KR20170076702A - 과산화수소와 오존이 기화되어 여러 개의 모세관을 통한 혼합을 이용한 멸균 장치 - Google Patents

과산화수소와 오존이 기화되어 여러 개의 모세관을 통한 혼합을 이용한 멸균 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존에 의한 살균/소독을 위한 공정 및 장치를 제공하며, 챔버 내부의 로드를 가습하고 다수의 모세관을 통해 오존을 챔버 내로 운반하는 과산화수소 또는 다른 화학 물질 증기 주입에 기초한다.
과산화수소 증기 주입을 갖는 오존 살균 또는 소독 장치는 살균/소독 챔버(1)에 공급하는 기화기/믹서(4G) 내의 모세관들(4D) 내에 과산화수소 또는 다른 화학 물질들을 오존과 같이 기화하여 결합시키며, 상기 공급은 다양한 투여량(도우즈)으로 이루어지고; 기화기/믹서는 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 압력으로 동작하고 자동 및/또는 전기 시스템(4A), 또는 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 5℃ 내지 200℃의 온도로 가열되며; 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 압력에서 살균/소독 챔버(1)에 대해 수행되는 기화 공정은 모세관 튜브(4D)에 의해 드롭 바이 드롭 방식으로 수행되어, 액체를 오존과 같이 결합된 분쇄된 가스로 변형시킨다.

Description

과산화수소와 오존이 기화되어 여러 개의 모세관을 통한 혼합을 이용한 멸균 장치{STERILIZATION DEVICE USING HYDROGEN PEROXIDE AND OZONE VAPORIZED AND COMBINED THROUGH MULTIPLE CAPILLARY TUBES}
본 발명은 오존에 의한 살균/소독을 위한 공정 및 장치에 관한 것이며, 살균/소독 챔버 내부의 부하를 가습하고 다수의 모세관을 통해 오존을 기화기/믹서기 챔버로 운반하는 과산화수소 또는 다른 화학물질의 증기 주입에 바탕을 둔다. 가습 및 혼합의 정밀도는 한방울 한방울 제어하여 기화기/ 믹서 내의 많은 모세관에서 액제 주입을 제어하여, 20℃ 내지 130℃ 사이의 온도로 가열된 살균/소독 챔버에 강력한 살균제/소독제를 생성한다. 이 공정은 20℃ 내지 130℃ 사이의 온도로 데워진 하나 또는 2개의 문(위생 장벽이 있거나 또는 없이)이 설치된 챔버에서 진행된다. 멸균/소독제의 분해는 챔버 외부로 펌핑할 때 멸균/소독 가스를 물, 산소 및 자유 라디칼로 전환시키는 고전압 또는 다른 유사한 공정을 갖는 플라즈마 발생기에 의한다.
문헌 WO 03072150 호에는 과산화수소 수용액을 수용하고 건조제 카트리지 제품을 포함하는 증기 발생 유닛을 개시한다.
문헌 EP1764115호는 과산화수소 생성기를 포함하는 멸균 시스템을 개시한다. 이것은 처리 공간과 제습기에 과산화수소를 주입할 수 있는 공간을 갖는다. 제습기와 치료 공간 사이에는 제습된 공기 통로가 있음에 유의해야 한다.
문헌 CA2519664호는 과산화수소 용액이 5g/분의 유량으로 3분 동안 인젝터에서 기화기로 적하되는 멸균 공정을 설명한다. 작동 챔버는 내부의 상대 습도를 1~ 10%로 줄인 후 과산화수로로 채워진다. 살균은 작동 챔버 내부의 과산화수소 포화로 인해 발생한다.
과산화수소 살균 공정 및 장치에 관한 본 발명의 출원인에 의해 출원된 EP06398011호의 기술 문헌을 언급할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 챔버로부터 추출된 과산화수소는 챔버의 일부가 될 수 있는, 플라즈마 생성기 내부의 높은 장력에 의해 연소된다.
본 발명은 기존 기술에 비해 드롭의 정밀도가 더 우수하고, 다수의 모세관을 이용한 장치를 통해 살균제 소독제가 될 기화기/믹서기에서 더 낮은 농도의 과산화수소 또는 다른 화학물질을 재결합하여, 기존 특허된 장치에서와 동일한 결과를 얻을 수 있는 새로운 장치를 제공하는 것이다.
여기에 제시된 새로운 특허 출원은 특허 출원 EP 06398011호에 설명된 발명의 개량 및 개선된 발명이다.
이 제시되는 공정은 출원인의 재산인 특허출원 PCT/PT2007/000029의 공정과는 다르다. 상기 언급된 특허에 기초한 기술 및 연구는 사이클의 특성에 따라 과산화수소 또는 다른 화학물질을 주입하기 위해 상이한 모세관을 사용하는 다중 모세관 기화 장치를 제공하여 챔버 내부의 로드(load)를 가습하고, 외부 생성기에서 생성된 오존을 챔버 및 살균 또는 소독될 물질로 운반한다.
이러한 개선은 기화기/믹서에서의 드롭(drop) 투약에 의한 드롭 정밀도를 가져오며, 상이한 치수의 모세관 튜브를 도입하여 살균 또는 소독해야 할 재료에 따라 과산화수소 또는 다른 화학 물질의 상이한 농도 및 각 사이클 유형에 따른 가습을 위한 상이한 양의 사용을 허용한다.
