(57)【要約】実験等に用いられる機器（装置）の殺菌方法及び装置を提供する。この装置及び方法は、特に、遠心機における分離流体用のゲート、すなわちセントレート・ゲート・アセンブリの内部通路の殺菌に好適なものである。
2006511332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離流体であるセントレート用のセントレート・ゲートを下降させるステップと、
前記セントレート・ゲートのゲート・シリンダに連通し、空気の供給を制御する空気制御バルブを閉じるステップと、
それぞれが前記ゲート・シリンダに連通し、ゲート位置を制御するために用いられる第１の制御バルブ、第２の制御バルブ、第３の制御バルブ及び第４の制御バルブを開くステップと、
前記ゲート・シリンダに連通し、スチームの供給を制御するスチーム制御バルブを開いて、前記ゲート・シリンダ内に配設されるピストン形シリンダの空洞部（piston cylinder cavity）にスチームを導入するステップと、
遠心機のシステムの温度を判断するステップと、
前記システムの温度とあらかじめ設定された温度を比較するステップと、
前記あらかじめ設定された温度に到達するまで前記セントレート・ゲートを上昇位置から下降位置へと切り換え、保持するステップと、
を含んで構成されることを特徴とする遠心機の殺菌方法。
【請求項２】
前記空気制御バルブを閉じるステップは、前記ピストン・キャビティ（piston cavity）内に閉じ込められた空気を排出するステップを更に含むことを特徴とする請求項１記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項３】
前記空気を排出するステップは、前記ゲート・シリンダの下流側の前記第３の制御バルブ、前記第４の制御バルブにそれぞれ連通する第１の開口部（オリフィス）、第２の開口部（オリフィス）からの空気の排出を更に含むことを特徴とする請求項２記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項４】
前記システムの温度を判断するステップは、前記第３の制御バルブ、前記第４の制御バルブのそれぞれの下流側に配置された第１の温度素子、第２の温度素子による温度検出を更に含むことを特徴とする請求項３記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項５】
前記システムの温度を比較するステップは、前記第１の温度素子及び前記第２の温度素子とつながるコントローラによる比較を更に含むことを特徴とする請求項４記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項６】
前記セントレート・ゲートの位置を切り換え、保持するステップは、前記空気制御バルブ、前記第１の制御バルブ及び前記第４の制御バルブを閉じて前記セントレート・ゲートを上昇させることを含むことを特徴とする請求項１記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項７】
前記セントレート・ゲートの位置を切り換え、保持するステップは、前記空気制御バルブ、前記第２の制御バルブ及び前記第３の制御バルブを開いて前記セントレート・ゲートを下降させることを含むことを特徴とする請求項１記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項８】
前記システムの温度を比較するステップは、前記あらかじめ設定された温度に到達した後、前記スチーム制御バルブを閉じることを更に含むことを特徴とする請求項５記載の遠心機の殺菌方法。
【請求項９】
分離液体であるセントレート用のセントレート・ゲートを下降させる手段と、
前記セントレート・ゲートのゲート・シリンダに連通し、空気の供給を制御する空気制御バルブを閉じる手段と、
それぞれが前記ゲート・シリンダに連通し、ゲート位置を制御するための用いられる第１の制御バルブ、第２の制御バルブ、第３の制御バルブ及び第４の制御バルブを開く手段と、
前記ゲート・シリンダに連通し、スチームの供給を制御するスチーム制御バルブを開いて、前記ゲート・シリンダ内に配設されるピストン形シリンダの空洞部（piston cylinder cavity）にスチームを導入する手段と、
