KR20190128915A

KR20190128915A - 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법

Info

Publication number: KR20190128915A
Application number: KR1020180053255A
Authority: KR
Inventors: 김상웅; 이창익
Original assignee: 한소 주식회사
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-19
Also published as: KR102120731B1

Abstract

본 발명은 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법에 관한 것으로서, 멸균제를 공급해주는 멸균제 공급장치, 멸균제와 혼합되는 외부기체를 공급해주는 외부기체 공급장치, 멸균제와 외부기체를 혼합하여 기화시켜 멸균기체를 생성하는 기화장치, 챔버 내부의 진공을 만들어 주는 진공펌프를 구비하며, 이를 통하여 멸균기체를 생성하고 챔버 내부에 분사할 시 난기류를 유발하여 낮은 진공에서도 멸균기체의 확산을 빠르게 유도하여 높은 멸균효율을 가지는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법{Sterilization system and method with turbulence}

본 발명은 멸균 장치 및 이를 이용한 멸균 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멸균기체의 난기류를 유발하여 낮은 진공에서도 멸균기체의 확산을 빠르게 유도하여 높은 멸균효율을 가지는 멸균 장치 및 멸균 방법에 관한 것이다.

멸균이란 특별한 방법으로 살아 있는 미생물 집단 전체를 제거하거나 처리하는 과정을 일컫는다. 미생물의 생존에 치명적으로 작용하는 물리 또는 화학적인 방법을 이용하여 미생물 전부나 또는 특정한 미생물을 골라내어 선택적으로 제거할 수 있다.

따라서 멸균은 다양한 분야에서 사용되고 있으며 특히 의료기기 등에서 중요하게 다뤄지고 있다. 현재 의료기기의 멸균은 산화에틸렌(Ethylene Oxided, EO)가스, 증기, 과산화수소, 플라즈마 등을 이용하고 있다. 산화에틸렌 가스를 이용한 멸균방법의 장점은 모든 종류의 미생물을 죽일 수 있고 고온, 고습, 고압을 필요로 하지 않으며, 기구나 물품에 손상을 주지 않는다는 것이다. 하지만 산화에틸렌 가스는 미국의 산업위생전문가협의회(ACGIH, American Conference of Governmental Industrial Hygienist)에서 잠재적인 발암물질로 규정하고, 작업 환경 중 산화에틸렌 가스에 대한 허용 기준을 1ppm으로 정했다. 이러한 상황에서 산화에틸렌 가스는 취급 관리가 어렵고 3시간 내지 5시간의 비교적 긴 멸균 시간으로 문제가 있다.

또한, 증기 멸균 방법은 밀폐용기를 포화수증기로 채우고, 가압하여 100도씨 이상의 고온에서 가열 살균하는 방법으로써, 모든 미생물을 멸균할 수 있다. 115도씨에서 70분간 작용하는 것이 확실하고 짧은 멸균 시간과 안전하고 값이 비교적 싸다는 점에서 장점이 있다. 그러나 증기 멸균기는 고온 및 습기에 노출되기 때문에 피멸균체가 고온 및 습기에도 문제가 없어야 하는 단점이 있다.

그 외 다른 종류의 멸균 방법 및 관련 장치로는 과산화수소, 오존 및 플라즈마를 이용하여 멸균을 수행하는 방법 및 장치가 공지되어 있다. 예를 들어 한국등록특허 제1324567호는 챔버 내부를 진공상태로 만든 후 과산화수소와 오존을 사용하여 멸균하는 방법이며, 한국등록특허 제1298730호는 플라즈마를 이용한 멸균방법에 대해 기술하고 있다.

진공을 이용한 대부분의 멸균 방법 및 장치들은 피멸균체가 수용되는 챔버가 있으며 챔버의 내부를 진공으로 만들어 주고, 이후 멸균 기체를 주입하여 멸균을 수행하는 기본 과정을 수행한다. 다만, 이 경우 챔버 내부가 진공 상태이기 때문에 기체의 흐름이 발생하지 않아, 챔버 내부로 멸균 기체를 주입 시 압력차에 의한 흐름만 발생 하고 이후, 챔버 내의 압력차가 균일하게 되면 기체의 흐름이 줄어들게 되어 표 1과 같이 단순한 확산에만 의존하게 된다.

