WO2019054645A1 - 불투과성 필름의 파우치를 이용한 멸균 장치 및 멸균 방법 - Google Patents

불투과성 필름의 파우치를 이용한 멸균 장치 및 멸균 방법 Download PDF

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WO2019054645A1
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pouch
sterilizing agent
container
pressure
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임유봉
이승헌
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주식회사 플라즈맵
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Definitions

  • the present invention relates to chemical sterilizers and sterilization processes that improve the sterilization efficiency by using pouches or vacuum pouches of impermeable films. More specifically, the present invention can inject a sterilant into the pouch using a pouch capable of varying volume, thereby improving the efficiency and sterilizing performance of the sterilizing agent.
  • the sterilizer used in the medical industry is sterilized with the sterilized object packaged, and the packaging material is required to be verified for suitability for the sterilization method and aseptic preservation after the sterilization process.
  • Tyvek ⁇ (abrandofflashspunhigh-densitypolyethylenefibers) films used in sterile packaging films in conventional plasma sterilizers use selective permeable films that pass sterilization agents and do not pass microbes, thus meeting sterility suitability and sterility preservation .
  • the sterilizing agent passes through the film and the sterilization efficiency is lowered due to the limitation of permeability, and there is a problem that a long purification process is required to remove the sterilizing agent remaining on the surface of the film or the inside of the pouch.
  • the conventional sterilized packaging film has a small-sized transmission hole, which has a selective permeability, which limits the flow of the fluid from the outside to the inside of the film. This indicates that the fluid flow through the film has low flow conductance or high flow resistance and as a result there may be a pressure difference between the outside and inside of the pouch during the sterilization process.
  • the pressure inside the pouch can be relatively high (for example, 10 Torr or more) It may take a relatively long time.
  • the process of injecting the sterilizing agent may take a relatively long time due to a large fluid resistance in the process of sterilizing agent permeating into the pouch from the space inside the chamber after the sterilizing agent is diffused inside the sterilizing chamber.
  • the permeability of impurities such as nitrogen is higher than the permeability of hydrogen peroxide having a relatively large molecular weight.
  • the permeation frequency of impurities is high in the gas molecules permeating at the initial stage of the diffusion process, a relatively low concentration of the sterilizer is formed in the pouch, and as a result, the sterilization efficiency may be deteriorated.
  • the present inventors have developed a sterile packaging pouch using an impermeable film and improved sterilization performance by directly injecting a sterilizing agent into the inside of the pouch,
  • the present invention has been completed with a chemical sterilizer using a pouch of an impermeable film which solves the above problems.
  • Another object of the present invention is to provide a sterilizing pouch having a selective permeability used in a conventional chemical sterilizer. It is impossible to control the pressure inside the pouch in which the sterilizing object is located and the density of the sterilizer, And to provide a sterilizer and a sterilization process that solve the problem that the efficiency of the process is limited.
  • a sterilization method comprising the steps of loading a vacuum pouch into a vacuum container, the vacuum pouch comprising an impermeable film containing a material to be processed and a sterilizing agent and sealing the same; Evacuating the vacuum vessel to a first pressure; Evacuating the sterilizing agent from the vacuum pouch; And venting the vacuum vessel to atmospheric pressure.
  • the method further comprises vaporizing the sterilizing agent by heating the vacuum packaging paper and the sterilizing agent disposed in the vacuum container while the vacuum container is depressurized to the first pressure .
  • the method may further include decomposing the sterilizing agent by generating a microwave plasma in the vacuum pouch.
  • a sterilization method comprising the steps of: loading a vacuum packaging sheet into a vacuum container, the vacuum packaging sheet being made of an impermeable film, Evacuating the vacuum container to a first pressure to increase the volume of the vacuum pouch; Evacuating the vacuum pouch; Injecting a sterilizing agent into the vacuum packaging paper disposed in the vacuum container; Evacuating the sterilizing agent from the vacuum pouch; And venting the vacuum vessel to atmospheric pressure.
  • the method may further include heating the vacuum pouch and the object to be processed after discharging the vacuum container to a first pressure to increase the volume of the vacuum pouch.
  • the method may further include decomposing the sterilizing agent by generating a microwave plasma in the vacuum pouch.
  • a sterilization apparatus includes a vacuum pouch comprising a vacuum port which is connected to the outside and can be sealed, A vacuum container for storing the vacuum pouch and expanding the volume of the vacuum container by reducing pressure through a vacuum pump; And a needle penetrating the wall of the vacuum container to be detachably attached to the vacuum port of the vacuum pouch.
  • the vacuum port of the vacuum packaging paper may include a vacuum port body having a connection path connected to one surface of the vacuum pouch and connected to the inside of the vacuum pouch; And an elastic body attached to the vacuum port body and blocking the connection passage.
  • the elastic body is a silicone rubber, and the needle pierces the silicone rubber to allow the inside of the vacuum pouch to communicate with the outside.
  • a sealing pad having an O-ring shape aligned with the elastic body and disposed on an inner surface of the vacuum container; And a pressing part for pressing the vacuum port of the vacuum pouch to press the sealing pad against the vacuum port so as to maintain the vacuum.
  • the apparatus further comprises a needle driver for driving the needles to evacuate the vacuum packaging machine or to inject the sterilant into the vacuum packaging paper, wherein the needles are arranged such that when the vacuum packaging paper is loaded into the vacuum container After the vacuum packaging sheet is completely loaded into the vacuum container, the needle may be driven to evacuate the vacuum packaging machine or to inject the sterilant into the vacuum packaging package.
  • the impermeable film may be formed of a PE (polyethylene) film, a PP (polypropylene) film, a PET (polyethylene terephthalate) film, a laminate film thereof, At least one of which is a laminated film of a metal film.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • a dielectric window disposed in a through hole formed in one surface of the vacuum container; A waveguide disposed in the dielectric window; And a microwave generator for providing a microwave to the waveguide.
  • the microwave may be transmitted through the dielectric window to the inside of the vacuum pouch disposed adjacent to the dielectric window.
  • the sterilization apparatus supplies a sterilant directly and indirectly through a sterilized packaging pouch using an impermeable film and a vacuum port provided in the pouch, thereby improving the sterilization efficiency, .
  • the sterilization apparatus performs direct pressure control of the pouch using a sterile packaging pouch using the impermeable film, a vacuum port provided in the pouch, and a vacuum container storing the pouch.
  • a vacuum chamber capable of pressure control, the pressure difference between the inside and the outside of the pouch can be formed, thereby enabling volume control of the pouch.
  • the vacuum port of the pouch may be formed using an elastic body such as a sterilizing device or a silicone rubber according to an embodiment of the present invention and may be connected to the pouch using a needle. In particular, after the needle connected after sterilization is removed The pouch is sealed to ensure aseptic storage stability.
  • an elastic body such as a sterilizing device or a silicone rubber according to an embodiment of the present invention
  • the sterilizing process using the impermeable pouch according to an embodiment of the present invention may be performed by forming a relatively low pressure in the vacuum container in order to ensure a sterilizing agent diffusion space in forming a vacuum for efficient sterilizing agent diffusion into the pouch It is possible to provide an initial vacuum formation with a constant effective volume.
  • the sterilization process using the impermeable pouch is a sterilization process in which the pressure of the vacuum container is set to 1 Torr or less at the time of supplying the sterilizing agent so that the pouch has a relatively high pressure, Process can be performed. After having sufficient primary diffusion, the pressure of the vacuum container can be increased (e.g., up to 200 Torr) to have a relatively low pressure in the pouch and to reduce the effective volume of the pouch as if it were vacuum packaged, This makes it possible to increase the effective concentration of the sterilizing agent and to penetrate between complex structures that the sterilizing object may have to provide effective sterilization.
  • the pressure of the vacuum container is set to 1 Torr or less at the time of supplying the sterilizing agent so that the pouch has a relatively high pressure
  • Process can be performed. After having sufficient primary diffusion, the pressure of the vacuum container can be increased (e.g., up to 200 Torr) to have a relatively low pressure in the pouch and to reduce the effective volume of the pouch as if it were vacuum packaged, This makes it possible to increase the effective concentration of the
  • the sterilizing process using the impermeable pouch according to an embodiment of the present invention can increase the effective area of the pouch to contact the sterilizing target object by controlling the volume of the pouch, thereby increasing the heat transfer efficiency and increasing the efficiency of the initial temperature raising process.
  • a sterilizing agent is directly injected into a packaging pouch which can be sealed using an impermeable film to improve the sterilization efficiency, and a user safety problem that occurs when the sterilizing agent is absorbed by the pouch film or remains on the outer surface Can be solved.
  • the packaging pouch can be vacuum-sealed after the sterilization process by using the opaque film to the packaging pouch using the conventional semipermeable film, thereby greatly improving the aseptic preservability.
  • plasma can be generated inside the pouch, and the sterilizing object can be effectively heated by using the plasma.
  • the plasma can purify the sterilizing agent remaining in the pouch after the sterilization process, User safety can be secured.
  • a sterilizer capable of maximizing the efficiency of the entire sterilization process including a temperature raising and purifying process through a plasma discharge in a vacuum container and a pouch, have.
  • the vacuum container is used to secure the volume of the vacuum pouch, not the conventional sterilization chamber, and the vacuum pouch can be sterilized in a small space, thereby reducing the amount of sterilizing agent used.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a plan view illustrating a vacuum package.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 2A.
  • FIG 3 is a view for explaining a sterilization process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a sterilization method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a vacuum packaging sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the sterilization process of the sterilization apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Chemical sterilization using a sterilizing agent typically places a wrapper inside the sterilization chamber containing a selective permeable film, such as TIVEK, through which the sterilant can permeate the article of treatment.
  • a selective permeable film such as TIVEK
  • the sterilizing agent permeates the packaging paper to sterilize the object to be processed in the packaging paper.
  • the sterilization efficiency of this type of sterilization is drastically reduced by a separate wrapping paper.
  • the wrapper requires an additional long period of cleaning process to remove the sterilant adsorbed in the sterilization process.
  • the sterilizing agent may cause environmental pollution. Further, the sterilizing agent is usually subjected to an exhaust purification process before being exhausted to the outside. This exhaust purification process deteriorates the performance of the vacuum pump. Therefore, a new sterilization method using a small amount of sterilant is required.
  • a low-temperature plasma sterilizer used in the medical industry is a chemical sterilizer that uses hydrogen peroxide (H2O2) as a sterilant.
  • Hydrogen peroxide used as a sterilant, sterilizes or deactivates microorganisms in the sterilization target through an oxidation process.
  • Plasma can activate the supplied sterilizing agent through the following reaction to improve the sterilizing performance.
  • OH hydroxyl radical
  • O * oxygen radical
  • the primary purpose of the plasma is to purify the remaining sterilizing agent as follows.
  • a base vacuum of 3 Torr or less is formed on a vacuum pouch in which the object sterilant is stored. Thereafter, the sterilizing agent is injected into a vaporizer, vaporized, injected into the vacuum pouch, and diffused to expose the sterilizing object.
  • a sterilization process is performed.
  • the formation of a base vacuum requires sufficient vacuum formation (for example, to provide a sufficient degree of sterilization in order to ensure the concentration of the sterilant in the sterilization process and enable permeable sterilization, in proportion to the concentration of initial impurities such as nitrogen and air before the sterilant is supplied , 3 Torr or less) are required.
  • the amount of sterilant injected should be determined so that the internal pressure of the vacuum pouch can have a constant diffusion pressure (e.g., 40 Torr).
  • a sterilizing agent hydrogen peroxide
  • a relatively low process temperature e.g., 55 degrees Celsius
  • the diffusing sterilizing agent may be maintained in a gaseous state within the vacuum packaging paper Sterile object and into the interior thereof. Accordingly, permeable sterilization is possible.
  • a vacuum wrapper is used in place of the sterilization chamber to carry out the sterilization process.
  • the vacuum pouch can be immediately delivered by the user or stored for a long time.
  • the sterilizing agent is injected into the vacuum pouch, the volume defined by the vacuum pouch is significantly smaller than the conventional sterilizing chamber. Therefore, the amount of the sterilizing agent used can be significantly reduced.
  • the vacuum pouch is evacuated to a vacuum state below atmospheric pressure by a vacuum pump
  • the sterilizing agent can be injected into the vacuum pouch.
  • the vacuum pouch shrinks due to a pressure difference between the inside and the outside, and a space for diffusion of the sterilizing agent is difficult to be secured.
