用于借助放电处理物品的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于借助放电在物品容纳室（１３）中处理物品（１４）的装置（１０），该容纳室由介电材料制成的壁（１１、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）限定，在其外侧面（１５）上设置至少两个电极（１６ａ、１６ｂ）。本发明专利技术的特殊性在于，在壁（１１）的内侧面（２０）上固定地设置至少一个与两个外电极电容性耦联的对应电极（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于借助放电处理物品的装置。
技术介绍
在本专利申请意义上的物品处理理解为尤其是不同物品的防腐、消毒、杀菌或灭菌。对于物品例如可以是食品，如蔬菜或果实，但是也可以是化妆品、医学设备或类似物品。但是在本专利申请意义上的物品处理也包括其它处理过程，其中例如使物品漂白或氧化。最后，处理的概念一般也包括物品的表面改性。本专利技术尤其、但是不仅仅涉及一种装置，其中借助在容纳室中产生的放电来产生用于物品局部或完全杀菌目的的臭氧或紫外线辐射。这种形式的处理尤其用于医学和药学领域的器械和消耗品领域，但是也用于化妆品和食品领域。医学日用品和消耗品在大多数情况下都必需灭菌。对此理解为杀死所有活的微生物以及其休眠期(孢子)。对于医药包装、化妆品和食品如果实、水果或调味品通常减少细菌(消毒/防腐)就足够了。为了灭菌或消毒存在一系列方法供使用，它们也可以不借助放电，并且其使用取决于灭菌物品的原料和几何尺寸。传统的方法是通过过热蒸汽(高压蒸汽灭菌，T＞121℃)进行处理。由于越来越多地使用热敏材料如聚合物基塑料，存在“冷”灭菌和消毒方法的需求，它们在低温下工作。这一点也适用于减少食品和化妆品的病菌数，它们同样必需在最高50℃下进行处理。用于完全或局部灭菌的重要低温工艺是环氧乙烷(EO)灭菌，它们通过放射性射线(β、γ射线)或通过紫外辐射杀菌。此外，近几年来已经有气体等离子体杀菌，例如按照美国专利4.643.876或按照EP0278 623 B1的基于H2O2或例如按照美国专利5.084.239或按照EP0387 022 B1的基于过乙酸具有意义，其中杀菌作用主要源自H2O2蒸汽，它们使微生物的孢子壳被氧化。另一种在室温下使用的强氧化剂是臭氧(O3)。长期以来在用于饮用水杀菌、无氯漂白纸的水性溶液或者作为用于所有形式的食品的灭菌以及用于室内空气净化和中和气味的气体使用臭氧。臭氧相对于其它化学氧化剂是经济且环保的选择，因为它可以由包含在空气中的氧气产生并且不产生有毒残余物，而且在处理后再分解成氧气。为了医学产品杀菌同样可以使用气态臭氧，如果浓度足够高同时存在相对较高的湿度(＞85％)的话(参见例如Ishizaki et al.Inactivation of the Silas spores by ozone，J.Appl.Bacteriol.60，(1986)第67-72页)。在许多公知的用于通过臭氧杀菌的装置中，臭氧不在实际的处理室中产生，而是在一个在空间上与处理室分开的臭氧发生器中产生，然后通过管道和阀门输入到处理室。不仅已知低压工艺，例如按照美国专利3.719.017或按照WO 03/039607，它们还部分地处于临床试验，但是也已知在大气压下运行的方法，例如按照美国专利5.868.999。一般通过在含氧气体中以高压激励的“介电地阻止放电”运行产生臭氧。这种形式的气体放电由于存在电极绝缘也称为阻挡放电。阻挡放电使氧分子分裂成化学上非常活跃的原子态氧，它立刻与最近的氧分子化合成臭氧(O3)。这种反应是非常迅速并且放热的。臭氧是不稳定的并且在热和催化剂(与容器壁或杀菌物品接触)的影响下分解。因此，由于各电极之间的电流和化学反应形成的热也直接有助于臭氧分解，因此对于通过臭氧进行杀菌的各种装置要特别注意到，使已产生的臭氧或放电电极冷却，参见例如美国专利5.002.738和US 5.169.606。上述用于灭菌和消毒的低温工艺存在下列缺陷—通过β和γ射线杀菌是相对成本高昂的并且要求严格的安全措施。通过这种方法处理食品在德国和其它国家是不允许的。—由于阴影效应使紫外线辐射不适于处理具有复杂、三维几何形状的产品。—通过EO在4.5bar的压力室中杀菌主要存在三个缺点1.纯EO是可燃的，因此它与含氯氟烃(FCKws)混合(12％EO，88％FCKw)。由于有损臭氧层尽可能禁止使用含氯氟烃，因此必需寻找其它选择。2.EO是有毒且致癌的。3.由于EO的有毒特性，必需使灭菌物品在处理后用空气冲洗约12-15小时。这妨碍快速杀菌大量的医用产品。—在气体等离子体杀菌或臭氧水蒸气杀菌时必需将产品放置到特殊的真空室里面，因为处理过程在约0.2至20mbar的压力范围中进行。为此需要成本高昂的真空技术(泵、阀门、压力传感器等)包括输送足够浓度的有效剂(蒸发剂或升华剂，参见例如美国专利5.876.666或例如美国专利5.904.897)。此外在使用H2O2或过乙酸时需要加热的室，以保证足够的蒸汽压力以及在臭氧杀菌时需要冷却电极，以抑制臭氧分解。对于等离子体杀菌一般以13.56MHz至2.45GHz的频率激励等离子体，即，在设备中必需组合相对昂贵的高频发生器包括调谐电路。此外通常认为，在那些使用气态有效剂的方法中，这种剂通常多次地加入到公共的处理室里面。通常在包装中进行医药物品和产品的杀菌，以排除处理后的细菌交叉生长。因此这种包装是半透明的，即配有微孔，它们对于有效剂是可通过的而对于细菌孢子和微生物是不可通过的。适合的材料例如是Tyvek(DuPont Inc.)。因此包装对于有效剂是另一障碍并且可能导致包装外表面上的提前化学分解或有效剂的蒸汽凝结。在将有效剂从发生器输送到处理室中时经常导致在输送管道或阀门表面上有效剂浓度的进一步损失。
技术实现思路
