때 필터매체(9)가 소독을 위하여 필요한 동일한 가습가열조건하에 놓이도록 한다.
의료폐기물을 소독하기 위한 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 방법은 다음의 단계를 포함한다:
- 폐기물질을 투입할 수 있는 충분한 공간을 제공하기 위하여 피스턴(5)을 후퇴시키는 단계(도 1a). 피스턴은 수용기(2)가 완전히 외부에 놓이지는 않는 상태로 후퇴된다.
- 수용기(2) 내에 의료폐기물(10)을 투입하는 단계. 의료폐기물은 수용기에 투입되기 전에 폴리머 백과 같은 백에 담긴다. 이러한 백은 복합폴리머를 포함하는 것이 바람직하며 예를 들어 폴리머백의 내부는 폴리에틸렌이고 외부는 폴리아미드를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리머백 내부의 폴리에틸렌은 의료폐기물과 양호한 접착이 이루어질 수 있도록 하고 의료폐기물이 압축되었을 때 그 형상을 그대로 유지할 수 있도록 한다. 폴리며백 외부의 폴리아미드는 이러한 백과 수용기의 내부가 강력히 접착되는 것을 방지한다. 오염된 물질을 투입함으로써 수용기의 내면이 오염될 수 있다. 근본적으로, 투입된 물질과 접촉하는 수용기의 전체 내면은 오염될 수 있다. 이와 같이 오염될 수 있는 면을 오염가능면 S_c라 하였다. 도 1a에서 보인 바와 같이, 이 오염가능면 S_c의 경계는 물질이 투입될 때 피스턴(5)의 위치에 의하여 결정된다. 이 오염가능면 S_c는 상부로부터 피스턴의 위치까지 수용기의 측면과 피스턴(5)의 표면으로 구성된다.
- 수용기(2)를 폐쇄하기 위하여 뚜껑(7)을 폐쇄하는 단계.
- 폐기물을 압축하도록 피스턴 롯드(6)에 의하여 피스턴(5)을 작동시키는 단계. 만약 소독될 물질이 의료폐기물과 같이 치밀한 구조로 되어 있지 않은 경우 압축압력은 1 바 이상일 것이며 최적한 소독을 위하여 그리고 거의 모든 공기와 자유공간을 제거하기 위하여 10~20 바 정도가 되는 것이 좋을 것이다. 뚜껑(7)의 밸브(8)는 필터매체(9)를 통하여 공기를 제거할 수 있도록 개방상태에 놓인다(도 1b). 피스턴 롯드(6)의 작용력은 피스턴 롯드(6)와 뚜껑의 잠금장치를 통하여 뚜껑(7)에 전달된다. 이와 같이 함으로써 보다 효과적인 2-축 압축이 이루어질 수 있도록 한다(수용기 2는 부동(floating)한다).
- 압축압력에 도달하였을 때, 예를 들어 1 초~2 분 사이의 시간동안 이러한 압력을 유지하는 단계. 이러한 시간은 공기가 완전히 배출되고 물질이 보다 양호한 상태로 압축상태를 유지할 수 있도록 10 초 보다 더 긴 것이 바람직하다(도 1c).
- 수용기를 기밀하게 밀폐하는 단계. 이는 밸브의 폐쇄와 전 과정 중에 작용하는 가스킷트(3)(12)에 의하여 이루어진다. 밀폐되었을 때 수용기의 내면 S_i는 오염가능면 S_c과 면적이 같거나 그보다 면적이 더 넓다. 도 1c에서 보인 바와 같이, 내면 S_i는 상부로부터 가스킷트(3)까지의 수용기의 측면과 피스턴(5)의 표면을 포함한다. 또한 피스턴의 측면이 면 S_i에 포함되는 것으로 간주될 수 있다.
