技术领域本发明涉及等离子体处理系统。更特别地，本发明涉及用于刚性容器的等离子体处理系统，以及使用所述等离子体处理系统对所述刚性容器的内表面和/或内容物进行灭菌的方法。
背景技术：
存在许多已知的灭菌技术，但是这些技术中的许多技术具有诸如差的灭菌效率和要求昂贵且复杂的设备的缺点。最初，我们参考WO2011/055113，其通过引用并入本文。这是本申请人的在先申请，但是仅涉及适合于柔性包装的系统。US4,834,948是常规的同轴DBD臭氧发生器。然而，其中所公开的设备不能在密封容器内部产生臭氧。其中所公开的发明旨在向通过管道供给的流动气体添加臭氧。JP2009218083是在非常高的频率(MHz至GHz)下操作的RF供电的装置，但是还是不能在预密封的容器内部产生臭氧。再者，EP1941912A1是利用UV和IR辐射及电子冲击的组合而非化学试剂(例如，臭氧)来对物体进行灭菌的类型完全不同的装置。同样，US20110123690是简单地对密封容器使用常规热灭菌的完全不相关的装置。US7,892,611B2涉及DBD等离子体领域，但是不能从外部处理密封容器，因为需要向容器中插入电极来使其工作。本发明的至少一个方面的一个目的是消除或减轻至少一个或更多个上述问题。本发明的至少一个方面的另一目的是提供用于刚性容器的改进的灭菌设备。本发明的至少一个方面的又一目的是提供对刚性容器进行灭菌的改进方法。发明概要根据本发明的第一方面，提供灭菌设备，其包含：容纳器，其可填充有柔性绝缘材料或流体；柔性通道或凹入部(indentation)，其位于所述容纳器中，所述凹入部包括与待处理目标容器适形的绝缘材料之流体形变，所述凹入部至少部分地延伸穿过密封容纳器从而提供开口，通过所述开口能够插入并放置待灭菌的容器；系列电极，其位于围绕所述柔性通道或凹入部，通过所述系列电极能够施加高压交流信号；其中在使用期间，通过增加所述柔性绝缘材料或流体中的压力，所述柔性通道或凹入部能够被压向待灭菌的容器，并且在向所述系列电极施加高压交流信号的情况下，在待灭菌的容器中产生等离子体。因此，本发明涉及能够使用等离子体发生技术对封闭容器中的环境进行灭菌的灭菌设备。该灭菌设备可以用于各种灭菌情形，例如位于密封容器中的植物材料、食品、动物材料、医疗物品、眼科物品、以及药品或化妆品。本申请中的灭菌还包括去污染，并且因此意味着以例如100或100,000倍地减少活性微生物的数量。等离子体将在容器内部形成高能反应性物质，例如臭氧、羟基自由基、亚稳态物质等。然后，这些物质可以对密封容器内部的所有可达到的表面进行灭菌。优选地，待灭菌的容器为刚性容器的形式，由此使得当所述柔性通道或凹入部被压迫向待灭菌的容器时，待灭菌的容器能够与所述柔性通道或凹入部的表面之间产生紧密接触。因此，本发明涉及能够对由刚性玻璃和塑料容器制成的刚性容器(例如，罐、瓶、药瓶、具有气隙的荷载注射器等)进行处理和灭菌的灭菌设备。容纳器可以被密封，并且优选可以为密封盒的形式。容纳器可以被填充任何适合类型的绝缘流体材料(例如，硅油或高压变压器油)。所述通道或凹入部可以从一侧至另一侧基本上延伸穿过密封容纳器的中心。该通道或凹入部提供其中可以放置待灭菌的容器的开口。所述通道或凹入部可以由柔性材料和/或绝缘材料(例如，硅酮或Viton(注册商标))制成。所述通道或凹入部可以起到弹性绝缘膜的作用，由此在将绝缘流体放置于增加的压力的情况下，所述通道或凹入部压向待灭菌的容器。绝缘流体围绕通道或凹入部的外表面。这消除了形成通道或凹入部的弹性绝缘膜与待灭菌的容器之间的任何气隙。位于邻近并抵靠形成通道或凹入部之材料的可以是高压电极，其可以任选地在正极与负极之间交替。所述高压电极可以被电路驱动。所述高压电极可以随着形成通道或凹入部的弹性绝缘膜膨胀和收缩而调整其位置。可以存在与容纳器连接的装置，其可以用于增加包含在容纳器中的绝缘液体材料的压力。在一个特别的实施方案中，可以使用例如为注射器形式的活塞来压缩绝缘液体材料，从而迫使形成通道或凹入部的柔性材料压在待灭菌的容器上。在操作期间，将待灭菌的容器放置在柔性通道或凹入部中。然后增加绝缘流体材料中的压力，结果为柔性通道或凹入部紧紧地压向容器，使得电极与容器保持接触。这将向容器外部施加均匀的压力(约0.1巴至1巴)，这将排出通道或凹入部的柔性膜与待灭菌的容器的表面之间的所有空气。