JPH11278444A - 容器を殺菌するためのプロセス - Google Patents

容器を殺菌するためのプロセス

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JPH11278444A
JPH11278444A JP11036617A JP3661799A JPH11278444A JP H11278444 A JPH11278444 A JP H11278444A JP 11036617 A JP11036617 A JP 11036617A JP 3661799 A JP3661799 A JP 3661799A JP H11278444 A JPH11278444 A JP H11278444A
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plasma
reactor
microwave generator
container
generator
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JP11036617A
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Peter Awakowicz
ペーター・アヴァコヴィッツ
Robert Frost
ロバート・フロスト
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Haaga Ruediger GmbH
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Haaga Ruediger GmbH
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    • A61L2/00—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/02—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
    • A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め洗浄されて湿っている容器を殺菌するた
めのプロセス及びそのプロセスを実行するための装置を
提供する。 【解決手段】 排気可能なリアクター内で容器を殺菌す
るために低圧プラズマが高周波発生器により発生させら
れる。この高周波発生器に加えて、マイクロ波発生器が
設けられており、このマイクロ波発生器が容器を乾燥す
るためにプラズマが発生される前にスイッチオンされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は排気可能なリアクター中の容器を
低圧プラズマにより殺菌するためのプロセス並びにこの
プロセスを実行するための装置に関する。
【０００２】米国特許第４２０７２８６号明細書は、容
器を収容したリアクター内に、低圧力を形成して交流プ
ラズマを発生させることを開示している。周波数は高周
波発生器あるいはこれに代えてマイクロ波発生器によっ
て容量的または誘導的に発生することができる。
【０００３】上記刊行物はリアクター内の容器が既に低
圧プラズマ殺菌を可能とする状態にあることを前提とし
ている。
【０００４】しかしこのような前提条件はある領域での
利用の場合には満たされない。製薬産業においてまたは
再利用可能な瓶を充填する場合において、通常ガラスま
たはプラスチック容器を殺菌前に洗浄によりそれらを清
浄化する必要がある。それらが殺菌設備に到着する前
に、容器は洗浄機を通過するが、それらは通過後もなお
少量の残留水で覆われている。この点に関して、標準的
な熱的または湿式化学的無菌化の場合には、容器は再び
プロセス流体で湿らされるので残留水は問題を提起しな
いこと、または熱的殺菌の場合には、残留水は工程中に
いずれ蒸発することはここで注目されるべきである。
【０００５】しかし残留水、並びに容器表面に見出され
る他の層は低圧プラズマによる殺菌工程を妨げ、このプ
ラズマはそのとき殺菌されるべき表面にもまた流体中に
含まれる細菌にも到達できない。
【０００６】リアクターが殺菌のために必要な圧力水準
に排気されるとき、圧力が減るにつれ残留水がその表面
で始まっている蒸発をそれに続いて既に室温でも始める
ような程度まで水の沸点は低下する。このために必要な
エネルギーはその下方に存在する流体層から主として取
られるので、この流体層は凍結される。かくして形成さ
れ容器表面に存在する層はプラズマ殺菌を不可能とす
る。
【０００７】本発明の目的は前もって洗浄された容器及
びその後のその容器の表面に残留している水分量を含む