機器のシステムの温度を判断する手段と、
前記システムの温度とあらかじめ設定された温度を比較する手段と、
前記あらかじめ設定された温度に到達するまで前記セントレート・ゲートを上昇位置から下降位置に切り換え、保持する手段と、
を含んで構成されることを特徴とする機器殺菌装置。
【請求項１０】
前記空気制御バルブを閉じる手段は、前記ピストン・キャビティ（piston cavity）内に閉じ込められた空気を排出する手段を含んで構成されることを特徴とする請求項９記載の機器殺菌装置。
【請求項１１】
前記空気を排出する手段は、前記ゲート・シリンダ下流側の前記第３の制御バルブ、前記第４の制御バルブにそれぞれ連通する第１の開口部（第１オリフィス）、第２の開口部（第２オリフィス）を含んで構成されることを特徴とする請求項１０記載の機器殺菌装置。
【請求項１２】
前記システムの温度を判断する手段は、前記第３の制御バルブ、前記第４の制御バルブのそれぞれの下流側に配置された第１の温度素子、第２の温度素子を含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載の機器殺菌装置。
【請求項１３】
前記システムの温度を比較する手段は、前記第１の温度素子及び前記の第２温度素子とつながるコントローラを含んで構成されることを特徴とする請求項１２記載の機器殺菌装置。
【請求項１４】
前記セントレート・ゲートの位置を切り換え、保持する手段は、前記空気制御バルブ、前記第１の制御バルブ及び前記第４の制御バルブを閉じて前記セントレート・ゲートを上昇させることを含むことを特徴とする請求項１０記載の機器殺菌装置。
【請求項１５】
前記セントレート・ゲートの位置を切り換え、保持する手段は、前記空気制御バルブ、前記第２の制御バルブ及び前記第３の制御バルブを開いて前記セントレート・ゲートを下降させることを含むことを特徴とする請求項１０記載の機器殺菌装置。
【請求項１６】
遠心機本体に近接して設けられるコントローラと、
前記遠心機本体の内部に配設されるセントレート・ゲートと、
前記セントレート・ゲート、空気供給源及びスチーム供給源に連通して設けられるバルブ・アセンブリ（バルブ群）と、
前記コントローラとつながる複数の温度素子と、を含んで構成され、
前記コントローラが前記バルブ・アセンブリを操作するように構成されていることを特徴とする遠心機の殺菌装置。
【請求項１７】
前記バルブ・アセンブリは、
第１、第２、第３及び第４の４つの制御バルブと、
第１及び第２の２つの圧力調整用開口部（pressure orifice）と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１６記載の遠心機の殺菌装置。
【請求項１８】
前記複数の温度素子は、前記セントレート・ゲート下流側の前記第３の制御バルブ、前記第４の制御バルブのそれぞれの下流側に配設された第１の温度素子、第２の温度素子を含んで構成されることを特徴とする請求項１７記載の遠心機の殺菌装置。
【請求項１９】
前記複数の温度素子がそれぞれ温度センサであることを特徴とする請求項１６記載の遠心機の殺菌装置。
【請求項２０】
前記第１の圧力調整用開口部、前記第２の圧力調整用開口部は、前記第１の温度素子、前記第２の温度素子のそれぞれの下流側に配設されることを特徴とする請求項１８記載の遠心機の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００２年１２月２３日出願の米国仮出願Ｎｏ．６０／４３５，２５５に基づいて優先権を主張する。また、その開示は参照されて本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、広く実験等で用いられる機器（装置）の殺菌に関するものである。より詳しくは、本発明は、遠心機のセントレート・ゲート・アセンブリ（分離流体用ゲート組立体；centrate gate assembly)の内部通路の殺菌（処理）に関する。
【背景技術】
【０００３】
遠心機は、その通常動作において、セントレート・ゲート・アセンブリの内部のピストン・キャビティに運び込まれた汚染物質を有している可能性がある。
この領域における温度はモニタされていないので、システム全体に対して蒸気処理（スチーム処理）を確実に行うには、スチームを直接注入する必要がある。
