TWI451901B - 膜片蒸汽濃縮器 - Google Patents

Description

膜片蒸汽濃縮器 發明領域

本發明係有關於濃縮蒸汽之方法及裝置，例如，諸如能夠用於將一表面殺菌或消毒。該方法及裝置係特別地適合用於醫療儀器殺菌或消毒，但是並不限定在該用途。

發明背景

對於能夠避免需要高於60℃而同時在消滅病源體，特別是在處理接合、嚙合及內腔表面時可獲得最高可能效率的消毒處理以及裝置是迫切需要的。

使用高溫導致複雜且成本高的消毒儀器，並且更為重要的是會損害數種材料。此對於病患安全及裝置成本係為一問題。

使用過氧化氫的殺菌方法係為所需的。低濃度的過氧化氫對於運送、販售及處理係為安全的並且廣為熟知的，對於其之用途的管理障礙極小或無管理障礙。然而，對於需要高濃度過氧化氫作為起始材料的該等方法係具有問題的。例如，使用作為一起始材料的工業用蒸汽及電漿處理具腐蝕性並且刺激60%過氧化氫溶液，其需特別包裝以及裝卸預防措施。

於整個說明書對於先前技術的任何說明絕不應視為承認該先前技術係廣為熟知的或是構成發明領域中一般常用知識的一部分。

發明概要

本發明之一目的在於提供改良的方法及裝置用於殺菌或消毒醫療器械，能夠避免或至少改善先前技術的一些缺點。

本發明之較佳具體實施例的一目的在於提供改良方法使一裝置能夠濃縮並改善蒸汽的特性。

除上下文清楚地另有所指外，整個說明及申請專利範圍，該等用字‘包含(comprise，comprising)’以及相似字係理解為一包含的意義，而不是排外的或是詳盡無疑的意義；也就是說，為包括之意但並不加以限定。

根據一第一觀點，本發明提供用於濃縮一第一蒸汽與至少一第二蒸汽之一混合物中的一第一蒸汽的裝置，該方法包含：一蒸汽流導管；一逆流導管；其中該蒸汽流導管及該逆流導管的至少一部分界定一薄膜之各別相對側邊；以及其中i)該薄膜係經選擇有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽及/或ii)選擇該裝置之操作狀況有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽。

該蒸汽流及逆流可為相對的方向、相同方向或是任何其他方向，例如垂直的流動。

較佳地，所選擇能夠有助於蒸汽之混合物中一蒸汽擴散涵蓋一或更多其他蒸汽的操作狀況，包括在該薄膜之任 一側邊上溫度或壓力控制，或是在與該蒸汽混合物的該薄膜之一相對側邊上濕度或氣體流動。

根據一第二觀點，本發明提供用於濃縮一第一蒸汽與至少一第二蒸汽之一混合物中的一第一蒸汽的裝置，該方法包含：複數之交替的蒸汽流體導管及對應的逆流導管；以及其中該每一蒸汽流導管及一相鄰逆流導管的至少一部分界定一薄膜之各別相對側邊；以及其中i)該薄膜係經選擇有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽及/或ii)選擇該裝置之操作狀況有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽。

交替的蒸汽流導管及逆流導管可位在一層化構形中。可任擇地，其可為一同心、同軸管狀佈置。

每一蒸汽流導管包含一入口及一出口。每一逆流導管包含一入口及一出口。較佳地，該蒸汽流及逆流係處於相反方向上。然而，其可在相同方向上，或是任何其他方向，例如垂直的流動。

較佳地，該裝置進一步包含一蒸發器與該蒸汽流導管連通。

同時，該裝置較佳地進一步包含一濕度控制構件，用於控制進入該逆流導管的一逆流之濕度。

根據一第三觀點，本發明提供用於濃縮一第一蒸汽與至少一第二蒸汽之一混合物中的一第一蒸汽的裝置，該方法包含： 一蒸汽流導管；至少二逆流導管；以及其中該蒸汽流導管及該逆流導管的至少一部分界定薄膜之各別相對側邊；以及其中i)該等薄膜係經選擇有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽及/或ii)選擇該裝置之操作狀況有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽。

根據一第四觀點，本發明提供用於濃縮一第一蒸汽與至少一第二蒸汽之一混合物中的一第一蒸汽的裝置，該方法包含：至少二蒸汽流導管；一逆流導管；以及其中該蒸汽流導管及該逆流導管的至少一部分界定薄膜之各別相對側邊；以及其中i)該等薄膜係經選擇有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽及/或ii)選擇該裝置之操作狀況有助於該第一蒸汽之擴散至少涵蓋該第二蒸汽。

