(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滅菌槽内での滅菌に用いた水溶性有機物ガスを排出するための減圧ポンプと、前記水溶性有機物ガスを酸化分解して無害ガスにするための触媒槽とで構成された処理装置において、
前記減圧によって副生する水溶性有機物含有凝縮水を貯留するためのドレンポットと、
このドレンポットに貯留された前記凝縮水を前記触媒槽に供給するための供給ラインと、
ドレンポット内の凝縮水を前記触媒槽に向けて圧送するための圧縮ガス供給手段とが配設されていることを特徴とする水溶性有機物ガスの処理装置。
【請求項２】
前記触媒槽における酸化分解の発熱によって自己加熱された無害ガスを用いて前記触媒槽に供給するガスを予め加熱するための熱交換器がさらに配設されていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
滅菌槽での滅菌に用いた水溶性有機物ガスを減圧ポンプで排出し、排出された水溶性有機物ガスを触媒槽に供給して酸化分解することにより無害ガスにする方法において、
前記排出のためのラインに設けられたドレンポットに溜まった水溶性有機物含有凝縮水を圧縮ガスによって圧送して前記触媒槽に供給し、酸化分解することを特徴とする水溶性有機物ガスの処理方法。
【請求項４】
水溶性有機物ガスの酸化分解に先立って加熱ガスを触媒槽に供給して触媒を予熱しておくこととし、この予熱工程で前記水溶性有機物含有凝縮水を前記触媒槽に供給して酸化分解させ、この酸化分解の発熱によって自己加熱された無害ガスを用いて、前記触媒槽に供給するガスを予め加熱することを特徴とする請求項３記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療器具、生理用品などを滅菌するために使用される水溶性有機物ガス（エチレンオキサイドガスなど）の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
注射器などの医療器具、おむつなどの生理用品などは、滅菌装置内に収容し、この装置内にエチレンオキサイドガスを導入することによって滅菌している。しかしエチレンオキサイドガスは爆発性があって危険であり、人体に対して有害であるため、滅菌後は無害化する必要がある。
【０００３】
エチレンオキサイドガスを無害化する方法として、例えば、特開平１１−７６３８５号公報には、滅菌槽内の排ガス（酸化エチレンガス）を真空ポンプで吸引した後、前記排ガスを触媒に供給することによって無害化する方法が開示されている。しかし、真空ポンプで滅菌槽内を減圧にすると、排気ライン内に凝縮水が溜まる虞がある。この凝縮水には高い濃度（約３０％程度）で酸化エチレンガスが溶け込んでおり、危険である。
【０００４】
そこで真空ポンプにドレンポットを併設し、このドレンポットに凝縮水を一旦貯留した後、処理業者等に委託して貯留された凝縮水を焼却処理している。しかし１回の滅菌操作で発生する凝縮水の量は比較的少ないため、処理業者等に委託するためには、凝縮水を大型の容器に移し変えて蓄え、所定量蓄えられたところで処理業者等に引き渡す必要があり、作業が煩雑である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記作業を簡略化するためには、例えば、排気ラインを加熱して凝縮を防止することが考えられる。加熱の方法としては、スチーム加熱、ヒーター加熱などが考えられる。しかしスチーム加熱する場合、ボイラーなどが必要となり、装置が大型化してしまう。一方、ヒーターは比較的小型であるため、装置を小型にすることができるものの、滅菌槽のエチレンオキサイドガスは爆発下限界以上の濃度であることが多く、電気を用いるヒーターで加熱するのは非常に危険である。