【０００４】
遠心機本体は、通常、その内部に分離固体（固形物）を略除去した残りの分離液体等の分離流体である「セントレート」用のゲート、つまりセントレート・ゲート（分離流体ゲート）を含んで構成されている。このセントレート・ゲートは、固形物を遠心機のセントレート排出部（分離流体排出部）から隔離して、排出する役割を果たしている。これにより、生成物（目的成分）の汚染や滅失が防止されることになる。
【０００５】
上記セントレート・ゲートは、四方々向制御バルブ（4-way directional valve）を用いて上昇・下降操作されるのが一般的である。しかしながら、このようなバルブは、スチーム（殺菌）処理に適していない。
本発明は、このような欠点に対処し、これを是正するものである。
【０００６】
遠心機の分離器（以下、単にセパレータという）には種々のタイプがあり、これらは、異なる成分を含んだ混合物（液）をその比重成分に応じて分離することが知られている。
上記異なる成分を含んだ混合物（液）は、供給原料あるいは液体供給原料とも呼ばれることもあり、上記セパレータの回転ボウル内に注入される。この回転ボウルは、高速で回転し、上記混合物（液）内の粒子を液体であるセントレートから分離させる。
その結果、高密度の固形物ケーキが回転ボウルの表面にきつく固まり、また（分離された）液体であるセントレートは、上記固形物ケーキの半径方向の内側に向けて形成されることになる。
【０００７】
上記回転ボウルは、固形物を上記（液体）セントレートから分離できるようにするため、２０，０００（Ｇ）もの遠心力を発生させるのに十分な速度で回転する場合がある。
上記液体供給原料は、通常、その供給口から回転ボウルに導入されるまでは比較的ゆっくりと移動し、回転ボウルにて瞬時に回転ボウルの角速度まで加速される。
しかし、このような高速の回転ボウルに液体供給原料を導入すると、剪断力が発生して、液体供給原料中の多くの固形物成分を分離する前に破壊してしまうおそれがある。
【０００８】
固形物がボウル壁に堆積する間に、上記セントレートは流出する。
一旦、所望量の固形物が堆積したと判定されると、セパレータが排出モードにセットされる。
そのような排出モードにおいては、回転ボウルの長さに伸びるスクレーパ・ブレード（刃）がセパレータ壁に接触するようなスクレーピング・ポジションに配設され、（回転）ボウルが低速のスクレーピング速度で回転する。
すると、固形物は、（回転）ボウルの側面）から削り取られて、固形物収集用の出口に向かって落下することになる。
しかし、このようなスクレーピング・システムでは、ピーナッツ・バター状の湿った固形物や粘着性の固形物等については効果的に除去することができない。
このような場合には、粘着性の固形物は、セパレータ壁やスクレーパ・ブレードに付着したままとなるか、あるいは、セパレータ壁から落下した後に、上記収集用の出口に到達する前にブレードに再付着してしまうことがある。
その結果、固形物の回収率は低下してしまい、残った固形物はセパレータの望ましくない汚染をもたらすことになる。
【０００９】
伝染性の試料が処理されたり、保管されたりする可能性のある装置（機器）において、試料の流出や破損を原因とする、機器の内面の汚染や装置内に保持される内容物の汚染が、残念なことではあるが、頻繁に起こっている。
汚染された機器を殺菌するために多忙な実験室から移動させることは、実際には不可能であることが多い。
これまでのところ、表面殺菌剤等を用いて適宜行われる手動清掃（マニュアル・クリーニング）が、唯一の実用的な解決策となっている。
それ以外の、より小さい機器にのみ適用できる、あまり実用的でない方法としては、機器をグルタルアルデヒド等に浸す方法がある。
場合によっては、汚染があまりに広範囲にわたっているため、装置を完全に廃棄して、新たな装置を購入して置き換えることさえある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
いくつかの実験機器（実験装置）、特に、低温の遠心機や、きわめて低温の内面あるいは温度が大きく異なる２つ以上の表面領域を有する冷蔵庫のような機器における完全かつ適切な殺菌は、これまで行うことができなかった。
例えば、遠心機には、試料を１０℃以下の温度に保持するものがあるが、その同じ遠心機内の他の領域では室温となっていることがある。