따라서, 종래 멸균 장치는 피멸균체에 대한 멸균기체의 도달이 확산에만 의존하므로, 멸균기체의 이동시간이 길어 멸균장치의 효율성이 떨어지거나 멸균기체가 도달하지 못하는 구역이 생김으로써 멸균력의 저하가 올 수 있다. 상기 표 1에 나타난 바와 같이 진공도가 높을수록 자유이동도가 높아지기 때문에 종래의 멸균장치는 멸균기체의 확산을 유리하게 하기 위해 챔버 내부의 진공을 높이는 방법으로 연구가 진행되어 왔다.

이와 같이 멸균 장치의 높은 진공을 만들기 위해 윤활유를 이용한 진공펌프를 주로 사용하고 있다. 윤활유를 이용한 진공 펌프는 0.1~5torr의 고진공을 만들 수 있으나 펌프의 동작 시 윤활유의 기계적인 마찰에 의해 유증기가 발생하게 되고 이 유증기가 챔버 내로 유입될 경우 멸균품인 의료기구가 유증기에 의해 오염될 수 있는 문제점이 발생한다.

유증기의 유입을 방지하기 위한 추가적인 장치가 필요로 하고, 진공 펌프에서 발생한 유증기가 배출구로 배기되는 것을 방지하기 위해 오일 포집장치가 따로 요구된다. 이는 멸균장치의 단가를 상승시키는 요인이 될 뿐만 아니라 지속적인 유지보수가 필요하게 되어 추가적인 비용이 소요되고 기기 운용상의 효율이 저하되는 문제점이 발생한다. 이에 반해, 윤활유를 사용하지 않는 피스톤 진공펌프의 경우, 윤활유 진공펌프 보다 낮은 진공(10~50torr)을 만든다. 하지만 윤활유를 사용하지 않기 때문에 유증기가 발생하지 않아 유증기의 유입을 방지하는 장치와 포집 및 제거하는 장치도 필요하지 않게 된다. 또한, 정기적인 윤활유 교환과 같은 소모적인 비용이 발생하지 않기 때문에 기기 운용상의 효율이 좋지만 낮은 진공(10~50torr)에 따른 멸균기체의 느린 확산으로 멸균효율이 떨어진다.

한국등록특허공보 제10-1324567호(2013.10.28.) 한국등록특허공보 제10-1441740호(2014.09.11.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 윤활유를 사용하지 않는 피스톤 진공펌프를 사용하여 챔버 내부를 진공상태로 만든 후, 멸균제와 외부기체를 혼합하여 기화시켜 기체화된 멸균 기체를 챔버 내부로 난기류를 유발하여 유입하는 방법으로 멸균의 효율성을 높인 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법을 제공함에 있다.

또한, 추가적인 멸균 및 난기류를 유발하기 위해 필터를 통해 유입된 외부기체를 플라즈마 장치를 이용하여 오존 및 라디칼의 형태로 변환 후, 챔버 내에 분사함으로써 멸균기체의 확산에 도움을 주는 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 난기류를 이용한 멸균장치는 대상물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 챔버, 상기 챔버 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프, 멸균기체를 생성하여 상기 챔버 내부로 유입하는 기화장치 및 멸균기체의 확산을 돕는 기체를 생성하여 상기 챔버 내부에 유입하는 플라즈마 장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기화장치는 멸균제 보관함에서 상기 기화장치로 멸균제를 공급하는 멸균제 공급장치와 필터를 통과한 외부기체를 상기 기화장치로 공급하는 외부기체 공급장치와 연결되어 멸균제와 외부기체를 혼합하고 기화하여 생성된 멸균기체를 챔버 내에 유입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버는 상기 기화장치와 상기 플라즈마 장치가 각각 연결되어, 상기 기화장치는 멸균기체를 상기 챔버 내로 유입하고, 상기 플라즈마 장치는 플라즈마를 통과한 기체가 상기 챔버 내로 추가적으로 유입되어 난기류를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 멸균제 공급장치는 상기멸균제 보관함을 포함하되, 상기 멸균제 보관함은, 멸균제가 유입되는 유입관과, 멸균제가 상기 멸균제 보관함으로 회수되는 회수관에 연결되어 멸균제가 순환하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입관 상에는 압력센서가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기화장치는 멸균제 공급장치와 연결되어 있고, 멸균제 공급장치는 멸균제 보관함과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부기체 공급장치와 상기 플라즈마 장치에 각각 인입되는 기체는 필터를 통해 여과되어 상기 외부기체 공급장치와 상기 플라즈마 장치로 분배되는 것을 특징으로 한다.