  • the vacuum pouch may be disposed in a vacuum container maintained at a pressure lower than the pressure of the vacuum pouch. Accordingly, the vacuum pouch expands due to a low external pressure to secure a space for diffusion.
  • the secured space can provide a path through which the sterilizing agent can diffuse, thereby stably sterilizing the object such as a lumen.
  • the vacuum container is for controlling the external pressure of the vacuum pouch, and the sterilizing agent is not exposed to the inner wall of the vacuum container. Accordingly, the air exhausted from the vacuum container may be separately purified and not exhausted. Therefore, only the sterilant injected into the vacuum pouch can be selectively purified and exhausted.
  • the sterilizing agent When the sterilizing agent is exhausted from the vacuum pouch after the sterilizing process is completed in the vacuum pouch, the sterilizing agent may partially remain in the vacuum pouch.
  • a microwave plasma discharge may be generated inside the vacuum pouch.
  • the microwave plasma discharge may perform a purification process for decomposing the microbicide into harmless gases. That is, the purification process using the dielectric barrier discharge can be exhausted while proceeding in real time after the sterilization process.
  • a sterilizing agent such as hydrogen peroxide may be heated to a predetermined temperature for the sterilization process.
  • a vacuum pouch at least one surface of the vacuum pouch may be coated with a metal thin film for efficient heat transfer.
  • Heating of the sterilizing agent may be performed by infrared radiation heating, microwave heating, or heating by heat transfer.
  • the plasma discharge can heat the object to be treated in the state where the sterilizing agent is injected or the sterilizing agent is absent. That is, when the vacuum pouch is in a vacuum state, heat transfer due to convection is difficult. Therefore, in order to heat the object to a specific temperature required for an optimal sterilization process, the plasma discharge may be used.
  • the plasma discharge decomposes the gas to produce heated neutral particles, electrons, and ions.
  • the heated neutral particles or the ions may enter the material to be treated or the inner wall of the vacuum pouch to transfer energy to the material to be processed and the vacuum pouch.
  • heating of the object to be treated can evaporate water present in the object to be treated. The water remaining in the object hinders the maintenance of a stable vacuum state at a constant pressure to reduce the sterilization efficiency.
  • the plasma discharge may be performed by supplying a sterilizing agent such as oxygen or ozone to activate the sterilizing agent.
  • a sterilizing agent such as oxygen or ozone
  • the temperature of the object to be processed or the sterilizing agent inside the vacuum pouch can be raised through the plasma discharge.
  • the vacuum pouch can be shrunk by forming a vacuum having a relatively low pressure relative to the external pressure for a certain period of time, thereby effectively raising the temperature of the punch through the thermal conduction from the vacuum pouch have.
  • the sterilizing agent is directly injected into the vacuum pouch capable of vacuum sealing using the impermeable film, and the sterilizing efficiency is improved by the limited sterilizing agent diffusion space. Also, a user safety problem that occurs when the sterilizing agent is absorbed by the vacuum pouch or remains on the outer surface of the vacuum pouch can be solved.
  • the vacuum pouch can be packaged in a vacuum to provide long-term storage in a sterilized state.
  • the vacuum pouch can maintain a sterilized state in a contaminated environment, a high temperature environment, and a high humidity environment.
  • the vacuum port (sterilizing agent inlet port or exhaust connection port) of the vacuum pouch is provided with an elastic body, the needle pierces the elastic body to form the inside of the vacuum pouch and the flow path, and when the needle is removed, .
  • a vacuum container is used outside the vacuum pouch to secure the volume of the vacuum pouch, thereby providing a diffusion space for the sterilizing agent.
  • the volume of the vacuum pouch for effective diffusion of the sterilizing agent in the vacuum pouch and supply of the sterilizing agent to the sterilizing object after supplying the sterilizing agent directly to the vacuum pouch.
  • An effective sterilization process was made possible by using a vacuum container outside the vacuum package.
  • a vacuum wrapping paper composed of a film made of PE (polyethylene) can be sealed in a state in which the object to be processed and the sterilizing agent are contained.
  • the vacuum pouch can expand to a pressure differential within the depressurized vacuum container to provide space for the sterilizing agent to diffuse. Further, the vacuum pouch can exhaust the sterilizing agent through the vacuum port provided in the vacuum pouch and further supply the sterilizing agent.
  • a vacuum wrapping paper composed of a film made of PE (polyethylene) is sealed in a state of containing only the object to be processed.
  • the vacuum pouch may expand to a pressure difference due to the separately injected sterilizing agent in the depressurized vacuum container to provide space for the sterilizing agent to diffuse.
  • the vacuum pouch can vacuum-form the vacuum pouch, remove the sterilizer, and directly supply the sterilizing agent through the vacuum port provided on the vacuum pouch.
  • the microwave can be sterilized by heating the sterilizing agent in an atmospheric pressure state inside the vacuum pouch or by forming a plasma using a sterilant in a vacuum state inside the vacuum pouch.
  • the plasma can raise the temperature of the object to be treated effectively, and the sterilizing agent remaining in the vacuum packaging paper after the sterilization process can be purified to ensure the efficiency of the sterilization process and the safety of the user.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a plan view illustrating a vacuum package.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 2A.
  • the sterilizing apparatus 100 includes a vacuum pouch 10 including a vacuum port 17 that can be sealed while being connected to the outside and containing an object to be processed, and a sealed and impermeable film, A vacuum container 110 for accommodating a vacuum pouch and expanding the volume of the vacuum pouch by depressurizing the vacuum pouch 140 through a vacuum pump 140 and a vacuum container 110 which is detachably attached to the vacuum port 17 of the vacuum pouch 110 As shown in FIG.
  • the vacuum port 17 of the vacuum pouch has a vacuum port body 17b having a connection passage 17c joined to one surface of the vacuum pouch 10 and connected to the inside of the vacuum pouch, And an elastic body 17a attached to the connection passage 17b and covering the connection passage 17c.
  • the elastic body 17a is silicone rubber, and the needle 181 may pierce the silicone rubber to communicate the inside and the outside of the vacuum pouch.
  • the sterilization apparatus 100 includes a vacuum container 110, a vacuum packaging sheet 10 loaded in the vacuum container 110 and containing and sealing the object to be processed, the vacuum container 110 and / A sterilizing agent supply unit 120 for injecting a sterilizing agent into the vacuum packaging paper 10 and an air injecting unit 130 for injecting air into the vacuum container 110.
  • the vacuum container 110 may be a metal chamber having a fixed shape.
  • the vacuum container 110 includes a door 110a for loading the vacuum package, a pressing part 116 disposed in the vacuum container for pressing the vacuum port 17 of the vacuum package, And an upper heater 112 for heating the liquid.
  • the door 110a may be formed to open the upper surface of the vacuum container 110 or may be disposed on a side surface of the vacuum container.
  • the crimping portion 116 can attach and press the vacuum wrapping paper 10.
  • the upper heater 112 may be disposed on the upper surface of the vacuum container to heat the vacuum container or the vacuum pouch to a temperature of about 60 degrees centigrade.
  • the upper heater 112 may be an infrared heater or a hot wire heater.
  • the sterilization control unit 120 includes a vaporizer 122 for heating and vaporizing the sterilizing agent supplied from the outside, a first valve 126 disposed between the output end of the vaporizer 122 and the needle 181, 122 and a second valve 128 disposed between the output line of the vacuum pump 140 and the input line of the vacuum pump 140.
  • the vaporizer 122 may be supplied with a liquid sterilant from the dosing device (not shown) into the interior of the vaporizer 122.
  • the sterilizing agent is hydrogen peroxide
  • the vaporizer 122 may be heated to a level of 70 degrees centigrade to 100 degrees centigrade.
  • the liquid sterilant may be vaporized.
  • the vaporized sterilizing agent through the output end of the vaporizer 122 may be injected through the first valve 126, the needle 181 and the vacuum port 17 of the vacuum pouch 10.
  • the vacuum pouch 10 may include a vacuum port 17 for receiving the sterilizing agent from the outside and discharging the gas inside the vacuum pouch.
  • the needle 116 may be detachably attached to the vacuum port 17.
  • a second valve 128 may be disposed between the output of the vaporizer 122 and the input of the vacuum pump 140. When the second valve 128 is opened and the first valve 126 is closed, part of the sterilizing agent in the vaporizer may be exhausted through the vacuum pump 140. [ This process can be used in a concentration process in which liquid hydrogen peroxide sterilant is fed to the vaporizer to remove vaporized water to increase the concentration of the sterilant.
  • the air injection unit 130 includes an air filter 136 for receiving and filtering external air, a third valve 132 disposed between the input and output ends of the vacuum container 110 and the vacuum pump 140, And a fourth valve (134) disposed between the air filter (136) and the input and output ends of the vacuum container.
  • the air filter 136 may be a High Efficiency Particulate Air Filter (HEPA) capable of removing dust and bacteria from the outside air.
  • the fourth valve 134 may increase the pressure of the vacuum container by injecting air through the input / output end of the vacuum container.
  • the third valve 132 may be disposed between the input / output terminal of the vacuum container 110 and the input terminal of the vacuum pump 140. When the third valve 132 is opened and the other valves are closed, the vacuum pump can exhaust the vacuum container to the base pressure P1 through the input and output ends of the vacuum container.
  • the base pressure can be up to tens of Torr.
  • the vacuum pump 140 may exhaust the vacuum container through the third valve 132 and exhaust the vacuum package through the first valve 126 and the second valve 128.
  • the vacuum pump 140 may include a rotary pump 142 and a mist trap 141.
  • the vacuum pouch 10 may include a vacuum port 17 for discharging gas in the vacuum pouch 10 or receiving sterilant or air from the outside.
  • the vacuum port 17 may be thermocompression bonded to the vacuum pouch 10.
  • the vacuum port 17 of the vacuum pouch has a vacuum port body portion 17b having a connection passage 17c joined to one side of the vacuum pouch and connected to the inside of the vacuum pouch and the vacuum port body portion 17b, And an elastic body 17a attached to the connection passage 17c and covering the connection passage 17c.
  • the elastic body 17a is silicone rubber, and the needle 181 may pierce the silicone rubber to communicate the inside and the outside of the vacuum pouch.
  • the vacuum port 17 may be bonded to the inner surface of the vacuum pouch. Accordingly, the needle 181 may form a connection path through one side of the vacuum pouch and the elastic body.
  • the sealing pad 183 may have an O-ring shape aligned with the vacuum port 17 and disposed on the inner surface of the vacuum container.
  • the diameter of the sealing pad 183 may be substantially the same as the diameter of the vacuum port body.
  • the pressing portion 116 can press the vacuum port 17 of the vacuum pouch and the sealing pad 183 to closely contact each other to maintain a vacuum.
  • the pressing part 116 may perform a function of aligning the vacuum pouch 10.
  • the pressing part 116 may press the vacuum pouch in the top-down direction to perform sealing between the sealing pad and the vacuum port. Accordingly, the vacuum container can be exhausted by the vacuum pump when the vacuum pouch is loaded and the pressing part is operated.
  • the material of the vacuum port 17 may be a polyethylene material which can be easily sealed by thermocompression bonding.
  • the material of the vacuum port 17 may be the same as the material of the vacuum pouch.
  • the material of the vacuum port and the vacuum pouch may be modified into various plastic materials as long as they can be sealed by thermocompression bonding.
  • the vacuum pouch 10 may be vacuum-sealed by thermocompression after receiving the object to be processed.
  • the vacuum pouch is composed of an impermeable film, so that the external gas can not pass through the vacuum pouch.
  • the vacuum pouch may be made of polyethylene.
  • the vacuum wrapping paper 10 may include a lower film 11 and an upper film 15 that provide an internal space by the edge thermocompression 19.
  • the impermeable film may be at least one of a PE (polyethylene) film, a PP (polypropylene) film, a PET (polyethylene terephthalate) film, a laminate film thereof, or a PE film, a PP film, .
  • the upper film 15 may be a laminated film of the PE film 15a and the metal film 15b.
  • the metal film 15b may be an aluminum foil.
  • the metal film 15b has a high thermal conductivity and can provide a spatially uniform temperature.
  • the metal film 15b reflects the microwave, thereby suppressing the discharge in the vacuum container or selectively heating the hydrogen peroxide in the vacuum packaging paper.
  • the vacuum pouch can operate as a very high frequency resonance cavity.
  • Needle 181 can be a pointed metal tube. It may be desirable for the diameter of the needle to have sufficient conductance for vacuum evacuation or sterile injection. The diameter of the needle may be from a few hundred micrometers to several millimeters.
  • the needle may pierce the elastic body (17a) of the vacuum port to provide a connecting passage.