可以向电极施加高压交流信号(～5至20kVrms，1至50kHz)，电极将分解密封容器中的气体，形成抵着密封容器的壁的等离子体。等离子体将在密封容器内部产生化学活性物质，例如，氧自由基或羟基自由基、臭氧、氮亚稳态物。这些物质可以具有多种作用：对瓶或罐的内容物或内表面进行去污染或灭菌，以及破坏不期望的有机溶剂。根据本发明的第二方面，提供灭菌设备的方法，其包括：容纳器，其可填充有柔性绝缘材料或流体；柔性通道或凹入部，其位于所述容纳器中，所述凹入部包括与待处理目标容器适形的绝缘材料之流体形变，所述凹入部至少部分地延伸穿过密封容纳器从而提供开口，通过所述开口能够插入并放置待灭菌的容器；系列电极，其位于围绕所述柔性通道或凹入部，通过所述系列电极能够施加高压交流信号；其中在使用期间，通过增加所述柔性绝缘材料或流体中的压力，所述柔性通道或凹入部能够被压向待灭菌的容器，并且在向所述系列电极施加高压交流信号的情况下，在待灭菌的容器中产生等离子体。该灭菌设备可以如第一方面中限定。根据本发明的第三方面，提供灭菌设备，其包含：容纳器，其可填充有柔性绝缘材料或流体；柔性通道，其位于所述容纳器中，所述柔性通道至少部分地延伸穿过密封容纳器从而提供开口，通过所述开口能够插入并放置待灭菌的容器，其中所述容器至少部分地填充有导电材料；围绕所述柔性通道的两个电极，跨过所述两个电极能够施加高压交流信号，并且下部电极完全包围所述通道，并且因此围绕插入所述通道中的任何容器；其中在使用期间，通过增加所述柔性绝缘材料或流体中的压力，所述柔性通道能够被压向待灭菌的容器。在向电极对施加高压交流信号的情况下，下部电极与导电的罐内容物之间的大的区域导致罐内容物与下部电极之间的有效的电容耦合。之后几乎整个驱动交流电压将出现在导电罐内容物与上部电极之间，在容器内部的导电容器内容物与容器壁之间产生等离子体。该系统因此限于填充有导电液体(例如大多数食物和水性溶液，但不是干的材料或油)的容器。由于可以在较低的操作电压下安全地获得高得多的功率密度，所以特别适合的是在罐中存在非常小的顶部空间。导电材料可以为例如湿的食物或饮料，或者水性溶液。附图简述现在将参照附图仅通过举例的方式来描述本发明的一些实施方案，在附图中：图1是根据本发明的一个实施方案的灭菌设备的图示，其中在围绕待处理之容器的流体中存在减小的压力；图2是图1中所示设备的另一图示，其中围绕容器的流体被增压；图3是根据本发明的另一实施方案的灭菌设备的图；图4是图3中所示设备的另一图示，其中在灭菌设备中放置有容器；图5是使用中的图3和图4所示的灭菌设备的图；图6a是示出其中向灭菌设备中放置有经填充容器的灭菌设备的本发明的另一实施方案的图示；图6b示出操作图6a中所示的灭菌设备的电学系统；以及图6c和图6d示出放置在灭菌设备中的图6a中所示的经填充容器，容器内容物与图6d中的高压供给电容性耦合。简述通常而言，本发明在于提供能够在密封、刚性的容器(例如，瓶或罐)内部提供放电(即，等离子体)的设备。该等离子体将在容器内部形成高能反应性物质(例如，臭氧、羟基自由基、亚稳态物质等)。之后，这些物质可以对密封容器内的所有表面和气体容积进行灭菌或去污染。本发明涉及能够对由刚性玻璃和塑料容器(例如罐、瓶、药瓶、具有气隙的经加装注射器等)制成的刚性容器进行处理和灭菌的灭菌设备。图1是根据本发明的灭菌设备(通常指定为100)的图示。示出了填充有绝缘流体材料112(例如，硅油或高压变压器油)的密封盒110。在密封盒110内具有待灭菌的容器114。图1示出基本上延伸穿过密封盒110的中心的通道116。通道116提供其中可以放置待灭菌的容器114的开口。通道116由柔性材料和/或绝缘材料(例如，硅或Viton(注册商标))制成。因此，通道116起到弹性绝缘膜的作用。高压电极(正极118和负极120)位于邻接并抵靠形成通道116的材料。高压电极118、120由通常被指定为122的电路驱动。图1还示出活塞和圆筒形组件124。在图1中，活塞124是长形的构造，并且具有减小在开口126处进入密封盒110中的流体112的压力的作用。压向柔性通道116的是高压电极118、120，当绝缘流体112中的压力借助于活塞124减小时，高压电极118、120被大气压力朝外挤压。在操作期间，将待处理的容器114放置在如图示200所示的柔性通道116中。然后，压下活塞124，结果是柔性通道116紧紧压向容器114，使得电极118、120与容器114保持接触。