【００１１】
遠心機においては、空気搬送汚染はよく起こることである。
よって、内容物を取り除くために遠心機を開けなければならなくなる前に、その内部を殺菌し、技術者が汚染される危険を回避することは望ましいことである。
また、遠心機を分解することなく、殺菌することも望ましいことである。
【００１２】
本発明の目的は、機器を分解することなく、該機器内の表面を殺菌する装置を提供し、それによって経費の削減と時間の節約とを図ることにある。
さらに、本発明の目的は、新規なバルブ・アセンブリを介して（機器の）表面を殺菌することのできるプロセス（処理）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、遠心機を分解することなく、遠心機のセントレート・ゲートの内部通路あるいは内部キャビティ（空洞部）を殺菌する装置及び方法を提供することは、本発明の特徴であり、また、その効果（利点）でもある。
【００１４】
上記の特徴や効果、並びにその他の特徴や効果は、本記載において開示されるように新規なバルブ・アセンブリの使用を通じて実現される。
本発明の一つの態様によると、遠心機の殺菌方法が提供される。この遠心機の殺菌方法は、分離流体であるセントレート用のセトレート・ゲートを下降させる（閉じる）ステップと、ゲート・シリンダに連通し、空気の供給を制御する空気制御バルブを閉じるステップと、それぞれが上記ゲート・シリンダに連通し、ゲート位置を制御するために用いられる第１、第２、第３及び第４の制御バルブを開くステップと、上記ゲート・シリンダに連通し、スチームの供給を制御するスチーム制御バルブを開き、それによって上記ゲート・シリンダ内に配設されるピストン形シリンダの空洞部（piston cylinder cavity）にスチームを導入するステップと、遠心機のシステムの温度を判断（決定）するステップと、システムの温度とあらかじめ設定された温度とを比較するステップと、あらかじめ設定された温度に到達するまで上記セントレート・ゲートを上昇位置から下降位置に切り換え、保持するステップと、を含んで構成される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、機器殺菌装置が提供される。この機器殺菌装置は、分離流体であるセントレート用のセントレート・ゲートを下降させる手段と、ゲート・シリンダに連通し、空気の供給を制御する空気制御バルブを閉じる手段と、それぞれがゲート・シリンダに連通し、ゲート位置を制御する第１、第２、第３及び第４の制御バルブを開く手段と、ゲート・シリンダに連通し、スチームの供給を制御するスチーム制御バルブを開き、それによってゲート・シリンダ内に配設されるピストン形シリンダの空洞部にスチームを導入させるステップと、システムの温度を判断（決定）する手段と、システムの温度とあらかじめ設定した温度とを比較する手段と、あらかじめ設定した温度に到達するまでセントレート・ゲートを上昇位置から下降位置へ切り換え、保持する手段と、を含んで構成される。
【００１６】
本発明の更に別の態様によれば、遠心機の殺菌装置が提供される。この遠心機の殺菌装置は、コントローラと、遠心機本体内に配設されたセントレート・ゲートと、該セントレート・ゲート、空気供給源及びスチーム供給源に連通しているバルブ・アセンブリ（バルブ群組立）と、コントローラにつながった複数の温度素子（測温体）と、を含んで構成され、上記コントローラが上記バルブ・アセンブリを操作するように構成される。
【００１７】
以上では、後述の詳細な説明がより良く理解され、また、この発明の当該技術への貢献がより良く理解されるように、本発明の重要な特徴を、かなり大まかに概説してきたが、以下に記載されるように、本発明には更なる特徴があり、これらも添付の特許請求の範囲の記載（クレーム）の主題を形成することはもちろんである。
【００１８】
この点において、本発明の少なくとも一つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の記載の説明や添付図面で示した詳細な構成や要素配置に限定されるものではないことを理解すべきである。
本発明は、他の実施形態とすることができ、各種の方法により実施され又遂行され得るものである。