  • the needle driver 182 may drive the needles to evacuate the vacuum packaging machine or inject sterilizing agents into the vacuum packaging.
  • the needle does not protrude when the vacuum pouch is loaded into the vacuum container. After the vacuum pouch has been loaded into the vacuum container, the needle may be driven to evacuate the vacuum pouch or to inject the sterilant into the vacuum pouch.
  • the vacuum pouch 10 may include a vacuum port 17 bonded to the vacuum pouch by thermal compression or the like.
  • the vacuum port 17 may provide a passage through which the sterilizing agent is supplied or the sterilizing agent and / or air is exhausted through the needle 181 in the vacuum container.
  • the vacuum pouch 10 may be vacuumed through the vacuum port 17 or may receive sterilant from the outside.
  • the vacuum port 17 may be thermo-compression bonded to one side of the vacuum pouch.
  • the vacuum port 17 may be coupled with the needle inside the vacuum container to provide an exhaust passage and / or a sterilizing agent supply passage. In the vacuum port 17, when the needle 181 is removed, the vacuum port 17 can be closed by elasticity of the elastic body.
  • the vacuum container 110 After the sterilizing agent is injected into the vacuum pouch 10, the vacuum container 110 is maintained at a first pressure P1 in a vacuum state, and the first pressure may be a base pressure.
  • the pressure of the vacuum pouch 10 When the sterilizing agent is present on the vacuum pouch, the pressure of the vacuum pouch 10 may be a second pressure higher than the first pressure.
  • the second pressure may be from several torr to several tens of torres. Accordingly, the vacuum pouch expands due to pressure difference to provide a diffusion space for the sterilizing agent.
  • the vacuum port 17 can be divided into a vacuum forming vacuum port and a sterilizing agent supplying vacuum port.
  • the sterilization method can be classified into a method of storing the object to be processed and the sterilizing agent at the same time and sealing the object before loading the vacuum pouch into the vacuum container, and a method of storing and sealing the object to be processed.
  • FIG 3 is a view for explaining a sterilization process according to an embodiment of the present invention.
  • the sterilization method includes a step S1 of loading a vacuum packaging sheet 10 composed of an impermeable film into which a material to be processed and a sterilizing agent are sealed and sealed, into a vacuum container 110, (S2) discharging the sterilizing agent (110) to a first pressure, and exhausting the sterilizing agent in the vacuum packaging paper (10); And venting the vacuum container 110 to atmospheric pressure (S9).
  • the object to be treated may be a medical device.
  • the opened edge 19 of the vacuum packaging paper is sealed by thermocompression bonding or the like.
  • the sterilizing agent may be injected into the vacuum pouch using an absorbing material such as gauze, cotton or nonwoven fabric capable of absorbing the liquid sterilizing agent.
  • the absorbent material may be inserted into a wrapping paper having a plurality of pores and then sealed together with the vacuum wrapping paper.
  • the sealed vacuum package paper 10 is loaded into the vacuum container 110, and the vacuum container 110 is sealed (S1).
  • the vacuum wrapping paper 10 does not have a pressure difference between the inside and the outside, and a certain volume can be secured.
  • the sterilizing agent contained in the vacuum pouch is vaporized to sterilize the object to be treated first.
  • the vacuum container 110 is evacuated (S2).
  • the vacuum container 110 may be evacuated to a first pressure P1.
  • the first valve 126, the second valve 128, and the fourth valve 134 are closed, and the third valve 132 is opened.
  • the pressure of the vacuum container 110 is lower than that of the vacuum package 10. In this case, as the vacuum pouch expands due to a pressure difference between the inside and the outside, the pressure of the vacuum pouch may slightly decrease.
  • the third valve 132 may be closed.
  • the vacuum packaging container 10 and / or the sterilizing agent disposed in the vacuum container 100 may be heated to vaporize the sterilizing agent while the vacuum container is depressurized to the first pressure (S3 ).
  • the vacuum pouch 10 or the sterilizing agent may be heated at a temperature of 50 to 65 degrees Celsius by a heater installed in the vacuum container 110 or by a very high frequency supplied from the outside.
  • the vacuum pouch 10 can heat the object to be processed by heat transfer by air and a sterilizing agent. The heating of the vacuum pouch may continue during the sterilization process.
  • the pressure of the vacuum pouch may increase to the atmospheric pressure level by the vaporization of the sterilizing agent.
  • microwave heating can selectively heat only the sterilizing agent (hydrogen peroxide solution).
  • the needle 181 pierces the vacuum port 17 of the vacuum pouch to form a connection path with the inside of the vacuum pouch (S4).
  • the needle 181 can penetrate the elastic body 17a by linear movement by the needle driving unit 182 and can enter the elastic body 17a.
  • the vacuum packaging paper 19 is discharged (S5). Specifically, by opening the first valve 126 and the second valve 128, the vacuum pump 140 can exhaust the vacuum pouch 10. As the pressure of the vacuum pouch 10 decreases to the first pressure P1, the volume of the vacuum pouch 10 may decrease.
  • the vaporizer 122 injects the sterilizing agent into the vacuum pouch (S6).
  • the liquid sterilant is supplied to the vaporizer 122.
  • the concentration of the sterilizing agent may be at least 50 weight percent hydrogen peroxide.
  • the vaporizer 122 may be heated to a level of from 70 degrees centigrade to 100 degrees centigrade.
  • the second valve 128 is closed and the first valve 126 is opened, the vaporized sterilant in the vaporizer 122 is injected into the vacuum pouch 10.
  • the pressure of the vacuum pouch 10 may be higher than the first pressure of the vacuum container 110 in a state where the sterilizing agent is supplied to the vacuum pouch. Accordingly, the pressure P2 of the vacuum pouch can rise from several Torches to several tens Torr.
  • the vacuum wrapping paper 10 expands due to a pressure difference between the inside and the outside, and a sufficient volume for diffusion of the sterilizing agent can be secured.
  • the vaporized sterilizing agent can sterilize the object to be treated. After the sterilizing agent is supplied, the pressure of the vacuum pouch may be several tens of degrees. In this case, the sterilizing agent provides sufficient diffusion space to penetrate and sterilize the interior of the lumen with the channels of the tubular structure.
  • the first valve 126 may be closed.
  • the sterilizing agent of the vacuum pouch 10 is discharged (S7).
  • the pressure of the vacuum pouch may be equal to the first pressure of the vacuum container.
  • the first valve 126 and the second valve 128 are opened.
  • the sterilant in the vacuum pouch is exhausted to the outside through the vacuum pump 140.
  • the pressure of the vacuum packaging paper may be lowered to the first pressure level of the vacuum container. Accordingly, the vacuum wrapping paper can be shrunk because there is little pressure difference between the inside and the outside.
  • the first valve 126 and the second valve 128 may be closed. Removal of the sterilizing agent in the inside of the vacuum pouch can secure stability of the user later.
  • the needle 181 may be extracted from the vacuum port 17 of the vacuum pouch 10 (S8). Even when the needle 181 is removed from the vacuum port 17, the vacuum papermaking paper 10 can be kept in a vacuum state by the elastic body 17a.
  • external air may be simultaneously supplied to the vacuum container 110 and external air may be simultaneously supplied to the vacuum package 10.
  • the vacuum wrapping paper 10 can maintain a constant volume under atmospheric pressure, since there is no pressure difference between the inside and the outside of the vacuum wrapping paper.
  • the vacuum container may be vented by introducing air into the vacuum container at the same time while injecting air into the vacuum container at an atmospheric pressure.
  • the carburetor 122 may further include a step of injecting sterilant into the vacuum pouch and then injecting external gas into the vacuum chamber to increase the pressure. Accordingly, the pressure of the vacuum container may be higher than the pressure of the vacuum pouch. Accordingly, the vacuum pouch can be shrunk and increased in pressure as the volume decreases.
  • the step-up of the vacuum wrapping paper may increase the heat transfer efficiency to the article of interest and may provide for the sterilant to penetrate deep into the tube, such as the lumen of the article to be treated.
  • the order of the sterilization process can be variously modified.
  • the vacuum packaging paper in order to secure a sterilizing agent diffusion space of a vacuum packaging paper, the vacuum packaging paper is exhausted in a vacuum container, the vacuum packaging paper is supplied with a sterilizing agent, Is evacuated from the vacuum pouch after the sterilization process. Further, in the state that the sterilizing agent is supplied, the pressure of the vacuum packaging paper is set to be higher than the pressure of the vacuum container. Accordingly, the sterilization efficiency of the vacuum pouch is increased by the small sterilization space, and the amount of the sterilizing agent used is reduced.
  • the envelope of the vacuum pouch 10 is not contaminated by the sterilizing agent and can provide stability.
  • the vacuum packaging paper 10 can be stored for a long time in comparison with the conventional transparent packaging paper.
  • FIG. 4 is a view for explaining a sterilization method according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilization method includes a step S11 of loading a vacuum packaging sheet 10 made of an impermeable film into which a material to be processed is sealed and sealed, into a vacuum container 110,
  • the sealed vacuum wrapping paper 10 can be sealed and sealed only with the object to be processed without sterilizing agent.
  • the sealed vacuum package paper 10 is loaded into the vacuum container 110 and the vacuum container 110 is sealed (S11).
  • the vacuum container 110 is evacuated (S12).
  • the vacuum container 110 may be evacuated to a first pressure P1.
  • the first valve 126, the second valve 128, and the fourth valve 134 are closed, and the third valve 132 is opened.
  • the pressure of the vacuum container is lower than that of the vacuum package. In this case, as the vacuum pouch expands due to a pressure difference between the inside and the outside, the pressure of the vacuum pouch may slightly decrease.
  • the third valve 132 may be closed.
  • the vacuum container is evacuated to a first pressure to increase the volume of the vacuum packaging sheet, and then the vacuum packaging sheet and the object to be processed can be heated (S13).
  • the vacuum pouch 10 may be heated to a temperature of 50 to 65 degrees Celsius by a heater provided inside the vacuum container 110.
  • the vacuum pouch can heat the object to be processed by heat transfer by air. The heating of the vacuum pouch may continue during the sterilization process.
  • the needle 181 pierces the vacuum port 17 of the vacuum packaging paper 10 to form a connection path with the inside of the vacuum packaging paper (S14).
  • the needle 181 can penetrate the elastic body 17a by linear movement by the needle driving unit 182 and can enter the elastic body 17a.
  • the vacuum pouch 10 is evacuated (S15). Specifically, by opening the first valve and the second valve, the vacuum pump can exhaust the vacuum pouch. As the pressure of the vacuum pouch decreases to the first pressure P1, the volume of the vacuum pouch may decrease.
  • the vaporizer 122 injects the sterilizing agent into the vacuum pouch (S16). Specifically, the liquid sterilant is supplied to the vaporizer 122.
  • the concentration of the sterilizing agent may be at least 50 weight percent hydrogen peroxide.
  • the vaporizer 122 may be heated to a level of from 70 degrees centigrade to 100 degrees centigrade.
  • the second valve 128 is closed and the first valve 126 is opened, the vaporized sterilant in the vaporizer 122 is injected into the vacuum pouch 10.
  • the pressure of the vacuum pouch may be higher than the first pressure of the vacuum pouch.
  • the pressure P2 of the vacuum pouch can rise from several Torches to several tens Torr.
  • the vacuum wrapping paper 10 expands due to a pressure difference between the inside and the outside, thereby ensuring a sufficient volume for diffusion of the sterilizing agent.
  • the vaporized sterilizing agent can sterilize the object to be treated.
  • the pressure of the vacuum pouch after the sterilant has been supplied may be at a level of tens of Torr.
  • the sterilizing agent provides sufficient diffusion space to penetrate and sterilize the interior of the lumen with the channels of the tubular structure.
  • the first valve 126 may be closed.
  • the sterilizing agent of the vacuum pouch 10 is discharged (S17).
  • the pressure of the vacuum pouch may be equal to the first pressure of the vacuum container.
  • the first valve 126 and the second valve 128 are opened.
  • the sterilant in the vacuum pouch is exhausted to the outside through the vacuum pump 140.
  • the pressure of the vacuum pouch can be lowered to a level of the first pressure P1 of the vacuum container. Accordingly, the vacuum wrapping paper can be shrunk because there is little pressure difference between the inside and the outside.
  • the first valve 126 and the second valve 128 may be closed.
  • the needle 181 may be extracted from the vacuum port 17 of the vacuum pouch 10 (S18). Even when the needle 181 is removed from the vacuum port, the vacuum pouch can be maintained in the first pressure state by the elastic body.