於一較佳的具體實施例中，每一蒸汽流導管包含一入口及一出口，每一逆流導管包含一入口及一出口，該蒸汽流及逆流係處於相同或相反方向上。

於另一較佳的具體實施例中，每一蒸汽流導管包含一入口及一出口，以及該逆流導管在與該蒸汽流方向成一角度的一方向上導引一逆流。

根據一第五觀點，本發明提供由一溶液產生濃縮活性物質的方法，包含位在一溶劑中的一活性物質並具有一第一活性物質：溶劑比例，該方法包含以下步驟： (1)蒸發該溶液用以形成一蒸汽，其中該活性物質的濃縮係於大約為該第一比例下進行，(2)將蒸汽流提供至一薄膜的一第一側邊；以及(3)提供一交替的氣體流至該薄膜的一第二側邊，藉此增加位在該第一側邊上該第一活性物質：溶劑比例至一大於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例。

根據一第六觀點，本發明提供用於濃縮一蒸汽的一方法，該方法包含以下步驟：(1)提供位在一溶劑中的一活性物質並具有一第一活性物質：溶劑比例的一蒸汽流至一薄膜的一第一側邊；以及(2)提供一交替的氣體流至該薄膜的一第二側邊，藉此增加位在該第一側邊上該第一活性物質：溶劑比例至一大於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例。

該濃縮蒸汽較佳地係用以將一物品殺菌及/或消毒。

該蒸汽較佳地係為一水及除生物劑的蒸汽，亦即該溶劑較佳地係為水。最佳地，該除生物劑或活性物質係為一過氧化物，最佳地，為過氧化氫。本發明包含增加該活性物質：溶劑比例的任何情況。所存在的活性物質可為極小量，諸如該總活性物質加上溶劑的0.1%(或較少)以及經濃縮上至去除所有或大體上所有的溶劑，亦即100%活性物質的狀況。

所販售的過氧化氫典型地係為一30-35wt%溶於水，因此於一具體實施例中，該第一活性物質：溶劑比例較佳地係低於35wt%，而更佳地約為30wt%。

該第二活性物質：溶劑比例可為任一程度上至並包括100%。於一些事例中，其較佳地高於60wt%，而更佳地約為70wt%，以及於一些較佳的具體實施例中，其甚至高於80%或90%。較佳地在一速率下提供該氣體之逆流並持續一段時間，致使該第二比例無法進一步地增加。

較佳地，該氣體係為空氣，更佳地為濕度經調節的空氣。

該半滲透織物或薄膜可為一編織或非編織織物，或是其可為一薄片或薄膜或是其之一結合，並可為一單一層或多層構造。

於此再上下文中所使用的“薄膜”一詞容許包括所有該等織物並且薄膜具有該等選定的特性。該薄膜本質上可為疏水性的或是親水性的。

於本說明書中，容許參考的織物或薄膜包括適合用於滲透蒸發以及該等僅適合用於簡單滲透作用的織物或薄膜，以及所參考的滲透作用包括參考滲透蒸發。可使用所說明之外的其他薄膜以及該等薄膜，並可包括適用於滲透蒸發的薄膜，或是其他可滲透的或半滲透的薄膜。極佳的薄膜係為Kimguard^TM 。

於一極佳的具體實施例中，蒸發具有一初始濃度至少為3-6%，較佳為20%-35%，以及更佳地為30%-35%的一過 氧化物溶液。

水蒸氣通過該薄膜而滲透，留下過氧化物蒸汽。蒸汽中的過氧化物變得更為濃縮。

與先前技術的過氧化氫蒸汽比較，越為濃縮的過氧化物蒸汽對於作為一殺菌劑而言係顯著地更為有效，因為每單位容積可獲得一更高濃度的殺菌劑。

滲透進入該蒸汽流導管的空氣係藉由該薄膜是微生物無法穿透的優點而為無菌的。

根據一第七觀點，本發明根據前述的任一觀點提供一製程，其中該薄膜係經選定用以藉由一滲透蒸發之製程而去除一或更多蒸汽。

儘管本發明於此相關於以過氧化氫作為除生物劑加以說明，但當該除生物劑係為另一過氧化物或過氧化氫化合物時本發明同樣地適用，或溶解於適合的溶劑(不需為水溶液)中時能夠與其他熟知的可蒸發除生物劑或除生物劑搭配使用。較佳地，藉由與該薄膜外部相鄰的的一外部氣流(或其他流體)接續地去除該蒸汽。

根據一第八觀點，本發明提供用於將一物品殺菌或消毒的一方法，該方法包含以下步驟：(1)蒸發由位在一溶劑中並具有一第一活性物質：溶劑比例的一活性物質所組成的一溶液，(2)對一薄膜的一第一側邊提供一蒸汽流；以及(3)對該薄膜的一第二側邊提供一交替的氣體流藉此增加位在該第一側邊上該第一活性物質：溶劑比例至一大 於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例，以及(4)以源自於步驟2的蒸汽接觸該物品持續一段足以將其殺菌或消毒的時間。

