KR102059995B1

KR102059995B1 - 저온 멸균 장치를 이용한 멸균 방법

Info

Publication number: KR102059995B1
Application number: KR1020170120921A
Authority: KR
Inventors: 이원오
Original assignee: 주식회사 큐브인스트루먼트
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-12-27
Also published as: JP7022836B2; JP2020534137A; KR20190032741A; WO2019059559A1; EP3685860A4; CN111372615B; CN111372615A; EP3685860A1

Abstract

본 발명은 저온 멸균 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 멸균 장치에 진공 펌프와 탱크가 구비된 공기 순환부를 구성한다. 개폐 가능한 밸브에 의해 멸균 공간, 진공 펌프 및 탱크를 포함하는 폐회로가 구현되어, 진공 펌프에 의해 멸균 공간 내 공기가 배출되고, 탱크에 의해 멸균 공간 내로 공기가 주입되는 과정이 반복될 수 있다. 이로 인해 멸균 공간 내 압력은 반복적으로 가변된다. 멸균 대상물은 일면에 다수의 기공이 형성된 밀봉 부재에 밀봉되어 멸균 공간에 수용된다. 이때, 공기 순환부에 의해 멸균 공간의 압력이 반복적으로 가변되며 멸균 공간과 밀봉 부재 내부 사이에 압력 차가 발생하고, 압력 차에 의해 밀봉 부재 내부로 공기가 주입 및 배출되어 밀봉 부재 내부의 부피를 가변시키고, 이를 통해 기화 처리된 멸균재가 밀봉 부재 내부로 침투해서 멸균 대상물을 멸균할 수 있다.
또한, 멸균 공간으로 주입되는 공기는 히터를 통해 가열되어 주입된다. 이로 인해 멸균 공간 내 온도가 멸균에 적합한 온도로 가열될 수 있다. 또한, 공기 순환부에 의해서 밀봉 부재 내부에도 히터로부터 가열된 공기의 주입 및 배출이 반복된다. 이로 인해 멸균 공간과 밀봉 부재 내부 온도는 균일하게 분포될 수 있다. 멸균 공간과 밀봉 부재 내부의 온도가 균일하기 때문에 기화 처리된 멸균재가 밀봉 부재 내부에 주입되었을 때, 멸균 공간과 밀봉 부재 내부의 온도 차이로 인해 멸균재가 액화되는 결로 현상을 방지할 수 있다. 또한, 멸균 대상물의 온도를 멸균에 적합한 온도로 가열할 수 있기 때문에 만족스러운 멸균 효과를 얻을 수 있다.

Description

저온 멸균 장치를 이용한 멸균 방법 {Sterilization method using low-temperature sterilizer}

본 발명은 저온 멸균 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멸균 공간에 진공 펌프와 탱크가 구비된 공기 순환부를 구성하여 멸균 공간과 진공펌프 및 탱크 사이에 폐회로를 구현한다. 공기 순환부에 의해 멸균 공간에 공기의 주입 및 배출이 반복되며 압력이 가변되고, 멸균 대상물을 밀봉하고 있는 밀봉 부재 내부와 멸균 공간의 압력 차이에 의해 밀봉 부재 내부로 멸균재가 효과적으로 침투하여 멸균 효과를 향상시킬 수 있는 저온 멸균 방법에 관한 것이다.

멸균(Sterilization)이란 세척(Cleaning) 또는 소독(Disinfection)과는 차별되게 살아있는 모든 종류의 미생물을 완전히 제거하는 것을 의미한다. 멸균작용은 다양한 물리적, 화학적 작용을 통하여 이루어지며 특히 의료기구 분야에서 필수적으로 요구된다.

각종 물품을 멸균할 때는 건열(Dry heat) 또는 수증기에 의해 제공되는 열을 사용하거나, 산화에틸렌 가스, 과산화수소와 같은 화학물질로 된 멸균재를 증기상태로 만든 다음 사용한다. 그러나 물품의 종류에 따라 높은 열이나 수증기를 사용할 수 없는 경우도 많다. 이러한 경우는 멸균 방법에 있어서도 제한적일 수밖에 없다.

한편 핀셋, 나이프 또는 가위 등 각종 의료 기구는 멸균 시 파우치에 넣은 상태에서 멸균시킨다. 이때, 의료용 파우치는 일면은 투명한 폴리머 재질로 구성되며, 다른 면은 기체의 투과가 가능한 타이백 등의 재질을 이용하기 때문에 멸균재가 통과할 수 있게 되어 있다. 타이백 등 멸균재용 투과면의 재질은 세균의 침투는 막을 수 있을 만큼 미세한 기공으로 이루어져 있어 확산에 의한 멸균재의 전달이나 송풍에 의한 내부 멸균대상의 온도상승은 충분한 성능을 발휘하기 어려운 부분이 있다.

이 경우, 파우치의 입구를 밀봉하여 멸균하는 경우에는 2차 오염을 예방할 수 있는 장점이 있으나 멸균재 침투가 어렵다는 단점이 있다.