容器を殺菌するためにリアクター内の低圧プラズマを用
いることにある。
【０００８】この目的は本発明によりリアクター内の容
器がマイクロ波によりまず第一に乾燥されること、そし
てプラズマが乾燥工程が完了した後にのみ発生させられ
ることにより達成された。乾燥工程は大気圧で実行する
ことができるが、また減圧で完全に実行される。
【０００９】上述の従来技術と対照的に、本発明の場合
のマイクロ波は殺菌の実際工程の役目をせず、むしろ殺
菌工程のための容器の準備、すなわち残留水分量の除去
をする。これにより、容器の表面は引き続いて低温での
低圧プラズマにより殺菌されることのできる状態に置か
れる。マイクロ波による残留水分量の乾燥は容器を大い
に加熱することなく迅速に実行されることができ、従っ
て起こりうる充填工程のための準備としての冷却が不要
となる。
【００１０】リアクターの排気中の残留水から形成され
た氷層はマイクロ波エネルギーを吸収して暖かくなる。
リアクター内の圧力は、従って液体の沸点は液化点で、
氷が既に蒸発する、すなわち昇華することができるよう
な低水準で選ばれることができる。特に昇華過程の場合
には、液体、従って加熱可能な水が容器の表面に存在し
ないので、容器はマイクロ波により加熱されることがで
きない。更に、蒸発液体はその下方に存在する氷層から
熱エネルギーを連続的に回収し、従って氷層を冷却す
る。結局水と氷は除去されて、それ以上のマイクロ波エ
ネルギーはほとんどリアクター内に吸収されず、従って
最初と同様にマイクロ波はなお放射されているので、マ
イクロ波エネルギー密度は増大する。リアクター内の圧
力もまた主として水蒸気の不存在のために急速に下が
り、工程中である限り、吸引作用は一定のまま残る。
【００１１】これらの特徴の両者、すなわち圧力低下と
エネルギー密度の増大は実際の殺菌のために必要なプラ
ズマの発生を制御するために利用することができる。圧
力を監視することによる、すなわち圧力の絶対値を測定
することによる及び／または圧力推移の時間従属状態を
測定することによる乾燥工程の終了の決定は最も合目的
的であると思われる。ここでは乾燥工程中またはその終
了後にエネルギー密度増大によるマイクロ波プラズマの
早期の、望ましくない発生に到らないように注意すべき
である。このマイクロ波プラズマは局部的に発生し、従
って局部的過熱及び容器またはリアクター要素に損傷を
もたらすかもしれない。
【００１２】殺菌のために必要なプラズマを発生し維持
するために、高周波発生器がスイッチオンされ、遅くと
もプラズマが発生された後にマイクロ波発生器がスイッ
チオフされる。高周波発生器（この周波数は容量的また
は誘導的に発生することができる）は例えば１３．５６
ＭＨｚの許容される周波数で機能する。容器はこの方式
で発生された交流プラズマを用いて殺菌されることがで
きる。マイクロ波発生器は、プラズマが維持されている
間は必要なく、プラズマが発生される前にスイッチオフ
されることができ、対照的により高い周波数、例えば
２．４５ＧＨｚの許容される周波数で動作する。
【００１３】プラズマの発生を支援するために、本発明
では高周波発生器がスイッチオンされた後にのみマイク
ロ波発生器をスイッチオフすることが合目的的であり得
る。これは高周波発生器が起動のために十分なフィール
ド強度を発生できない、比較的大きくて高いリアクター
の場合に特に有用である。この場合、マイクロ波により
発生された瞬間的な局部的ブレークスルーが殺菌プラズ
マの発生を極めて容易とすることができる。放電を維持
するのに必要なフィールド強度より極めて高い起動フィ
ールド強度を供給する必要がないときは高周波発生器は
より経済的に設計することができる。本発明による大き
なリアクターは例えば排気可能な空間が０．１ｍ３以上
に達するときまたはリアクターの高さがおよそ１０ｃｍ
より高いときに用いられる。
【００１４】乾燥工程中にリアクター内に必要なマイク
ロ波パワーを発生するために、チャージされたリアクタ
ー(charged reactor)のインピーダンスがマイクロ波発
生器と導波管の特性波動インピーダンスに整合するよう
に適合されねばならない。この目的のため、インピーダ
ンス変換器、例えば３ねじトランスフォーマ(triplescr
ew transformer)が設けられ、これはリアクターに密接
して設けられる。乾燥工程中の水または氷の量の減少の
ためにリアクターインピーダンスは非常に早く変化する
ので、瞬間的な不整合は避けられない。これはマイクロ
波発生器により送出されたパワーの幾分大きな部分の反
射を主としてマグネトロンの形を取るマイクロ波発生器
に戻すこととなる。マイクロ波発生器を保護するため
に、いわゆるサーキュレータ等が設けられ、このサーキ
ュレータ等−インピーダンス変換器とマイクロ波発生器
の間に取り付けられている−は反射された波動を例えば