또한, 멸균장치는 상기 챔버와 상기 진공펌프 사이에 있는 촉매장치를 포함하되, 상기 촉매장치는 상기 챔버 내의 멸균기체를 외부로 배기 시, 상기 촉매장치에 의해 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환되는 것을 특징으로 한다.

일실시예에 따른 난기류를 이용한 멸균방법은 챔버 내의 기체를 진공펌프로 배기 후, 외부기체를 챔버내로 유입하여 챔버 내를 환기하는 환기 단계, 챔버 내의 기체를 진공펌프로 추가 배기하여 진공상태를 만드는 진공단계, 멸균기체를 난기류를 유발하며 챔버 내로 분사하는 멸균단계, 필터를 통과한 기체가 플라즈마 장치를 통과하고 챔버 내에 분사함으로써 멸균기체의 추가적인 난기류를 형성하여 확산에 도움을 주는 진공해제단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 환기단계에서 진공 상태 후 외부기체를 챔버 내로 유입 시, 외부기체는 플라즈마 장치를 통과하여 오존 또는 라디칼 형태로 변환되어 챔버 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 멸균단계에서 멸균기체를 상기 챔버 내부로 분사할 시, 일정 시간 간격을 두고 n회 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공단계에서 상기 챔버 내의 진공은 10~50torr의 저진공 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 멸균단계에서 챔버 내로 분사되는 기체는, 외부기체와 멸균제를 혼합하여 기화시켜 생성되는 멸균기체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은 상기 진공해제단계 종료 후, 상기 챔버 내의 기체를 배기하고, 상기 플라즈마 장치를 통과한 기체를 상기 챔버 내로 유입하는 과정을 반복하여, 상기 챔버 내부의 잔류 기체를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 챔버 내의 잔류 기체를 외부로 배기 시, 상기 잔류 기체는 촉매장치를 통과하여 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환되어 배기 되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법은 피스톤 진공 펌프를 사용하여 챔버 내의 압력을 저진공으로 형성하고, 멸균기체를 난기류를 유발하여 챔버 내에 유입함으로써, 저진공 상태에서의 멸균기체의 느린 이동 및 확산을 개선하여 높은 멸균효율을 갖는 경제성과 효율성이 뛰어난 멸균장치 및 멸균방법을 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멸균장치를 도시한 개략도
도 2는 도1에 따른 A부분을 도시한 구성도
도 3은 챔버 내의 압력의 변화에 따른 압력 흐름도
도 4는 도3의 n차 반복에 따른 압력 흐름도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도1에 따른 A부분을 도시한 구성도이다. 본 발명은 난기류를 이용한 멸균장치 및 멸균방법으로써, 도 1에 도시된 바와 같이 피멸균체가 수용될 수 있는 챔버(100), 멸균제가 보관되어진 멸균제 보관함(200), 멸균제 보관함(200)에서 멸균제를 기화장치(230)로 공급하는 멸균제 공급장치(210), 멸균제와 혼합되는 외부기체를 공급해주는 외부기체 공급장치(220), 멸균제와 외부기체를 혼합하여 기화시켜 멸균기체를 생성하는 기화장치(230), 멸균장치로 흡기하는 외부기체의 불순물을 제거하는 에어필터(300), 에어필터(300)를 통과한 외부기체가 오존 또는 라디칼의 형태로 변환되는 플라즈마 장치(310), 챔버(100)내를 진공 상태로 형성하기 위한 진공펌프(400), 멸균 종료 후 챔버(100)내의 잔류 기체를 배기 시 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환하기 위한 촉매장치(410)를 포함한다.

챔버(100)의 일측에는 피멸균체의 출입을 위한 출입구를 개폐하기 위한 챔버 도어(110)가 구비된다.