이러한 새로운 공정은 이전 특허 PCT/PT2007/000029 와 동일한 살균/소독 결과를 얻을 수 있는 능력이 있지만, 기존 시스템에서는 단 하나의 모세관이 사용된 반면, 이 새로운 시스템은 다수개의 모세관이 사용되고 드롭 투약 시스템으로 드롭의 정밀도가 더 우수하다. 이전의 특허에서는 살균이 과산화수로를 통해 이루어졌다. 이 새로운 공정에서는 다수의 모세관은 새로운 장치에서 살균제 소독제가 될 기화기/믹서기에서 더 낮은 농도의 과산화수소 또는 다른 화학물질을 재결합하여, 기존 특허된 장치에서와 동일한 결과를 얻게 한다. 이 공정은 서로 다른 화학 물질을 조합하여 살균/소독제를 얻을 수 있게 한다.
또한 제시된 공정은 기화가 시작되기 전에 공기가 제거되는 조절 가능한 고정된 도스(투여) 시스템(dose system)을 포함한다. 상기 조절 가능한 투여 양은 사전에 조절될 수 있다.
이 새로운 장치를 통한 살균 또는 소독은 재료와의 접촉으로 오는 부식이 덜하며, 특히 유연한 내시경을 사용하면 더 낮은 농도와 더 낮은 양의 과산화수소가 재료와 접촉하기 때문에 부식성이 덜하다.
-드롭 바이 드롭(drop by drop) 기화 장치는 기존의 장치들에 비해, 컴퓨터화된 제어 시스템을 통해 혼합 및 제어되는 기화기에서 모세관을 이용하여, 드립핑되어 얻은 화학 물질에서 정밀도를 갖는 이점이 있다. 컴퓨터는 화학 물질로 만들어진 지속적인 가습과 다양한 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도 센서를 통해 장치의 기능을 모니터링하고 제어한다.
- 기화기/믹서(4G)는 모세관(4D)을 통해 0.01 ml - 1000 ml의 액제 화학 물질을 기화한다. 이 단계에서, 습한 분위기(atmosphere)를 생성하기 위해, 기화기/믹서기 내에서, 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드 또는 DNA 또는 RNA 레벨에서 작동하는 다른 화학 물질 등의 다른 화학 물질, 또는 이들의 산물 또는 이들 사이의 조합물과 혼합된 오존을 제어된 방식으로 주입하기 위해, 또는 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드 또는 물을 포함하는 포름알데히드, 또는 DNA 또는 RNA 레벨에서 작동하는 다른 화학 물질, 또는 이들의 산물 또는 이들 사이의 조합물을 오존 없이 제어된 방식으로 주입하기 위해, 또는 물과 결합된 프로필렌 옥사이드 또는 물과 결합된 에틸렌 옥사이드를 제어된 방식으로 주입하기 위해, 여러 개의 전기 밸브(4E, 4H, 13A 및 13E)가 개방되며, 그런 다음 상기 기화기/믹서기(4G)로부터 살균 챔버(1)로 흡인된다. 위에서 언급된 화학 물질들은 시장에서 상업화된 대로 그 자체적인 조합으로 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
- 주입과 관련하여, 상기 주입 장치는 주사기(syringe) 주입기가 없지만, 기화기 내에 모세관 세트를 가지고, 이것은 액체를 분쇄된 가스로 변환하고 이를 오존 및 다른 화학 물질과 혼합하여, 살균/소독제를 생성한다. 가열 요소 또는 마이크로웨이브 시스템을 통해 생성된 열은 기화를 위한 열원으로 이용될 수 있다. 또한 기화는 모세관에 적용된 초음파 시스템에 의해 향상될 수 있다.
- 이 모세관 시스템으로, 액체 드립핑의 높은 정밀도를 얻을 수 있고, 더 낮은 농도의 과산화수소의 사용을 가능하게 한다. 이 시스템은 기화기/믹서에 적용된 모세관 세트에 따라 90 %와 40 %, 40 %와 30 %, 30 %와 20 %, 20 %와 10 %, 10 %와 5 %, 5% 와 1 % 사이의 농도의 가습제로 과산화수소 (또는 다른 화학 물질 조합)를 사용할 수 있다.
- 조정 가능한 고정 도스(투여) 시스템(dose system; 13B)은 모세관 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 조절 가능한 도우징(dosing; 13B)을 재충전 한 후, 밸브(13A)는 닫히고, 조절 가능한 도우징(dosing; 13B) 내의 액체는 기화기 유입 밸브(13E)의 개방에 의해 모세관(4D)을 통해 기화기/믹서(4G)로 유입된다.
살균 공정의 경우 기화기/믹서(4G) 에서 또는 소독 공정의 경우에서의 대기압(atmospheric pressure)에서 기화기 내의 압력이 100 mbar 이하로 도달한 후 발생한다.
- 본 발명의 기화기/믹서(4G)는 물리적으로 살균/소독 챔버(1)에 개방된다; 즉 기화기/믹스(4G)와 챔버 사이에는 밸브가 없다. 제어는 다양한 센서(4B)에 의해 측정된 값들에 기초하여 컴퓨터로 제어되는 기화기/믹서에 적용된 모세관 입구에서의 유입 밸브(4E, 13E)를 통해 이루어진다.