【０００６】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、滅菌用の水溶性有機物が溶解した凝縮水の処理作業を簡略化できる水溶性有機物ガスの処理装置及び処理方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、安全に凝縮水を処理できるだけでなく、処理装置を小型化できる水溶性有機物ガスの処理装置及び処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、水溶性有機物ガスを処理するための触媒槽に向かうように、ドレンポットから延びる配管を形成し、ドレンポット内の滅菌用水溶性有機物を含有する凝縮水を圧縮ガスで圧送して前記配管を通じて前記触媒槽に供給すると、滅菌用水溶性有機物を含有する凝縮水を直接前記触媒で処理できるだけでなく、前記凝縮水中の水溶性有機物の濃度が高い場合であっても、圧縮ガスによって爆発下限界濃度以下になるまで希釈されるため安全であり、しかも圧縮ガス供給手段（コンプレッサ、圧縮ガスボンベなど）と配管とはボイラーなどに比べて占有体積が小さいために装置を簡単に小型化できることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち本発明に係る水溶性有機物ガスの処理装置は、滅菌槽内での滅菌に用いた水溶性有機物ガス（アルキレンオキサイドガスなど）を排出するための減圧ポンプと、前記水溶性有機物ガスを酸化分解して無害ガスにするための触媒槽とで構成されおり、さらに前記減圧によって副生する水溶性有機物含有凝縮水を貯留するためのドレンポットと、このドレンポットに貯留された前記凝縮水を前記触媒槽に供給するための供給ラインと、ドレンポット内の凝縮水を前記触媒槽に向けて圧送するための圧縮ガス供給手段とが配設されている点に要旨を有するものである。前記処理装置は、前記触媒槽における酸化分解の発熱によって自己加熱された無害ガスを用いて前記触媒槽に供給するガスを予め加熱するための熱交換器がさらに配設されているのが望ましい。
【００１０】
また本発明に係る水溶性有機物ガスの処理方法では、滅菌槽での滅菌に用いた水溶性有機物ガスを減圧ポンプで排出し、排出された水溶性有機物ガス（アルキレンオキサイドガスなど）を触媒槽に供給して酸化分解することにより無害ガスにする。そして本発明の方法は、前記排出のためのラインに設けられたドレンポットに溜まった水溶性有機物含有凝縮水を圧縮ガスによって圧送して前記触媒槽に供給し、酸化分解する点に要旨を有するものである。前記方法では、水溶性有機物ガスの酸化分解に先立って加熱ガスを触媒槽に供給して触媒を予熱しておくこととし、この予熱工程で前記水溶性有機物含有凝縮水を前記触媒槽に供給して酸化分解させ、この酸化分解の発熱によって自己加熱された無害ガスを用いて、前記触媒槽に供給するガスを予め加熱することが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の処理装置の概略図である。この装置１は、滅菌槽６内での滅菌に用いた水溶性有機物ガスを自然に排出するための第１の排気ラインＬ１と、前記水溶性有機物ガスを強制的に排気するための第２の排気ラインＬ２とを有している。前記強制排気ラインＬ２には、減圧ポンプ（真空ポンプなど）２が接続していると共に、減圧によって副生する凝縮水を貯留するためのドレンポット３が設けられている。また前記装置１は、排気（自然排気、強制排気など）された水溶性有機物ガスを酸素含有ガスと混合・希釈するための混合器（スタティックミキサーなど）９と、この希釈ガスを酸化分解するための触媒槽１３も備えている。このような装置１を用いると、滅菌に用いた水溶性有機物ガスを触媒槽１３における酸化分解によって無害化することができる。
【００１３】