- 또한 본 발명은 폐기물에 가하여지는 압력을 낮추고 가열과정 중에 보다 용이하게 포화된 수증기압에 이를 수 있도록 하는 진공을 생성하기 위하여 피스턴(5)을 수 밀리미터 후퇴시키는 단계를 포함한다. 이러한 단계는 압력이 처리영역에서는 이 처리영역에 대한 물리적인 팽창력 때문에 처리영역에서는 측정될 수 없게 됨에 따라 압축되는 피스턴 롯드(6) 상에서 측정되어야 하므로 바람직하다. 만약 피스턴이 폐기물 상에 놓여 있어야 하는 경우 한편으로는 피스턴 롯드(6)의 유압회로에서 145 ℃ 수증기의 영향을 받는 압력을 측정하는 것은 불가능하다. 다른 한편으로, 폐기물중 고체폐기물 및 액체의 팽창은 압력을 현저히 증가시켜 수증기의 영향만을 받는 압력을 측정하기 더 어렵게 한다. 액체가 소독될 물질 내에 존재하는 경우(이들 액체는 예를 들어 전극과 같은 액체검출기에 의하여 검출될 수 있다), 액체의 팽창계수가 고체의 팽창계수 보다 더 크므로 피스턴의 후퇴는 어느 정도 중요한 것이다.
- 소독될 물질을 가열하기 위하여 가열수단(12)에 의하여 피스턴(5)과 뚜껑(7)을 가열하는 단계.
- 처리온도가 예컨대 121~200 ℃, 바람직하게는 145 ℃의 온도에 이르렀을 때, 이 온도는 모든 폐기물이 동일한 온도에 이를 수 있도록 일정시간동안 유지된다(이 시간은 10 바에서 압축하는 경우와 압축되는 폐기물의 두께가 10 cm인 경우 15~120 분, 바람직하기로는 적어도 45 분이다). 이러한 가열단계 중에, 수용기에 투입된 폐기물과 수용기의 내면 S_i이 소독된다. 도 1c에서 보인 바와 같이, 처리영역에 대향하는 피스턴(4)의 면(10)과 특히 수용기(2)의 내면은 폐기물의 표면 및 가스킷트(3)에 의하여 수용기(2)와 피스턴(4)의 표면에 자연적으로 흡수되거나 형성된 물과 라디칼에 의해 동일한 한정공간 및 소독조건에 놓인다.
- 처리후에, 60 ℃로 냉각하면 완전히 안전한 방식으로 폐기물이 소거될 수 있다.
- 소독된 폐기물이 납작하게 압축된 평판형의 물체를 외부로 밀어내기 위하여 뚜껑(7)을 개방하고 피스턴(6)을 작동시키는 단계.
- 소독된 물질을 수용기로부터 빼내는 단계.
도 2는 세면기를 소독하는 방법을 보인 것이다. 도 2a는 세면기가 개방상태에 있음을 보이고 있으며, 도 2b는 세면기가 소독과정에 있음을 보인 것이다.
내면(22)을 갖는 세면기(21)에는 뚜껑(23)이 구비되어 있다. 이 뚜껑(23)에는 가열수단(25)이 구비되어 있다. 또한 세면기에는 가스킷트(27)가 구비되어 있다. 세면기의 내면(22)은 오염될 수 있으므로 소독되어야 한다. 제1단계에서, 세면기는 뚜껑에 의하여 세면기의 내부가 폐쇄된다. 뚜껑은 가능하면 세면기의 내부공간에 완벽하게 맞는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 뚜껑의 내면(24)과 세면기(22)의 내면 사이의 자유공간이 가능한 작아진다.
세면기(21)의 내면(22)을 소독하기 위하여, 뚜껑이 폐쇄되고 이 뚜껑과 세면기의 내면 사이의 공간으로부터 공기가 제거된다. 가스킷트에 의해 확실하게 세면기가 기밀하게 밀폐되어 수증기압과 라디칼 압력 중 하나 이상의 압력이 용이하게 생성된다. 이어서, 세면기(21)의 내면(22)이 가열수단(25)에 의하여 가열된다.
이상으로 설명된 세면기의 소독방법은 세면기가 화학적으로 소독되는 경우 세균의 내성이 높아지는 것을 방지하는데 중요한 이점을 갖는다. 이와 같이 본 발명은 특히 의료폐기물을 소독하고 살균하는데 적합한 소독방법과 장치를 제공한다.