  • external air is injected into the vacuum container and external air can be simultaneously supplied to the vacuum package. Accordingly, there is no pressure difference between the inside and the outside of the vacuum pouch, so that the vacuum pouch can maintain a constant volume under atmospheric pressure. If the internal pressure of the vacuum pouch is low and it is shaken in the atmospheric pressure environment, the object to be processed stored in the vacuum pouch may be damaged by the pressure difference. In order to prevent this, the vacuum container may be vented by introducing air into the vacuum container at the same time while injecting air into the vacuum container at an atmospheric pressure.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a sterilizing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a vacuum packaging sheet according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilizing apparatus 200 includes a vacuum container 110, a vacuum packaging sheet 10 that is loaded in the vacuum container 110 and stores and encapsulates the material to be processed, a vacuum container 110, A sterilizing agent supply unit 120 for injecting a sterilizing agent into the vacuum packaging paper 10 and an air injection unit 130 for injecting air into the vacuum packaging paper 10, .
  • the vacuum container 110 is held at a first pressure in a vacuum state, and the pressure of the vacuum pouch 10 may be equal to or higher than the first pressure.
  • the plasma purification unit 144 may be disposed at the output end of the second valve 128.
  • the plasma purification unit 144 may decompose and purify the sterilant discharged through the second valve 128.
  • the plasma purifier 144 may use dielectric barrier discharge, inductively coupled plasma, or capacitive coupled plasma.
  • the plasma purifier 144 may receive AC power or RF power from the auxiliary AC power source 146.
  • the gas decomposed through the plasma purifier is discharged to the outside through the vacuum pump 140.
  • the control unit 160 controls the first to fourth valves and controls the microwave generator 150 and the auxiliary AC power source 146.
  • the controller 160 may control the pressure inside the vacuum container and the pressure of the vacuum packaging paper through a pressure gauge.
  • the microwave generator 150 may include a magnetron generating a frequency of 2.45 GHz.
  • the microwave generated by the microwave generator 150 is transmitted to the inside of the vacuum pouch through the dielectric window 191 disposed in the vacuum chamber 110 along the waveguide 192.
  • the microwaves transmitted to the vacuum pouch can perform microwave discharge at a pressure lower than atmospheric pressure. Accordingly, the vaporized sterilizing agent can be purified by the microwave discharge.
  • the microwave discharge can purify the sterilizing agent to provide efficiency of sterilization process and user safety.
  • the dielectric window may be disposed in a through hole formed in one surface of the vacuum container.
  • the dielectric window may be a non-conductive plate capable of transmitting microwaves such as glass and quartz.
  • the waveguide is disposed in the dielectric window.
  • the waveguide may be coupled with the vacuum vessel to prevent leakage of microwaves.
  • the waveguide may be a rectangular waveguide traveling in a TM mode or a TE mode.
  • the microwave may be transmitted through the dielectric window and into the vacuum wrapper disposed adjacent to the dielectric window.
  • the microwave transmitted to the vacuum pouch may be sterilized by heating or a microwave plasma.
  • the metal thin film constituting the vacuum wrapping paper may reflect the very high frequency waves to form a resonance cavity.
  • the sterilization method can be classified into a method of storing the object to be processed and the sterilizing agent at the same time and sealing the object before loading the vacuum pouch into the vacuum container, and a method of storing and sealing the object to be processed.
  • FIG. 7 is a view for explaining the sterilization process of the sterilization apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the sterilization method comprises the following steps (S1) of loading a vacuum pouch formed of an impermeable film containing a material to be processed and a sterilizing agent and sealed, into a vacuum container (S1) (S2) discharging the sterilizing agent from the vacuum pouch (S5); And venting the vacuum vessel to atmospheric pressure (S9).
  • the vacuum pouch comprising the impermeable film containing the object to be processed and the sterilizing agent and sealed is loaded in the vacuum container.
  • the vacuum packaging paper and the sterilizing agent disposed in the vacuum container may be heated to vaporize the sterilizing agent (S3).
  • the needle pierces the vacuum port of the vacuum pouch to form a connection path with the inside of the vacuum pouch (S4).
  • the vaporizer 122 injects the sterilizing agent into the vacuum pouch (S6).
  • a microwave plasma is generated in the vacuum pouch to decompose the sterilizing agent (S37).
  • the formation of the microwave plasma may be performed during the evacuation of the vacuum pouch or may be performed at a constant pressure.
  • the formation of the microwave plasma in the vacuum pouch can be used for decomposing and purifying the hydrogen peroxide sterilizing agent. Accordingly, the hydrogen peroxide in the vacuum pouch can be decomposed into harmless water and oxygen.
  • the sterilization method can load a vacuum pouch into a vacuum container that contains only the object to be processed and is composed of a sealed impermeable film. Accordingly, the sterilizing agent can be injected from the outside. The remaining sterilization process may be the same or similar to the steps described in Fig.
  • the present invention relates to a sterilization apparatus and a sterilization method using a pouch of an impermeable film, and can be used in various sterilization apparatuses and sterilization methods.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 방법은, 피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계; 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하는 단계; 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계; 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함한다.

Description

불투과성 필름의 파우치를 이용한 멸균 장치 및 멸균 방법
본 발명은 불투과성 필름(impermeable film)의 파우치 또는 진공 포장지를 이용하여 멸균 성능(sterilization efficiency)을 개선하는 화학적 멸균기(chemical sterilizer) 및 멸균공정(sterilization process)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 부피를 가변할 수 있는 파우치를 이용하여 멸균제(sterilant)를 파우치 내부로 주입할 수 있어 멸균제의 효율 및 멸균 성능을 개선할 수 있다.
의료산업에서 사용되는 멸균기는 이차오염(secondary contamination)을 방지하기 위해, 멸균 대상체가 포장된 상태에서 멸균을 하고 그 포장재는 멸균 방식에 대한 적합성과 멸균 공정 이후에 무균 보존성에 대한 검증이 요구된다.
종래의 플라즈마 멸균기에서 멸균포장(sterile packaging) 필름으로 사용되는 Tyvekㄾ(abrandofflashspunhigh-densitypolyethylenefibers)필름은, 멸균제는 통과시키고 미생물은 통과시키지 않아 멸균 적합성과 무균 보존성을 만족시키는 선택적 투과 필름을 사용하고 있다. 하지만 멸균제가 이 필름을 통과하는데 투과도의 제한으로 멸균 효율이 떨어지며, 파우치의 필름 표면 혹은 그 내부에 잔류하는 멸균제를 제거하기 위해 긴 정화 공정이 요구된다는 문제점을 가지고 있다.
뿐만 아니라, 종래의 멸균포장 필름에는 작은 크기의 투과 홀(hole)이 형성되어 있어 선택적 투과도를 가지게 되며, 이는 필름의 외부에서 내부로의 유체흐름이 제한된다. 이는 필름을 통과하는 유체 흐름에 있어 낮은 전도도(low flow conductance) 혹은 큰 유체저항(high flow resistance)을 가지고 있음을 나타내고, 결과적으로 멸균 공정 중 파우치 외부와 내부에 압력 차이가 발생할 수 있다.
구체적으로는 멸균 챔버 내부에 일정 수준의 진공(예를 들어, 3 Torr)이 형성되어도 파우치 내부의 압력은 상대적으로 높은 압력(예를 들어, 10 Torr 이상)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 초기 진공의 형성에서도 상대적으로 많은 시간이 소요될 수 있다.
또한 멸균제가 주입되는 과정에서도 멸균 챔버 내부에 멸균제가 확산된 이후에 멸균제가 챔버 내부 공간에서 파우치 내부로 투과하는 과정에서 큰 유체 저항으로 상대적으로 많은 시간이 소요될 수 있다. 상대적으로 큰 분자량을 가지는 과산화수소의 투과도보다 질소와 같은 불순물의 투과도가 높다. 특히, 확산공정 초기에 투과하는 기체 분자 중에는 불순물의 투과 빈도가 높아 파우치 내부에는 상대적으로 낮은 멸균제 농도가 형성되고 결과적으로 멸균 효율이 떨어질 수 있다.
또한 낮은 열전도도(thermal conductivity)를 가지는 필름을 사용으로 인하여 필름 표면과 그 내부에서 온도 균일도를 확보하기 어렵다 이는 충분한 승온이 이루어지지 않은 상태에서 멸균제가 주입되면 낮은 온도(예를 들어, 섭씨 45도 이하)를 가지는 영역에서 멸균제가 응결되어 멸균제의 손실을 가져오고 멸균 공정의 신뢰성을 확보하기 어려우며, 특히 잔류 멸균제에 대한 위험성이 높아진다는 문제점을 가지고 있다.