さらに前記装置１は、前記ドレンポット３の底部から延出し、かつこのドレンポット３に貯留された凝縮水を前記触媒槽１３に供給するための供給ラインＬ３と、この供給ラインＬ３に接続して前記凝縮水を前記触媒槽１３に向けて圧送するための圧縮ガス供給供給装置（コンプレッサ、圧縮ガスボンベなど）４も備えている。そのため、前記凝縮水に滅菌に用いた水溶性有機物が溶解していても、凝縮水を前記触媒槽１３で無害化することができ、凝縮水の処理作業を簡略化できる。しかもし圧縮ガス供給手段はボイラーなどに比べて占有体積が小さいために装置を簡単に小型化できる。さらには凝縮水中の水溶性有機物の濃度が高い場合であっても、圧縮ガスによって爆発下限界濃度以下になるまで希釈されるため安全である。
【００１４】
以下、滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）の処理操作と、凝縮水の処理操作に分けて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
［滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）の処理操作］
滅菌槽６では、医療器具、生理用品などの被滅菌物と共に水溶性有機物ガスを充填し、被滅菌物を滅菌する。
【００１６】
前記滅菌に使用する水溶性有機物ガスとしては、アルキレンオキサイドガス（エチレンオキサイドガスなど）、アルデヒドガス（ホルムアルデヒドガスなど）などが挙げられる。通常、アルキレンオキサイドガス（特にエチレンオキサイドガス）を使用する。
【００１７】
滅菌用ガス中の水溶性有機物（例えば、アルキレンオキサイド）の濃度は、例えば、５〜４０容量％（好ましくは１０〜３０容量％）程度である。前記ガス中の残余の成分は特に限定されないが、通常、ＣＯ2である。また滅菌槽６内の滅菌用有機ガスの圧力は常圧以上（例えば、加圧状態）であり、通常、０〜２００ｋＰａ（ゲージ圧）程度、好ましくは３０〜１００ｋＰａ程度である。
【００１８】
前記滅菌用ガスは、滅菌終了後は、滅菌槽６から排気する。排気の手段としては、少なくとも減圧ポンプ２を用いて滅菌槽６を減圧にしながら強制排気する限り特に限定されないが、通常、１回（１バッチ）の排気操作だけでは滅菌用ガスを完全に排気することはできないため、排気後に滅菌槽６に洗浄用ガス［酸素含有ガス（空気など）など］を供給し、再び排気する操作を複数回（複数バッチ）繰り返す。
【００１９】
通常、滅菌操作中は滅菌用ガスが加圧状態にあることが多いため、第１回目（１バッチ目）の排気操作としては、この加圧を利用して前記自然排気ラインＬ１から自然に排気することが多い。滅菌槽６が略常圧になったらラインを前記強制排気ラインＬ２に切り替えて、減圧ポンプ２を作動させて強制的に排気する。以降は、洗浄用ガスで滅菌槽６を復圧した後、減圧ポンプ２を作動させて強制排気ラインＬ２から強制排気することが多い。
【００２０】
なお減圧ポンプ２を作動させて強制排気する場合、滅菌槽６の圧力は、通常、−１０〜−１００ｋＰａ（ゲージ圧）程度、好ましくは−８０〜−９５ｋＰａ（ゲージ圧）程度である。
【００２１】
前記ラインＬ１，Ｌ２から排気された排ガス（滅菌用ガス）は、これらラインＬ１，Ｌ２に接続する排ガス導入弁Ｖ３を介して、混合器９に供給される。この混合器９には、酸素含有ガス（空気など）取入口８及び酸素含有ガス量調整弁Ｖ４で構成された酸素含有ガス取入手段７も接続しており、この取入手段７から導入された酸素含有ガスによって前記排ガスを混合・希釈する。
【００２２】
混合・希釈では、安全のため、希釈ガス中の滅菌用有機物（アルキレンオキサイドなど）の濃度を、爆発下限界濃度の１／４以下［例えば、７５００ｐｐｍ（容量基準）以下］にすることが多い。
【００２３】
前記希釈ガスは、前記混合器９の下流側に設けられたファン１０によって、前記触媒槽１３に供給される。なお前記ファン１０は、混合器９の上流側に設けてもよい。