그리고 파우치의 입구를 개방하고 멸균하는 경우에는 멸균재 침투에 유리하다는 장점이 있으나, 멸균이 끝나고 2차오염이 발생할 수 있다는 단점이 있다.

이렇듯 파우치에 넣은 상태이기 때문에 의료기구의 미세한 부분까지 완벽하게 멸균재를 침투시켜 멸균시키는 것이 매우 어려웠다.

대한민국 특허출원 제10-2007-0065359호에 의하면, 진공에서 증기상태의 과산화수소를 멸균재로 투입하고 일단의 압력상승이 생긴 후 과산화수소 기체의 확산에 의존하는 멸균 방법에 대하여, 경우에 따라 과산화수소 기체를 수차례 공급하는 공정과 플라즈마를 이용한 오존을 공급하는 방법까지 사용하고 있다.

이것은 매 압력을 조정하는 단계가 진공펌프를 이용하여 저 진공을 형성 후 멸균재의 확산을 통한 압력상승 및 침투력을 높이기 위한 외부 공기를 투입하여 가늘고 기다란 관의 내부까지 멸균을 시도하고자 한 것이다. 그러나 진공, 멸균재 투입 그리고 압력상승의 단계를 거치며 일부 멸균에 이용되는 멸균재를 제외한 상당한 양의 멸균재는 진공 펌프를 통하여 외부로 배출시켜 멸균재의 낭비가 초래된다.

이에 대하여 대한민국 특허출원 제 10-2010-0023705호는 진공으로 압력이 형성된 챔버 내부에 유체의 흐름을 생성하여 멸균재의 확산 및 멸균 대상의 온도를 보다 빠르게 올릴 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이것은 내부 멸균 대상의 온도를 빠르게 올릴 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이것은 내부 멸균 대상의 온도를 빠르게 상승시켜 건조 및 멸균 후 잔류하는 멸균재를 제거하는데도 장점이 있어 전체 멸균시간을 줄일 수 있다. 또한 가늘고 기다란 관의 경우 기체의 확산만으로 멸균재의 도달이 어려웠던 점을 개선할 수 있도록 한 것이다.

그러나 이 또한 멸균재 농축 과정에서 손실이 있으며, 위 두 종래 기술의 공통적인 문제로 보이는 의료용 파우치에 포장된 경우 위의 장점을 충분히 기대하기 어려운 문제가 있다.

결과적으로 위에 예시된 종래기술로는 파우치에 밀봉되어 있는 의료 기구를 완벽하게 멸균시키는 것이 매우 어렵다.

대한민국특허출원 제0782040호("과산화수소 및 오존을 사용하는 멸균 방법 및 그 방법에 따른 장치", 등록일 2007.12.04.) 대한민국특허출원 제0985801호("과산화수소 이용 멸균 장치 및 멸균 방법", 등록일 2010.09.30.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 밀봉 부재에 밀봉된 멸균 대상물에 멸균재가 원활하게 공급됨으로써 멸균 효과를 높일 수 있게 하는 멸균 장치를 제공하는 것이다. 좀 더 구체적으로는 진공 펌프와 탱크로 구성된 공기 순환부를 구성하여, 멸균 공간 내 공기의 주입 및 배출을 통해 압력이 반복적으로 가변된다. 멸균 공간의 압력이 가변됨에 따라 멸균 공간과 밀봉 부재의 압력 차로 인해 밀봉 부재 내부의 부피가 반복적으로 가변되고, 이를 통해 멸균재가 밀봉 부재 내부로 침투할 수 있다. 또한, 멸균 공간 내로 공기가 주입될 때 히터를 통해 가열 후 멸균 공간 내로 주입함으로써 멸균 공간 내 온도를 고르게 분포할 수 있으며, 상기 멸균 대상물에 열에너지를 전달해 멸균에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온 멸균 장치는, 멸균 대상물(13)을 수용하는 멸균 공간(11); 상기 멸균 공간(11)에 멸균재를 주입하는 멸균재 주입부; 상기 멸균 공간(11)에 외부 공기를 주입하는 외부 공기 주입부; 상기 멸균 공간(11)에 공기의 주입과 배출을 반복하는 공기 순환부; 상기 멸균 공간(11)의 공기를 외부로 배출하는 배기부; 및 상기 외부 공기 주입부에서 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 공기 및 상기 공기 순환부에서 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 공기를 가열하는 히터(20);를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때 상기 멸균재 주입부는, 상기 멸균재가 수용된 멸균재 용기(24), 상기 멸균 공간(11) 내 멸균재 주입을 제어하는 멸균재 주입 밸브(25), 상기 멸균재를 가열하여 기화시키는 기화기 히터(26)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 외부 공기 주입부는, 외부 공기를 필터링하는 외부 공기 필터(21), 외부 공기를 플라즈마 처리하는 플라즈마 모듈(22), 상기 멸균 공간(11) 내 외부 공기 주입을 제어하는 외기 주입 밸브(23)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 공기 순환부는, 상기 멸균 공간(11)에 연결되어 있으며, 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 배출시키는 진공 펌프(16), 상기 멸균 공간(11)과 상기 진공 펌프(16) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내 기체의 배출을 제어하는 진공 밸브(15), 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 주입받아 압축 수용하고, 상기 멸균 공간(11)과 연결되어 상기 멸균 공간(11)에 공기를 주입하는 탱크(18), 상기 진공 펌프(16)와 상기 탱크(18) 사이에 구비되며, 상기 탱크(18) 내 공기의 주입을 제어하는 탱크 in 밸브(17), 상기 탱크(18)와 상기 멸균 공간(11) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내에 상기 탱크(18)에서 압축된 공기의 주입을 제어하는 탱크 out 밸브(19)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 배기부는, 상기 진공 펌프(16)와 외부를 연결하는 우회로, 상기 우회로 상에 구비되어, 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 외부로 배기할 수 있도록 개폐 가능한 배기 밸브(28)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