於一較佳的具體實施例中，該方法係在大氣壓力或是高於大氣壓力下進行。

於另一較佳的具體實施例中，該方法係在低於大氣壓力下進行。

較佳地，在一速率下提供該氣體之逆流並持續一段時間，致使該第二比例達到一平衡比例超出其未增加的一比例。

根據一第九觀點，本發明提供用於將一物品殺菌或消毒的一方法，該方法包含以下步驟：(1)將該物品封閉於一容器內部，該容器具有一壁部分其之至少一部分係為一薄膜；(2)提供位在一溶劑中的一活性物質並具有一第一活性物質：溶劑比例的一蒸汽，(3)提供一交替的氣體流至該容器外部的該薄膜的一側邊，藉此增加該第一活性物質：溶劑比例至一大於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例，並產生一濃縮蒸氣；以及(4)容許該物品保持與該濃縮蒸氣接觸持續一段足以讓其殺菌的時間。

較佳地，該薄膜係為微生物無法穿透的，以及該物品 係經殺菌並為無菌地儲存於該容器中。

於較佳的具體實施例中，例如35%濃度之溶於水的過氧化氫首先經蒸發，並接著於一室中藉經由一薄膜將水去除而使該蒸汽濃縮。接著容許該濃縮蒸汽至另一室中，該室合意地係為一袋或是其他容器其具有一薄膜界定為接著加以密封的一壁或是其之一部分。如此容許物品經殺菌並無菌地儲存在該第二容器中，並容許去除殘留的過氧化氫及水。較佳地，本發明特別地提供一蒸汽其具有大於70%wt的一過氧化物濃度以及小於30%wt的一水濃度。

圖式簡單說明

第1圖係為源自於US 4,797,255的一圖式之一複製圖式，其中顯示(曲線A)一水/過氧化物混合物之該沸點在大氣壓力下如何隨著濃度變化，以及(曲線B)該氣體合成物如何變化。

第2圖係為本發明之一第一簡單具體實施例的一圖式，其中一活性物質/溶劑蒸汽流被輸送至該預先濃縮器4且一濃縮活性物質/溶劑蒸汽流流出該預先濃縮器4。

第3圖係為一無菌裝置的一圖式，顯示本發明之預先濃縮器。

第4圖係為一無菌裝置的一更為詳細的概要圖式，顯示本發明之該預先濃縮器，其中消毒室2係特別為一具有可去除蓋的400W加熱跡線消毒室；該預先濃縮器4係特別為一具有2層蒸汽及3層逆流的薄膜塊件；且該鼓風機風扇8的速率為10~20L/min。該等額外元件V1、V2及V3各自表示一 1/4’BSP SS球閥、1/2”BSP聚丙烯球閥及1/2”BSP聚丙烯球閥；V4係一壓力引導式止回閥；L1係一抽吸管線(100~150L/min)；L2係一抽吸管線(18~10L/min)；S1係一催化破壞器系統；F1係一逆流推動風扇(10-20L/min)；且F2係一破壞器風扇(100~150L/min)。

第5圖顯示本發明之一進一步具體實施例。

第6圖顯示本發明之一具體實施例中蒸汽流(於左側)及逆流(於右側)的流動型態。

第7圖顯示於本發明之該等具體實施例中能夠用以將薄膜分離的該等平板，其使用堆疊陣列，其中於該圖式左側顯示一擴散層-蒸汽及逆流層；且於該圖式右側顯示一岐管端板。

第8圖顯示源自於本發明之一薄膜濃縮器的結果。

第9圖顯示利用本發明之一裝置中以殺菌作業佈置的一超音波探針。

較佳實施例之詳細說明

現將於消毒及殺菌的內文中說明本發明，但應察知本發明之預先濃縮器及預先濃縮方法能夠於需要濃縮蒸汽之不同領域中使用，例如藥物傳輸、塗裝/印刷、食物製備、材料製造以及相似領域。例如，已說明的複數之該等製程(US 6451254、US 6673313及US 6656426)皆需包含藉由降低壓力而濃縮一過氧化氫溶液，用以在蒸發溶液之前優先地蒸發水並經由一真空泵將水去除。

本發明之一般預先濃縮製程在以下的內文中進行，並能夠相關於第3圖觀視。待消毒的一物品1係經安置進入一消毒室2中。該消毒室2可為任何適合的容器，但有利地係為一以薄膜構成的袋，或是具有一薄膜3之窗的一密封容器。

