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Verfahren zum Austreiben von Luft aus Stoffen, die in einem Autoklaven sterilisiert werden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austreiben von Luft aus Stoffen, die in einem Autoklaven sterilisiert werden, während eines Vorbehandlungsschrittes, in dem ein oder mehrere Male Dampf in den oberen Teil des Autoklavenraumes eingelassen und im unteren Teil des Raumes mit Hilfe einer Vakuumpumpe wieder abgesaugt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist allgemein üblich, die zu sterilisierenden Gegenstände oder Stoffe vor der Sterilisierung einem Vakuum auszusetzen, um Luft aus den Gegenständen oder den Stoffen zu evakuieren. Es ist ferner bekannt, die Gegenstände oder Stoffe wechselweise über-und Unterdrücken auszusetzen. Ein wesentlicher Nachteil bei diesen bekannten Verfahren besteht darin, dass die Luft nur in ungenügendem Ausmasse aus den Stoffen entfernt wird, so dass die Stoffe in der folgenden Sterilisierungsperiode während einer längeren Zeit einer höheren Temperatur als erforderlich ausgesetzt werden müssen, damit mit Sicherheit die Sterilisierung der inneren Teile des Stoffes bei Abwesenheit von Luft erreicht werden kann.
Eventuell verbliebene Luftmengen können nämlich bewirken, dass die Temperatursteigerung am Anfang der Sterilisierung im Inneren des Stoffes bedeutend langsamer vor sich geht als in den äusseren Teilen des Stoffes. Die Sterilisierungstemperatur muss genügend hoch gewählt werden, damit die Wärmebehandlung nicht allzu lange dauert, aber die Länge der Behandlungszeit muss unter Berücksichtigung jener Teile des Stoffes erfolgen, die zuletzt die vorgesehene Temperatur erreichen. Es kann daher vorkommen, dass die hohe Temperatur und die lange Behandlungszeit Schäden im Material der Oberflächenschicht des Stoffes verursacht. Diese Nachteile sind besonders bemerkbar bei Sterilisierung von stark zusammengedrückten Gegenständen oder Stoffen, z. B. einem Stapel von Handtüchern od. ähnl.
Die geringste Einsickerung von Luft in die Kammer während der Zeit des Druckausgleichs bis auf Atmosphärendruck verursacht erhebliche Schwierigkeiten.
Zweck der Erfindung ist es, in einfacher Weise die Luft auszutreiben und damit eine zuverlässige Sterilisierung auch unter schwierigen Bedingungen zu erreichen. Hiezu ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss vorgesehen, dass auch während des ersten Teiles der Druckerhöhung (Dampfzufuhr) in der Vorbehandlungsstufe die Vakuumpumpe in Betrieb und in an sich bekannter Weise an den Autoklavenraum angeschlossen gehalten wird. Wenn man die Vorbehandlung anstatt einer überdruckperiode (Dampf) mit einer Unterdruckperiode einleitet, verhindert man, dass die Luft am Anfang der Behandlung in den Stoff gepresst wird, anstatt aus demselben abgesaugt zu werden.
Es ist zweckmässig, vor der Vorbehandlung und vor dem Einlegen der Stoffe in die Kammer, diesen Raum bei offenem Auslass mit Dampf durchzuspülen, um die Dichtung des Autoklaven gegen Einsickerung von Luft während der ersten Unterdruckperiode zu verbessern.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens bleibt die Vakuumpumpe während des ersten Teiles der Druckerhöhung so lange angeschlossen, bis der
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Unterdruck auf etwa die Hälfte des vorbestimmten höheren Druckes gestiegen ist. Dies geschieht dadurch, dass man die Verbindung zwischen der Kammer und der Vakuumpumpe drosselt oder abschliesst, wenn der Druck auf etwa die Hälfte des vorbestimmten höheren Druckes gestiegen ist. Die Verbindung zur Vakuumpumpe wird wieder geöffnet, wenn der vorbestimmte höhere Druck erreicht worden ist. Die Abschaltung oder Drosselung der Verbindung zwischen dem Raum und der Pumpe trägt dazu bei, dass die Druckerhöhung schnell vor sich geht.