삭제

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멸균재 주입부, 외부 공기 주입부, 공기 순환부, 배기부 및 상기 외부 공기 주입부에서 멸균 공간으로 주입되는 공기와 상기 공기 순환부에서 멸균 공간으로 주입되는 공기를 가열하는 히터를 포함하여 구성되는 저온 멸균 장치를 이용한 저온 멸균 방법은, 멸균 공간(11) 및 일면에 다수의 기공이 형성된 밀봉 부재(12)에 밀봉되어 상기 멸균 공간(11)에 수용되는 멸균 대상물(13)이 멸균에 적합한 온도로 가열되는 예열 단계; 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 반복적으로 가변시켜서 상기 멸균 공간(11)과 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 기화 처리된 멸균재가 주입 및 배출되며 상기 멸균 대상물(13)이 멸균되는 순환 멸균 단계; 상기 순환 멸균 단계 이후, 상기 밀봉 부재 내부(14) 및 상기 멸균 공간(11)에 잔류하는 상기 멸균재가 외부로 배출되는 배기 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 예열 단계는, 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기가 외부로 배출되는 제 1 진공 단계(S100), 상기 외부 공기 주입부에 의해 플라즈마 처리된 외부 공기가 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 플라즈마 처리 단계(S200), 상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 멸균 대상물(13)을 가열하는 전처리 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 순환 멸균 단계는, 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기가 외부로 배출되는 제 2 진공 단계(S400), 상기 멸균재 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로 기화 처리된 멸균재가 주입되는 멸균재 주입 단계(S500), 상기 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 높이기 위해 외부 공기가 주입되는 제 1 외기 주입 단계(S600), 상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 멸균 대상물(13)을 멸균하는 멸균 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 배기 단계는, 상기 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 높이고, 상기 멸균 공간(11) 내 멸균재 농도를 낮추기 위해 외부 공기가 주입되는 제 2 외기 주입 단계(S800), 상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 밀봉 부재 내부(14)에서 상기 멸균 공간(11)으로 상기 멸균재가 배출되는 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900), 상기 외부 공기 주입부와 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 잔류하는 멸균재가 외부로 배출되는 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 진공 펌프와 탱크를 이용해 공기 순환부를 구성한다. 진공 펌프를 이용해서 멸균 공간 내 공기가 배출되어 압력이 낮아지고, 탱크를 이용해서 멸균 공간 내로 공기를 주입하여 압력이 높아진다. 이를 반복하여 멸균 공간의로의 공기의 주입과 배출을 반복하며, 멸균 공간 내 압력을 반복적으로 변화시킬 수 있다. 멸균 공간 내 압력이 가변되며, 멸균 대상물이 밀봉된 밀봉 부재 내부와 멸균 공간 사이에 압력 차이가 발생한다. 압력 차에 의해 밀봉 부재 내부로 공기의 주입 및 배출이 반복되며 밀봉 부재 내부의 부피가 가변되고 이로 인해 밀봉 부재 내부로 멸균재가 침투된다.

또한, 멸균 공간 내로 공기가 주입될 때 구비된 히터를 이용해 가열되어 주입되기 때문에 상기 멸균 공간 내 온도를 멸균에 적합한 온도로 가열할 수 있으며, 상기 밀봉 부재 내부에도 공기 순환부에 의해서, 히터로부터 가열된 공기의 주입 및 배출이 반복된다. 이로 인해 멸균 공간과 밀봉 부재 내부 온도는 균일하게 분포될 수 있다. 멸균 공간과 밀봉 부재 내부의 온도가 균일하게 분포되기 때문에 기화 처리된 멸균재가 밀봉 부재 내부에 주입되었을 때, 멸균 공간과 밀봉 부재 내부의 온도 차이로 인해 멸균재가 액화되는 결로 현상을 방지할 수 있다. 또한, 멸균 대상물에도 열에너지를 전달해서 멸균 대상물을 멸균에 적합한 온도로 유지할 수 있다.