本發明之一預先濃縮器室4係與該消毒室2之上游連接。該消毒室2及該預先濃縮器室4係經連接致使該預先濃縮器與消毒室之間的流動能夠藉由一閥5開啟或閉合。

一蒸發器6係與該預先濃縮器室之上游連接。蒸發具有約為30-35%之較佳的一起始濃度的一過氧化氫溶液。

於該蒸發器中，例如，藉由一電氣加熱表面，諸如一熱板加熱過氧化氫水溶液，並接著，例如，藉由一葉輪、鼓風機或相似者自該蒸發區域移開。可任擇地，假若藉由經引導位在該熱板上的一噴射器施加該過氧化氫水溶液，則該噴射器能夠移動蒸汽。可任擇地，藉由真空自該蒸發器汲取該蒸汽。

以自一大型供應部分7連續地或間歇地將殺菌劑溶液進給至該蒸發器6，或是可配置一單一擊發注入系統，例如一卡匣提供足夠溶液供一或複數之消毒循環所用。可任擇地，可將一殺菌劑溶液預先包裝在一囊內，其可經安置在一經設計的蒸發器中，因此該囊係與該蒸發器之該加熱元件接觸。於此事例中，提供裝置用於將該囊刺穿，因此能夠將溶液如蒸汽般釋放。

接著將該未濃縮的過氧化氫蒸汽藉由位在蒸發器6上 游的一風扇8推動進入該預先濃縮器4中。藉由該蒸發器6形成的該蒸汽係包含於一氣流中，於該較佳具體實施例中該氣流係為空氣。本發明之較佳具體實施例顯著地超越先前技術的優點在於不需經過濾的無菌空氣來源。替而代之，本發明能夠將非無菌空氣自該消毒室中汲取而出，將其消毒同時於使用中再循環。然而，如有需要，可使用無菌的過濾空氣。該氣流並非必需為空氣，例如，能夠為一惰性氣體，諸如氮或氬；或可為氧或臭氧。

一般而言，該預先濃縮器4之作業係將該蒸汽暴露至一薄膜9的一表面10同時一氣流移動橫越此薄膜的另一表面11。如此導致水優先自該蒸汽蒸發，致使其相關於過氧化氫變得更為濃縮。由於水優先蒸發，位在該預先濃縮器4內部的該蒸汽相關於過氧化氫變得更為濃縮，濃度趨近於60%或更高。

一經形成，該高度濃縮蒸汽即接著與該待消毒物品接觸。

該預先濃縮器具有二可能的較佳作業模式：於第一作業模式中，其係為一分批式濃縮過程，關閉該濃縮器4與消毒室2之間的通路，並將35%過氧化氫的一水蒸汽驅動進入該預先濃縮器室4。該預先濃縮器室接著經隔離(藉由關閉二閥5及12)以及接著濃縮該預先濃縮器4中的蒸氣。於該預先濃縮器中進行濃縮作業直至達到最大過氧化物濃度為止。一經達到此最大濃度，即藉由打開閥5而開啟該預先濃縮器與消毒室之間的通路並將該濃縮蒸氣經 引導進入該消毒室2中。

於該第二可任擇的作業模式中，其係為一連續式濃縮過程，該預先濃縮器4與該消毒室2之間的該通路係處於開啟。35%過氧化氫的一水蒸汽進入該預先濃縮器室4並利用風扇8推進作用連續地通過該預先濃縮器。當該蒸汽通過該預先濃縮器4時，優先地將水去除。於該預先濃縮器中該蒸汽的最佳停留時間係為在其退出該預先濃縮器能夠達到最大可能的過氧化物濃度的該時間。

連續地或間歇地，例如，開2秒/關18秒；或開5秒/關15秒將該蒸汽引導進入該預先濃縮器4，持續一段時間，例如2分鐘。

然而，不管是使用分批式模式a)或是連續式模式b)，或甚至使用一些連續式或分批式模式的結合，退出該預先濃縮器4並進入該消毒室2的該蒸汽較佳地係處於其之最大可達到的過氧化氫濃度。

該經濃縮蒸汽一經引進該消毒室2中，其即與該待消毒物品接觸並作用在該表面處的病原體上。該消毒室2接著可自該預先濃縮器4加以密封。該經濃縮蒸汽接著經容許與待消毒物品接觸。該待消毒物品能夠儲存在該消毒室中直至需要用到為止。如此亦容許去除殘留的過氧化氫及水。

為詳述每一步驟，以及於第4圖中顯示，該循環以蒸發位在一蒸發室6內部的27-35%過氧化氫開始。該蒸發器可連續地作動或根據一適合的工作週期致使蒸發係為間歇的。該蒸汽與其所起源的該本體溶液(bulk solution)具有相同的 成分。

一經產生，該蒸汽即藉由一鼓風機風扇8運送進入該薄膜濃縮器系統4，於該處藉由蒸發而經濃縮。

該薄膜濃縮器4較佳地係為一多層裝置於該處蒸汽流覆蓋薄膜層，在另一側邊上具有一交替的氣流。選擇性地去除該薄膜濃縮器中由於水及過氧化氫之部分壓差所出現的一部分之水蒸氣。該蒸汽在一預定濃縮或是”最後”濃縮下退出該濃縮器，致使未進行進一步的過氧化氫之濃縮作業。