- 본 발명의 장치에서, 기화기/믹서(4G) 및 이들의 도우징 시스템은 실내 소독(룸 또는 챔버)용 화학 혼합물을 기화시킬 수 있다. 제어는 주변 온도 및/또는 상대 습도 주변의 화학 물질 농도에 기초한다.
- 제어 시스템은 압력 및/또는 상대 습도 및/또는 살균/소독 챔버의 온도, 살균/소독 챔버로의 오존 또는 화학 물질의 혼합물의 주입량, 오존과 화학 물질의 혼합물을 운반하는 모세관(4D)의 기화기/믹서 밸브(4E, 4H 및 13E)의 개구된 수의 조절에 기초한다. 살균/소독을 얻기 위해 챔버 내부의 온도와 상호작용하는 혼합물이 생성된다; 챔버 내부에 배치되는 오존의 양은, 사이클의 유형에 따라, 사용된 모세관 및 사용된 화학 물질의 혼합물에 따라 0 mbar - 10 mbar, 10 mbar - 100 mbar, 100 mbar - 200 mbar, 200 mbar - 500 mbar, 500 mbar - 800 mbar의 챔버 압력 변동을 유발한다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로 설명된다:
도 1a는 본 발명에 따른 살균/소독 공정을 수행하는 장치 구성도를 도시한다. 이 도면에서 본 발명 장치의 구성요소들은 다음과 같은 도면 부호로 식별된다.
1- 살균/소독 챔버
1A - 챔버 히터
1B - 챔버 센서
2 - 클린 사이드 도어(clean side door)
2A - 클린 사이드 도어 히터
2B - 클린 사이드 도어 센서
3- 언클린 사이드 도어(unclean side door)
3A - 언클린 사이드 도어 히터
3B - 언클린 사이드 도어 센서
4 - 기화기/믹서
4A - 기화기/믹서 히터
4B - 기화기/믹서 센서
4C - 필터
4D - 모세관
4E - 기화기/믹서 유입 밸브
4F - PTFE 연결부
4G - 기화기/믹서 챔버
4H - 오존을 위한 기화기/믹서 유입 밸브
4I - 초음파 시스템
4J - 마이크로웨이브 시스템
5 - 도우징 연동 펌프(dosing peristaltic pump)
6 - 화학 물질 탱크
6A - 레벨 센서
6B - 레벨 플로트(level float)
6C - 탱크 센서
6D - 온도 제어 유닛
6E - 펠티에 판(Peltier plate)
6F - 탱크
7 - 필링 연동 펌프(Filling peristaltic pump)
8 - 공급 시스템
8A - 드로어(Drawer)
8B - 인식 센서(Recognition sensor)
8C - 천공 실린더(Perforation cylinder)
8D - 천공 바늘(Perforation needle)
8E - 드로어 실린더(Drawer cylinder)
8F - 인식 시스템을 구비한 살균제 병/용기
8G - 재충전 병/용기 홀더(Recharge Bottle / Container holder)
9 - 플라즈마 생성 유닛
9A - 고전압 유닛
9B - 배기 밸브(Exhaust valve)
9C - 플라즈마 생성기 챔버
9D - 고전압 전극
9E - 온도 센서
10 - 제어된 온도 및 가열/냉각 시스템을 갖춘 진공 어셈블리
10A - 진공 펌프
10B - 오일 분리기
IOC - 악취 필터(Odor filter)
10D - 콘덴서(Condenser)
10E - 에어 밸브(Air valve)
10F - 에어 유입구(Air inlet)
10G - 제어 유닛
10H - 오일 펌프
101 - 방열기(Heat dissipater)
10J - 환풍기/팬
10L - 액체 배출부(Liquid exhaustion)
10M - 센서
10N - 배출부 가열부(Exhaustion heating)
10O - 액체 보관소(Liquids deposit)
10P - 모터
10Q - 멤브레인(Membrane)
11A - 환기 밸브(Ventilation valve)
11B - 환기 필터
l1e - 변환기(Transducer)
12 - 오존 생성 유닛
12A - 오존의 기화기로의 연결부
12B - 오존 생성기
12C - 공기 유입 필터
12D - 제어 보드
12E - 전기 연결부
13 - 조절가능한 고정 도스(dose) 시스템
13A - 조절 가능한 도우징 밸브
13B - 조절 가능한 도우징(Adjustable dosing_
13C - 필터
13D - 기화기/믹서 유입 밸브
도 1b는 공급 시스템의 자세한 구성요소를 도시한다. 상기 구성요소들은 다음의 도면부호로 식별된다:
8A - 드로어(Drawer)
8B - 인식 센서(Recognition sensor)
8C - 천공 실린더(Perforation cylinder)
8D - 천공 바늘(Perforation needle)
8E - 드로어 실린더(Drawer cylinder)
8G - 재충전 병/용기 홀더(Recharge Bottle / Container holder)
8H - 제어 보드
도 2는 시간에 따라 기화기에서의 압력 변환에 따른 장치의 동작 원리를 도시하는 그래프이다.
도 1a를 참조하면, 공급 시스템(8) (도 1b에 좀 더 구체적으로 도시됨)은 드로어(drawer; 8A), 재충전 인식 센서(8B), 천공 실린더(8C), 바늘(8D), 드로어 실린더(8E), RFID, TAG 또는 마이크로칩을 포함하는 재충전 병/용기(8F), 병/용기 홀더(8G) 및 제어 보드(8H)로 구성된다. 화학 물질 재충전이 배치되는 드로어는 RFID, TAG 또는 마이크로칩 식별을 통해 재충전을 인식한 후, 수동 또는 기계 시스템 또는 전기 및/또는 공압 실린더 메커니즘(8E)으로 동작한다. 재충전을 인식한 후, 자동화 시스템은 시스템 프린터를 통해 재충전 데이터를 인쇄하고 및/또는 시스템 컴퓨터 내에 상기 데이터를 저장한다.