이와 같은 작용에 의해 밀봉 부재에 밀봉된 멸균 대상물에 만족스러운 멸균 작용을 시행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 저온 멸균 장치 개념도
도 2는 본 발명의 저온 멸균 장치를 이용한 멸균 방법의 순서도
도 3은 본 발명의 멸균 방법에 따른 멸균 장치의 압력 변화 그래프

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연걸되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 저온 멸균 장치 개념도이다. 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 저온 멸균 장치에 대해 설명한다.

챔버(10)는 멸균 공간(11)을 수용하며, 상기 챔버(10)에 개폐도어(미도시됨)가 구비되어 상기 멸균 공간(11) 내부로의 접근이 용이하게 되어 있다. 상기 멸균 공간(11)에서 밀봉 부재(12)에 밀봉된 멸균 대상물(13) 멸균 작업이 이루어진다. 이때, 상기 멸균 대상물(13)이 밀봉된 상기 밀봉 부재(12)는 일면이 투명한 폴리머 재질로 구성되며, 다른 면은 기체의 투과가 가능하도록 다수의 기공을 포함하는 재질일 수 있다. 이때, 기체의 투과가 가능한 기공은 세균의 침투는 막을 수 있도록 미세한 기공으로 이루어져 있다.

상기 저온 멸균 장치는 멸균재 주입부, 외부 공기 주입부, 공기 순환부 및 배기부로 구성되어 있다.

상기 멸균재 주입부는 멸균재가 수용된 멸균재 용기(24), 상기 멸균재를 상기 멸균 공간(11)으로의 주입을 제어하기 위해 개폐 가능한 멸균재 주입 밸브(25) 및 상기 멸균재가 기체 상태로 상기 멸균 공간(11)내에 주입될 수 있도록 기화 처리하는 기화기 히터(26)로 구성되어 있다. 상기 멸균재 주입 밸브(25)를 열어서 상기 멸균재를 상기 멸균 공간(11)으로 주입할 수 있으며, 멸균 작업이 끝나면 상기 멸균재 주입 밸브(25)를 잠가서 상기 멸균재가 상기 멸균 공간(11)으로 주입되지 않도록 한다. 이때, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 멸균재는 과산화수소를 이용하고 있지만, 이산화질소, 산화에틸렌 가스 등 멸균 효과가 있다면 멸균재로 이용될 수 있다.

상기 외부 공기 주입부는 외부 공기를 필터링하는 외기 주입 필터(21), 필터링한 외부 공기를 필요에 따라 플라즈마 처리할 수 있도록 하는 플라즈마 모듈(22) 및 외부 공기를 상기 멸균 공간(11)으로의 주입을 제어하기 위해 개폐 가능한 외기 주입 밸브(23)로 구성되어 있다. 이때, 외부 공기가 상기 멸균 공간(11)에 주입될 때, 히터(20)에서 가열되어 상기 멸균 공간(11)으로 주입된다. 가열된 공기를 상기 멸균 공간(11)에 주입함으로써, 상기 멸균 공간(11) 내 온도가 균일하게 분포되며, 상기 멸균 대상물(13)의 온도를 멸균에 적합하도록 상승시킬 수 있다. 또한, 온도 차로 인해 밀봉 부재 내부(14)에서 발생하는 결로를 방지할 수 있다.

상기 공기 순환부는 상기 멸균 공간(11)에 연결되어 있으며, 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 배출시키는 진공 펌프(16), 상기 멸균 공간(11)과 상기 진공 펌프(16) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내 기체의 배출을 제어하는 진공 밸브(15), 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 주입받아 압축 수용하고, 상기 멸균 공간(11)과 연결되어 상기 멸균 공간(11)에 공기를 주입하는 탱크(18), 상기 진공 펌프(16)와 상기 탱크(18) 사이에 구비되며, 상기 탱크(18) 내 공기의 주입을 제어하는 탱크 in 밸브(17) 및 상기 탱크(18)와 상기 멸균 공간(11) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내에 상기 탱크(18)에서 압축된 공기의 주입을 제어하는 탱크 out 밸브(19)로 구성되어 있다.

상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 배출시키면 상기 멸균 공간(11)의 압력이 낮아지고, 상기 탱크(18)에서 압축된 공기가 상기 멸균 공간(11)에 주입되면 상기 멸균 공간(11)의 압력이 높아진다.

이때, 개폐 가능한 상기 진공 밸브(15)와 상기 탱크 in 밸브(17) 및 상기 탱크 out 밸브(19)에 의해 상기 멸균 공간(11), 상기 진공 펌프(16) 및 상기 탱크(18)를 통해 공기가 순환하는 폐회로를 구성할 수 있다. 폐회로에 의해, 상기 멸균 공간(11)의 압력은 상승과 하강을 반복할 수 있다.