【００２４】
上記のようにして希釈化されて触媒槽１３に導入された滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）は、触媒槽１３内の触媒によって酸化することができ、水やＣＯ2などに分解して無害ガスにすることができる。
【００２５】
なお前記装置１では、希釈ガスを調整するための前記混合器９と、希釈ガスを酸化分解するための触媒槽１３との間に、ヒーター１２が配設されている。このヒーター１２によって希釈ガスを加熱することにより、希釈ガスを触媒酸化に適した温度にまで加熱することができる。加熱温度は、触媒や水溶性有機物の種類に応じて適宜選択できるが、例えば、２００℃以上（好ましくは２３０℃以上、さらに好ましくは２５０℃以上）であり、３５０℃以下（好ましくは３００℃以下、さらに好ましくは２８０℃以下）である。
【００２６】
さらに前記装置１は、触媒槽１３に導入される希釈ガスと、触媒槽１３から排出される無害ガスとの間で熱交換するための熱交換器１１も備えている。すなわち触媒槽１３における酸化反応は発熱反応であるため、前記無害ガスは前記発熱によって自己加熱されており、大きな熱（顕熱）を有している。無害ガスと希釈ガスとを前記熱交換器１１におい熱交換すると、無害ガスにより希釈ガスを触媒槽１３に供給する前に予め加熱することができる。そのため装置のエネルギー効率を高めることができる。より具体的には、前記発熱温度は、約２５０℃程度である。触媒層１３に導入する希釈ガスは、温度２００℃程度（好ましくは２３０℃程度、さらに好ましくは２５０℃程度）にまで加熱されているため、無害ガスの温度は４５０℃程度（好ましくは４８０℃程度、さらに好ましくは５００℃程度）になっている。熱交換器に導入される前の希釈ガスの温度は、室温（約２０℃）程度であるが、前記４５０℃程度（好ましくは４８０℃程度、さらに好ましくは５００℃程度）の無害ガスによって加熱することにより、約２００℃（好ましくは約２３０℃、さらに好ましくは２５０℃程度）にまで加熱することができる。すなわち熱交換器１１で加熱すれば、ヒーター３による加熱は必ずしも必要ではない。
【００２７】
また前記装置１は、希釈ガスを熱交換することなく触媒槽１３に供給するためのバイパスラインＬ４も備えている。そして前記バイパスラインＬ４に供給する希釈ガスの量と、熱交換器１１に供給する希釈ガスの量との比率を適宜調節することができる。そのため希釈ガスの熱交換による加熱の程度を制御することができる。
【００２８】
熱交換による加熱の制御は、希釈ガス中の滅菌用有機物の濃度が大きく変動する場合に特に有効である。すなわち、上述したように滅菌用ガスは第１回目（第１バッチ目）の排気では、滅菌操作時の濃度のままで排気するものの、第２回目（第２バッチ目）以降の排気では、洗浄用ガスで希釈した後で排気することが多い。このガスを酸素含有ガスで希釈すると、バッチ毎に希釈ガス中の滅菌用有機物の濃度が変化し、希釈ガス中の滅菌用有機物の濃度が高くなる場合もある。高濃度の希釈ガスを触媒槽１３で酸化分解すると、発熱量が大きくなって無害ガスの温度が高くなる。そして熱交換サイクルを通じて触媒槽１３に供給する希釈ガスの温度と、この希釈ガスを発熱的に酸化分解した無害ガスの温度とが高くなりつづけ、最終的には無害ガスの温度が触媒の耐熱温度を超えてしまう虞がある。そのような場合に、希釈ガスの供給をバイパスラインＬ４に切り替えて、熱交換を抑制すると、無害ガスの高温化を抑制することができ、触媒の熱劣化による失活を防止することができる。
【００２９】
バイパスラインＬ４に供給する希釈ガスの量と、熱交換器１１に供給する希釈ガスの量との比率は、バイパスラインＬ４の入口側に設けられたバルブＶ６及び熱交換器１１の入口側に設けられたバルブＶ５の開度を調節することによって制御できる。
【００３０】