시스템 화면에 탱크(6F)의 액체가 부족한 것으로 표시되면, 작업자의 지시에 따라 재충전 시퀀스가 시작된다. 드로어(8A)는 열리며, 작업자는 스크린에서 경고 내용을 받아, 액체의 전체 양을 제거할 수 있도록 천공 바늘(8D)이 병/용기(8F)의 바닥에 닿게 하도록 병/용기(8F)를 기울어진 위치에 유지하도록 설계된 홀더(8G) 내에 그것을 배치시키기 전에 재충전 병/용기 캡을 제거한다.
병/용기 홀더(8G) 아래에 설치된 인식 센서(8B)는 RFID, TAG 또는 마이크로칩을 인식하고, 화학 물질 재충전을 받아들이며, 이는 효율적인 살균/소독 주기를 보장하도록 제조업체의 지침에 따라 사용된다.
재충전이 인식되고 확인된 후에는 드로어(8A)가 닫히고, 주사기(8D)는 재충전을 천공한다. 이 주사기는 수동 및/또는 기계 및/또는 전기 및/또는 공압 시스템(8C)으로 동작한다. 병/용기 및/또는 기타의 천공 후, 화학 물질은 충전 펌프(7)에 의해 펌핑되고, 환풍기 및 펠티에 판(6D 및 6E)의 어셈블리에 의해, -10℃ 내지 30℃ 사이로 온도가 제어되는 탱크(6F) 안으로 배치된다.
도우징 펌프(5)로 인해 화학 물질이 탱크(6F)에서 제거된다; 상기 액체는 3방향 기화 밸브(4E, 13A 또는 13E) 중 어느 하나를 통과하고, 튜브의 공기 제어를 위해 탱크로 되돌아온다. 이후 화학 물질을 기화기/믹서의 모세관(4D) 중 하나에 넣는다. 오존은 모세관(4D)에 연결된 밸브(4H)를 통해 기화기/믹서기로 들어가 화학 물질과 결합된다. 그런 상기 혼합물은 다음 살균/소독 챔버(1)로 확산된다. 화학 물질 탱크(6F)는 플로트(6B)를 제어하고 컴퓨터 또는 제어 유닛과 상호작용하는 시스템에 제공되어, 탱크에서 화학 물질없이 사이클이 시작되는 것을 방지한다. 화학 물질의 레벨은 정보를 컴퓨터로 보네는 레벨 또는 압력 센서(6A)에 의해 제어된다.
또한 이 공정은 특정 화학 물질의 소정의 투여량(dose)을 조절할 수 있는 조절 가능한 도스 시스템(dose system; 13)을 포함한다. 기화기 유입 밸브(13E)가 사용될 때, 컴퓨터 시스템은 투여 연동 펌프(5)에 탱크(6F)에서 화학 물질 펌핑을 시작하라는 지시를 준다. 상기 조절 가능한 도우징 밸브(13A)는 개방된다. 상기 액체는 조절 가능한 도우징의 내부에서 공기가 완전히 제거됨이 보증될 때까지 한 주기의 시간 동안 조절 가능한 도우징(dosing; 13B)으로 이들 밸브를 통해 위쪽으로 통과한다. 이 주기가 지나면, 조절 가능한 도우징 밸브(13A)가 닫히고 도우징 연동 펌프(5)가 정지한다. 그런 다음, 기화기/믹서 유입 밸브(13E)는 기화기 믹서 센서(4B)에 의해 주어진 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도의 정보를 바탕으로 컴퓨터 시스템에 의해 제어되는 펄싱(pulsing)을 시작하고, 화학 물질을 모세관 튜브(4D)를 통해 한방울 한방울 기화기/믹서(4G) 안으로 주입한다.
오존과의 드롭 바이 드롭(drop by drop)으로 화학 물질 제제의 기화 및 조합은, 자동 및/또는 전기적 히팅(가열; heating) 시스템(4A), 및/또는 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 가열되는 기화기/믹서(4G) 및 그 내부에 있는 모세관(4D)을 포함하는 새로운 장치에 의해 얻어지고, 이것은 개발될 사이클 형태에 맞게 조율되고 조절된다. 가습 액체는 도우징 펌프(5)를 통해 공급된다.
기화가 오존과 결합된 가습을 위해 한방울 한방울 떨어지기 때문에, 기화기 챔버(4G)로부터 살균/소독 챔버(1)로의 혼합물/조합물의 적은 증기량이 투여(dose) 되는 것이 가능하며, 이는 밸브(4E, 4H 및 13E)의 개방으로 제어된다.
상기 혼합물/조합물 및 기화 방법을 이용하여, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 계 포장 제품 또는 다른 플라스틱 섬유 이외에, 살균된 포장을 위해 셀룰로오스 기반의 일반 종이, 또는 합성 섬유 그 자체 또는 합성 섬유로 만들어진 포장된 물질을 살균/소독하는 것이 가능하다.