폐회로에 의해 상기 멸균 공간(11)으로의 공기의 주입과 배출이 반복됨에 따라 상기 멸균 공간(11)의 압력도 상승과 하강을 반복한다. 이때, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차가 발생하여 상기 멸균 공간(11)의 공기가 상기 밀봉 부재 내부(14)로 주입되기도 하고, 상기 밀봉 부재 내부(14)의 공기가 상기 멸균 공간(11)으로 배출될 수 있다.

이때, 상기 탱크(18)에서 압축된 공기가 상기 멸균 공간(11)에 주입될 때, 히터(20)에서 가열되어 상기 멸균 공간(11)으로 주입된다. 가열된 공기를 상기 멸균 공간(11)에 주입함으로써, 상기 멸균 공간(11) 내 온도가 균일하게 분포되며, 상기 멸균 대상물(13)의 온도를 멸균에 적합하도록 상승시킬 수 있다. 또한, 온도 차로 인해 밀봉 부재 내부(14)에서 발생하는 결로를 방지할 수 있다.

상기 배기부는 상기 진공 펌프(16)와 외부를 연결하는 우회로, 상기 우회로 상에 구비되어, 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 외부로 배기할 수 있도록 개폐 가능한 배기 밸브(28)로 구성되어 있다.

상기 멸균 공간(11)을 진공 상태로 만들 때 또는 멸균 작업이 끝났을 때, 상기 진공 밸브(15)와 상기 배기 밸브(28)를 열고, 상기 진공 펌프(16)를 작동시켜서 상기 멸균 공간(11) 내 공기가 외부로 배출될 수 있도록 한다.

다음으로, 저온 멸균 방법에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 저온 멸균 장치를 이용한 멸균 방법의 순서도이며, 도 3은 본 발명의 멸균 방법에 따른 멸균 장치의 압력 변화 그래프이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 저온 멸균 장치를 이용한 저온 멸균 방법은 제 1 진공 단계(S100), 플라즈마 처리 단계(S200), 전처리 단계(S300), 제 2 진공 단계(S400), 멸균재 주입 단계(S500), 제 1 외기 주입 단계(S600), 멸균 단계(S700) 및 제 2 외기 주입 단계(S800)로 이루어진다. 또한, 본 발명의 저온 멸균 방법은 상기 외기 주입 단계(S800) 이후, 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900) 및 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)를 포함하여 이루어 질 수 있다.

제 1 진공 단계(S100)는 상기 멸균 대상물(13)이 밀봉된 상기 밀봉 부재(12)를 상기 챔버(10) 내의 상기 멸균 공간(11)에 위치시킨 후, 상기 멸균 공간(11)의 압력을 낮춰 진공을 유지시키는 단계이다. 즉, 도 3에 도시된 그래프의 S100 구간에서 보는 바와 같이, 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 외부로 배출하여, 대기압(760torr)보다 낮은 압력으로 감소시킨다.

플라즈마 처리 단계(S200)는 상기 외부 공기 주입부에 의해 외부 공기가 플라즈마 처리되어 상기 멸균 공간(11)에 주입된다. 이때, 플라즈마 처리된 외부 공기가 상기 멸균 공간(11)으로 주입됨으로써, 도 3에 도시된 그래프의 S200 구간에서 보는 바와 같이, 상기 멸균 공간(11)의 압력을 상승시킨다.

전처리 단계(S300)는 상기 공기 순환부에 의해 멸균 공간(11)으로의 공기의 주입과 배출이 반복된다. 이때, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)에 공기의 주입과 배출이 반복된다.

더욱 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 그래프의 S300 구간에서 보는 바와 같이, 상기 멸균 공간(11) 내 공기의 주입과 배출이 반복되며, 상기 멸균 공간(11) 내 압력이 반복적으로 가변된다. 이때, 발생하는 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 밀봉 부재 내부(14) 공기의 주입과 배출이 반복되기 때문에 상기 밀봉 부재(12)의 부피가 변화된다.

즉, 상기 전처리 단계(S300)는 상기 진공 펌프(16)를 이용해 상기 멸균 공간(11) 내의 기체를 배출시키고, 상기 탱크(18)에서 압축된 기체를 상기 멸균 공간(11)으로 주입하여 상기 멸균 공간(11)의 압력을 변화시킴으로써, 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기를 주입시키거나, 상기 밀봉 부재 내부(14)의 공기를 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 전처리 단계(S300)는 상기 밀봉 부재 내부(14)로 열에너지를 전달하기도 한다. 즉, 상기 전처리 단계(S300)는 플라즈마 처리된 외부공기 또는 상기 탱크(18)에서 압축된 공기는 상기 멸균 공간(11)에 주입될 때, 히터(20)에서 공기를 가열해서 상기 멸균 공간(11)으로 주입된다. 상기 멸균 공간(11)에 주입된 가열된 공기는 상기 공기 순환부에 의해 발생한 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 주입되어 열에너지를 상기 멸균 대상물(13)에 전달할 수 있다. 이를 통해, 상기 전처리 단계(S300)는 상기 멸균 대상물(13)을 멸균에 적합한 온도까지 지속적으로 가열할 수 있는 장점이 있다. 또한, 온도 차에 의해 상기 밀봉 부재 내부(14)에서 발생할 수 있는 결로를 방지할 수 있다.