Da die Vakuumpumpe die ganze Zeit eingeschaltet ist, wenn der Unterdruck seinen grössten Wert besitzt, d. h. wenn die Einsickerung von Luft zum Autoklaven ansonsten schwer vermeidbar ist, wird eventuell einsickernde Luft unmittelbar aus dem Autoklaven weggeschafft.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bevorzugte Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Autoklaven, der im oberen Teil einen Anschluss für die Dampfzufuhr und im unteren Teil einen Anschluss für die Vakuumpumpe aufweist, wobei in den Anschlussleitungen Ventile vorgesehen sind und wobei vorzugsweise der Autoklav mit einer druckabhängigen Ventilsteuerung versehen ist, die mit dem Anschluss der Vakuumpumpe und mit der Dampfzufuhr in Verbindung steht. Hiedurch kann im Autoklaven einmal oder mehrmals eine Drucksenkung und eine darauf folgende Druckerhöhung bis Atmosphärendruck oder einen etwas niedrigeren Druck bewirkt werden. Hiebei wird die Vakuumpumpe mit dem Raum während Drucksenkung und eines ersten Teiles der Druckerhöhung in Verbindung gehalten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen Fig. 1 bis 4 die Temperaturverhältnisse als Funktion der Zeit bei einem Stapel von Handtüchern gemäss Fig. 6 zeigen. Hiebei ist der Stapel mit einem Bleigewicht belastet, wenn die Handtücher mit Dampf in einem Autoklaven bei Anwendung verschiedener Verfahren sterilisiert werden. Fig. 1 bis 4 zeigen unter
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- -0-- ausserhalb des Stapels im Auslass des Autoklavenraumes beziehen. Fig. 5 zeigt zum Vergleich die Temperatur von zwei Messpunkten seitlich vom Stapel gemäss Fig. l bis 4 und einem Messpunkt im Auslass gemäss Fig. 7, Fig. 6 und 7 zeigen im schematischer Form einen senkrechten Schnitt durch einen Autoklaven mit einem Stapel von Handtüchern und die Lage der verschiedenen Messpunkte.
Fig. l bezieht sich auf ein herkömmliches Sterilisationsverfahren mit einer Vorbehandlungsperiode, in welcher der Autoklavenraum mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht und der Druck zeitabhängig auf 96% Vakuum reduziert werden kann. Unter den Temperaturkurven werden in einer
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grosse Temperaturunterschiede zwischen den äusseren und den inneren Teilen des Stoffes herrschen. Die Zeit vom Zeitpunkt --1-- (hier befinden sich die äusseren Teile bei der Sterilisierungstemperatur, die 1380C sein kann) bis zum Zeitpunkt --11-- (wenn die inneren Teile des Stoffes dieselbe Temperatur wie die äusseren Teile erreichen) beträgt 8 bis 10 min. Bei Behandlung von Textilwaren nach dieser Methode erhält man jedoch kein mit Sicherheit steriles Material.
Wenn man die Zeit verlängert, während welcher der Stoff unter Sterilisierungstemperatur behandelt wird, so entsteht das Risiko, dass auf Grund der langen Zeit, während welcher der Stoff der hohen Temperatur ausgesetzt ist, die Oberflächenschicht des Stoffes beschädigt wird.
Fig. 2 bezieht sich auf eine Sterilisierung mit einer Vorbehandlung, die drei Perioden umfasst, in welchen der Stoff zuerst einem 80% eigen Vakuum und danach überdruckperioden mit einem Druck von 1, 9 atü ausgesetzt wird. Die Zeit zwischen den Punkten--I und II--ist hier auf etwa 3 min gesenkt, was gegenüber dem ersten Verfahren einen Fortschritt darstellt. Aber die Temperaturlinicn-C und 0--sind zwischen der Vorbehandlung und der Sterilisierung noch sehr verschieden. Dies stellt gewissermassen ein Unsichcrhcitsmoment dar.
In Fig.3 werden die Temperaturverhältnisse bei einer Sterilisierung mit Vorbehandlung mit derselben Periodenanzahl, mit 80% Vakuum und im wesentlichen Atmosphärendruck oder einem etwas niedrigeren Druck anstatt überdruck, wie in Fig. 2 dargestellt, gezeigt. In diesem Falle ist die Zeit zwischen den Punkten-I und II--auf etwa 2 min herabgesetzt, aber die Temperaturkurven sind im interessanten Gebiet zwischen Vorbehandlung und Sterilisierung noch ziemlich verschieden. Somit ist auch bei diesem Verfahren dasselbe Unsicherheitsmoment wie bei der Behandlung nach Fig. 2 vorhanden.
Eine interessante Tatsache kann jedoch beim Vergleich zwischen Fig. 2 und 3 beobachtet werden.
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Die Kurve-C-, welche die Temperatur innerhalb des Textilstoffes in dem mittleren Teil anzeigt, hat sich nämlich gegen Ende der Vorbehandlung (Fig. 3) der Kurve-U-, welche die Temperatur in einem Zwischenpunkt zeigt, genähert. Dies deutet darauf hin, dass die Behandlungsmethode nach Fig. 3 Vorteile mit sich bringt in bezug auf die Überwindung von Schwierigkeiten, die darin bestehen, die mittleren Teile des Stoffes auf dieselbe Temperatur wie die äusseren Teile zu bringen.