绝缘流体材料112中的压力因此增大。这将向容器114的外部施加均匀的压力(约0.1巴至1巴)，这将排出通道116的柔性膜与待灭菌的容器114的表面之间的所有空气。向所示电极118、120施加高压交流信号(～5至20kVrms，1至50kHz)，这将分解密封容器114中的气体，形成抵着其壁的等离子体。该等离子体将在密封容器114内部产生化学活性物质，例如氧自由基或羟基自由基、臭氧、氮亚稳态物。这些物质可以具有多种作用：对瓶或罐内容物或内表面进行去污染或灭菌，破坏不期望的有机溶剂。驱动该等离子体的信号可以在振幅和工作循环方面被调制，以获得所需化学品。在已使用等离子体对密封容器114的内部进行处理和灭菌之后，然后通过使活塞124返回至如图1中所示的其原始位置来释放流体112中的压力。现在可以去除现在被灭菌的容器114，容器114现在包含继续对其内表面进行灭菌的活性物质。随时间(取决于温度和容器内容物数分钟至数小时)这些物质将衰退，使得容器114被灭菌，并且没有毒性残留物。在其中容器114包含水性溶液的情况下，形成在容器114内部的臭氧将容易溶解到溶液中，并且由此可以对液体进行灭菌。可以通过搅动容器或将超声结合到其中来提高臭氧溶解到溶液中的速度。图3表示另一实施方案，其中存在具有由绝缘、弹性材料(如硅橡胶)制成的厚壁的圆筒形管形式的环形装置200。流体210在容器200内部。在图3中，填充有材料的容器200准备插入到环形装置200中的孔中。如图4和图5中所示的环形装置的壁具有模制于其中的多个柔性导电电极214、216、218、220。每个电极214、216、218、220具有圆形形状，具有穿过中间的孔。柔性电极214、216、218、220由与管相同的弹性材料的导电形式制成，并且完全被管绝缘材料封装。交替的电极被连接至交流高压源(5至20kVrms，1至50kHz，脉冲成形)。如图5中所示，在操作中，将待处理的容器210放置在环形装置200的中心处的孔中。向管的顶表面施加压力，垂直对其进行压缩，从而使其水平膨胀，从而紧夹住容器200。弹性管被设计成使得管的孔与容器之间的所有空气被排出(在外部可以任选地存在限制环或管)。之后向电极214、216、218、220施加高压高频信号，从而如同之前对容器200内部的空气进行分解。因此，本发明涉及用于使用全部外部电极来在刚性、绝缘容器内部产生放电的系统。刚性容器可以被放置在系统内部，使得电极紧邻容器的壁。绝缘材料完全填充电极与容器之间的所有间隙，以及电极之间的所有间隙。向交替的电极施加高的交流电压(正弦脉冲或成形脉冲)，从而产生强电场。在该电场遇到容器内部的气体的情况下，形成放电或等离子体，产生臭氧和其他活性物质。在图6a中示出了放置在灭菌设备310中的经填充的容器300。在图6c中，电极由柔性弹性材料形成。液体绝缘体系统(如本专利的图1中那样)也可以运行。将刚性容器300放置在通道或凹入部中，并且如同之前向弹性材料的顶部施加压力。由于弹性体与容器外表面适形，所以这使得围绕罐的所有气体被排出。在电极A与电极B之间施加高压高频电力(3至15kVrms，1至50kHz)。B可以任选地接地，但是可以与A反相位供电。由于电极B与容器内容物之间相对大的电容，所以容器内容物变成与B紧密地电耦合，跨罐壁仅具有小的压降。因此，在电极A与罐内容物之间存在非常大的电场，使罐中的气体形成等离子体。该系统具有可以在比图1至图5中的系统低的驱动电压下操作的优点。如果罐非常满，则可以从弹性体中省去电极A，并且可以使用与盖子接触的电极，或者盖子自身(如果导电)。在这种情况下，出于安全原因，电极A可能接地，并且电极B被供电。本发明的设备可以用于多种灭菌情形：1)医疗对其中由于放射性元素的短半衰期而没有时间进行无菌常规验证(培养)的热敏药物(特别是放射性药物例如PET示踪剂)进行终端灭菌。2)工业在填充之前对瓶和罐进行灭菌——涉及食品、饮料、以及化妆品工业；以及3)食品对密封的瓶和罐的顶部暴露食物表面进行灭菌或去污染。虽然上文已经描述了本发明的一些具体实施方案，但是应理解，偏离所述实施方案仍可能落入本发明的范围内。例如，可以使用可以压向待灭菌的刚性容器的任何适合类型的柔性通道形状和种类。此外，可以使用任何类型的等离子体发生。本发明的设备还可以用于需要灭菌的任何类型的情况。