제 2 진공 단계(S400)는 상기 멸균 공간(11) 내의 압력을 상기 전처리 단계(S300)보다 더 낮은 압력으로 감소시킨다. 더욱 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 그래프의 S400 구간에서 보는 바와 같이, 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내에 존재하는 기체를 외부로 배출하여 상기 멸균 공간(11)에 진공을 형성한다. 이때, 상기 멸균 공간(11)의 압력은 0 ~ 50 torr 범위의 압력으로 진공 상태를 소정 시간 유지시키는 것이 바람직하다. 이러한, 상기 제 2 진공 단계(S400)는 상기 멸균 공간(11)의 기체를 외부로 배출시킴으로써, 상기 멸균재인 과산화수소를 기화시킬 수 있는 조건을 제공할 수 있다.

멸균재 주입 단계(S500)는 상기 멸균 공간(11)으로 상기 멸균재를 주입하는 단계이다. 더욱 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 그래프의 S500 구간에서 보는 바와 같이, 상기 멸균재 주입 단계(S500)는 상기 멸균재 주입부에 의해 기화 처리된 상기 멸균재가 상기 멸균 공간(11)으로 주입되어 상기 멸균 공간(11) 내 압력이 소정 상승된다.

이때, 상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11) 내에 기화 처리된 상기 멸균재가 확산될 수 있도록 한다.

제 1 외기 주입 단계(S600)는 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로 외부 공기를 주입하는 단계이다. 즉, 도 3에 도시된 그래프의 S600 구간에서 보는 바와 같이, 제 1 외기 주입 단계(S600)는 상기 멸균 공간(11)으로 외부 공기를 주입함으로써 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 상승시킨다. 이때, 상기 멸균 공간(11) 내 압력이 상승하여 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차가 발생한다. 이 압력 차에 의해 상기 멸균재 주입 단계(S500)에서 상기 멸균 공간(11)으로 주입된 상기 멸균재가 상기 밀봉 부재 내부(14)에 주입될 수 있도록 한다.

멸균 단계(S700)는 상기 전처리 단계(S300)와 동일하게, 상기 공기 순환부에 의해 멸균 공간(11)으로의 공기의 주입과 배출이 반복된다. 이때, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)에 공기의 주입과 배출이 반복된다.

더욱 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 그래프의 S700 구간에서 보는 바와 같이, 상기 멸균 공간(11) 내 압력은 상기 공기 순환부의 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11) 내의 공기가 배출되며 감소하고, 상기 공기 순환부의 상기 탱크(18)에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로 공기가 주입되며 상승한다. 이를 반복하며, 상기 멸균 공간(11)의 압력이 반복적으로 가변된다. 이때, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차에 의해 상기 밀봉 부재 내부(14)의 부피가 반복적으로 변화됨으로써, 상기 밀봉 부재 내부(14)로 상기 멸균재의 주입 및 배출이 반복되고, 상기 밀봉 부재 내부(14)의 상기 멸균 대상물(13)을 멸균할 수 있다.

또한, 상기 멸균 단계(S700)는 상기 밀봉 부재 내부(14)로 열에너지를 전달하기도 한다. 즉, 상기 멸균 단계(S700)는 상기 탱크(18)에서 압축된 공기가 상기 멸균 공간(11)에 주입될 때, 상기 히터(20)에서 공기를 가열해서 상기 멸균 공간(11)으로 주입된다. 상기 멸균 공간(11)에 주입된 가열된 공기는 상기 공기 순환부에 의해 발생하는 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 주입되고, 열에너지를 상기 멸균 대상물(13)에 전달한다. 이를 통해, 상기 멸균 단계(S700)는 상기 멸균 대상물(13)에 열에너지를 전달하여, 상기 멸균 대상물(13)이 멸균에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 한다.

제 2 외기 주입 단계(S800)는 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로 외부 공기를 주입하는 단계이다. 즉, 도 3에 도시된 그래프의 S800 구간에서 보는 바와 같이, 제 2 외기 주입 단계(S800)는 상기 멸균 공간(11)으로 외부 공기를 주입함으로써, 압력을 상승시킨다. 이로 인해, 상기 멸균 공간(11) 내 압력이 상승되고, 상기 멸균 공간(11) 내 상기 멸균재의 농도를 감소시킬 수 있다.