멸균제가 멸균제 공급장치(210)에 공급되도록 멸균제 보관함(200)과 멸균제 공급장치(210)는 멸균제 순환라인(260)으로 연결된다. 멸균제와 외부기체를 혼합하여 멸균기체를 생성하기 위해, 멸균제 공급장치(210)와 기화장치(230)는 멸균제 공급라인(270)으로 연결되고, 멸균제 공급라인(270) 상에 외부기체 공급장치(220)로 연결된 외부기체 공급라인(280)이 연결된다. 멸균제와 외부기체는 설정된 비율로 혼합되고, 기화장치(230)에서 기화되어 기체화된다.

기화장치(230)에서 챔버(100)까지는 입출구 라인(240)으로 연결되어 멸균기체를 챔버(100)내로 유입한다.

에어필터(300)와 플라즈마 장치(310)는 제1 에어공급라인(330)으로 연결되고, 제1 에어공급라인(330) 상에는 진공해제밸브(500)가 설치되어, 진공해제밸브(500)가 열림 동작하면 외부기체가 에어필터(300)를 통과한다. 그리고 외부기체는 제1 에어공급라인(330)을 따라 유입되고 플라즈마 장치(310)를 통과하여 입출구 라인(240)과 연결되는 진공해제라인(320)을 따라 챔버(100) 내로 유입된다.유입되는 기체는 플라즈마 장치(310)에 의해 오존 또는 라디칼의 형태로 변환되어 챔버(100) 내로 유입된다. 에어필터(300)는, 제1 에어공급라인(330)을 따라 플라즈마 장치(310)와 연결되고, 제1 에어공급라인(330)에서 분기되는 제2 에어공급라인(250)을 따라 외부기체 공급장치(220)와 연결되며, 에어필터(300)를 통과한 기체가 제1 에어공급라인(330)과 제2 에어공급라인(250)을 통해 각각의 장치로 유입된다.

진공 펌프(400)는 촉매장치(410)와 진공펌프라인(430)으로 연결되고, 촉매장치(410)의 타측과 연결되는 진공라인(420)은 입출구 라인(240)과 연결되어, 진공라인(420)상에 설치된 진공밸브(520)가 열림 동작하면 챔버(100)내의 기체를 배기하여 진공 상태로 만든다.

챔버(100)내의 진공 상태는 피스톤 진공펌프(400)를 사용하여 10~50torr의 저진공 상태이며, 10torr 미만의 고진공 상태는 멸균기체의 확산에는 유리하나 윤활유를 사용하는 진공펌프를 사용함으로, 유증기의 발생으로 인한 문제점 및 추가적인 비용이 발생하는 단점이 존재한다. 또한, 50torr를 초과하는 저진공 상태는 진공 상태가 너무 낮아 멸균기체의 확산이 느려 멸균의 시간 및 효율이 낮은 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 유증기가 발생하지 않는 피스톤 진공펌프(400)를 사용하여 챔버(100)내의 진공을 형성하고, 부족한 멸균기체의 확산 속도를 난기류를 이용하여 극복했다.

에어필터(300)를 통해 흡기된 기체는 외부기체 공급장치(220)까지 제2 에어공급라인(250)으로 연결되고, 진공라인(420)과도 연결된다. 제2 에어공급라인(250)과 진공라인(420) 사이에는 진공해제밸브(510)가 설치되어, 진공펌프(400)와 촉매장치(410)의 내부에 발생한 진공은 에어필터(300)를 통과한 외부기체가 제2 에어공급라인(250)을 통하여 진공해제밸브(510)의 열림 동작으로 진공펌프(400)와 촉매장치(410)에 유입되어 내부 진공을 해제하게 된다.

보다 자세하게 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 멸균기체와 난기류 생성에 대해 설명한다.

멸균제 보관함(200)은 멸균제가 담긴 용기가 밀봉된 구조로 되어있으며, 용기의 상단에는 멸균제 유입라인(211)과 멸균제 회수라인(212)이 설치되어 있다.

멸균제 공급장치(210)는 멸균제를 기화장치(230)로 공급하기 위한 장치이며, 멸균제 보관함(200)에 연결되어 있는 멸균제 유입라인(211)을 통하여 멸균제 공급펌프(213)와 압력센서(214) 및 멸균제 공급밸브(215)를 통과 후 멸균제 회수라인(212)을 통하여 멸균제 보관함(200)으로 되돌아가는 순환 구조를 가지고 있다.