水レジスタ中に偏向させる。
【００１５】本発明の更なる実施例において、減圧緩衝
器がリアクターの排気を加速するためにリアクターと真
空ポンプの間に設けられる。
【００１６】本発明のこれらのそして更なる目的、特徴
及び利点は従属請求項並びに本発明による一実施例の詳
細な図式的図面から容易に明らかとなるであろう。
【００１７】図面の説明 示されたリアクター１は予め洗浄された容器を乾燥し殺
菌するのに役立つ。好ましくは孔の開いた輸送ベルト３
が複数の容器２を密封可能な入口及び出口開口（図示せ
ず）を通してリアクター１に輸送しそれらをリアクター
１から送り出す。容器２は好ましくはガラスまたはプラ
スチック、例えばＰＥＴから作られ電導性ではない。
【００１８】リアクター１は減圧導管４により真空ポン
プ５に連結されており、この真空ポンプはほぼ０．１Ｐ
ａまでの減圧をリアクター１内に発生することができ
る。減圧緩衝器６がリアクター１と真空ポンプ５の間に
挿入されることができ、この緩衝器６はリアクター１の
加速された排気を可能とする。減圧緩衝器６はリアクタ
ー１が連続運転中の真空ポンプ５から分離弁１８により
分離されているときにポンプ排気されることができる。
【００１９】圧力計７がリアクター１に連結されてお
り、この圧力計７により圧力の絶対値及び／または圧力
の時間的推移が測定されることができる。
【００２０】イオン化されるガスが排気可能なリアクタ
ー１中に供給管８により供給されることができる。水素
またはヘリウムが、それらは両者とも高イオン化エネル
ギーを持つので、この目的に適している。ラジカルの形
成により例えばプラズマが容易に接近できない場所での
殺菌工程を支持するガスがまた用いられることができ
る。ガスの流れはチョーク弁９により調整される。ガス
容器１０がガスのために設けられている。
【００２１】高周波発生器１１は例えば１３．５６ＭＨ
ｚまたは他の許容される周波数のものであって、実際の
殺菌に必要な低圧プラズマを発生させる。この高周波発
生器１１は交流電圧を発生し、この交流電圧は所謂整合
箱１２によって形成すべきプラズマに変換される。整合
箱１２は負荷抵抗のインピーダンスを高周波発生器１１
の特性波動インピーダンスとバランスさせる。リアクタ
ーの内部には二つの電極１３，１４が設けられており、
電極１３は交流電圧に接続され、電極１４は接地されて
いる。
【００２２】マイクロ波発生器１５は殺菌が実際に始ま
る前に、残っている水を除去する役目を果たし、このマ
イクロ波発生器１５は例えば２．４５ＧＨｚまたは他の
許容される周波数で動作する。この場合、マイクロ波は
導波管１７によって放射(beamed in)される。リアクタ
ー１の部域において断面矩形の導波管１７は拡大されて
いてアンテナ１６を形成し、このアンテナはリアクター
１に対向して例えば石英ガラスからなるマイクロ波透過
窓１９で終わっている。窓１９はリアクター１内は真空
状態であるがアンテナ１６内と導波管１７内とは大気圧
状態にあるので機械的に非常に安定なものでなければな
らない。
【００２３】マイクロ波がリアクター１内へ放射される
と定常波が生じうる。これにより、フィールド強度、従
ってパワー供給が最大に達する点が生じるが、パワー供
給が事実上零になる点も生じる。従って、いわゆる周波
数帯変換器(scrambler)（図示せず）をアンテナ１６に
設けることができ、この周波数帯変換器は窓１９の内
側、外側のいずれに設けることもできる。周波数帯変換
器は照射移相を連続的に変化させ、リアクター１内の全
ての場所に、少なくとも周期的に繰り返される時間にわ
たって、フィールド強度、従ってマイクロ波エネルギー
を供給するようにする。
【００２４】チャージされたリアクター１のインピーダ
ンスを導波管１７の特性波動インピーダンスに整合させ
るために、インピーダンス変換器２０、例えば３ねじト
ランスフォーマが設けられている。不整合の場合のマイ
クロ波発生器１５の保護のために、サーキュレータ２４
がインピーダンス変換器２０とマイクロ波発生器１５の
間に設けられており、このサーキュレータ２４は反射さ
れた波動を例えば水レジスタ、すなわち水冷式レジスタ
中に分岐し、この水冷式レジスタは導波管１７と同じ特
性波動インピーダンスを持つ。
【００２５】リアクター１の排気前または排気中に、マ
イクロ波発生器１５はスイッチオンされ、これはプラズ
マを発生させ維持する役割を演じずむしろ乾燥工程によ
り残っている水またはこの残った水から生成した氷を除
去する。乾燥工程が完了した後でのみプラズマは発生さ
せられ、このプラズマのために高周波発生器１１が設け
られている。マイクロ波発生器がスイッチオフされる前
はこのマイクロ波発生器１５によりプラズマはなお支援
されることができる。高周波発生器１１により維持され