於一簡單的具體實施例中，見第2圖，該薄膜濃縮器係為一模組化、可堆疊的總成，其係由4主要組件-流動層、端板、繫桿及薄膜片所組成。第5圖顯示濃縮器模組的一較佳堆疊。

流動層10及11係藉由薄的、正方形或矩形板12所界定，該等板於內部具有一大的開啟面積以及四狹縫(通道)係與該等外邊緣平行地分佈，其中二狹縫係經由狹縫與內部空間連接。該等流動層之定向(當使用正方形斷面時)，確定任何特定通道所共同的層數目，因此二不同的流動管線可經由該總成之方法操作一單一總成。

該端板13容許外部管件或裝置連接至該薄膜總成，並且每一端板具有與二通道狹縫相對應的二連接點。該等端板上的該等狹縫形成一歧管其每一連接將流動引導向上一特定通道，並且該等連接係相互偏移90度用以確保其進入不同的通道。

當五流動層，例如係以交替的定向，亦即相互為90度，彼此堆疊在頂部上，並係藉由薄膜材料薄片加以分開時，其構成二流動層群組，於該塊件內一群組層具有二流動層15以及另一群組具有三分開的流動層16。該等流動層係分配給蒸汽(於本事例中為流動層15)或是交叉流/逆流(於本事例中為流動層16)連接並經由調節其之流量率，能夠控制擴散。

儘管可使用容許該等塊件以適合的密封佈置配裝在一起的任何設計，但該等繫桿係用以壓縮介於該等端板之間的該等層並產生一蒸汽密封。該薄膜材料9亦使用作為介於該等層間的一墊片。

在環境溫度下該過氧化氫之蒸汽壓力係可忽略的，在該薄膜濃縮器中水優先蒸發。然而，預防任何過氧化氫流動退出該系統，將該逆流直接地引入該催化破壞器(catalytic destructor)模組於其中經安全地處理。

本實例中該薄膜9較佳地係以KIMGUARD^TM 構成，一使用聚丙烯的三層非棉絨層合織物並具有一內層其係為疏水性的並抗細菌穿透。該二外層提供抗磨損性及強度。就一多層織物而言，其無實際的氣孔尺寸，但該織物係藉由微小通道而為可滲透的，該等微小通道提供一迂迴路徑限制小於0.2微米的微粒通過，亦即對於0.2微米以下的微生物係為不能滲透的。此織物容許過氧化氫蒸汽或水蒸汽經由織物之該等通道滲透。該等通道並不容許細菌通過進入該室中。KIMGUARD^TM 具有一3.8kPa的抗流體靜力性(測量疏 水性)以及70牛頓的交叉維度抗拉負荷(cross dimensional tensile load)及130牛頓的一機器方向抗拉負荷。

該薄膜9可為任何適合的薄膜其有助於將水去除，同時讓微生物無法滲透。可使用水蒸汽及過氧化氫蒸汽可滲透以及細菌無法穿透的其他織物及薄膜，例如，TYVEK^TM 及SPUNGUARD^TM (然而，在此所使用的該狀況下，KIMGUARD^TM 已經證實較TYVEK^TM 對於過氧化氫蒸汽更具滲透性2-3倍)。亦可使用之後將加以說明的其他薄膜材料，諸如NAFION^TM (其係為親水性的)以及相似物。

NAFION^TM 係為一四氯乙烯及全氟3,6二氧-4-甲基-辛烯-磺酸(perfluoro 3,6 dioxa-4-methyl-octene-sulphonic acid)之共聚合物。該等材料係為親水性的並具有一極高的水合水(water of hydration)。NAFION^TM 能夠吸收含水重量22%。於此變化中，該吸收係如一級動力學反應般繼續進行。水分子通過該薄膜並接著蒸發進入該周圍空氣中，直至於稱作為滲透蒸發的一連續過程中達到與該外部濕度平衡為止。涵蓋該薄膜之外側的外部氣流提供自該外側表面去除濕氣，並加速滲透蒸發過程。與其中該等水分子僅擴散通過該等開啟細孔的簡單滲透作用不同，於滲透蒸發作用中，在選擇性地將分子自該薄膜之一側邊汲取至另一邊當中該薄膜係具活性的，並亦可在針對不同類型之化學分子的差別速率下進行。