이 공정은 길이가 중간인 생물학적 인디케이터의 공간을 갖는 1mm 직경과 15 미터 길이의 유연한 튜브에 의해, 또는 길이가 5000mm 이하이고 직경이 0.5mm 이상인 내부의 단단한 스테인리스 스틸 튜브에 의해 조합된 내부의 "PCD"의 생물학적 살균을 달성할 수 있도록, 20℃에서 130℃로 가열된 1개 또는 2개의 문(위생 장벽이 있거나 또는 없는 문)을 갖는 살균/소독 챔버(1)내에서 진행된다.
이 기화기/믹서는 기본적으로 지속적인 압력 및/또는 습도 및/또는 온도 및/또는 혼합물 농도 계산 후에 기화기/믹서 유입 밸브(4E, 4H, 및 13E)의 개/폐의 제어를 위해, 프로그래밍 명령을 갖는 - 가열 시스템(4A 및/또는 4J)이 구비된 - 챔버(4G)를 기반으로 한다. 화학 물질의 유입 밸브(4E 또는 13E)와 기화기/믹서 챔버(4G) 사이에 드롭 바이 드롭 방식의 기화를 위해 설계된 모세관(4D)이 있다. 이 도우징은 컴퓨터 또는 제어 유닛에 의해 제어되는 기화기/믹서(4D)의 모세관(4D)의 유입구에 있는 전기 밸브(4E, 4H)에 의한다. 조절 가능한 도우징(13B)을 사용하는 경우, 상기 도우징은 밸브(13E)에 의해서 수행되지 않고 조절 가능한 도우징(13B) 안의 액체의 총량에 의해 수행된다.
기화기/믹서(4G)에 의해 가열된 후, 모세관(4D)은 화학 물질 조합물을 드롭 바이 드롭(drop by drop)으로 기화할 수 있고 살균/ 소독 조합을 생성한다. 이 공정은 컴퓨터에 의해 제어되고 프로그래밍된다.
기화기/믹서(4G)는 기화 챔버에 적용된 자동 및/또는 전기 가열 시스템(4A), 및/또는 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 5℃ 및 200℃ 사이의 온도로 가열된다. 모세관에 적용된 초음파 시스템(41) 또한 기화를 향상시키는데 이용될 수 있다. 기화기/믹서(4G) 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도 센서(4B)를 갖고 그 정보를 제어 컴퓨터로 보낸다. 화학 물질은 기화기/믹서(4G)로 드롭 바이 드롭 방식으로 주입되고, 전기 밸브(4H)에 의해 제어되는 모세관(4D)을 통해 기화기/믹서(4G)로 같이 들어가는 오존과 결합된다.
기화기/믹서는, 가스 상태의 화학 물질의 조합을 최상의 조건으로 살균/소독 챔버(1)로 운반하는 PTFE 튜브(4F)를 구비한 클램프 시스템에 의해 살균 소독 챔버(1)와 기계적으로 연결된다.
도우징 펌프(5)와 기화기/믹서 밸브(4E, 13A 및 13E) 사이에는 화학 물질의 리턴 라인이 있어 드롭 바이 드롭으로 기화기/믹서(4G)로 들어가는 화학 물질 주입 회로의 튜빙(tubing)에서 공기를 제거한다. 필터(4C)는 입자 또는 잔류물이 모세관(4D)에 도달하지 않도록 한다.
챔버(1)의 배출 밸브(9B) 근처에는, 진공 펌프(10A)에 의한 공기 제거 시스템이 있고, 이 시스템은 기화기/믹서(4G) 안으로 드롭 바이 드롭 주입을 시작하기 전에 공기를 제거한다. 살균/소독 챔버(1)에서 나오는 가스는, 챔버 출구에서 화학 물질과 오존의 혼합을 촉매하고, 상기 조합물을 플라즈마 효과에 의해 물, 산소 그리고 자유 라디칼들로 분해하는, 고전압 전극(9D)을 구비한 플라즈마 생성기(9C)를 통과하여 지난다. 플라즈마 생성기는 챔버의 필수적인 부분일 수도 있고 아닐 수도 있다. 가연성 화학 물질이 사용되는 경우 액체 링 진공 펌프가 사용된다.
살균/소독 챔버(1)와 도어(2 및 3)는 프로세스를 제어하는 컴퓨터에 정보를 전달하는 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도 센서(11C, 1B, 2B, 3B)를 포함한다.
도 1a를 참조하면, 드롭 바이 드롭 주입을 달성하기 위해, 모세관(4D)은 1um 내지 10mm 사이의 홀을 갖는 5mm 내지 5500mm 사이의 길이를 가지며, 이는 화학 물질의 조합을 위해 필요한 정밀도로 드롭 바이 드롭 기화를 가능케 한다. 유입 밸브(4E, 4H 및 13E)는 각 개구에서 기화된 값에 기초하여 제어된다. 살균/소독 챔버 내부에 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 설정된 압력 값에 도달할 때까지 상기 밸브는 성공적으로 열리게 된다.
도우징 시스템에는 공기가 없기 때문에, 동일한 압력 값에 대해 챔버 내부의 물질이 더 적으면, 더 적은 살균/소독제 주입이 필요할 것이다. 반면에, 동일한 압력 값에 대해 챔버 내부에 더 많은 물질이 있으면, 더 많은 살균/소독제 주입이 필요할 것이다. 이는 챔버 내부에 살균/소독제의 응축 가능성 때문에 일어난다. 주입을 시작하기 전에 챔버 내부의 로드(load)는 미리 가열된다.