本专利技术源自按照WO 03/59400 A1的装置。在这里描述了一种用于处理物品、即用于物品杀菌的装置，其中使用放电，以产生用于物品杀菌的臭氧。按照该文献的图1设有一个消毒容器，在其外侧上设置两个扁平电极。在容器内腔中设置一个电极结构，它具有相应的扁平的、与外电极平行的电极。由现有技术提出本专利技术的目的是，这样改进一种如权利要求1前序部分所述的用于处理物品的装置，使得在简单加工的同时实现能可靠预定的运行方式。这个目的按照本专利技术通过权利要求1的特征、尤其是通过其特征部分得以实现，因此其特征是，在壁内侧面上固定地设置至少一个与所述两个外电极电容性耦联的对应电极。本专利技术的原理主要是，在容纳室壁的外侧面上固定地设置两个电极并且在壁的内侧面上固定地设置一个电极。内电极电容地与两个外电极性耦联。这意味着，在两个外电极上可以施加交流电压，并且在内部的电容性耦联的对应电极上仅仅感应外电极的电压。内电极绝缘地、即与外电极分开并且与电源单元分开地设置。尤其是没有至内电极的电导线。因此无需在容纳室壁中用于穿过电导线的通口。通过使内电极固定地设置在壁内侧面上能够实现三个电极相互间的非常准确的定位。壁的给定壁厚非常准确地给定外电极与内电极的距离。由此存在着以非常精确的程度构成可预定的表面放电的可能性。这种表面放电可以在内电极的边缘区、即直接在容纳室内部点燃，由此使放电直接在用于处理物品的容纳室中点燃。因此由于放电在灭菌或消毒的情况下要产生的紫外线辐射或臭氧可以直接作用于设置在容纳室中的物品。作为放电，按照本专利技术的装置产生所谓的表面放电，表面放电是阻挡放电的一种特殊工艺变型并且称为表面阻挡放电(SurfaceBarrier Discharge)。表面放电首先由S.Masuda提及(S.Masuda et al.，IEEE Trans.Ind.Appl.24，223-231(1988)，US专利4本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于借助放电在物品容纳室（１３）中处理物品（１４）的装置（１０），该容纳室由介电材料制成的壁（１１、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ）限定，在该壁的外侧面（１５）上设置至少两个电极（１６ａ、１６ｂ），其特征在于，在所述壁（１１）的内侧面（２０）上固定地设置至少一个与两个外电极电容性耦联的对应电极（２１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-10-12 10 2004 049 783.41.用于借助放电在物品容纳室(13)中处理物品(14)的装置(10)，该容纳室由介电材料制成的壁(11、11a、11b、12a、12b、12c、12d、12e)限定，在该壁的外侧面(15)上设置至少两个电极(16a、16b)，其特征在于，在所述壁(11)的内侧面(20)上固定地设置至少一个与两个外电极电容性耦联的对应电极(21)。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置(10)构成为物品(14)的输送装置和/或储存装置。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述壁(11)除了电极(21、16a、16b)以外由物品(14)的常规包装构成。4.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(11)由塑料、尤其是由PE、PA、PVC、PET或类似材料制成或者可选择地由尤其是含有纸、卡纸或纸板和塑料的复合材料制成。5.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(11)是不透气的。6.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(10)构成为一次性包装。7.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(10)构成为多次性包装。8.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述两个外电极(16a、16b)可以由一电源单元(18)的各连接触点(19a、19b)触点接通。9.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(11)具有一个可封闭的通向容纳室(13)的入口。10.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述入口由门或由撕裂封口构成。11.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(11、11b)局部或完全柔性地构成。12.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述内电极(21)的内侧面或/和边缘棱(22a、22b)是自由暴露在容纳室中的。13.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述内电极(21)相对于外电极(16a、16b)这样定位和确定尺寸，使得在内电极(21)在外电极(16a、16b)上的垂直投影(图5)中，内电极(21)的轮廓(31)基本完全位于外电极(16a、16b)的轮廓(32)内。14.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述内电极(21)基本哑铃形地(图5)构成。15.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述内电极(21)具有两个相互连接的中心(29a、29b)。16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，一个中心(29a、29b)的面积小于所属的对置的外电极(16a、16b)的面积。17.如上述权利要求中任一项尤其是如权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述内电极(21)、尤其是内电极的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：J恩格曼，A施瓦贝迪森，
申请(专利权)人：JE等离子技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]