るプラズマは容器２の実際の殺菌のための手段を提供す
る。
【００２６】乾燥工程のために個別のプロセスガスを用
いることはある状況では合目的的であることができ、こ
のガスはプラズマ状態に容易に変えられず、すなわちこ
のガスは関連圧力でできるだけ高いプラズマ発生フィー
ルド強度を持つ。これは望ましくないマイクロ波プラズ
マの発生を防ぐことができる。もし望むなら、追加のガ
ス容器２３を設けることができ、この容器から別個のプ
ロセスガスが供給管２１とチョーク弁２２によりリアク
ター１に供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の容器を殺菌するためのプロセスを実
行するための装置の一実施例を図式的に示す。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気可能なリアクター中の容器を低圧プ
    ラズマにより殺菌するためのプロセスであって、リアク
    ター中の容器がまずマイクロ波発生器により発生された
    マイクロ波によって乾燥され、この乾燥工程が完了した
    後にのみプラズマが発生されることを特徴とするプロセ
    ス。
  2. 【請求項２】 乾燥工程が減圧で起こることを特徴とす
    る請求項１に記載のプロセス。
  3. 【請求項３】 殺菌のために必要なプラズマを発生させ
    かつ維持するために、高周波発生器がスイッチオンさ
    れ、更にマイクロ波発生器が遅くともプラズマが発生さ
    せられた後にスイッチオフされることを特徴とする請求
    項１または２に記載のプロセス。
  4. 【請求項４】 プラズマを発生させるための追加の支援
    としてマイクロ波発生器が高周波発生器がスイッチオン
    された後にのみスイッチオフされることを特徴とする請
    求項３に記載のプロセス。
  5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一つに記載の
    プロセスを実行するための装置であって、この装置が殺
    菌される容器を収容するためのリアクターを含み、また
    イオン化されるガスのためのこのリアクターに連結され
    た供給管を含み、またリアクターを排気するための真空
    ポンプ、並びにプラズマを発生しかつ維持するための高
    周波発生器を含み、更にこの高周波発生器（１１）に加
    えて、マイクロ波発生器（１５）が設けられており、容
    器（２）を乾燥するためにこのマイクロ波発生器がプラ
    ズマが発生される前にスイッチオンされることができる
    ことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 乾燥工程の終了を確認するための圧力計
    （７）が設けられていることを特徴とする請求項５に記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 マイクロ波発生器（１５）を保護するた
    めに、過剰マイクロ波反射を防ぐための装置が設けられ
    ていることを特徴とする請求項５または６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 リアクター（１）と真空ポンプ（５）と
    の間の排気を加速するために、減圧緩衝器（６）が設け
    られていることを特徴とする請求項５から７のいずれか
    一つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 個別のガス供給システム（２１，２２，
    ２３）が乾燥工程のために設けられていることを特徴と
    する請求項５から８のいずれか一つに記載の装置。
  10. 【請求項１０】 チャージされたリアクター（１）のイ
    ンピーダンスをマイクロ波発生器（１５）の特性波動イ
    ンピーダンスに整合させるために、インピーダンス変換
    器（２０）が設けられていることを特徴とする請求項５
    から９のいずれか一つに記載の装置。
JP11036617A 1998-02-17 1999-02-16 容器を殺菌するためのプロセス Pending JPH11278444A (ja)

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DE19806516.7 1998-02-17
DE19806516A DE19806516A1 (de) 1998-02-17 1998-02-17 Verfahren zum Sterilisieren von Behältern

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