於上述說明的該等具體實施例中，該滅菌劑係為一35wt%之過氧化氫溶於水的溶液，水係使用作為該溶劑。水 是搭配過氧化物使用的較佳溶劑。水於100℃的溫度下沸騰，而過氧化氫在大氣壓力下高於151℃的溫度下沸騰。過氧化氫在760mm的壓力下於151.4℃的溫度下沸騰。第1圖取自於US 4,797,255顯示(曲線A)一水/過氧化物混合物之該沸點在大氣壓力下如何隨著濃度變化，以及(曲線B)該氣體合成物如何變化。如圖所示，純水於大氣壓力下100℃之溫度下沸騰。由第1圖明白的是，在低於100℃之溫度下，於大氣壓力下該蒸汽中的過氧化氫濃度係為可忽略的。

除水之外，該溶劑，例如，可經選擇一含水或非含水酒精與待使用的該滅菌劑結合。增加乙醇之水導致一共沸混合物，其降低該溶劑之沸點以及如此使水能夠比在任何情況下的較低溫度下“晾乾(flashed off)”。增加其他共沸劑同樣地係為有利的。使用共沸混合物有助於將諸如水的一溶劑自該蒸汽去除，係涵蓋於本發明之範疇。所設想的是就一些除生物劑而言可使用非水性溶劑或是適合溶劑的一結合物。

就過氧化氫而言，當水晾乾時，該滅菌劑之濃度增加。假若本發明使用35%過氧化物溶液作為起始材料，則最終蒸汽將具有，例如，60至80%過氧化物的一濃度。如此所具有的優點在於該起始材料能夠相對安全地處理，於過程期間出現的濃度以及之後並不進一步需要處理該過氧化物。

濃度低於或大於35%的溶液能夠使用作為一起始材料，並且1%或3%之過氧化氫溶液以及40%溶液能夠獲得極 佳的結果。儘管所說明的較佳具體實施例使用過氧化氫之水溶液作為滅菌劑，但能夠使用其他過氧化氫及過氧化物之溶液以及過氧化氫複合物之溶液(包括有機溶劑中非水可溶解複合物)。本發明亦可使用過氧化物之外的滅菌劑，包括而未限制在鹵素化合物、酚化合物、鹵素酚化合物以及其他熟知的除生物劑，能夠適當地選擇溶劑。

於一實例中，待殺菌物品係為一超音波探針20的一部分，例如為供診斷目的所用可插入一主體腔室的一型式之一探針，待處理之探針20的一部分係經封閉於一室2中(如第9圖中所例示)。於此事例中，該室係為經特別設計構形因此該整個物品不需位在該室中，僅有待處理的部分之探針加以封閉。該探針能夠藉由一密封件環繞該電源線進入該探針之格南(gland)而懸掛在該室內部。

該蒸汽接著經輸送進入室2，於該處施加至一目標表面。該超音波裝置可經由位在該裝置上的任一控制板插入該室。一可能的入口係自該頂部經由裝置電源線在插入時夾緊並固持在適當位置的一螺桿頂蓋進入該室中。該蒸汽由濃縮器至該室的通路係藉由一止回閥5調節。止回閥5及12能夠控制該裝置是分批式、連續地或是二者之某些結合方式作動。

假若該裝置係為分批式作動，則該閥5係在該濃度出現之後於適當時間開啟。

假若該裝置係為連續地作動，則該閥維持開啟，讓該蒸汽之該流動率及停留時間在退出該室時經校準而處於最 大值。

典型地，該室2係由一導熱金屬所建構而成，諸如不銹鋼或鋁。可對該室之內部施加不同的塗層，諸如鐵氟龍，用以降低過氧化物分解的風險。該殺菌室係使用加熱器跡線舖設至該傳導金屬表面而電氣地加熱。可任擇地，或此外，能夠將加熱空氣吹送進入室中。用以供給該鼓風機的室內空氣係由另一室連接部分所提供，其係配置在該室之與入口相對的側邊上。該室本身係藉由閥與產生及再循環迴路隔離，其一經完成蒸發循環(約1-1.5分鐘)即嚙合。此與鄰接迴路隔離係稱為“暫停時間(suspended time)”或更為通常地稱為“保持(hold)”時間。

該待處理物品1之表面係暴露至該蒸汽持續一段時間足以將該表面殺菌。該最終濃縮蒸汽在未直接暴露的滲透嚙合表面(penetrating mated surface)以及處理吸收表面(treating occluded surface)處係高度地有效。

該室2可完全地由一薄膜或織物構成或可具有至少一部分為一薄膜或織物的一壁部分，可為於此說明的過程之需求有關的任何適合的形狀及設計，並能夠以微生物無法滲透的任何方式加以密封。能夠根據於此提供的講授內容選擇其他薄膜或織物。該容器可永久地連接至該蒸發器迴路或能夠藉由一管件及插口接頭，藉由適合的連接器或是其他構件而連接及分離。