살균/소독은 10 내지 12.000 초 사이의 확산 주기 동안 1.0ㅧ106 이상의 밀도(population) 로 루멘(lumen) 내부에 투입된 생물학적 지표인 지오바실러스 스테아로써모필러스(Geobacillus Stearothermophilus)를 포함하는 15 미터 길이와 1mm 지름을 갖는 예시적인 루멘에 도달한다.
주입 전에, 튜브 내의 모든 공기를 제거하기 위해, 1 내지 855 초의 주기로 펌핑을 시작하는 - 화학 물질 탱크(6F)와 기화기/믹서(4G) 사이에서 - 연동식 펌프(5) - 또는 기타 방식으로 드롭 바이 드롭 도우징 시스템이 보장된다. 이러한 펌핑 주기 및 튜브에서의 공기 제거 후에, 기화기/믹서 밸브(4E 및 13E)는 살균/소독 챔버(1)에서 판독된 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도에 의해 제어되는 간헐적인 개구로 개방된다.
이 과정으로, 도 2에 도시된 것과 유사한 진입(초반)을 갖는 기화 곡선이 있다. 확산 주기는 10초 내지 12000초 사이의 타임 프레임으로 살균/소독을 시작하여, 챔버 내의 적절한 양의 화학 결합물을 가질 때까지 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 압력으로 10 내지 12000 초 사이에서 일어난다.
본 발명의 장치는 축소된 크기의 챔버, 내시경 및 비디오 스코프, 와인 병에 일반적으로 사용되는 코르크 마개, 라미네이트된 코르크 및 다른 물질과 결합된 코르크의 챔버 내에서의 구강 내 물질의 살균/소독에도 적합하다.
이 장치는 살균/소독제의 침투 테스트 사이클과 누설 테스트 사이클을 제공하며, 이는 독립적으로 또는 동시에 이루어질 수 있다.
또한 이 장치는, 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드 또는 물이 결합된 포름알데히드 또는 DNA 또는 RNA 레벨에서 작동하는 다른 화학 물질, 또는 이들 물질 자체 또는 이들 사이의 결합물이 오존과 결합되어, 또는 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드, 또는 물이 결합된 포름알데히드, 또는 DNA 또는 RNA 레벨에서 작동하는 다른 화학 물질, 또는 이들 자체 또는 이들 사이의 결합물 등과 같은 화학물질이 오존없이, 또는 물과 결합된 산화 프로필렌 또는 물과 결합된 산화 에틸렌을 살균/소독제로 이용하여 생물학적 살균의 실험실 연구를 위한 생물학적 및/또는 화학적 지표를 평가하기 위한 저항계(RESISTOMETER)의 기능을 수행한다 (위에서 언급한 화학 물질은 시장에서 상업화된 대로 자체적으로 사용된다는 것을 이해해야 한다).
다중 모세관 기화기/믹서의 장점은 대기업에서 사용되도록 적용될 때 살균/소독 또는 주변 소독을 취할 수 있도록, 서로 다른 물질들을 정밀하게 재결합할 수 있다는 것이다. 이는 과산화수소와 오존을 혼합/결합하여 낮은 농도의 과산화수소 등을 이용한 포용력(capacity)을 갖게 하여, 챔버 내의 살균제/소독제의 부식성을 낮추어, 이 공정이 환경 친화적으로 효율성을 유지하면서 살균되거나 소독될 장치에 손상을 입히지 않게 한다.
반면에 화학 물질의 농도가 낮으면 각 사이클의 최적화가 가능하고 플라즈마 생성기(9C)에서의 화학 물질의 분해가 개선될 수 있다.
개시된 살균/소독 장치는 첨부된 청구범위에서 기능적인 원리를 유지하면서, 예를 들어 본 발명의 범위에 포함되는 균등한 구성요소로 변형될 수 있다.
또한 다른 화학 물질들이 이 특허 출원에 청구된 물질들과 결합될 수도 있다.
