[发明专利]杀菌消毒装置

说明书

技术领域

本发明涉及，具体地，通过吹（blowing）或拉吹（stretching-blowing）瓶子、烧杯等容器的方法而用于对制造所需的热塑材料（例如，聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等）的盖子和预成型件等的食物包装件进行消毒。

背景技术

当与固体接触时，汽化过氧化氢（VHP）放热分解成无害的氧气和水，并立即产生具有杀菌性的初生氧和自由基。因此，VHP在很多应用中可用作杀菌剂和消毒剂。

尤其是现在，VHP用于诸如药物基本材料和成品等的物体以及食物包装件的杀菌消毒处理。在这些处理中，在一定压力下给储存有要处理的物体（例如，包装材料）的处理器皿提供特定浓度的VHP，以通过初生氧和自由基的作用对这些物品进行杀菌消毒。

但是，当VHP与要处理的物品和器皿的壁面两者相接触时，处理器皿内VHP浓度下降。因此，当VHP浓度下降到一阈值水平以下时，杀菌消毒效果不佳。

一种应对该缺点的可能方式是，大量提供比杀菌消毒所需量更多的VHP，从而确保处理器皿内VHP浓度不会降低到预定值以下。但是，对于该问题来说这是一个相当浪费的方法，原因不仅在于，VHP的成本方面，而且还在于，过量的VHP不能就这样排放到大气中，而是进一步需要用于处理这些过量杀菌剂的处理单元。

为了有效杀菌消毒，处理器皿内VHP浓度应受到控制并维持在预定范围内，并且时间要足够长以对器皿内的物体进行杀菌。为此，当进行杀菌处理时，需要实时且高精确度地监测处理器皿内VHP浓度。

已知用于检测VHP浓度的很多方法，例如，受控的电势电解（potentialelectrolysis）、试纸光电测光以及使用检测管，这些方法无法实现实时检测VHP，因此不适合上述目的。

此外，已知光传感器和光化学传感器，其能在0.1到10.0mM的浓度范围内高精度检测过氧化氢。但是，它们的工作原理是基于在催化剂存在的情况下对过氧化氢进行分解以及对氧气的间接测量，通过对硅酮橡胶内捕获的吸附有硅胶的染料进行荧光性淬灭（fluorescence quenching）而产生所述氧气。也就是说，这些传感器都非常昂贵、复杂且脆弱，因此，尽管检测准确，但是，从工业角度来说，其在杀菌消毒装置中的使用不太可行。

因此，非常期望提供一种当进行杀菌处理时能实时监测VHP浓度的杀菌消毒装置，从而提高控制准确性并消除或至少大大降低过量使用昂贵的试剂造成的浪费。

大多数杀菌消毒装置包括各不同的过氧化氢源和无菌空气源以及混合设备，例如，文丘里（Venturi）式设备，其中，对在预定滴定度（titre）的水中最常用作溶剂的过氧化氢进行雾化并使其与无菌或未杀菌的空气混合，从而形成供给混合物（feed mixture）。

然后，把该供给混合物输送到蒸发器，其中，蒸发过氧化氢，从而获得汽化过氧化氢（VHP）的气态分散体。

通过调节供给到混合设备的过氧化氢水溶液和无菌空气的质量流，获知溶液的过氧化氢滴定度，可将气态分散体内的VHP浓度设定在期望值。但是，在其杀菌作用基础上，过氧化氢放热分解成水和氧气的反应在热动力方面大大受益。尽管商品等级的过氧化氢非常稳定，通常每年相对强度降低不到1%，因此可通过几个因素来提升过氧化氢分解的通常比较慢的速率。尤其是，过氧化氢水溶液的温度是一项重要的变量，因为温度每增加10°C，分解率就大概增加一倍。

也就是说，仅仅准确设置供给到混合设备的质量流可能不足以确保在供给到杀菌消毒器皿下游的气态分散体内实现期望的VHP浓度，因为水溶液滴定度可随着时间自然降低，从而使得输送到混合装置的质量流中的过氧化氢含量降低；另外，VHP还包括在过氧化氢水溶液中不能找到的自由基物质（radical species）。因此，需要杀菌消毒装置能使过氧化氢自然分解。

此外，在杀菌装置用于预成型物的情况下，从蒸发器获得的气态分散体通常不供给到包含待杀菌处理的物品的密封器皿内，而是供给到杀菌消毒通道内，预成型物穿过通道（即沿着由通道自身限定的杀菌路径）从通道的进口移动到出口，VHP浓度沿着所述路径通常不恒定。另外，为了避免过氧化氢从杀菌通道泄漏到环境中，通常通道内的气压维持在次大气压（sub-atmospheric）下。因此，尤其是当通道大时，通道近似于一个开放的环境，当开始杀菌时，实时监测VHP浓度至关重要。