なお処理装置１では、希釈ガスを触媒槽１３に供給するに先立って、触媒槽１３を予熱しておくのが望ましい。予熱工程では、例えば、酸素含有ガス取入手段８から取り入れた媒体ガス（空気など）を、熱交換器１１及びヒーター１２で加熱し、この加熱ガスを触媒槽１３に供給することによって触媒槽１を加熱する。なお触媒槽１３の加熱に利用した媒体ガスは、未だ顕熱が残っているため、再び熱交換器１１に供給し、新たに導入する媒体ガスを加熱するのに利用する。
【００３１】
前記予熱は、触媒槽１の出口ガスが所定温度［例えば、２００℃以上（好ましくは２３０℃以上、さらに好ましくは２５０℃以上）、３５０℃以下（好ましくは３００℃以下、さらに好ましくは２８０℃以下）］になるまで継続する。
【００３２】
［凝縮水の処理操作］
そして前記本発明の装置１は、滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）のみならず、ドレンポット３に貯留した凝縮水をも処理できる。すなわち前記凝縮水は、滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）の強制排気（減圧排気）によって副生し、水溶性有機物を高い濃度で含有しているため、外部業者に処理を委託するなど従来処理に苦慮していたが、本発明によればこの凝縮水をも処理装置１で処理することができるため、凝縮水の処理作業の煩雑さから開放される。
【００３３】
より詳細には、前記ドレンポット３には凝縮水供給ラインＬ３の一端が接続しており、この供給ラインＬ３の他端は前記触媒槽１３の上流側（この例では、触媒槽１３の上流側に配設されたヒーター１２と、このヒーター１２の上流側に位置する熱交換器１１との間）に接続している。なおこの他端側の接続部には、凝縮水を噴霧状態で供給するための噴霧器５が配設されている。
【００３４】
一方、前記供給ラインＬ３の上流側（ドレンポット３側）には、分岐ラインＬ５を介して圧縮ガス供給手段（コンプレッサ、圧縮ボンベなど）４が接続している。この圧縮ガス供給手段から圧縮ガス（圧縮空気など）を前記ラインＬ３に供給すると、ドレンポット３内の凝縮水もこのラインＬ３内に吸い込まれる。そして圧縮ガスと凝縮水とは、前記噴霧器５から噴霧され、この噴霧器５の下流側に位置するヒーター１２を用いて滅菌用ガスを加熱する場合と同様の温度まで加熱した後、触媒槽１３で酸化分解することができる。
【００３５】
凝縮水中の滅菌用有機物の濃度は、例えば、３０質量％以下程度、好ましくは２０質量％以下程度、さらに好ましくは１０質量％以下程度である。なお凝縮水中の滅菌用有機物の濃度は、通常、０．１質量％以上である。
【００３６】
このような高濃度の凝縮水を噴霧器５で噴霧して直接ヒータ１２で加熱すると、凝縮水の濃度によっては爆発する虞があるものの、本発明では、凝縮水を圧縮ガスで希釈しているために、噴霧ガス中の滅菌用有機物の濃度を爆発下限界濃度以下、好ましくは爆発下限界濃度の１／４以下にすることができる。なお爆発下限界濃度は、アルキレンオキサイド（エチレンオキサイドなど）の場合、７５００ｐｐｍ（容量基準）程度である。
【００３７】
噴霧ガス中の滅菌用有機物濃度は、圧縮ガスの供給量及び凝縮水の供給量を制御することによって、調整できる。前記各供給量の制御は、ドレンポット３の出口側に設けられたバルブＶ１及び／又は圧縮ガス供給手段４の出口側に設けられたＶ２の開度を調節することによって行うことができる。
【００３８】
凝縮水の流量は、凝縮水の濃度、滅菌用有機物の種類などに応じて適宜設定でき、例えば、１．６Ｌ／分以下程度、好ましくは１．２Ｌ／分以下程度、さらに好ましくは０．８Ｌ／分以下程度である。なお凝縮水流量の下限は、０Ｌ／分（常に）でない限り特に限定されないが、通常、０．０１Ｌ／分以上である。
【００３９】