1- 살균/소독 챔버
1A - 챔버 히터
1B - 챔버 센서
2 - 클린 사이드 도어(clean side door)
2A - 클린 사이드 도어 히터
2B - 클린 사이드 도어 센서
3- 언클린 사이드 도어(unclean side door)
3A - 언클린 사이드 도어 히터
3B - 언클린 사이드 도어 센서
4 - 기화기/믹서
3A - 기화기/믹서 히터
4B - 기화기/믹서 센서
4C - 필터
4D - 모세관
4E - 기화기/믹서 유입 밸브
4F - PTFE 연결부
4G - 기화기/믹서 챔버
4H - 오존을 위한 기화기/믹서 유입 밸브
4I - 초음파 시스템
4J - 마이크로웨이브 시스템
5 - 도우징 연동 펌프(dosing peristaltic pump)
6 - 화학 물질 탱크
6A - 레벨 센서
6B - 레벨 플로트(level float)
6C - 탱크 센서
6D - 온도 제어 유닛
6E - 펠티에 판(Peltier plate)
6F - 탱크
7 - 필링 연동 펌프(Filling peristaltic pump)
8 - 공급 시스템
8A - 드로어(Drawer)
8B - 인식 센서(Recognition sensor)
8C - 천공 실린더(Perforation cylinder)
8D - 천공 바늘(Perforation needle)
8E - 드로어 실린더(Drawer cylinder)
8F - 인식 시스템을 구비한 살균제 병/용기
8G - 재충전 병/용기 홀더(Recharge Bottle / Container holder)
8H - 제어 보드
9 - 플라즈마 생성 유닛
9A - 고전압 유닛
9B - 배기 밸브(Exhaust valve)
9C - 플라즈마 생성기 챔버
9D - 고전압 전극
9E - 온도 센서
10 - 제어된 온도 및 가열/냉각 시스템을 갖춘 진공 어셈블리
10A - 진공 펌프
10B - 오일 분리기
IOC - 악취 필터(Odor filter)
10D - 콘덴서(Condenser)
10E - 에어 밸브(Air valve)
10F - 에어 유입구(Air inlet)
10G - 제어 유닛
10H - 오일 펌프
101 - 방열기(Heat dissipater)
10J - 환풍기/팬
10L - 액체 배출부(Liquid exhaustion)
10M - 센서
10N - 배출부 가열부(Exhaustion heating)
10O - 액체 보관소(Liquids deposit)
10P - 모터
10Q - 멤브레인(Membrane)
11A - 환기 밸브(Ventilation valve)
11B - 환기 필터
l1e - 변환기(Transducer)
12 - 오존 생성 유닛
12A - 오존의 기화기로의 연결부
12B - 오존 생성기
12C - 공기 유입 필터
12D - 제어 보드
12E - 전기 연결부
13 - 조절 가능한 고정 도스(dose) 시스템
13A - 조절 가능한 도우징 밸브
13B - 조절 가능한 도우징(Adjustable dosing_
13C - 필터

Claims (11)

  1. 살균/소독 챔버(1)로 제공되는 기화기/믹서(4G) 내의 다수의 모세관(4D)을 통해 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드 또는 물과 결합된 포름알데히드, 또는 다른 화학 물질을 오존과 같이 기화하여 결합하는 것을 특징으로 하는 화학 물질 기화 주입기를 구비한 오존 살균 또는 소독 장치로, 상기 제공은 컴퓨터 또는 제어 유닛에 의해 수행되는 제어에 따라 도우즈 변동(dose varying), 또는 조절 가능한 고정 도즈(fixed dose; 13B)로 이루어지며; 상기 기화기/믹서는 대기압보다 낮은 압력으로 동작하고 자동 및/또는 전기 시스템(4A), 또는 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 5℃ 내지 200℃의 온도로 가열되며; 상기 기화 프로세스는 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 압력에서 살균/소독 챔버(1)로 진공 또는 대기압에서 수행되며; 탱크(6F)에서 공급되는, 화학 물질을 채우는 것은 제어되는 온도로 모세관(4D)에 의해 드롭 바이 드롭(drop by drop)으로 수행되어, 상기 액체를 안개 형태의 가스로 변형시키며; 상기 컴퓨터는 도우징 펌프(5) 후에 있는 전기 밸브(4E 및 4H)와 제어보드(12D)와 공기 유입 필터(12C)를 포함하는 오존 생성기(12B)를 제어하며, 센서들(1B, 2B, 3B, 4B 및 11C)에 의해 주어진 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도에 관련된 정보를 고려하여, 기화 및 살균 또는 소독 공정 동안 일정한 소정 값으로 살균/소독 챔버(1) 내부의 압력을 유지시키며; 또한 상기 장치는, 배기 가열 시스템(10N) 및 온도 조절 센서(10M) 및 공기 밸브 가열 시스템(10E) 및 오일 펌프로 구성된 냉각 시스템(10H), 방열기(10I), 팬(10J) 및 전자 제어 유닛(10G)를 포함하는 진공 펌프(10A)를 포함하고, 또한 오일에서 물을 분리하는 멤브레인(10Q), 액체 배출 시스템(10L), 액체 보관소(10O), 공기 유입구(10F)에 연결된 오일 분리기(10B), 큰 용량을 갖는 분자 여과기(molecular sieve; 10C)를 포함하며; 상기 배기 단계에서 플라즈마 생성기(9C)는 상기 전극(9D)에 인가되는 고전압(9A)의해 플라즈마를 생성하도록 활성화되며, 센서(9E)에 의해 상기 플라즈마 생성기의 온도가 모니터링되고; 상기 장치는, 서보 모터(8C)에 의해 이동되는 천공 바늘(8G)이 병/용기 바닥에 닿도록 하여 액체 전제가 제거될 수 있도록 기울어진 위치로 유지되는 홀더(8G) 내로 삽입된 병/용기(8F)로부터 살균제를 제거하는 자동 공급 장치를 포함하며, 상기 드로어(drawer; 8A)는 RFID, TAG 또는 마이크로칩에 의해 재충전을 인식하고, 재충전 데이터를 재충전 후에 프린트될 PC로 전송하는 재충전 인식 센서(8G)를 구비하고, 서보모터(8E)에 의해 자동으로 이동하고; 상기 재충전 시스템은 자동으로 인식되어 대응하는 탱크로 펌핑되는 서로 다른 화학 물질의 공급을 허용하는;
