等离子增强真空干燥制造技术

公开一种等离子增强真空干燥方法。它特别有益地用于等离子灭菌工艺，并对一般抽真空干燥方法表现出明显改进。待灭菌物品放置在密封舱室内并将舱室抽真空。在舱室开始抽空步骤期间产生剩余气体物质的等离子。这样，促进了物品的干燥，并有益地使获得所要求的压力比不用等离子情况要快捷。向舱室注入灭菌气体，并产生第二等离子体激活灭菌气体等离子，从而使舱室内物品灭菌。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及抽真空的干燥方法。具体言之，本专利技术涉及使用等离子激励增强的真空干燥。对于医疗器具等灭菌的某些新商用体系是利用低温反应性气体等离子体来达到快速，低温，低湿的医用物品灭菌。低温气体等离子体有时被描述为反应性气云，它可含有离子，电子，和/或中性原子颗粒。这种状态的物质，可通过电场或磁场或者通过诸如高能粒子流的外加力的激活而产生。电场一般可在任何频率范围(天然产生等离子的实例是北极的极光或叫北极光)。等离子灭菌的商售实施方案是STERAD灭菌工艺，与本专利技术共同转让。STERAD工艺是以下面方式实现的。将待灭菌的物品放入灭菌舱室，关闭舱室并抽真空。向舱室内注入过氧化氢水溶液并使之蒸发到舱室中，使得它们环绕待灭菌物品。灭菌舱室的压力复原后，利用射频能建立电场引发低温气体等离子。在等离子体中，过氧化氢解离成为活性物质，与微生物碰撞/反应并杀死微生物。激活成分与有机物反应或彼此反应之后，它们失去其高能量并再化合生成氧，水和其他无毒副产物。等离子要维持足够的时间，以达到灭菌和去除残留物。该工艺完成时关掉射频能，释放真空，使舱室回复大气压力，回复方式为引入高效滤除颗粒空气(HEPA)即可。上述灭菌体系可通过环氧乙烷和蒸汽安全地处理目前常用的灭菌医疗物品，除亚麻布之外其他纤维材料，粉末和液体皆可。开始灭菌后经一小时多一点灭菌的物品即可备用。这种工艺不需要充气，没有有毒残留物或放射物。灭菌器具的制备与当前实践类似清洁器具，组配，和包卷。该体系通常使用非纺织聚丙烯包卷，市场有售，和特殊托盘及容器系统。在长而狭窄的腔型仪器上安放特定的适配器可使它的通道快速灭菌。要使用特殊配置的化学指示计，以及特别设计的生物指示计试验组件。STERAD等离子灭菌体系的功效说明如下(1)可杀广谱的微生物；(2)可以全灭菌辐照循环一半之少的量杀死高抗菌孢子；(3)可在16种不同的常用医疗物品基底上杀死高抗菌孢子。根据专门设计的等离子灭菌体系，因而可对医疗器具和其他医院制品提供安全有效的灭菌方法。最佳作业中，上述这种等离子灭菌体系要求待灭菌的载荷十分干燥。然而在灭菌器具的制备中医院正常的实践常常造成一定程度的过量水存在。这种过量水使引发灭菌处理所需要的低压阈值的获得十分困难。为引发灭菌处理，舱室压力优选降至相当低的程度，例如大约200-700mTorr(毫拖)。由于水的平衡蒸汽压于室温明显高于200-700mTorr，在舱室或载荷中任何水于真空相内开始蒸发。水蒸所需要的蒸发热造成载荷及剩余的水冷凝。蒸发足够量的水时，剩余的液体开始结冻。最后，剩余液体全部冻结，结果减慢了蒸汽产生的速度并延迟获得灭菌最佳作业所需要的压力水准。这些情况使得灭菌循环不希望地加长甚或中止灭菌循环。为避免这个问题，需要一种在舱室中防止或去除任何固态水的方法，使得能快速获得灭菌所需要的压力。真空中表面气态离子轰击，通常叫作溅射，常用来从表面去除吸附的分子物质，甚至去除材料本身的表面层。虽然知道，惰性气体等离子可在高或超高真空系统中增强除气，但等离子和表面之间能量和动量的改变也会导致表面材料的损伤，以及吸附物质的发射。显然，具有材料损伤的溅射对灭菌处理是不能接受的。根据本专利技术，提供一种灭菌方法，其中首先将待灭菌的物品置于密封舱室中。然后向舱室施加真空。在预定的第一真空压力时舱室内产生等离子体。这种第一个等离子体通过将能量输送给灭菌器里存在的任何冰或水的方式增强待灭菌物品的干燥，从而促进真空蒸发。在第一压力产生的等离子体优选在一个时间周期后终止，该时间与存在湿润剂的数量成正比。进而施加真空至第二个预定压力，该压力低于第一压力。最后向舱室注入灭菌气体，并可施加射频能量或其他能量来产生带有灭菌气体的等离子体。