이에 본 발명자들은 불투과성 필름(impermeable film)을 이용하여 멸균 포장 파우치(sterile packaging pouch)를 구성하고 멸균제를 파우치로 내부로 직접 주입시켜 멸균 성능을 향상시키고 파우치 외부에 잔류하는 멸균제에 대한 문제점을 해결하는 불투과성 필름의 파우치를 이용한 화학적 멸균기로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 화학적 멸균기에서 사용되는 선택적 투과도를 가지는 멸균 파우치에 있어서, 멸균제의 파우치 내부로 공급이 제한되고 멸균 효율이 제한되는 문제점을 해결하는 멸균기와 멸균 공정을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 종래의 화학적 멸균기에서 사용되는 선택적 투과도를 가지는 멸균 파우치에 있어서, 멸균 대상체가 위치하는 파우치 내부의 압력과 멸균제 밀도의 제어가 불가하여 멸균제의 사용 효율과 멸균 공정의 효율이 제한되는 문제점을 해결하는 멸균기와 멸균 공정을 제공하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 불투과성 필름을 이용하는 파우치의 압력을 독립적으로 제어하기 위해 진공 포트를 이용하면서 파우치의 부피를 제어하기 위해 파우치 외부에 진공 용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 불투과성 필름을 이용하여 멸균 포장 파우치를 구현하고, 외부로부터의 직접적인 멸균제의 공급/또는 배기가 가능하도록 파우치에 별도의 진공 포트(port)를 구성하며, 상기 진공 포트에 연결되어 배기 또는 멸균제를 공급할 수 있는 구조물을 별도로 구성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 방법은, 피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계; 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하는 단계; 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계; 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기가 상기 제1 압력으로 감압된 상태에서, 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지 및 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지 및 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시킨 후 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하고, 상기 진공 포장지에 상기 멸균제를 다시 주입하는 단계; 및 상기 진공 포장지를 배기하여 상기 멸균제를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지 내에 초고주파 플라즈마를 생성하여 상기 멸균제를 분해하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 방법은, 피처리물을 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계; 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하여 상기 진공 포장지의 부피를 증가시키는 단계; 상기 진공 포장지를 배기하는 단계; 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 단계; 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계; 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하여 상기 진공 포장지의 부피를 증가시킨 후 상기 진공 포장지 및 상기 피처리물을 가열하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지 내에 초고주파 플라즈마를 생성하여 상기 멸균제를 분해하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는, 외부와 연결되면서 밀봉 가능한 진공 포트를 포함하고 피처리물을 수납하고 밀봉되고 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지; 상기 진공 포장지를 수납하고 진공 펌프를 통하여 감압하여 상기 진공 용기의 부피를 팽창시키는 진공 용기; 및 상기 진공 용기의 벽을 관통하여 상기 진공 포장지의 진공 포트에 탈부착되는 니들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장지의 진공 포트는, 상기 진공 포장지의 일면에 접합되고 상기 진공 포장지 내부로 연결되는 연결 통로를 구비한 진공 포트 몸체부; 및 상기 진공 포트 몸체부에 부착되고 상기 연결 통로를 막는 탄성체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성체는 실리콘 고무이고, 상기 니들은 상기 실리콘 고무를 찔러 상기 진공 포장지 내부와 외부를 연통시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성체와 정렬되고 상기 진공 용기의 내측면에 배치된 오링 형상을 가지는 밀봉 패드; 및 상기 진공 포장지의 진공 포트와 상기 밀봉 패드를 밀착시키어 진공을 유지하도록 압착하는 압착부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 니들을 구동하는 니들 구동부를 더 포함하고, 상기 니들은 상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩될 때 돌출되지 않고, 상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩이 완료된 후에, 상기 니들은 상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 불투과성 필름은 PE(폴리에틸렌) 필름, PP(폴리프로필렌) 필름, PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름, 이들의 합지 필름, 또는 PE 필름, PP 필름, PET 필름 중에서 적어도 하나와 금속 필름의 합지 필름일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공 용기의 일면에 형성된 관통홀에 배치된 유전체 창문; 상기 유전체 창문에 배치된 도파관; 및 상기 도파관에 초고주파를 제공하는 초고주파 발생기를 더 포함할 수 있다 상기 초고주파는 상기 유전체 창문을 투과하여 상기 유전체 창문에 인접하게 배치된 상기 진공 포장지 내부에 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는, 불투과성 필름을 이용하는 멸균 포장 파우치와 상기 파우치에 설치된 진공 포트를 통해 직적접인 멸균제를 공급하고, 이를 통해 멸균 효율을 개선하고 혁신적으로 빠른 멸균을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치는, 상기 불투과성 필름을 이용하는 멸균 포장 파우치와 상기 파우치에 설치된 진공 포트 및 상기 파우치를 수납하는 진공 용기를 이용하여 상기 파우치의 직접적인 압력 제어를 수행한다 독립적으로 압력 제어가 가능한 진공 챔버를 이용하여 파우치의 내부와 외부의 압력 차이를 형성할 수 있으며, 이를 통해 파우치의 부피 제어가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치, 실리콘 고무와 같은 탄성체를 이용하여 파우치의 진공 포트를 구성하고, 니들을 이용하여 파우치와 연결되도록 할 수 있다 특히, 멸균 공정 이후에 연결된 니들이 제거된 이후에서 파우치가 밀봉되어 무균 보존성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불투과성 파우치를 이용한 멸균 공정은 파우치 내부에 효율적인 멸균제 확산을 위한 진공을 형성하는데 있어, 멸균제 확산 공간을 확보하기 위하여, 진공 용기에 상대적으로 낮은 압력을 형성하여 일정한 유효 부피를 가지면서 초기 진공 형성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불투과성 파우치를 이용한 멸균 공정은 멸균제가 공급되는 시점에 진공 용기의 압력을 1 Torr 이하로 형성하여 파우치가 상대적으로 높은 압력을 가지게 하여 풍선처럼 팽창한 상태에서 일차 확산공정을 수행할 수 있다. 충분한 일차 확산을 가지 이후에 상기 진공 용기의 압력을 높여 (예를 들어, 200 Torr까지 승압하여) 파우치가 상대적으로 낮은 압력을 가지게 되고, 진공 포장된 것처럼 상기 파우치의 유효부피를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 멸균제의 유효 농도를 높일 수 있고, 멸균 대상체가 가질 수 있는 복잡한 구조물 사이로 침투하여 효과적인 멸균을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불투과성 파우치를 이용한 멸균 공정은 파우치의 부피를 제어하여 파우치가 멸균 대상체와 접촉하는 유효면적을 높여 열전달 효율을 높이고 이에 따른 초기 승온 공정의 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 불투과성 필름을 사용하여 밀봉이 가능한 포장 파우치로 멸균제를 직접 주입하여 멸균 효율을 향상시키고 멸균제가 파우치 필름에 흡수되거나 외부 표면에 잔류하여 발생하는 사용자 안전성 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래의 반투과성 필름을 사용하는 포장 파우치 대비 불투과성 필름을 사용하여 멸균 공정 이후에 포장 파우치가 진공 밀봉이 가능하여 무균 보존성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파우치 내부에 플라즈마를 발생시키고, 이를 이용하여 멸균 대상체를 효과적으로 승온시킬 수 있으며, 플라즈마는 멸균 공정 이후에 파우치 내부에 잔류하는 멸균제를 정화시켜 멸균공정의 효율성과 사용자 안전성을 확보가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 용기와 파우치 내부에서의 플라즈마 방전을 통해 승온 및 정화 공정을 포함하는 전체 멸균공정의 효율을 극대화시켜 빠른 멸균이 가능하고 사용자 안전성을 확보된 멸균기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 용기는 기존의 멸균챔버가 아닌 진공 파우치의 부피를 확보하기 위하여 사용되고, 진공 파우치는 작은 공간으로 멸균 공정을 수행하므로 멸균제의 사용량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 진공 포장지를 설명하는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 진공 포장지의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 는 본 발명의 다른 실시예에 진공 포장지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
멸균제를 사용하는 화학적 멸균은 통상적으로 피처리물을 멸균제가 투과할 수 있는 TIVEK과 같은 선택적 투과필름을 포함하는 포장지를 멸균 챔버의 내부에 배치한다. 상기 멸균 챔버에 멸균제를 주입하면, 상기 살균제는 상기 포장지를 투과하여 상기 포장지 내부의 피처리물을 살균한다. 이러한 살균 방식은 별도의 포장지에 의하여 멸균효율이 급격히 감소한다. 또한, 상기 포장지는 멸균 공정에서 흡착된 멸균제를 제거하기 위하여 추가적인 장시간의 정화 공정을 요구한다.
상기 멸균 챔버에 멸균제를 주입함에 따라, 다량의 멸균제가 사용된다. 상기 멸균제는 환경 오염을 유발할 수 있다. 또한, 통상적으로 상기 멸균제는 외부로 배기되기 전에 배기 정화 공정을 거친다. 이러한 배기 정화 공정은 진공 펌프의 성능을 악화시킨다. 따라서, 소량의 멸균제가 사용되는 새로운 멸균 방법이 요구된다.
의료산업에서 사용되고 있는 저온 플라즈마 멸균기(low-temperature plasma sterilizer)는 과산화수소(hydrogen peroxide, chemical formula: H2O2)를 멸균제(sterilant)로 사용하는 화학적 멸균기(chemical sterilizer) 이다. 멸균제로 사용되는 과산화수소는 멸균 대상체에 있는 미생물(microorganism)을 산화반응(oxidation process)을 통해 멸균(sterilization) 혹은 비활성화(deactivation)한다. 플라즈마(plasma)는 공급되는 멸균제를 다음과 같은 반응을 통해 활성화(activation)하여 멸균 성능을 향상시킬 수 있다.
H2O2 -> 2OH
H2O2 -> H2O+O*
여기서 OH(hydroxyl radical)과 O*(Oxygen radical)은 큰 산화전위(oxidation potential)을 가지고 있어, 멸균 작용에 있어 많은 기여를 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플라즈마는 아래와 같이 잔류하는 멸균제의 정화작용을 일차적인 목적으로 하고 있다.
2H2O2 -> 2H2O+O2
본 발명의 일 실시예에 따르면, 과산화수소를 멸균제로 사용하는 멸균기에서는 대상 멸균체가 보관되는 진공 포장지에 3 Torr 이하의 기초진공(base vacuum)을 형성시킨다. 이후, 멸균제를 기화기(vaporizer)로 공급(injection)하여 기화시켜 진공 포장지 내부에서 주입하고 확산(diffusion)시키어 멸균 대상체에 노출시킨다.
이에 따라, 멸균 공정이 이루어진다. 여기서 기초 진공의 형성은 멸균제가 공급되기 전에 질소 및 공기와 같은 초기 불순물(impurity)의 농도와 비례하여 멸균 공정에서 멸균제의 농도를 확보하고 침투성 멸균이 가능하게 하기 위해서는 충분한 진공도 형성(예를 들어, 3 Torr 이하)이 요구된다.
또한 멸균제의 주입량은 진공 포장지의 내부 압력이 일정한 확산압력(diffusion pressure: 예를 들어, 40Torr)을 가질 수 있도록 결정되어야 한다.
이와 같은 진공에서 멸균 공정을 위하여, 상대적으로 낮은 공정 온도(예를 들어, 섭씨 55도)에서 멸균제(과산화수소)가 기체 상태로 존재할 수 있고, 확산되는 멸균제가 진공 포장지 내부에서 기체상태로 유지되어 멸균 대상체 및 그 내부로 전달된다. 이에 따라, 침투성 멸균이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 멸균 공정을 진행하기 위하여, 멸균 챔버 대신에 진공 포장지가 사용된다. 상기 진공 포장지는 멸균 공정이 완료된 후 사용자에 의하여 바로 전달되거나 장시간 보관될 수 있다. 멸균제를 상기 진공 포장지에 주입하는 경우, 상기 진공 포장지에 의하여 정의된 부피는 종래의 멸균 챔버에 비하여 현저히 작다. 따라서, 멸균제의 사용량이 현저히 감소할 수 있다.
상기 진공 포장지는 진공 펌프에 의하여 대기압 미만의 진공 상태로
배기된 후, 멸균제가 상기 진공 포장지 내부에 주입될 수 있다. 상기 진공 포장지가 대기압 환경에 있는 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 쪼그라들어, 멸균제가 확산을 위한 공간은 확보되기 어렵다. 상기 멸균제의 확산 공간을 제공하기 위하여, 상기 진공 포장지는 상기 진공 포장지의 압력보다 더 낮은 압력으로 유지되는 진공 용기 내에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 낮은 외부 압력에 의하여 팽창하여 확산을 위한 공간을 확보할 수 있다. 이에 따라, 확보된 공간은 멸균제가 확산할 수 있는 경로를 제공하여 루멘(lumen)과 같은 피처리물을 안정적으로 멸균할 수 있다. 상기 진공 용기는 상기 진공 포장지의 외부 압력을 제어하기 위한 것으로, 상기 멸균제는 상기 진공 용기의 내벽에 노출되지 않는다. 이에 따라, 상기 진공 용기에서 배기되는 공기는 별도로 정화되어 배기되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 진공 포장지에 주입된 멸균제만이 선택적으로 정화되어 배기될 수 있다.
상기 진공 포장지 내에서 멸균제에 의한 멸균 공정이 완료된 후, 상기 멸균제가 상기 진공 포장지에서 배기되는 경우, 상기 멸균제가 상기 진공 포장지 내부에 일부 잔류할 수 있다. 잔류 멸균제를 효과적으로 제거하기 위하여, 초고주파 플라즈마 방전이 상기 진공 포장지의 내부에서 생성될 수 있다. 상기 초고주파 플라즈마 방전은 상기 살균제를 유해하지 않은 가스로 분해하는 정화 공정을 수행할 수 있다. 즉, 상기 유전체 장벽 방전을 이용한 정화 공정은 멸균 공정 후 실시간으로 진행되면서 배기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 과산화수소와 같은 멸균제는 멸균 공정을 위하여 소정의 온도로 가열될 수 있다. 진공 포장지의 경우, 효율적인 열전달을 위하여 상기 진공 포장지의 적어도 일면은 금속 박막으로 코팅될 수 있다.