Die Fig. 4 zeigt die Temperaturverhältnisse bei der Sterilisierung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren mit einer Vorbehandlung, die dieselbe Zahl von Perioden, mit 80% Vakuum und im wesentlichen Atmosphärendruck wie in Fig. 3 umfasst. Hiebei ist die Vakuumpumpe an den Autoklavenraum angeschlossen, aber nicht nur während der Drucksenkungsperiode, sondern auch am Anfang der Drucksteigerung bis auf etwa die Hälfte des vorgenannten Druckes. Die Temperaturkurve - hat hier dasselbe charakteristische Aussehen wie in Fig. 3. Wie aus Fig. 4 deutlich ersichtlich ist, erreicht die Temperatur im Inneren des Stoffes nach der Kurve--C--schon vor Erreichen der Sterilisierungstemperatur im Autoklaven die Temperatur der äusseren Teile des Stoffes.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird somit der bedeutende Vorteil erzielt, dass die gesamte im Autoklavenraum vorhandene Stoffmenge gleichzeitig, bei Zufuhr von Dampf unter Druck und Temperatur, die Sterilisierungstemperatur erreicht. Dies hat zur Folge, dass die Zeit, während welcher der Stoff der hohen Temperatur ausgesetzt werden muss, bedeutend kürzer sein kann als früher, ohne dass infolge langsamer Temperaturerhöhung die inneren Teile bei schwierigen Sterilisierungsverhältnissen unsteril bleiben.
Fig. 5 zeigt die Temperaturverhältnisse an verschiedenen Stellen im Autoklavenraum-A-für die Messpunktc-Ul und Cl-nach Fig. 7, die seitlich vom Handtuchstapel-S-liegen, während sie sich nach Fig. 6 und den Versuchen nach den Fig. 1 bis 3 innerhalb dieses Stapels befinden. Der
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Autoklavenraumes. Die Behandlung, die in den Kurven der Fig. 5 dargestellt wird, ist dieselbe, wie die nach Fig. 4 gezeigte. In sämtlichen Fällen ist der Autoklav vor der Behandlung erwärmt worden, so dass die Wände des Raumes warm sind. Ein auf Zimmertemperatur befindlicher Stapel von Handtüchern wird danach in den Autoklavenraum eingebracht und an den vorgesehenen Steilem mit Messvorrichtungen versehen, wonach die Autoklaventür geschlossen wird und die Behandlung einsetzt.
Die Fühlkörper in den Messpunkten-nul und C1-- können an die Aussenseite des Paketes geklebt sein. Die Autoklaven sind derart ausgeführt, dass der Dampf dem oberen Teil des Autoklavenraumes zugeführt wird, und eine Vakuumpumpe an den Auslass angeschlossen ist. Man könnte nun annehmen, dass am Anfang des Verlaufes die Temperatur im Punkt-Ul--am höchsten ist, während im Punkt --C1-- eine niedrigere, im Punkt--01--die niedrigste, Temperatur herrscht. Wie aber aus Fig. 5 ersichtlich ist, trifft dies keineswegs zu. Dies hängt damit zusammen, dass zu Beginn die Temperaturen des Punktes--01-am meisten von der Temperatur der umgebenden Wände und der Punkte--Ul und Cl-von dem verhältnismässig kalten Stapel von Handtüchern abhängig sind.
Der Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in Fig. 7 näher dargestellt. Der Autoklav --l-- ist in seinem oberen Teil mit einem Anschluss --2-- versehen, der über ein Ventil--4-- mit einem Dampferzeuger--7--verbunden ist ; der untere Teil des Autoklaven--l--ist mit einem Anschluss --3-- versehen, der über ein Ventil --5-- mit einer Vakuumpumpe --8-- in Verbindung steht. Die Ventile-4, 5- sind über eine Ventilsteuerung-6-betätigbar, die durch eine Uhr --9-- umschaltbar ist..
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Austreiben von Luft aus Stoffen, die in einem Autoklaven sterilisiert werden, während eines Vorbehandlungsschrittes, in dem ein oder mehrere Male Dampf in den oberen Teil des Autoklavenraumes eingelassen und im unteren Teil des Raumes mit Hilfe einer Vakuumpumpe wieder
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Druckerhöhung (Dampfzufuhr) in der Vorbehandlungsstufe die Vakuumpumpe in Betrieb und in an sich bekannter Weise an den Autoklavenraum angeschlossen gehalten wird.
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