Claims (23)

1. 물질을 소독 또는 살균하는 방법에 있어서,

   소독될 물질을 수용하고 오염될 수 있는 내면 S_c를 가지되, 기밀하게 밀폐하기 위한 수단을 구비하며 밀폐되었을 때 내면 S_c와 면적이 같거나 그 보다 면적이 더 넓은 내면 S_i를 갖는 수용기를 제공하는 단계와;

   상기 수용기를 기밀하게 밀폐하는 단계와,

   상기 밀폐된 수용기를 가열함으로써 상기 내면 S_i와 상기 물질이 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에서 또는 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력의 적어도 90%의 압력하에서 가열되고, 상기 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력은 상기 가열 전에 상기 물질의 외측둘레와 내측에서 실질적으로 모든 공기와 자유공간을 제거하고, 상기 가열 전에 상기 수용기 내부의 압력을 감소시키며, 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력이 상기 물질의 면과 상기 내면 S_i 중 하나 이상의 면에서 자연적으로 흡수되거나 형성된 물과 라디칼을 증발시킴으로써 얻어지는 단계를 포함하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 라디칼이 OH 라디칼, 또는 OH 라디칼과 CO 라디칼을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제거 후 상기 물질의 주위와 내부에서 상기 공기와 자유공간의 상기 체적이 상기 물질의 전체 체적의 20 % 보다 더 작은 물질의 소독 또는 살균 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 소독될 상기 물질이 상기 수용기에 투입되는 물질의 소독 또는 살균 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 물질이 상기 수용기에 투입되기 전에 백에 수집되는 물질의 소독 또는 살균 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 백이 복합 폴리머 백을 포함하고, 상기 백의 내부는 폴리에틸렌을 포함하며 상기 백의 외부는 폴리아미드를 포함함을 특징으로 하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간의 제거가 상기 수용기의 체적을 줄이고 소독될 물질을 압축함으로써 이루어지는 물질의 소독 또는 살균 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간의 제거가 상기 수용기 내로 물질을 주입하여 이루어지는 물질의 소독 또는 살균 방법.
12. 제1항에 있어서, 소독될 상기 물질이 의료폐기물을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
13. 제1항에 있어서, 소독될 상기 물질이 외과기구를 포함하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
14. 제1항에 있어서, 소독될 상기 물질이 세면기의 표면을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 방법.
15. 제1항에 따른 방법을 수행하기 위한 소독 또는 살균 장치에 있어서, 소독될 물질을 수용하고 오염가능면 S_c를 가지며 상기 물질의 주위와 내부의 공기와 자유공간을 제거하기 위한 수단을 가지며 수용기를 기밀하게 밀폐하기 위한 수단을 구비하고 밀폐되었을 때 오염가능면 S_c와 면적이 같거나 그 보다 면적이 더 넓은 내면 S_i를 갖는 수용기를 포함하되, 상기 수용기가 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력하에서 또는 이 포화된 수증기와 라디칼 중 하나 이상의 압력의 적어도 90%의 압력하에서 상기 물질과 상기 수용기의 내면 S_i를 가열하기 위한 수단을 추가로 구비하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
16. 제15항에 있어서, 소독될 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거하기 위한 수단이 수용기의 체적을 줄이고 소독될 물질을 압축하거나, 수용기의 체적을 줄이거나 소독될 물질을 압축하기 위한 수단을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
17. 제16항에 있어서, 수용기의 체적을 줄이기 위한 상기 수단 또는 소독될 물질을 압축하기 위한 수단 중 하나 이상의 수단이 피스턴 로드에 의하여 작동될 수 있는 피스턴을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
18. 제15항에 있어서, 소독될 물질의 주위와 내부에서 공기와 자유공간을 제거하기 위한 상기 수단이 물질을 상기 수용기 내로 투입하기 위한 수단을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
19. 제15항에 있어서, 상기 가열수단이 적어도 하나의 전기저항기, 유체열교환기, 고주파가열기 또는 그 조합을 포함하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
20. 제15항에 있어서, 상기 수용기가 필터매체와 밸브를 추가로 구비하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 필터매체가 적어도 하나의 소결된 부직금속섬유 웨브를 포함하는 특징으로 하는 물질의 소독 또는 살균 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 금속섬유가 직경이 2~22 ㎛인 스테인레스 스틸 섬유인 물질의 소독 또는 살균 장치.
23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용기가 가스킷트를 구비하는 물질의 소독 또는 살균 장치.

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