멸균제의 가열은 적외선 복사 가열, 초고주파 가열, 또는 열전달에 의한 가열 등에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 플라즈마 방전은 멸균제가 주입된 상태 또는 멸균제가 없는 상태에서 피처리물을 가열할 수 있다. 즉, 상기 진공 포장지가 진공 상태에 있는 경우, 대류에 의한 열전달이 어렵다. 따라서, 상기 피처리물을 최적의 멸균공정에 필요한 특정한 온도로 가열하기 위하여, 상기 플라즈마 방전이 사용될 수 있다. 상기 플라즈마 방전은 가스를 분해하여 가열된 중성 입자, 전자, 및 이온을 생성한다. 상기 가열된 중성 입자 또는 상기 이온은 상기 피처리물 또는 상기 진공 포장지의 내벽에 입사하여 상기 피처리물 및 상기 진공 포장지에 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 상기 피처리물의 가열은 상기 피처리물에 존재하는 물을 증발시킬 수 있다. 상기 피처리물에 잔류하는 물은 살균 효율을 감소시키기 일정한 압력의 안정적인 진공 상태의 유지를 방해한다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 방전은 산소 또는 오존과 같은 멸균제를 공급받아 멸균제를 활성화시키는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 방전을 통해 진공 포장지 내부의 피처리물 또는 멸균제의 온도를 승온시킬 수 있다. 또는, 일정 시간 동안 진공 포장지의 압력을 외부 압력 대비 상대적으로 낮은 압력인 진공을 형성시켜 진공 포장지를 쪼그라들게 할 수 있으며, 이를 통해 진공 포장지로부터의 직접적인 열전도를 통해 상기 피처리물을 효과적으로 승온시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 불투과성 필름을 사용하여 진공 밀봉이 가능한 진공 포장지에 멸균제가 직접 주입되고, 제한된 멸균제 확산 공간에 의하여 멸균 효율이 향상된다. 또한, 멸균제가 상기 진공 포장지에 흡수되거나 상기 진공 포장지의 외부 표면에 잔류하여 발생하는 사용자 안전성 문제가 해결될 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지는 진공 포장되어, 멸균된 상태에서 장시간 보관을 제공할 수 있다. 상기 진공 포장지는 오염된 환경, 고온 환경, 및 고습한 환경에서도 멸균 상태를 유지할 수 있다. 상기 진공 포장지의 진공 포트(멸균제 주입구 또는 배기 연결 부위)는 탄성체를 구비하고 있어, 니들이 탄성체를 찔러 상기 진공 포장지 내부와 유로를 형성하고, 니들이 제거된 경우 상기 탄성체의 탄성에 의하여 실시간으로 밀봉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 포장지 외부에 진공 용기를 이용하여 진공 포장지의 부피를 확보하여 멸균제의 확산 공간을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 포장지로의 직접적인 멸균제 공급 이후 진공 포장지 내부에서의 효과적인 멸균제의 확산 및 멸균 대상체로의 멸균제 공급을 위해 진공 포장지의 부피를 확보가 필요하며, 이를 위해 진공 포장지 외부에 진공 용기를 이용하여 효과적인 멸균공정이 가능하도록 하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PE(Polyethylene) 재질의 필름으로 구성된 진공 포장지는 피처리물과 멸균제를 수납한 상태에서 밀봉될 수 있다. 진공 용기에 로딩된 후, 진공 포장지는 감압된 진공 용기 내에서 압력 차이에 팽창하여 상기 멸균제가 확산할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지는 상기 진공 포장지에 설치된 진공 포트를 통하여 멸균제의 배기 및 추가적인 멸균제 공급이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, PE(Polyethylene) 재질의 필름으로 구성된 진공 포장지는 피처리물만을 수납한 상태에서 밀봉된다. 진공 용기에 로딩된 후, 진공 포장지는 감압된 진공 용기 내에서 별도로 주입된 멸균제에 의한 압력 차이에 팽창하여 상기 멸균제가 확산할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지는 상기 진공 포장지에 설치된 진공 포트를 통하여 진공 포장지의 진공형성, 멸균제 제거, 및 직접적인 멸균제 공급이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초고주파는 진공 포장지 내부에 대기압 상태의 멸균제를 가열하거나, 진공 포장지 내부에 감압된 상태의 멸균제를 이용하여 플라즈마를 형성하여 멸균제를 정화시킬 수 있다. 이 플라즈마는 피처리물을 효과적으로 승온시킬 수 있으며, 멸균 공정 이후에 진공 포장지 내부에 잔류하는 멸균제를 정화시켜 멸균공정의 효율성과 사용자 안전성을 확보할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 진공 포장지를 설명하는 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 진공 포장지의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 멸균 장치(100)는 외부와 연결되면서 밀봉 가능한 진공 포트(17)를 포함하고 피처리물을 수납하고 밀봉되고 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지(10), 상기 진공 포장지를 수납하고 진공 펌프(140)를 통하여 감압하여 상기 진공 포장지의 부피를 팽창시키는 진공 용기(110) 및 상기 진공 용기(110)의 벽을 관통하여 상기 진공 포장지의 진공 포트(17)에 탈부착되는 니들(181)을 포함한다.
상기 진공 포장지의 진공 포트(17)는, 상기 진공 포장지(10)의 일면에 접합되고 상기 진공 포장지 내부로 연결되는 연결 통로(17c)를 구비한 진공 포트 몸체부(17b) 및 상기 진공 포트 몸체부(17b)에 부착되고 상기 연결 통로(17c)를 막는 탄성체(17a)를 포함할 수 있다. 상기 탄성체(17a)는 실리콘 고무이고, 상기 니들(181)은 상기 실리콘 고무를 찔러 상기 진공 포장지 내부와 외부를 연통시킬 수 있다.
멸균 장치(100)는 진공 용기(110), 상기 진공 용기(110) 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10), 상기 진공 용기(110) 및/또는 상기 진공 포장지(10)을 배기하는 진공 펌프(140), 상기 진공 포장지(10)에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부(120) 및 상기 진공 용기(110)에 공기를 주입하는 공기주입부(130)를 포함한다.
상기 진공 용기(110)는 고정된 형상을 가진 금속 챔버일 수 있다.
상기 진공 용기(110)는 상기 진공 포장지를 로딩하기 위한 도어(110a), 상기 진공 용기에 배치되고 상기 진공 포장지의 진공 포트(17)를 압착하는 압착부(116), 및 상기 진공 용기를 가열하기 위한 상부 히터(112)를 포함할 수 있다.
상기 도어(110a)는 상기 진공 용기(110)의 상부면이 개방되도록 형성되거나, 상기 진공 용기의 측면에 배치될 수 있다. 상기 압착부(116)는 상기 진공 포장지(10)을 장착하고 압착할 수 있다. 상기 상부 히터(112)는 상기 진공 용기의 상부면에 배치되어 상기 진공 용기 또는 상기 진공 포장지를 섭씨 60도 수준으로 가열 할 수 있다. 상기 상부 히터(112)는 적외선 히터 또는 열선 히터일 수 있다.
상기 멸균제 제공부(120)는 외부로부터 공급된 살균제를 가열하여 기화시키는 기화기(122), 상기 기화기(122)의 출력단과 니들(181) 사이에 배치된 제1 밸브(126) 및 상기 기화기(122)의 출력 라인과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치된 제2 밸브(128)를 포함한다.
상기 기화기(122)는 정량주입 장치(미도시)로부터 기화기(122)의 내부로 액체 상태의 멸균제가 공급될 수 있다. 상기 멸균제가 과산화수소인 경우, 상기 기화기(122)는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 상기 액체 상태의 멸균제는 기화될 수 있다. 상기 기화기(122)의 출력단을 통하여 기화된 멸균제는 제1 밸브(126), 니들(181), 상기 진공 포장지(10)의 진공 포트(17)를 통하여 주입될 수 있다. 상기 진공 포장지(10)은 상기 멸균제를 외부로부터 제공받고 상기 진공 포장지 내부의 가스를 배출하는 진공 포트(17)를 포함할 수 있다. 상기 니들(116)은 상기 진공 포트(17)에 탈부착될 수 있다.
제2 밸브(128)는 상기 기화기(122)의 출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 밸브(128)가 개방되고, 상기 제1 밸브(126)가 폐쇄된 경우, 상기 기화기에서 멸균제의 일부는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 배기될 수 있다. 이러한 공정은 액상의 과산화수소 멸균제가 상기 기화기에 공급된 경우, 기화된 물을 제거하여 상기 멸균제의 농도를 증가시키는 농축 공정에 사용될 수 있다.
상기 공기 주입부(130)는 외부의 공기를 제공받아 필터링하는 공기 필터(136), 상기 진공 용기(110)의 입출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치된 제3 밸브(132) 및 상기 공기 필터(136)와 상기 진공 용기의 입출력단 사이에 배치된 제4 밸브(134)를 포함한다.
상기 공기 필터(136)는 외부 공기에서 먼지와 균들을 제거할 수 있는 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter) 필터일 수 있다. 상기 제4 밸브(134)는 상기 진공 용기의 입출력단을 통하여 공기를 주입시켜 상기 진공 용기의 압력을 증가시킬 수 있다. 제3 밸브(132)는 상기 진공 용기(110)의 입출력단과 상기 진공 펌프(140)의 입력단 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3 밸브(132)가 개방되고 다른 밸브들이 폐쇄된 경우, 상기 진공 펌프는 상기 진공 용기의 입출력단을 통하여 상기 진공 용기를 기저 압력(base pressure; P1)까지 배기할 수 있다. 상기 기저 압력은 수십 토르 이하일 수 있다.
진공 펌프(140)는 상기 제3 밸브(132)를 통하여 상기 진공 용기를 배기하고, 상기 제1 밸브(126) 및 제2 밸브(128)를 통하여 상기 진공 포장지를 배기할 수 있다. 상기 진공 펌프(140)는 로터리 펌프(142)와 미스트 트랩(141)을 포함할 수 있다.
상기 진공 포장지(10)은 상기 진공 포장지(10) 내부의 가스를 배출하거나 외부로부터 멸균제 또는 공기를 제공받는 진공 포트(17)를 포함할 수 있다. 상기 진공 포트(17)는 상기 진공 포장지(10)에 열압착되어 접합될 수 있다.
상기 진공 포장지의 진공 포트(17)는, 상기 진공 포장의 일면에 접합되고 상기 진공 포장지 내부로 연결되는 연결 통로(17c)를 구비한 진공 포트 몸체부(17b) 및 상기 진공 포트 몸체부(17b)에 부착되고 상기 연결 통로(17c)를 막는 탄성체(17a)를 포함할 수 있다. 상기 탄성체(17a)는 실리콘 고무이고, 상기 니들(181)은 상기 실리콘 고무를 찔러 상기 진공 포장지 내부와 외부를 연통시킬 수 있다. 상기 진공 포트(17)는 진공 포장지의 내부면에 접합될 수 있다. 이에 따라, 상기 니들(181)은 상기 진공 포장지의 일면 및 상기 탄성체를 뚫고 연결 통로를 형성할 수 있다.
밀봉 패드(183)는 상기 진공 포트(17)와 정렬되고 상기 진공 용기의 내측면에 배치된 오링 형상을 가질 수 있다. 상기 밀봉 패드(183)의 직경은 상기 진공 포트 몸체부의 직경과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 압착부(116)는 상기 진공 포장지의 진공 포트(17)와 상기 밀봉 패드(183)를 서로 밀착시키어 진공을 유지하도록 압착할 수 있다. 상기 압착부(116)는 상기 진공 포장지(10)를 정렬시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 압착부(116)는 상기 진공 포장지를 위에서 아래 방향으로 눌러 상기 밀봉 패드와 상기 진공 포트 사이의 실링을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 용기는, 상기 진공 포장지가 로딩되고 상기 압착부가 동작하면, 상기 진공 펌프에 의하여 배기될 수 있다.
상기 진공 포트(17)의 재질은 열압착에 의하여 용이하게 밀봉될 수 있는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포트(17)의 재질은 상기 진공 포장지의 재질로 동일할 수 있다. 상기 진공 포트 및 상기 진공 포장지의 재질은 열압착에 의하여 밀봉될 수 있는 한 다양한 플라스틱 재질로 변형될 수 있다.
상기 진공 포장지(10)는 피처리물을 수납한 후 열압착 등에 의하여 진공 밀봉될 수 있다. 상기 진공 포장지는 불투과성 필름으로 구성되어 있어, 상기 외부 가스는 상기 진공 포장지를 투과할 수 없다. 상기 진공 포장지는 폴리에틸렌 재질일 수 있다. 상기 진공 포장지(10)은 가장 자리 열압착(19)에 의하여 내부 공간을 제공하는 하부 필름(11) 및 상부 필름(15)을 포함할 수 있다. 상기 불투과성 필름은 PE(폴리에틸렌) 필름, PP(폴리프로필렌) 필름, PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름, 이들의 합지 필름, 또는 PE 필름, PP 필름, PET 필름 중에서 적어도 하나와 금속 필름의 합지 필름일 수 있다. 상기 상부 필름(15)은 PE 필름(15a)과 금속 필름(15b)의 합지 필름일 수 있다. 상기 금속 필름(15b)은 알루미늄 호일일 수 있다. 상기 금속 필름(15b)은 높은 열전도도를 가지고 공간적으로 균일한 온도를 제공할 수 있다. 또한, 상기 금속 필름(15b)은 상기 진공 포장지 내로 초고주파가 입사하는 경우, 상기 초고주파를 반사하여 상기 진공 용기 내의 방전을 억제하거나 상기 진공 포장지 내부의 과산화수소를 선택적으로 가열할 수 있다. 상기 금속 필름(15b)이 접지된 경우, 상기 진공 포장지는 초고주파 공진 케비티로 동작할 수 있다.
니들(181)은 끝이 뽀족한 금속 튜브일 수 있다. 상기 니들의 직경은 진공 배기 또는 멸균제 주입을 위하여 충분한 컨덕턴스를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 상기 니들의 직경은 수백 마이크로 미터 내지 수 밀리미터 수준일 수 있다.
상기 니들은 상기 진공 포트의 탄성체(17a)를 찔러 연결 통로를 제공할 수 있다.
니들 구동부(182)는 상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 니들을 구동할 수 있다. 상기 니들은 상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩될 때 돌출되지 않는다. 상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩이 완료된 후에, 상기 니들은 상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 구동될 수 있다.
상기 진공 포장지(10)는 상기 진공 포장지에 열압착 등에 의하여 접착된 진공 포트(17)를 포함할 수 있다. 상기 진공 포트(17)는 상기 진공 용기 내에서 상기 니들(181)을 통하여 멸균제를 공급받거나 상기 멸균제 및/또는 공기를 배기하는 통로를 제공할 수 있다.