圧縮ガスの流量は、前記凝縮水の流量に応じて適宜設定でき、例えば、凝縮水を２００〜１０００倍（体積基準）に希釈できる程度の流量にすることが多い。具体的には、圧縮ガスの流量は、例えば、１．６Ｎｍ3／分以下程度、好ましくは１．２Ｎｍ3／分以下程度、さらに好ましくは０．８Ｎｍ3／分以下程度である。なお圧縮ガス流量の下限は、通常、０．００２Ｎｍ3／分以上である。
【００４０】
なお前記処理装置１は熱交換器１１を備えているため、滅菌用ガスの酸化分解による発熱のみならず、水溶性有機物含有凝縮水の処理に伴う発熱をも有効利用でき、エネルギー効率をさらに高めることができる。
【００４１】
凝縮水の供給のタイミングは特に限定されず、滅菌用ガスの処理中に適宜供給してもよいが、好ましくは滅菌用ガスの処理を開始する前の予熱工程において供給する。滅菌用ガスの処理中に凝縮水を供給する場合、上述したように、滅菌用ガス中の滅菌用有機物（水溶性有機物）の濃度が高くなって無害ガスの温度が触媒の耐熱温度を超える虞があるためにバイパスラインＬ４に希釈ガスを供給する場合があり、凝縮水の処理に伴う発熱を１００％は利用できない場合があるのに対し、予熱工程では希釈ガスではなく媒体ガス（空気など）を流通させているために濃度が大きく変動する虞がなく、凝縮水の処理に伴う発熱を１００％利用することができる。
【００４２】
予熱工程において凝縮水を供給する場合、触媒槽１３の温度がある程度高くなってから凝縮水を供給するのが望ましい。例えば、媒体ガスだけを流通させて、触媒槽１の出口ガス温度が１５０℃以上、好ましくは１７０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上になってから凝縮水を供給してもよい。
【００４３】
なお前記処理装置１では、凝縮水供給ラインＬ３は触媒槽１３よりも上流側に接続している限り接続場所は特に限定されず、熱交換器１１の上流側に接続していてもよい。
【００４４】
また前記処理装置１では、ヒーター１２は熱交換器１１よりも下流側に配設されているものの、ヒーター１２を熱交換器１１の上流側に配設してもよい。
【００４５】
さらに前記処理装置１は、滅菌用ガス及び凝縮水を処理できればよく、熱交換器１１は必ずしも必要ではない。またバイパスラインＬ４も必ずしも必要ではない。
【００４６】
加えて前記処理装置１は、減圧ポンプ２によって滅菌用ガスを排気できればよく、自然排気ラインＬ１は必ずしも必要ではない。
【００４７】
本発明で使用する触媒は、特に限定されず、慣用の種々の触媒が使用できる。好ましい触媒には、貴金属系酸化触媒、例えば、下記Ａ成分から選択された少なくとも一種と、下記Ｂ成分から選択された少なくとも一種とを含有する貴金属系触媒が含まれる。
【００４８】
Ａ成分：アルミニウム、チタニウム、シリコン、ジルコニウム、セリウム、鉄Ｂ成分：金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガン、銅
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、滅菌用ガス（水溶性有機物ガス）を減圧排気して触媒槽に供給しているために滅菌用ガスを無害ガスにできるだけでなく、前記減圧排気によって副生した水溶性有機物含有凝縮水をも圧縮空気で圧送して触媒槽に供給しているため、凝縮水を簡便に処理できる。しかも圧縮空気で凝縮水を希釈しているために爆発の虞がなく、加えて圧縮空気供給手段（コンプレッサ、圧縮ボンベなど）は比較的小さいため装置を容易に小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…処理装置
２…減圧ポンプ
３…ドレンポット
４…圧縮ガス供給手段
６…滅菌槽
１１…熱交換器
１３…触媒槽
Ｌ２…水溶性有機ガスの排出ライン
Ｌ３…凝縮水供給ライン
【図１】
0003896266.tif 000002