经过充分时间后物品被完全灭菌，舱室放气至大气压并取出物品。按照本专利技术的另个目的，第一预定真空压力为大约700mTorr，第二预定压力程度为大约300mTorr。产生等离子体的同时，继续抽真空至压力达到大约300mTorr。作为选择，射频发生器运行预定的时间周期，在此之后关闭射频发生器同时继续抽舱室真空。达到第二预定压力程度时，诸如过氧化氢的反应性流体引入灭菌器。让该流体扩散遍布灭菌器许多分钟，然后使灭菌器里面抽到第二个真空。当真空达到大约500mTorr时，使射频发生器运行经第二个时间。在等离子灭菌装置中，RF能引发了等离子，它是剩余空气分子和将其转换成众多高反应性物质的灭菌气体分子的等离子。这些反应性物质可攻击舱室内存在的任何微生物，使其失活。RF发生器运行足够的时间并完成灭菌之后，关断RF发生器，通过合适的过滤器排放真空至大气压。通过从灭菌器里去除水，本专利技术等离子干燥技术有益地减少了所需要的时间，即灭菌处理的引发相期间灭菌器内抽到所需要真空的时间。确实，若待灭菌材料存在大量的水，在合理的时间内不用本专利技术等离子真空干燥技术不可能抽到所需要的真空。结果，利用本专利技术方法进行灭菌作业比其他情况下所能作的以更短的时间完成。等离子增强干燥工艺当然可用于其自身，作为与灭菌工艺无关的低温蒸发干燥工艺。按照本专利技术的另一方面，一定量的凝聚材料周围环绕的一定容积的环境空气被抽掉，以便促进蒸发。该容积被抽空所至的压力优选等于或低于凝聚材料的平衡蒸汽压。这种凝聚材料例如可以是水或冰，也可以是其他挥发性湿润剂。残留的气体等离子在抽空的容积内受激，以便在抽真空或半真空期间有益地促进蒸发。本专利技术等离子增强干燥的方法特别适用于去除一定量的水，否则水冻结成冰，而基本减缓常规真空干燥方法。附图说明图1是等离子灭菌装置简图。图2是等离子灭菌工艺方框图。图3是等离子灭菌工艺的真空轮廓图。图4各种处理载荷的抽空特性曲线图。图5是等离子增强真空干燥工艺方框图。图6是等离子增强干燥工艺的真空轮廓图。图6显示实现抽空的真空轮廓图。图7是使用等离子增强真空干燥的等离子灭菌工艺的真空轮廓图。图8是有和没有等离子增强的实现抽空曲线图。现参看附图，图1描写了以方框图形式以数字10表示的等离子灭菌器。有关灭菌器10和它的组件及其使用方法更详细的描述见US4756882，(1988，7，12颁布)，与本申请共同转让。这篇专利结合入本文供参照。灭菌器包括真空和等离子舱室11；真空泵12经阀门17连接电极11；诸如过氧化氢的合适的反应性试剂源13并通过带有阀门19的管线连接到真空舱室11。灭菌器10也包括RF发生器14通过合适的偶联器18电连接到真空舱室11内部的等离子发生器，以及经管线和阀门41连接真空舱室的HEPA排放口15。工艺控制逻辑线路16，优选可程控的计算机，连接到真空舱室11所连接的每个组件上。工艺控制逻辑线路16在合适的时间直接操作每个连接真空舱室的组件，以便完成灭菌作业。真空舱室11容纳待灭菌的物品并被有效地气密以承受低于300mTorr的真空。舱室11里面是RF天线或电极阵27来输出RF能。优选实施方案中，排布的电极是管状的，并且与舱室11壁是等距的，以便产生对称的RF电场分布。通过RF偶联器18的RF发生器14施加RF电位势能时，电极激励等离子。RF偶联器18可以是同轴电缆或其他能够输送高功率RF能的波导，但不能有明显的阻抗损耗连接到电极的阻抗匹配装置上。真空泵12和连接阀17包括常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空灭菌方法，其特征在于包括下列步骤： 向舱室内放入待灭菌物品； 抽真空使舱室达到第一压力； 在所说第一压力时在舱室内产生气体等离子体； 继续抽空使舱室达到第二压力； 在所说第二压力时间舱室内引入灭菌气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RM史宾沙，TO阿迪，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣医药有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]