제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900)는 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 변화시켜, 상기 밀봉 부재 내부(14)의 멸균재를 상기 멸균 공간(11)으로 배출하는 단계이다. 즉, 상기 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900)는 도 3에 도시된 그래프의 S900 구간에서 보는 바와 같이 상기 멸균 공간(11)의 압력을 반복적으로 변화시켜, 상기 밀봉 부재 내부(14)의 공기가 주입 및 배출되어 상기 밀봉 부재 내부(14) 및 상기 멸균 대상물(13)에 잔류하는 상기 멸균재를 제거하는 단계이다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900)는 상기 전처리 단계(S300) 및 상기 멸균 단계(S700)와 동일하게 상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 반복적으로 변화시키는 단계이다. 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 반복적으로 변화시킴으로써, 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기의 주입과 배출이 반복되고, 이로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)에 잔류하는 상기 멸균재가 상기 멸균 공간(11)으로 배출될 수 있다.

또한, 상기 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900)는 상기 전처리 단계(S300) 및 상기 멸균 단계(S700)와 같이, 상기 멸균 공간(11)에 공기가 주입될 때, 상기 히터(20)에 의해 가열돼서 주입되기 때문에, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)에 열에너지를 전달하여 상기 멸균재가 기체 상태를 유지하도록 할 수 있다.

제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)는 상기 멸균 공간(11) 내 잔류하는 상기 멸균재를 외부로 배출하기 위해 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)에 외부 공기를 주입하고, 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 외부로 배출하는 과정을 반복적으로 수행한다.

더욱 상세하게 설명하면, 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)는, 도 3에 도시된 그래프의 S1000 구간에서 보는 바와 같이 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 외부로 배출하는 과정과 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로 외부 공기를 주입하는 과정을 반복적으로 수행하여 상기 멸균 공간(11) 내 압력이 가변된다.

또한, 상기 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)는 외부 공기 주입부에 의해 외부 공기가 상기 멸균 공간(11)으로 주입됨으로써, 상기 멸균 공간(11) 내 상기 멸균재의 농도를 낮출 수 있다.

즉, 상기 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)는 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11)의 공기를 외부로 배출하는 과정과 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로 외부 공기를 주입하는 과정을 반복적으로 수행함으로써, 상기 멸균 공간(11) 내 상기 멸균재를 제거할 수 있다.

상기 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)에 의해 외부로 배출되는 상기 멸균재는 촉매에 의해 수증기와 산소로 분리시켜 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명의 저온 멸균 방법은 상기 진공 펌프(16)를 이용해 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 배출하여 압력을 감소시키고, 상기 탱크(18)에서 압축된 기체를 상기 멸균 공간(11) 내에 주입하여 압력을 상승시키는 것을 반복함으로써, 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차에 의해 밀봉 부재 내부(14)로 멸균재가 침투해서 상기 멸균 대상물(13)을 멸균할 수 있다.

또한, 외부 공기와 상기 탱크(18)에서 압축된 공기는 상기 멸균 공간(11) 내에 주입될 때, 상기 히터(20)에서 가열되어 주입되기 때문에 상기 멸균 공간(11) 내에 열에너지를 전달할 수 있어, 밀봉 부재 내부(14)의 상기 멸균 대상물(13)을 멸균에 적합한 온도까지 올릴 수 있으며 상기 밀봉 부재 내부(14)에 결로를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것들은 본 발명의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과한다. 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형 실시를 할 수 있을 것이다. 예를 들어 위에 설명된 모든 실시예들은 당업자에 의해 자유롭게 조합되어 실시될 수 있으며 어떠한 조합이든지 본 발명의 권리 범위에 포함된다고 해석되어야 한다.

10 : 챔버
11 : 멸균 공간
12 : 밀봉 부재
13 : 멸균 대상물
14 : 밀봉 부재 내부
15 : 진공 밸브
16 : 진공 펌프
17 : 탱크 in 밸브
18 : 탱크
19 : 탱크 out 밸브
20 : 히터
21 : 외기 주입 필터
22 : 플라즈마 모듈
23 : 외기 주입 밸브
24 : 멸균재 용기
25 : 멸균재 주입 밸브
26 : 멸균재 기화실
27 : 압력 센서
28 : 배기 밸브
S100 : 제 1 진공 단계
S200 : 플라즈마 처리 단계
S300 : 전처리 단계
S400 : 제 2 진공 단계
S500 : 멸균재 주입 단계
S600 : 제 1 외기 주입 단계
S700 : 멸균 단계
S800 : 제 2 외기 주입 단계
S900 : 제 1 잔류 멸균재 제거 단계
S1000 : 제 2 잔류 멸균재 제거 단계