    것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기화는 모세관(4D)의 입구에 있는 초음파 시스템(4I), 또는 기화 챔버(4G)에 적용된 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 증가될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기화기/믹서(4G)는 탱크(6F)들 중 어느 하나 또는 조절 가능한 도우징(13B)으로부터, 0.0001 내지 3000 mbar ABS 사이로 압력이 전개되는 살균/소독 챔버(1)로 주입된, 1 초 내지 1000 초 사이의 주기 동안, 오존과 결합하여 전부 0.01 ml 내지 1000 ml의 과산화수소 또는 다른 화학 물질을 기화할 수 있으며, 상기 장치는 상기 기화기/믹서(4G) 내, 상기 화학 물질 탱크(6F) 내, 그리고 살균/소독 챔버(1) 내에 다양한 압력 및/또는 온도 및/또는 습도 및/또는 농도 센서를 포함하고; 오존 생성기(12B)와 상기 모세관을 통해 상기 기화기/믹서(4G) 안에서 결합되고 상기 챔버 내부로 주입될 오존을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 살균/소독 챔버(1) 안으로 주입된 오존과 재결합된 상기 과산화수소 또는 다른 화학 물질의 기화는, 상기 기화기/믹서(4G)가 자동 및/또는 전기 가열 시스템(4A) 또는 마이크로웨이브 시스템(4J)에 의해 5℃ 내지 200℃ 사이로 가열된 후, 20℃ 내지 130℃ 사의 온도 값에서 일어나는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기화기/믹서(4G) 안으로 드롭 바이 드롭 방식으로 주입되는 상기 과산화수소 또는 다른 화학물질은, 오존과 혼합된 습한 분위기(atmosphere)를 형성하고, 상기 기화기/믹서(4G)는 클램프 시스템 또는 다른 구성 및 상기 혼합물을 가스 상태로 상기 살균/소독 챔버(1)로 유도하는 PTFE (또는 다른 적절한 재료)의 튜브로 상기 살균/소독 챔버(1)와 기계적으로 연결되고, 상기 기화기/믹서(4G) 내에서 드롭 바이 드롭 주입을 시작하기 전, 그리고 상기 밸브(4H)를 통해 상기 오존을 주입하여 상기 살균/소독 챔버(1) 안으로 오존을 확산시키기 전에, 상기 챔버(1)와 기화기/믹서(4G)에서 상기 공기를 배출할 수 있는 진공 펌프(10A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기화기의 유입 밸브(4E 및 13E) 근처에, 상기 컴퓨터 시스템에 의해 제어되는 탱크(6F)로 리턴되는 튜브를 통한 공기 제거 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 살균/소독 챔버(1) 내부에 있는 혼합물의 배출(exhaustion)은, 액체 보관소(10O) 내의 수성 액체(aqueous liquids)를 보관하는 멤브레인(10Q), 액체 배출 밸브(10L) 및 제어 유닛(10G)뿐만 아니라, 가열된 튜브(10N)를 통과하여 지나고 에어 밸브(10E)에 의한 가열 시스템을 갖는 진공 펌프(10A), 방열기(10I) 환풍기/팬(10J) 및 오일 펌프(10H) 세트에 의한 냉각 시스템에 의해 이루어지고; 상기 챔버(1)로부터 오전과 같이 혼합/결합된 상기 과산화수소 또는 다른 화학 물질의 제거는 고전압 전극(9D)을 갖는 플라즈마 생성기(9C)를 통과하여, 플라즈마 효과에 의해 상기 과산화수소 또는 다른 화학 물질 및 오존을 물, 산소 및 자유 라디칼로 분해하고; 또한 임의의 최종 잔류물을 보유하는 배출 라인의 끝단에서 분자 여과기(molecular sieve; 10C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는
    과산화수소 또는 다른 화학 물질은 상기 기화기/믹서(4G) 안으로 드롭 바이 드롭으로 주입하고 오존을 주입하는 1um 내지 10mm 사이의 구멍(orifice)를 갖고 5 mm 내지 5500 mm 사이의 길이를 갖는 다수개의 모세관(4D)을 포함하며, 상기 액체들의 상기 모세관들을 통한 통과는 기화기 유입 밸브(4E 및 13E)에 의해 제어되며; 상기 밸브는 상기 기화된 혼합물/결합물의 각 개구에서 값들에 기초하여 제어되며, 상기 설정 값이 기화되어 0.0001 mbar 내지 3000 mbar ABS 사이의 압력을 얻을 때까지 상기 밸브(4E 및 13E)는 성공적으로 개방되고; 과산화수소, 아세트산, 과초산, 물, 포름알데히드, 물이 결합된 포름알데히드, 또는 다른 화학 물질 등의 화학 물질이 결합된 오존을 기화할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 오존 또는 다른 화학적 결합물을 기화할 수 있는, 룸 또는 챔버에서의 주변 살균(ambient disinfection)에 적용될 수 있는 다수의 모세관들이 구비된 개별적인 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 화학적 결합물의 침투 테스트 사이클을 포함하며; 누설 테스트 사이클, 상기 침투 테스트와 상기 누설 테스트를 하나로 통합한 사이클; PLC가 압력 변화를 관리하고 상기 압력을 내시경이 견딜 수 있는 제한 범위 내로 유지시키는 방식으로 자동화 시스템에 의해 제어되는 유연한 내시경을 위한 사이클을 더 포함하여, 이러한 방법으로 상기 내시경의 내부 및 외부 부품 사이의 압력 변화를 줄이고, 상기 사이클들은 상기 기화기/믹서 내의 서로 다른 모세관 및 서로 다른 모세관 튜브들에 기초하여, 서로 다른 물질들에 전용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    저항계(RESISTOMETER)의 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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