멸균제 공급펌프(213)와 압력센서(214)를 지나 멸균제 유입라인(211)과 멸균제 회수라인(212)이 만나는 지점에서 멸균제 공급밸브(215)의 일측과 연결되고 멸균제 공급밸브(215)의 타측은 혼합실(222)과 연결된다.

멸균제 공급펌프(213)의 작동에 의해 멸균제가 순환하여 압력이 발생되고, 순환라인에 발생한 압력을 압력센서(214)로 측정하며, 멸균제 공급밸브(215)의 열림동작 시 발생된 압력으로 인해, 멸균제가 빠르게 혼합실(222)로 유입된다.

에어필터(300)는 제 2에어공급라인(250)을 따라 외부기체 공급장치(220)와 연결되고, 외부기체 공급장치(220)는 연결된 외부기체 공급라인(280)을 따라 혼합실(222)과 연결된 외부기체 공급밸브(221)와 연결되어, 외부기체 공급밸브(221)의 열림 동작 시, 외부기체가 혼합실(222)로 유입된다.

혼합실(222)에서 멸균제와 외부기체가 혼합되어 멸균제 공급라인(270)을 따라 기화장치(230)로 유입된다.

기화장치(230)는 기화기 히터(231)가 내장된 멸균제 기화실(232)과 기화된 멸균기체를 챔버(100)내로 분사하기 용이한 구조를 가진 멸균기체 공급노즐(234), 그리고 멸균기체를 멸균기체 공급노즐(234)까지 이송하기 위한 멸균기체 유입라인(233)을 구비하고 있다.

멸균기체 유입라인(233)은 기화된 멸균기체가 응축되지 않고 멸균기체 공급 노즐(234)까지 공급되도록 기화기 히터(231)가 내장될 수 있다.

혼합실(222)에서 멸균제와 외부기체의 혼합이 이루어지고, 멸균제 기화실(232)에 내장된 기화기 히터(231)의 가열에 의해 기화되어 멸균기체가 생성된다.

외부기체와 혼합된 멸균제는 기화실(215)내부의 기화기 히터(231)에 의해 가열되고 팽창하면서 기체화 되며, 이때 팽창된 멸균기체는 멸균기체 유입라인(233)을 지나 멸균기체 공급노즐(234)을 통과하면서 스프레이 형태로 분사되어 챔버(100) 내부로 공급된다.

기화로 인해 기화장치(230)의 압력이 올라가게 되고, 상대적으로 압력이 낮은 진공상태의 챔버(100) 내부로 멸균기체를 분사하면, 압력차에 의해 멸균기체는 난기류를 유발하게 되며, 급속한 확산과 신속한 기체의 흐름을 발생시켜 챔버(100) 내부 구석까지 멸균기체가 도달하게 된다.

또한, 기화장치(230)에 의한 난기류 발생 외에, 에어필터(300)를 통과한 외부기체를 플라즈마 장치(310)를 이용해 오존 또는 라디칼의 형태로 변환하여, 멸균기체가 챔버(100)내부로 분사된 후에 추가적으로 분사함으로써 멸균기체의 확산 및 추가 멸균을 돕는다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

챔버 도어(110)를 열고 피멸균체를 챔버(100) 내부에 안착시킨다. 진공펌프(400)를 사용하여 챔버(100)내부를 진공상태로 만든다. 멸균기체를 생성하기 위해 에어필터(300)를 통과한 외부기체는 외부기체 공급장치(220)를 통해 공급되고, 멸균제 보관함(200)에 보관된 멸균제는 멸균제 공급장치(210)를 통해 공급된다. 멸균제와 외부기체를 혼합하고 기화장치(230)에서 기화시켜 멸균기체를 생성한다.

기화시켜 팽창함으로 기화장치(230) 내부의 압력이 올라가게 되고, 상대적으로 낮은 압력의 진공 상태의 챔버(100) 내부로 멸균기체를 분사하여 난기류를 유발한다. 그리고 에어필터(300)를 통과한 외부기체를 플라즈마 장치(310)를 통해 오존 또는 라디칼의 형태로 변환하여 멸균기체가 분사된 챔버(100)내에 추가적으로 유입하고 난기류를 형성하여 멸균기체의 확산을 돕는다.