상기 진공 포장지(10)은 진공 포트(17)를 통하여 그 내부에 진공을 형성하거나 외부로부터 멸균제를 공급받을 수 있다. 상기 진공 포트(17)는 상기 진공 포장지의 일면에 열압착되어 고정될 수 있다. 상기 진공 포트(17)은 상기 진공 용기의 내부에서 니들과 결합하여 배기 통로 및/또는 멸균제 공급 통로를 제공할 수 있다. 상기 진공 포트(17)는 상기 니들(181)이 제거된 경우, 상기 진공 포트(17)는 탄성체의 탄성에 의하여 폐쇄될 수 있다.
상기 멸균제가 상기 진공 포장지(10)에 주입된 후, 상기 진공 용기(110)는 진공 상태의 제1 압력(P1)으로 유지되고, 상기 제1 압력은 기저 압력(base pressure)일 수 있다. 상기 진공 포장지에 멸균제가 있는 경우, 상기 진공 포장지(10)의 압력은 상기 제1 압력보다 높은 제2 압력일 수 있다. 상기 제2 압력은 수토르 내지 수십 토르 일 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 압력 차이에 의하여 팽창하여 멸균제의 확산 공간을 제공할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 포트(17)는 진공 형성용 진공 포트와 멸균제 공급용 진공 포트로 분리될 수 있다.
이하, 본 멸균 장치의 멸균 방법이 설명된다. 멸균 방법은 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하기 전에 피처리물과 멸균제를 동시에 수납하고 밀봉하는 방법과 피처리물만을 수납하고 밀봉하는 방법으로 구분될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 멸균 방법은, 피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지(10)를 진공 용기(110)에 로딩하는 단계(S1), 상기 진공 용기(110)를 제1 압력으로 배기하는 단계(S2), 상기 진공 포장지(10)에서 상기 멸균제를 배기하는 단계(S5); 및 상기 진공 용기(110)를 대기압으로 벤트하는 단계(S9)를 포함한다.
피처리물은 의료용 기기일 수 있다. 상기 피처리물과 상기 멸균제는 진공 포장지(10)에 수납된 후, 상기 진공 포장지의 개방된 가장 자리(19)는 열압착 등에 의하여 밀봉된다. 상기 멸균제는 액상의 멸균제를 흡수할 수 있는 거즈, 솜 또는 부직포 등의 흡수재를 이용하여 상기 진공 포장지에 주입될 수 있다. 상기 흡수재는 다수의 기공을 구비한 포장지에 삽입된 후, 상기 진공 포장지에 함께 밀봉될 수 있다.
상기 밀봉된 진공 포장지(10)는 상기 진공 용기(110)에 로딩되고, 상기 진공 용기(110)는 밀폐된다(S1). 이 경우, 상기 진공 포장지(10)는 내부와 외부의 압력차이가 없어 일정한 부피를 확보할 수 있다. 상기 진공 포장지에 수납된 멸균제는 기화되어 상기 피처리물을 1차 멸균할 수 있다.
이어서, 상기 진공 용기(110)를 배기한다(S2). 상기 진공 용기(110)는 제1 압력(P1)으로 배기될 수 있다. 구체적으로, 제1 벨브(126), 제2 벨브(128), 및 제4 밸브(134)는 폐쇄되고, 제3 밸브(132)는 개방된다. 상기 진공 용기(110)의 압력은 상기 진공 포장지(10)의 압력은 낮다. 이 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 팽창함에 따라, 상기 진공 포장지의 압력은 약간 감소할 수 있다. 상기 진공 용기가 원하는 압력에 도달한 경우, 상기 제3 밸브(132)는 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 진공 용기가 상기 제1 압력으로 감압된 상태에서, 상기 진공 용기(100) 내에 배치된 상기 진공 포장지(10) 및/또는 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시킬 수 있다(S3). 상기 진공 용기(110)의 내부에 설치된 히터 또는 외부에서 공급되는 초고주파에 의하여 상기 진공 포장지(10) 또는 상기 멸균제는 섭씨 50도 내지 섭씨 65도로 가열될 수 있다. 상기 진공 포장지(10)는 공기 및 멸균제에 의한 열전달에 의하여 피처리물을 가열할 수 있다. 상기 진공 포장지의 가열은 멸균 공정이 진행되는 동안 계속될 수 있다. 상기 진공 포장지의 압력은 상기 멸균제의 기화에 의하여 대기압 수준으로 증가할 수 있다. 초고주파 가열의 경우, 초고주파는 멸균제(과산화수소수)만을 선택적으로 가열할 수 있다.
이어서, 니들(181)이 상기 진공 포장지의 진공 포트(17)를 찔러 상기 진공 포장지의 내부와 연결 통로를 형성한다(S4). 상기 니들(181)은 니들 구동부(182)에 의한 직선 운동에 의하여 상기 탄성체(17a)를 뚫고 진입할 수 있다.
이어서, 상기 진공 포장지(19)를 배기한다(S5). 구체적으로, 제1 벨브(126) 및 제2 벨브(128)를 개방하여, 상기 진공 펌프(140)은 상기 진공 포장지(10)를 배기할 수 있다. 상기 진공 포장지(10)의 압력이 제1 압력 압력(P1) 까지 감소함에 따라, 상기 진공 포장지(10)의 부피는 감소할 수 있다.
이어서, 기화기(122)는 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입한다(S6).
구체적으로, 기화기(122)에 액상의 멸균제가 공급된다. 상기 멸균제의 농도는 50중량 퍼센트 이상의 과산화수소(Hydrogen peroxide)일 수 있다. 상기 기화기(122)는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄되고, 상기 제1 밸브(126)가 개방되면, 상기 기화기(122)에서 기화된 멸균제는 상기 진공 포장지(10)에 주입된다. 상기 진공 포장지에 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지(10)의 압력은 상기 진공 용기(110)의 제1 압력보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 압력(P2)은 수 토르 내지 수십 토르 수준으로 상승할 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지(10)는 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 팽창하여 멸균제의 확산을 위한 충분한 부피를 확보할 수 있다. 상기 기화된 멸균제는 상기 피처리물을 멸균할 수 있다. 상기 멸균제가 공급된 후, 상기 진공 포장지의 압력은 수십 토르 수준일 수 있다. 이 경우, 멸균제는 충분한 확산 공간을 제공하여 튜브 구조의 채널을 가진 루멘의 내부를 침투하여 멸균시킬 수 있다.
상기 진공 포장지에 일정량의 멸균제가 공급된 후, 상기 제1 밸브(126)는 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 진공 포장지(10)의 멸균제는 배기된다(S7). 상기 진공 포장지(10)에서 상기 멸균제가 배기된 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 제1 압력과 동일할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 개방된다. 상기 진공 포장지 내부의 멸균제는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기된다. 이 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 제1 압력 수준으로 낮아질 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력차이가 거의 없어 수축할 수 있다. 상기 진공 포장지의 멸균제가 배기된 후, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄될 수 있다. 상기 진공 포장지 내 부의 멸균제 제거는 추후 사용자의 안정성을 확보할 수 있다.
이어서, 상기 니들(181)은 상기 진공 포장지(10)의 진공 포트(17)에서 추출될 수 있다(S8). 상기 니들(181)이 상기 진공 포트(17)로부터 제거된 경우에도, 상기 진공 포장지(10)는 탄성체(17a)에 의하여 진공 상태로 유지될 수 있다.
이어서, 외부 공기는 상기 진공 용기()에 대기압 상태에 도달하도록 주입될 수 있다(S9). 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)가 폐쇄되고, 상기 제4 밸브(134)가 개방된다. 이에 따라, 외부 공기가 상기 진공 용기의 내부에 유입된다. 상기 진공 용기의 압력은 대기압에 도달함에 따라, 상기 진공 포장지(10)는 압력차에 의하여 압착된다.
이어서, 상기 진공 포장지는 상기 진공 용기에서 언로딩된다(S10).
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 용기(110)에 외부 공기가 주입됨과 동시에 상기 진공 포장지(10)에도 외부 공기가 동시에 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 내부와 외부의 압력차가 거의 없도록 하여, 상기 진공 포장지(10)는 대기압 하에서 일정한 부피를 유지할 수 있다. 상기 진공 포장지의 내부 압력이 낮아 대기압 환경에서 쪼그라드는 경우, 상기 진공 포장지 내부에 수납된 피처리물은 외부 충격에 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 진공 용기를 공기를 주입하여 벤트하면서 동시에 상기 진공 포장지도 대기압으로 공기를 주입하여 벤트(vent)할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 기화기(122)는 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입한 후, 상기 진공 용기에 외부 가스를 주입하여 승압시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 용기의 압력이 상기 진공 포장지의 압력보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 쪼그라들어, 부피 감소에 따라 승압될 수 있다. 상기 진공 포장지의 승압은 피처리물에 열전달 효율을 상승시키고, 멸균제가 피처리물의 루멘과 같은 튜브 깊숙이 침투하는 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 멸균 공정의 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 멸균 방법에 따르면, 진공 포장지의 멸균제 확산 공간을 확보하기 위하여, 상기 진공 포장지는 진공 용기 내에서 배기 되고, 상기 진공 포장지는 멸균제를 공급받고, 상기 멸균제는 멸균 공정 후 상기 진공 포장지로부터 배기된다. 또한, 상기 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 압력보다 높게 설정된다. 이에 따라, 진공 포장지의 작은 멸균 공간에 의하여 멸균 효율이 증가하고, 사용되는 멸균제의 량이 감소한다. 또한, 진공 포장지(10)의 외피는 멸균제에 의하여 오염되지 않아 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 진공 포장지(10)는 종래의 투과성 포장지에 비하여 장시간 보관할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 멸균 방법은, 피처리물을 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지(10)를 진공 용기(110)에 로딩하는 단계(S11),
상기 진공 용기(110)를 제1 압력(P1)으로 배기하여 상기 진공 포장지(10)의 부피를 증가시키는 단계(S12), 상기 진공 포장지(10)를 배기하는 단계(S15), 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지(10)에 멸균제를 주입하는 단계(S16), 상기 진공 포장지(10)에서 상기 멸균제를 배기하는 단계(S17) 및 상기 진공 용기(110)를 대기압으로 벤트하는 단계(S19)를 포함한다.
상기 밀봉된 진공 포장지(10)는 멸균제없이 피처리물만을 수납하고 밀봉될 수 있다. 상기 밀봉된 진공 포장지(10)는 상기 진공 용기(110)에 로딩되고, 상기 진공 용기(110)는 밀폐된다(S11).
이어서, 상기 진공 용기(110)를 배기한다(S12). 상기 진공 용기(110)는 제1 압력(P1)으로 배기될 수 있다. 구체적으로, 제1 벨브(126), 제2 벨브(128), 및 제4 밸브(134)는 폐쇄되고, 제3 밸브(132)는 개방된다. 상기 진공 용기의 압력은 상기 진공 포장지의 압력은 낮다. 이 경우, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 팽창함에 따라, 상기 진공 포장지의 압력은 약간 감소할 수 있다. 상기 진공 용기가 원하는 압력에 도달한 경우, 상기 제3 밸브(132)는 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하여 상기 진공 포장지의 부피를 증가시킨 후, 상기 진공 포장지 및 상기 피처리물을 가열할 수 있다(S13). 상기 진공 용기(110)의 내부에 설치된 히터에 의하여 상기 진공 포장지(10)은 섭씨 50도 내지 섭씨 65도로 가열될 수 있다. 상기 진공 포장지는 공기에 의한 열전달에 의하여 피처리물을 가열할 수 있다. 상기 진공 포장지의 가열은 멸균 공정이 진행되는 동안 계속될 수 있다.
이어서, 니들(181)이 상기 진공 포장지(10)의 진공 포트(17)를 찔러 상기 진공 포장지의 내부와 연결 통로를 형성한다(S14). 상기 니들(181)은 니들 구동부(182)에 의한 직선 운동에 의하여 상기 탄성체(17a)를 뚫고 진입할 수 있다.
이어서, 상기 진공 포장지(10)를 배기한다(S15). 구체적으로, 제1 벨브 및 제2 벨브를 개방하여, 상기 진공 펌프는 상기 진공 포장지를 배기할 수 있다. 상기 진공 포장지의 압력이 제1 압력(P1) 까지 감소함에 따라, 상기 진공 포장지의 부피는 감소할 수 있다.