一經完成該暫停時間(大約1-2分鐘)，該系統即進行催化破壞模式或是簡單的“排空”。於此循環中與一抽吸風扇 接合引導(在壓力下開啟)一止回閥與該室連接，而另一閥容許新鮮空氣在一控制速率下進入該室。此循環將蒸汽移動進入該催化破壞器模組，於該處使用一催化劑將過氧化氫轉換成無害的水蒸汽及氧。該催化破壞器模組係由金屬氧化物烘烤陶瓷蜂巢層與封裝於一適合的容器中同樣經處理的陶珠(ceramic bead)夾合而構成。催化劑量係與自該室抽出的過氧化物量以及源自於該室的流率成比例。完成此循環花費大約1分鐘並且一經完成可進入該室取出該經殺菌的目標裝置。應瞭解的是用以完成殺菌的時間係更為艱鉅且花費更長的時間。

於一些較佳的具體實施例中，能夠藉由將一紅外線光束橫越該連接導管至一探測器並測量該光束衰減而加以測量自該預先濃縮器流通至該殺菌室的蒸氣中該蒸氣密度。若有的話該紅外線較佳地為標示過氧化物蒸汽的一頻率。如有必要的話，容許知識上所瞭解的蒸汽成分、溫度及駐留時間證明所得結果。

該預先濃縮器能夠在該一方式下作動其總是在一預定的理論最大濃度下輸出包含過氧化物的蒸汽，從而避免對於在殺菌處理之任何時點處確定過氧化物之濃度的需求。

儘管本發明於此已相關於作為滅菌或消毒劑的過氧化氫加以說明，本發明能夠使用其他的過氧化物、過氧化氫化合物或是任一者之複合物。可使用其他種類的除生物劑，包括但不限定在鹵化除生物劑、酚除生物劑以及四元化合物除生物劑，並且使用水之外的溶劑係為有利的。同 樣地，儘管本發明於此主要相關於具有35%過氧化物的起始溶液作為例示，並且儘管濃度介於約20%與35%之間較佳，但亦能夠使用其他的起始濃度。

於此所講授的原理能夠加以應用於該等蒸汽處理中經由一薄膜藉由滲透或滲透蒸發而濃縮該過氧化物，不需降低壓力。

1‧‧‧物品

2‧‧‧消毒室

3‧‧‧薄膜

4‧‧‧預先濃縮器室/薄膜濃縮器系統

5‧‧‧閥

6‧‧‧蒸發器

7‧‧‧大型供應部分

8‧‧‧風扇

9‧‧‧薄膜

10,11‧‧‧表面/流動層

12‧‧‧閥/板

15,16‧‧‧流動層

20‧‧‧超音波探針

第1圖係為源自於US 4,797,255的一圖式之一複製圖式，其中顯示(曲線A)一水/過氧化物混合物之該沸點在大氣壓力下如何隨著濃度變化，以及(曲線B)該氣體合成物如何變化。

第2圖係為本發明之一第一簡單具體實施例的一圖式，其中一活性物質/溶劑蒸汽流被輸送至該預先濃縮器4且一濃縮活性物質/溶劑蒸汽流流出該預先濃縮器4。

第3圖係為一無菌裝置的一圖式，顯示本發明之預先濃縮器。

第4圖係為一無菌裝置的一更為詳細的概要圖式，顯示本發明之該預先濃縮器，其中消毒室2係特別為一具有可去除蓋的400W加熱跡線消毒室；該預先濃縮器4係特別為一具有2層蒸汽及3層逆流的薄膜塊件；且該鼓風機風扇8的速率為10~20L/min。該等額外元件V1、V2及V3各自表示一1/4’BSP SS球閥、1/2”BSP聚丙烯球閥及1/2”BSP聚丙烯球閥；V4係一壓力引導式止回閥；L1係一抽吸管線(100~150L/min)；L2係一抽吸管線(18~10L/min)；S1係一催化破壞器 系統；F1係一逆流推動風扇(10-20L/min)；且F2係一破壞器風扇(100~150L/min)。

第5圖顯示本發明之一進一步具體實施例。

第6圖顯示本發明之一具體實施例中蒸汽流(於左側)及逆流(於右側)的流動型態。

第7圖顯示於本發明之該等具體實施例中能夠用以將薄膜分離的該等平板，其使用堆疊陣列，其中於該圖式左側顯示一擴散層-蒸汽及逆流層；且於該圖式右側顯示一岐管端板。

第8圖顯示源自於本發明之一薄膜濃縮器的結果。

第9圖顯示利用本發明之一裝置中以殺菌作業佈置的一超音波探針。

4‧‧‧預先濃縮器室/薄膜濃縮器系統

9‧‧‧薄膜

10,11‧‧‧表面/流動層

Claims (28)