피멸균체의 멸균 종료 후, 챔버(100)내의 잔류 기체를 진공펌프(400)를 이용하여 배기 시, 촉매장치(410)를 이용하여 잔류 기체를 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환하여 외부로 배기한다. 챔버(100)내부의 잔류기체를 진공펌프(400)로 배기 후에 에어필터(300)를 통과한 외부기체를 챔버(100)내부로 유입하여 환기한다.

보다 자세하게 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 작용에 따른 챔버 내의 압력의 변화에 대해 설명한다.

챔버(100) 내부에 피멸균체를 안착시킨 후 밀폐한다. 준비 단계(S11)에서 챔버(100) 내부의 기체를 진공펌프(400)를 통하여 배기하여 진공상태로 만든 후, 에어필터(300)를 통과한 외부기체를 챔버(100) 내부로 유입하여 챔버(100) 내부를 환기시키고 대기압 상태로 만들어 멸균공정(S10)의 준비단계(S11)를 완료한다.

진공 단계(S12)에서는 챔버(100) 내부를 다시 진공 상태로 만든다.

멸균기체 공급단계(S13)는 멸균제와 외부기체를 혼합하여 생성된 멸균기체를 진공으로 형성된 챔버(100) 내부로 분사하는 단계이며, 기화장치(230)에 의해 기체화 되고 팽창된 멸균기체는 상대적으로 압력이 낮은 챔버(100) 내부로 분사되어 난기류를 유발하며 급속히 확산된다. 일정시간 간격을 두고 2회 내지 10회 반복하여 멸균기체를 분사한다. 이는 사용자의 설정에 따라 설정될 수 있다.

진공해제단계(S14)에서는 에어필터(300)를 통과한 외부기체가 플라즈마 장치(310)를 통과하여 오존 또는 라디칼로 변환되고, 변환된 기체는 멸균기체가 분사된 챔버(100) 내부로 추가적으로 유입되어 난기류를 유발하며 멸균기체의 확산을 돕는다. 이때, 챔버(100) 내부의 압력은 대기압까지 상승하게 되며 챔버(100) 내부의 압력변화에 의해 멸균기체는 피멸균체의 내부로 깊숙이 침투하게 된다.

멸균단계(S15)는 챔버(100) 내부의 압력변화에 의해 멸균기체가 피멸균체에 깊숙이 침투하게 되고, 피멸균체와 멸균기체가 접촉하여 멸균이 완전히 진행되도록 멸균시간을 제공하는 단계이다.

이로써 준비단계(S11)에서 멸균단계(S15)까지 5가지 단계의 멸균공정(S10)을 진행한다.

잔류기체 제거단계(S21)는 챔버(100) 내부에 잔류하는 잔류기체를 희석시키는 과정으로써, 반복적으로 챔버(100) 내부의 진공을 형성하기 때문에, 운용상의 효율을 높이기 위해 10~100torr의 저진공 상태까지 챔버(100) 내부의 잔류기체를 배기 후, 외부기체를 유입하여 챔버(100) 내부의 압력을 대기압까지 상승시키는 과정을 반복적으로 수행한다. 마지막 희석과정으로 챔버(100) 내부의 진공을 10~50torr의 저진공으로 형성하고, 외부기체를 유입하여 대기압으로 상승시키고 환기공정(S20)을 마무리하게 된다. 도 4는 도 3의 멸균 공정을 n회 반복하여 진행하는 챔버(100) 내부의 압력의 변화를 나타낸 것이며, 이는 피멸균체의 수량, 모양, 형상에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 챔버 110 : 챔버도어
200 : 멸균제보관함
201 : 멸균제 공급장치 211 : 멸균제 유입라인
212 : 멸균제 회수라인 213 : 명귤제 공급펌프
214 : 압력센서 215 : 멸균제 공급밸브
220 : 외부기체 공급장치
221 : 외부기체 공급밸브 222 : 혼합실
230 : 기화장치
231 : 기화기 히터 232 : 멸균제 기화실
233 : 멸균기체 유입라인 234 : 멸균기체 공급노즐
240 : 입출구 라인 250 : 제2 에어공급라인
260 : 멸균제 순환라인 270 : 멸균제 공급라인
280 : 외부기체 공급라인
300 : 에어필터 310 : 플라즈마 장치
320 : 진공해제 라인 330 : 제1 에어공급라인
440 : 진공펌프 410 : 촉매장치
420 : 진공라인 430 : 진공펌프라인
500, 510 : 진공해제밸브 520 : 진공밸브
530 : 진공해제밸브 라인
S10 : 멸균공정
S11 : 준비단계 S12 : 진공단계
S13 : 멸균기체 공급단계 S14 : 진공해제단계
S15 : 멸균단계
S20 : 환기공정 S21 : 잔류기체 제거단계