また、本明細書で使用されている表現並びに用語は、要約書と同様、説明を目的としたものであって、それらに限定するものと解されるべきではないことを理解すべきである。
【００１９】
よって、当業者であれば、この開示（記載）の基礎となる技術思想が、本発明のいくつかの目的を達成するための他の構造、方法及びシステム等を設計する際の基礎として容易に利用できることが理解できるであろう。
したがって、特許請求の範囲の記載（クレーム）は、本発明の精神と範囲とを逸脱しない限り等価な構成をも包含するものとみなすことが重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ好ましい実施形態について記載するが、図面全体を通じて同一部品には同一の参照番号を付している。
本発明に基づく一実施形態は、遠心機本体３２内部のセントレート・ゲート３４を提供する。このセントレート・ゲートは、バルブ・アセンブリ３０を介してゲート・シリンダ４６のあらゆる通路のスチーム殺菌が可能となるように構成される。
【００２１】
図１は、本発明に係る装置及び方法の一実施形態の概要を例示している。
本発明に係る遠心機システム１０の動作は、様々な温度センサ１８及び（プロセス）バルブ群１６に連結するシステム・コントローラ１２によって制御される。
このコントローラ１２は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、組込型コントローラあるいはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）であるのが好ましい。
コントローラ１２は、バルブ群１６及びセントレート・ゲート１４の位置決めを行い、要求される動作、すなわち、セントレート・ゲートの上昇、下降及びスチーム処理を実現する。
スチーム処理は、機械のスチーム殺菌と関連させて周期的に実行される。
【００２２】
図２は、従来のセントレート・ゲートの構成を示している。図２に示すように、従来のセントレート・ゲートの全構成２０においては、バルブ２１が、ライン２３、２５を介してセントレート・ゲート２４、遠心機本体２２、ピストン２８及びキャビティ（空洞部）２９等と関連した唯一の制御機器である。このバルブ２１は、単独で空気の供給２６と空気の排出２７とをコントロールする。
【００２３】
図１及び図３は、本発明の一実施形態の構成を示している。図において、コントローラ１２は、システムの温度がその温度設定点で安定したことを判断（決定）する。
次に、コントローラ１２は、バルブ群１６を所定の順序で操作する。これは、ピストン・シール（図示省略）への損傷を最小限に抑えるためである。
システムが温度保持時間（状態）にある間、コントローラ１２は、セントレート・ゲート３４を交互に上昇・下降させる。
それから、コントローラ１２は、空気の供給を停止し、ピストン４６内に閉じ込められた空気を排気し、スチーム３７がピストン・キャビティ４７を流れるようにスチームをオン（供給を開始）する。
このサイクルによって、その間にピストン・キャビティ４７のすべての内面がスチームと直接接触することになる。
【００２４】
セントレート・ゲート３４は、通常、工業生産や研究室において用いられる設備（装置）の一つである遠心機本体３２の内部の部品である。その目的は、排出される固形物を遠心機本体３２のセントレート排出部から分離することである。このセントレート・ゲート３４は、生成物（目的成分）に生じうる汚染や滅失を防止する。
【００２５】
（遠心機の）動作中、液体及び場合によっては固形物粒子がセントレート・ゲートのシリンダ・チャンバ／キャビティ（空洞部）４７に引きずり込まれるおそれがある。
もし生成物が流れる合間に、ゲート３４の内部チャンバ（空洞部）４７が殺菌されないならば、前のバッチからの原料でその次のバッチが汚染される可能性がある。
【００２６】
図３に示すように、本発明の好ましい実施形態は、第１の制御バルブ３５と、第２の制御バルブ３９と、第３の制御バルブ４０と、第４の制御バルブ４１とを含んで構成されるバルブ・アセンブリ３０を備えている。これら４つの制御バルブ３５、３９、４０、４１は、ともにゲート位置を制御するために用いられる。
バルブ・アセンブリ３０は、スチーム３７又は空気３６のいずれかを制御バルブ３５、３９、４０、４１を通過させてセントレート・ゲート３４に流すために用いられる。