이어서, 기화기(122)는 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입한다(S16). 구체적으로, 기화기(122)에 액상의 멸균제가 공급된다. 상기 멸균제의 농도는 50 중량 퍼센트 이상의 과산화수소(Hydrogen peroxide)일 수 있다. 상기 기화기(122)는 섭씨 70도 내지 섭씨 100도 수준으로 가열될 수 있다. 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄되고, 상기 제1 밸브(126)가 개방되면, 상기 기화기(122)에서 기화된 멸균제는 상기 진공 포장지(10)에 주입된다. 상기 진공 포장지에 멸균제가 공급된 상태에서, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 제1 압력보다 높을 수 있다.
이에 따라, 상기 진공 포장지의 압력(P2)은 수 토르 내지 수십 토르 수준으로 상승할 수 있다. 이 경우, 상기 진공 포장지(10)은 내부와 외부의 압력 차이에 의하여 팽창하여 멸균제의 확산을 위한 충분한 부피를 확보할 수 있다. 상기 기화된 멸균제는 상기 피처리물을 멸균할 수 있다. 상기 멸균제가 공급된 후의 상기 진공 포장지의 압력은 수십 토르 수준일 수 있다. 이 경우, 멸균제는 충분한 확산 공간을 제공하여 튜브 구조의 채널을 가진 루멘의 내부를 침투하여 멸균시킬 수 있다. 상기 진공 포장지에 일정량의 멸균제가 공급된 후, 상기 제1 밸브(126)는 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 진공 포장지(10)의 멸균제는 배기된다(S17). 상기 진공 포장지(10)에서 상기 멸균제가 배기된 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 제1 압력과 동일할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 개방된다. 상기 진공 포장지 내부의 멸균제는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배기된다. 이 경우, 상기 진공 포장지의 압력은 상기 진공 용기의 제1 압력(P1) 수준으로 낮아질 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지는 내부와 외부의 압력차이가 거의 없어 수축할 수 있다. 상기 진공 포장지의 멸균제가 배기된 후, 상기 제1 밸브(126)와 상기 제2 밸브(128)가 폐쇄될 수 있다.
이어서, 상기 니들(181)은 상기 진공 포장지(10)의 진공 포트(17)에서 추출될 수 있다(S18). 상기 니들(181)이 상기 진공 포트로부터 제거된 경우에도, 상기 진공 포장지는 탄성체에 의하여 제1 압력 상태로 유지될 수 있다.
이어서, 상기 진공 용기에 외부 공기는 대기압 상태에 도달하도록 주입될 수 있다(S19). 상기 제1 내지 제3 밸브(126,128,132)가 폐쇄되고, 상기 제4 밸브(134)가 개방된다. 이에 따라, 외부 공기가 상기 진공 용기의 내부에 유입된다. 상기 진공 용기의 압력은 대기압에 도달함에 따라, 상기 진공 포장지(10)은 압력차에 의하여 압착된다.
이어서, 상기 진공 포장지는 상기 진공 용기에서 언로딩된다(S20).
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 진공 용기에 외부 공기가 주입됨과 동시에 상기 진공 포장지에도 외부 공기가 동시에 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지의 내부와 외부의 압력차가 거의 없도록 하여, 상기 진공 포장지는 대기압 하에서 일정한 부피를 유지할 수 있다. 상기 진공 포장지의 내부 압력이 낮아 대기압 환경에서 쪼그라드는 경우, 압력 차이에 의하여 상기 진공 포장지 내부에 수납된 피처리물이 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 진공 용기를 공기를 주입하여 벤트하면서 동시에 상기 진공 포장지도 대기압으로 공기를 주입하여 벤트(vent)할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 는 본 발명의 다른 실시예에 진공 포장지의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 멸균 장치(200)는 진공 용기(110), 상기 진공 용기(110) 내에 로딩되고 피처리물을 수납하고 밀봉한 진공 포장지(10), 상기 진공 용기(110) 및 상기 진공 포장지(10)를 배기하는 진공 펌프(140), 상기 진공 포장지(10)에 멸균제를 주입하는 멸균제 제공부(120) 및 상기 진공 용기에 공기를 주입하는 공기 주입부(130)를 포함한다. 상기 멸균제가 상기 진공 포장지에 주입된 후, 상기 진공 용기(110)는 진공 상태의 제1 압력으로 유지되고, 상기 진공 포장지(10)의 압력은 상기 제1 압력 이상일 수 있다.
플라즈마 정화부(144)는 상기 제2 밸브(128)의 출력단에 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 상기 제2 밸브(128)를 통하여 배출되는 멸균제를 분해하여 정화시킬 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 유전체 장벽 방전, 유도 결합 플라즈마, 또는 축전 결합 플라즈마를 사용할 수 있다. 상기 플라즈마 정화부(144)는 보조 교류 전원(146)으로부터 교류 전력 또는 라이오주파수 전력을 공급받을 수 있다. 상기 플라즈마 정화부를 통하여 분해된 가스는 상기 진공 펌프(140)를 통하여 외부로 배출된다.
제어부(160)는 상기 제1 내지 제4 밸브를 제어하고, 상기 초고주파 발생기(150) 및 보조 교류 전원(146)을 제어할 수 있다. 상기 제어부(160)는 압력 게이지를 통하여 상기 진공 용기 내부의 압력 및 상기 진공 포장지의 압력을 제공 받아 제어할 수 있다. 상기 초고주파 발생기(150)는 2.45 GHz 의 주파수를 발생시키는 마그네트론을 포함할 수 있다. 상기 초고주파 발생기(150)에서 발생한 초고주파는 도파관(192)을 따라 상기 진공 용기(110)에 배치된 유전체 창문(191)을 통하여 상기 진공 포장지 내부로 전달된다. 상기 진공 포장지로 전달된 초고주파는 대기압 미만의 압력에서 초고주파 방전을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 기화된 멸균제는 상기 초고주파 방전에 의하여 정화될 수 있다. 상기 초고주파 방전은 상기 멸균제를 정화시켜 멸균공정의 효율성과 사용자 안전성을 제공할 수 있다.
상기 유전체 창문은 상기 진공 용기의 일면에 형성된 관통홀에 배치될 수 있다. 상기 유전체 창문은 유리, 쿼츠 등 초고주파를 투과시킬 수 있는 비도전성 판일 수 있다.
상기 도파관은 상기 유전체 창문에 배치된다. 상기 도파관은 상기 진공 용기와 결합하여 초고주파의 누설을 방지할 수 있다. 상기 도파관은 TM 모드 또는 TE 모드를 진행하는 직사각형 도파관일 수 있다. 상기 초고주파는 상기 유전체 창문을 투과하여 상기 유전체 창문에 인접하게 배치된 상기 진공 포장지 내부에 전달될 수 있다. 상기 진공 포장지에 전달된 초고주파는 멸균제 가열 또는 초고주파 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 진공 포장지를 구성하는 금속 박막은 상기 초고주파를 반사시키어 공진 케비티를 구성할 수 있다.
이하, 본 멸균 장치의 공정이 설명된다. 멸균 방법은 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하기 전에 피처리물과 멸균제를 동시에 수납하고 밀봉하는 방법과 피처리물만을 수납하고 밀봉하는 방법으로 구분될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멸균 장치의 멸균 공정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 멸균 방법은, 피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계(S1), 상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하는 단계(S2), 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계(S5); 및 상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계(S9)를 포함한다.
피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩한다.
이어서, 상기 진공 용기(110)를 배기한다(S2).
이어서, 상기 진공 용기가 상기 제1 압력으로 감압된 상태에서, 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지 및 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시킬 수 있다(S3).
이어서, 니들이 상기 진공 포장지의 진공 포트를 찔러 상기 진공 포장지의 내부와 연결 통로를 형성한다(S4).
이어서, 상기 진공 포장지를 배기한다(S5).
이어서, 기화기(122)는 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입한다(S6).
이어서, 상기 진공 포장지(10)의 멸균제는 배기된다(S7).
이어서, 상기 진공 포장지 내에 초고주파 플라즈마를 생성하여 상기 멸균제를 분해한다(S37). 상기 초고주파 플라즈마의 형성은 상기 진공 포장지를 배기하는 도중에 수행되거나, 일정한 압력에서 수행될 수 있다. 상기 진공 포장지 내의 초고주파 플라즈마의 형성은 과산화수소 멸균제를 분해하여 정화하기 위하여 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 진공 포장지 내의 과산화수소는 유해하지 않은 물과 산소로 분해될 수 있다.
이어서, 상기 진공 용기에 외부 공기는 대기압 상태에 도달하도록 주입될 수 있다(S9).
이어서, 상기 진공 포장지는 상기 진공 용기에서 언로딩된다(S10).
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 멸균 방법은 피처리물만을 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩할 수 있다. 이에 따라, 멸균제는 외부로부터 주입될 수 있다. 나머지 멸균 공정은 도 7에서 설명한 단계와 동일 또는 유사할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명은 불투과성 필름의 파우치를 이용한 멸균 장치 및 멸균 방법에 관한 것으로서, 다양한 멸균 장치 및 멸균 방법에 이용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 피처리물 및 멸균제를 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포
    장지를 진공 용기에 로딩하는 단계;
    상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하는 단계;
    상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계; 및
    상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 진공 용기가 상기 제1 압력으로 감압된 상태에서, 상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지 및 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 진공 포장지 및 상기 멸균제를 가열하여 상기 멸균제를 기화시킨 후 상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하고, 상기 진공 포장지에 상기 멸균제를 다시 주입하는 단계; 및
    상기 진공 포장지를 배기하여 상기 멸균제를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 진공 포장지 내에 초고주파 플라즈마를 생성하여 상기 멸균제를 분해하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  5. 피처리물을 수납하고 밀봉한 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지를 진공 용기에 로딩하는 단계;
    상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하여 상기 진공 포장지의 부피를 증가시키는 단계;
    상기 진공 포장지를 배기하는 단계;
    상기 진공 용기 내에 배치된 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하는 단계;
    상기 진공 포장지에서 상기 멸균제를 배기하는 단계; 및
    상기 진공 용기를 대기압으로 벤트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 진공 용기를 제1 압력으로 배기하여 상기 진공 포장지의 부피를 증가시킨 후 상기 진공 포장지 및 상기 피처리물을 가열하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 진공 포장지 내에 초고주파 플라즈마를 생성하여 상기 멸균제를 분해하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 방법.
  8. 외부와 연결되면서 밀봉 가능한 진공 포트를 포함하고 피처리물을 수납하고 밀봉되고 불투과성 필름으로 구성되는 진공 포장지;
    상기 진공 포장지를 수납하고 진공 펌프를 통하여 감압하여 상기 진공 용기의 부피를 팽창시키는 진공 용기; 및
    상기 진공 용기의 벽을 관통하여 상기 진공 포장지의 진공 포트에 탈부착되는 니들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 진공 포장지의 진공 포트는:
    상기 진공 포장지의 일면에 접합되고 상기 진공 포장지 내부로 연결되는 연결 통로를 구비한 진공 포트 몸체부; 및
    상기 진공 포트 몸체부에 부착되고 상기 연결 통로를 막는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 탄성체는 실리콘 고무이고,
    상기 니들은 상기 실리콘 고무를 찔러 상기 진공 포장지 내부와 외부를 연통시키는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 탄성체와 정렬되고 상기 진공 용기의 내측면에 배치된 오링 형상을 가지는 밀봉 패드; 및
    상기 진공 포장지의 진공 포트와 상기 밀봉 패드를 밀착시키어 진공을 유지하도록 압착하는 압착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 니들을 구동하는 니들 구동부를 더 포함하고,
    상기 니들은 상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩될 때 돌출되지 않고,
    상기 진공 포장지가 상기 진공 용기에 로딩이 완료된 후에, 상기 니들은 상기 진공 포장기를 배기하거나 상기 진공 포장지에 멸균제를 주입하기 위하여 구동되는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 불투과성 필름은 PE(폴리에틸렌) 필름, PP(폴리프로필렌) 필름, PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름, 이들의 합지 필름, 또는 PE 필름, PP 필름, PET 필름 중에서 적어도 하나와 금속 필름의 합지 필름인 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 진공 용기의 일면에 형성된 관통홀에 배치된 유전체 창문;
    상기 유전체 창문에 배치된 도파관; 및
    상기 도파관에 초고주파를 제공하는 초고주파 발생기를 더 포함하고,
    상기 초고주파는 상기 유전체 창문을 투과하여 상기 유전체 창문에 인접하게 배치된 상기 진공 포장지 내부에 전달되는 것을 형성하는 것을 특징으로 하는 멸균 장치.
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