Claims

멸균 대상물(13)을 수용하는 멸균 공간(11);
상기 멸균 공간(11)에 멸균재를 주입하는 멸균재 주입부;
상기 멸균 공간(11)에 외부 공기를 주입하는 외부 공기 주입부;
상기 멸균 공간(11)에 공기의 주입과 배출을 반복하는 공기 순환부;
상기 멸균 공간(11)의 공기를 외부로 배출하는 배기부; 및
상기 외부 공기 주입부에서 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 공기 및 상기 공기 순환부에서 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 공기를 가열하는 히터(20);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 장치.
제 1항에 있어서,
상기 멸균재 주입부는,
상기 멸균재가 수용된 멸균재 용기(24),
상기 멸균 공간(11) 내 멸균재 주입을 제어하는 멸균재 주입 밸브(25),
상기 멸균재를 가열하여 기화시키는 기화기 히터(26)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 장치.
제 1항에 있어서,
상기 외부 공기 주입부는,
외부 공기를 필터링하는 외부 공기 필터(21),
외부 공기를 플라즈마 처리하는 플라즈마 모듈(22),
상기 멸균 공간(11) 내 외부 공기 주입을 제어하는 외기 주입 밸브(23)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 장치.
제 1항에 있어서,
상기 공기 순환부는,
상기 멸균 공간(11)에 연결되어 있으며, 상기 멸균 공간(11) 내 공기를 배출시키는 진공 펌프(16),
상기 멸균 공간(11)과 상기 진공 펌프(16) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내 기체의 배출을 제어하는 진공 밸브(15),
상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 주입받아 압축 수용하고, 상기 멸균 공간(11)과 연결되어 상기 멸균 공간(11)에 공기를 주입하는 탱크(18),
상기 진공 펌프(16)와 상기 탱크(18) 사이에 구비되며, 상기 탱크(18) 내 공기의 주입을 제어하는 탱크 in 밸브(17),
상기 탱크(18)와 상기 멸균 공간(11) 사이에 구비되며, 상기 멸균 공간(11) 내에 상기 탱크(18)에서 압축된 공기의 주입을 제어하는 탱크 out 밸브(19)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 장치.
제 4항에 있어서,
상기 배기부는,
상기 진공 펌프(16)와 외부를 연결하는 우회로,
상기 우회로 상에 구비되어, 상기 진공 펌프(16)에 의해 상기 멸균 공간(11)에서 배출된 공기를 외부로 배기할 수 있도록 개폐 가능한 배기 밸브(28)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 장치.
삭제
멸균재 주입부, 외부 공기 주입부, 공기 순환부, 배기부 및 상기 외부 공기 주입부에서 멸균 공간으로 주입되는 공기와 상기 공기 순환부에서 멸균 공간으로 주입되는 공기를 가열하는 히터를 포함하여 구성되는 저온 멸균 장치를 이용한 저온 멸균 방법에 있어서,
멸균 공간(11) 및 일면에 다수의 기공이 형성된 밀봉 부재(12)에 밀봉되어 상기 멸균 공간(11)에 수용되는 멸균 대상물(13)이 멸균에 적합한 온도로 가열되는 예열 단계;
상기 멸균 공간(11) 내 압력을 반복적으로 가변시켜서 상기 멸균 공간(11)과 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 기화 처리된 멸균재가 주입 및 배출되며 상기 멸균 대상물(13)이 멸균되는 순환 멸균 단계;
상기 순환 멸균 단계 이후, 상기 밀봉 부재 내부(14) 및 상기 멸균 공간(11)에 잔류하는 상기 멸균재가 외부로 배출되는 배기 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 방법.
제 7항에 있어서,
상기 예열 단계는,
상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기가 외부로 배출되는 제 1 진공 단계(S100),
상기 외부 공기 주입부에 의해 플라즈마 처리된 외부 공기가 상기 멸균 공간(11)으로 주입되는 플라즈마 처리 단계(S200),
상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 멸균 대상물(13)을 가열하는 전처리 단계(S300)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 방법.
제 7항에 있어서,
상기 순환 멸균 단계는,
상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 공기가 외부로 배출되는 제 2 진공 단계(S400),
상기 멸균재 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11)으로 기화 처리된 멸균재가 주입되는 멸균재 주입 단계(S500),
상기 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 높이기 위해 외부 공기가 주입되는 제 1 외기 주입 단계(S600),
상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 멸균 대상물(13)을 멸균하는 멸균 단계(S700)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 방법.
제 7항에 있어서,
상기 배기 단계는,
상기 외부 공기 주입부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 압력을 높이고, 상기 멸균 공간(11) 내 멸균재 농도를 낮추기 위해 외부 공기가 주입되는 제 2 외기 주입 단계(S800),
상기 공기 순환부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내로의 공기의 주입과 배출이 반복되어 상기 멸균 공간(11)과 상기 밀봉 부재 내부(14)의 압력 차로 인해 상기 밀봉 부재 내부(14)로 공기가 주입 및 배출되어 상기 밀봉 부재 내부(14)에서 상기 멸균 공간(11)으로 상기 멸균재가 배출되는 제 1 잔류 멸균재 제거 단계(S900),
상기 외부 공기 주입부와 상기 배기부에 의해 상기 멸균 공간(11) 내 잔류하는 멸균재가 외부로 배출되는 제 2 잔류 멸균재 제거 단계(S1000)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 멸균 방법.