この発明はまた、両端に２つのポートを有するセントレート・シリンダ・ゲート４６、及び、ピストン・キャビティ４７を空にする（ピストン・キャビティ４７から空気等を排出する）よう用いられるバルブ（群）に直列に接続されるスチーム・トラップ又は流量調整用開口部（流量オリフィス）のいずれかを必要とするものであってもよい。
【００２７】
再び図３に戻って、本発明においても、セントレート・ゲート３４は依然として制御されるものの、ゲート・シリンダ４６の内部通路４７をスチーム殺菌することが可能となっている。
位置決め制御は、上昇位置に関してはバルブ３１、３５及び４１の使用によって、ゲートを下降位置へと動かすにはバルブ３１、３９及び４０の使用によって実現される。ここで、バルブ３１は、空気制御バルブである。
【００２８】
スチーム処理は、空気制御バルブ３１を閉じて、バルブ３５、３９、４０及び４１を開くことにより達成される。これによって、スチーム３７はシリンダ・キャビティ４７を通過し、流量調整用開口部（流量オリフィス）又は圧力調整用開口部（圧力オリフィス）４４、４５から流出することが可能となっている。
これらのオリフィス４４、４５は、所望の殺菌温度に到達するようにゲート・キャビティ４７内を十分な圧力状態に維持するような大きさに設定される。
また、オリフィス４４、４５は、空気／凝縮水の排出口３８に連通している。
温度素子（測温体）４２、４３は、バルブ４０、４１の間、したがって対応したオリフィス４４、４５の間で直列に配設される。
これらの温度素子４２、４３は、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）又は熱電対のいずれかであることが好ましい。
上記温度素子４２、４３は、ゲート・チャンバ４７から出るスチームの温度が、あらかじめ設定された所望の殺菌温度に到達したことを検出するのに用いられる。
【００２９】
殺菌（処理）の第１ステップは、セントレート・ゲート３４を下降させることである。次に、ゲート・シリンダ４６への空気３６の供給が停止され、バルブ３５、３９、４０及び４１が開かれる。
そして、あらかじめ設定された遅延時間の経過後、スチーム制御バルブ３３が開かれ、スチーム３７が遠心機本体３２に供給される。
遠心機本体３２があらかじめ設定された殺菌温度又は設定温度に到達し、温度素子４２、４３も殺菌温度となると、セントレート・ゲートの位置は下降位置から上昇位置へと切り換えられる。
スチームが循環している間、セントレート・ゲートの位置は、約３０秒毎に上下に切り換えられる。この処理により、すべての内面が生蒸気に曝され、ゲート３４内における低温部分を最小限とする。
【００３０】
本発明の多くの特徴や効果（利益）は、以上説明した詳細な説明から明らかであり、したがって、添付した特許請求の範囲の記載は、本発明の精神及び範囲に含まれるような特徴や利益をも全てカバーすることを意図している。
さらに、当業者なら多くの改良や変更を思いつくことができるようになっているので、図示又は記述された構造や動作とおりに発明を限定することは好ましくない。したがって、適切な改変や均等物のすべては、本発明の範囲内の含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好ましい一実施形態のブロック図である。
【図２】従来のセントレート・ゲートの構成を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係るセントレート・ゲート及びバルブ（群）の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…遠心機システム、１２…コントローラ、１４…セントレート・ゲート、１６…バルブ、１８…温度センサ、３０…バルブ・アセンブリ、３１…空気制御バルブ、３２…遠心機本体、３３…スチーム制御バルブ、３４…セントレート・ゲート、３５，３９，４０，４１…制御バルブ、３６…空気、３７…スチーム、３８…排出孔、４２，４３…温度素子（測温体）、４４，４５…流量オリフィス又は圧力オリフィス
【図１】
2006511332.tif 000003
【図２】
2006511332.tif 000004
【図３】
2006511332.tif 000005
【国際調査報告】
2006511332.tif 000006