Claims

대상물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 챔버;
상기 챔버 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프;
멸균기체를 생성하여 상기 챔버 내부로 유입하는 기화장치; 및
멸균기체의 확산을 돕는 기체를 생성하여 상기 챔버 내부에 유입하는 플라즈마 장치;로 구성되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제1항에 있어서,
상기 기화장치는, 멸균제 보관함에서 상기 기화장치로 멸균제를 공급하는 멸균제 공급장치와 필터를 통과한 외부기체를 상기 기화장치로 공급하는 외부기체 공급장치와 연결되어 멸균제와 외부기체를 혼합하고 기화하여 생성된 멸균기체를 챔버 내에 유입하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버는, 상기 기화장치와 상기 플라즈마 장치가 각각 연결되어, 상기 기화장치는 멸균기체를 상기 챔버 내로 유입하고, 상기 플라즈마 장치는 플라즈마를 통과한 기체가 상기 챔버 내로 추가적으로 유입되어 난기류를 형성하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제2항에 있어서,
상기 멸균제 공급장치는 상기멸균제 보관함을 포함하되,
상기 멸균제 보관함은, 멸균제가 유입되는 유입관과, 멸균제가 상기 멸균제 보관함으로 회수되는 회수관에 연결되어 멸균제가 순환하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제4항에 있어서,
상기 유입관 상에는, 압력센서가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제1항에 있어서,
상기 기화장치는, 멸균제 공급장치와 연결되어 있고, 멸균제 공급장치는 멸균제 보관함과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부기체 공급장치와 상기 플라즈마 장치에 각각 인입되는 기체는 필터를 통해 여과되어 상기 외부기체 공급장치와 상기 플라즈마 장치로 분배되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
제1항에 있어서,
멸균장치는 상기 챔버와 상기 진공펌프 사이에 있는 촉매장치를 포함하되, 상기 촉매장치는 상기 챔버 내의 멸균기체를 외부로 배기 시, 상기 촉매장치에 의해 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균장치.
챔버 내의 기체를 진공펌프로 배기 후, 외부기체를 챔버 내로 유입하여 챔버 내를 환기하는 환기 단계;
챔버 내의 기체를 진공펌프로 추가 배기하여 진공상태를 만드는 진공단계;
멸균기체를 난기류를 유발하며 챔버 내로 분사하는 멸균단계; 및
필터를 통과한 기체가 플라즈마 장치를 통과하고 챔버 내에 분사함으로써 멸균기체의 추가적인 난기류를 형성하여 확산에 도움을 주는 진공해제단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제9항에 있어서,
상기 환기단계에서 진공 상태 후 외부기체를 챔버 내로 유입 시, 외부기체는 플라즈마 장치를 통과하여 오존 또는 라디칼 형태로 변환되어 챔버 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제9항에 있어서,
상기 멸균단계에서 멸균기체를 상기 챔버 내부로 분사할 시, 일정 시간 간격을 두고 n회 분사되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제9항에 있어서,
상기 진공단계에서 상기 챔버내의 진공은 10~50torr의 저진공 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제9항에 있어서,
상기 멸균단계에서 챔버 내로 분사되는 기체는, 외부기체와 멸균제를 혼합하여 기화시켜 생성되는 멸균기체를 포함하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제9항에 있어서,
상기 방법은, 상기 진공해제단계 종료 후, 상기 챔버 내의 기체를 배기하고, 상기 플라즈마 장치를 통과한 기체를 상기 챔버 내로 유입하는 과정을 반복하여, 상기 챔버 내부의 잔류 기체를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.
제14항에 있어서,
챔버 내의 잔류 기체를 외부로 배기 시, 상기 잔류 기체는 촉매장치를 통과하여 수분, 산소, 이산화탄소의 형태로 변환되어 배기 되는 것을 특징으로 하는 난기류를 이용한 멸균방법.