1. 一種用於消毒物品的裝置，其包含：(i)一消毒室，供待消毒物品用；(ii)一蒸發器，用於將殺菌溶液蒸發為一氣體混合物，該氣體混合物包含一第一溶劑氣體及一第二殺菌活性物質氣體；(iii)一氣體濃縮器，用於使在薄膜第一側邊上之氣體混合物的活性物質對溶劑比例增加，該氣體濃縮器包含：一蒸汽流導管；一逆流導管；以及一濃縮器，包含配置於其中的該蒸汽流導管及該逆流導管；其中該蒸汽流導管及該逆流導管的至少一部分界定一薄膜之各別相對側邊，致使其在使用時，於所述消毒室外，該逆流導管提供一氣體流至該薄膜之第二側邊，以相對於在該薄膜第二側邊上之氣體混合物，增加該被提供至該薄膜第一側邊上之氣體混合物的活性物質對溶劑比例，其中該蒸發器及該氣體濃縮器係與該消毒室連通，使得該經濃縮之在該薄膜第一側邊上之氣體混合物接觸該消毒室中的該物品。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該蒸發器與該蒸汽流導管連通。
3. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其進一步包含一濕度控制構件，用於控制進入該逆流導管的一逆流之濕度。
4. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其包含：複數之交替的蒸汽流導管及對應的逆流導管；以及其中該每一蒸汽流導管及一相鄰逆流導管的至少一部分界定一薄膜之各別相對側邊。
5. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該交替的蒸汽流導管及逆流導管係位在一層化構形中。
6. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該交替的蒸汽流導管為一同心、同軸管狀佈置。
7. 如申請專利範圍第1或2項之用於濃縮一蒸汽的裝置，其包含：一蒸汽流導管；至少二逆流導管；以及其中該蒸汽流導管及該逆流導管的至少一部分界定薄膜之各別相對側邊。
8. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其包含：至少二蒸汽流導管；一交替流動導管；以及其中該逆流導管以及該蒸汽流導管的至少一部分界定薄膜之各別相對側邊。
9. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中每一蒸汽流導管包含一入口及一出口，每一逆流導管包含一入口及一出口，該蒸汽流及逆流係處於相同或相反方向上。
10. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該每一蒸汽流導管包含一入口及一出口，以及該逆流導管在與該蒸汽流方向成一角度的一方向上導引一逆流。
11. 一種用於將一物品殺菌或消毒的一方法，該方法包含以下步驟：(1)蒸發由在一溶劑中的一活性物質所組成，並具有一第一活性物質：溶劑比例的一溶液，(2)對一薄膜的一第一側邊提供一蒸汽流；以及(3)對該薄膜的一第二側邊提供一交替的氣體流藉此增加位在該第一側邊上該第一活性物質：溶劑比例至一大於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例，以及(4)以源自於步驟2的該蒸汽接觸該物品持續一段足以將其殺菌或消毒的時間。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，該方法係在大氣壓力或是高於大氣壓力下進行。
13. 如申請專利範圍第11項之方法，該方法係在低於大氣壓力下進行。
14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該在一速率下提供該氣體之逆流並持續一段時間，致使該第二比例抵達一無法進一步地增加的平衡比例。
15. 一種用於將一物品殺菌或消毒的方法，該方法包含以下步驟：(1)將該物品封閉於一容器內部，該容器具有一壁 部分其之至少一部分係為一薄膜；(2)提供位在一溶劑中的一活性物質並具有一第一活性物質：溶劑比例的一蒸汽，(3)提供一交替的氣體流至該容器外部的該薄膜的一側邊，藉此增加該第一活性物質：溶劑比例至一大於該第一活性物質：溶劑比例的一第二活性物質：溶劑比例，並產生一濃縮蒸氣；以及(4)容許該物品保持與該濃縮蒸氣接觸持續一段足以讓其殺菌的時間。
16. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該薄膜係為微生物無法穿透的，以及該物品係經殺菌並為無菌地儲存於該容器中。
17. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該溶劑為水。
18. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該活性物質係過氧化氫或一過氧化物。
19. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該第一活性物質對溶劑比例係低於35wt%。
20. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該第二活性物質對溶劑比例係高於60wt%。
21. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該氣體之逆流係在一速率下提供並持續一段時間，致使該第二比例抵達一無法進一步地增加的平衡比例。
22. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該氣體係為空氣或是經調節濕度的空氣。
23. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該織物或薄膜係為一編織或非編織織物，或是其可為一薄片或薄膜或是其之一結合，並可為一單一層或多層構造。
24. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該薄膜係為疏水性的。
25. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該薄膜係為一三層非棉絨層合織物，其使用聚丙烯並具有一疏水性並抗細菌穿透之內層。
26. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該薄膜係適用於滲透蒸發。
27. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該蒸汽係為一過氧化物水蒸氣其具有自6%-35wt%之過氧化物的一初始濃度。
28. 如申請專利範圍第11或15項之方法，其中該薄膜係經選定以藉由一滲透蒸發之過程去除一或更多蒸汽。