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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sterilisation von Gegenständen in einem Sterilisator, bei dem nach Evakuieren der Luft abwechselnd mehrmals Dampf in die Sterilisationskammer eingeströmt und wieder evakuiert bzw. abgezogen wird, d. h. mehrmals fraktioniert wird, worauf die auf Sterilisationstemperatur gebrachten Gegenstände mit Sattdampf sterilisiert werden und eine Trocknung im Vakuum unter Zufuhr von Strahlungswärme gegebenenfalls von der Kammerwand, stattfindet, wobei zumindest einmal, vorzugsweise mehrere Male im Vakuum jeweils bis zu einem vorgegebenen Verdünnungsgrad fraktioniert wird und nach dem Fraktionieren im Vakuum bei Überdruck fraktioniert wird.
Aus der US-PS Nr. 4, 296, 067 ist ein Sterilisationsverfahren bekannt, bei dem ein Vorvakuum im Sterilisator erzeugt wird, worauf der Druck und die Temperatur für den Sterilisationsvorgang erhöht werden.
Aus der US-PS Nr. 4, 335, 071 ist ein Sterilisationsverfahren bekannt, bei dem einigen im
Unterdruckbereich stattfindenden Druckschwankungen eine Druckerhöhung für den Sterilisationsvor- gang folgt, die von einer Evakuierung gefolgt ist.
Bei andern Sterilisationsverfahren wird derart vorgegangen, dass das zu sterilisierende
Gut in eine druck- und vakuumdichte Sterilisationskammer eingebracht und zum Austreiben der
Luft ein mehr oder weniger starkes Vakuum angelegt wird. Anschliessend wird durch mehrmaliges
Dampfeinströmen jeweils gefolgt von einem Evakuieren der gewünschte Verdünnungsgrad der
Luft erreicht (Fraktionieren). Dieses Fraktionieren erfolgt entweder im Vakuum oder im Überdruck- bereich. Am Ende des Fraktioniervorganges wird das Gut auf die Sterilisationstemperatur gebracht und mit Sattdampf sterilisiert. Anschliessend wird im Vakuum getrocknet. Das anfängliche Evakuie- ren (Vorvakuum) kann entfallen, wenn man nur Überdruckfraktionien vornimmt.
Um kürzere Trocknungszeiten, einen geringeren Kondensatanfall, eine schonende Guterwärmung und Energieeinsparungen zu erreichen, ist ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsge- mäss dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sterilisationsvorgang mehrmals, d. h. mindestens zweimal, bei Überdruck fraktioniert wird, wobei zwischen den Einströmvorgängen der Überdruck- fraktionen immer ein Auslassen bzw. Abziehen des Dampfes stattfindet, dass die Enddrücke der aufeinanderfolgenden Überdruckfraktionen einen steigenden, gegebenenfalls von konstanten Abschnitten unterbrochenen Verlauf aufweisen, und dass dieses Überdruckfraktionieren fortgesetzt wird, bis das Gut die Sterilisationstemperatur erreicht oder seine Temperatur der Sterilisationstemperatur nahe kommt.
Für das erfindungsgemässe Verfahren wird zunächst mindestens einmal, vorzugsweise einige Male, z. B. zweimal, dreimal usw. im Vakuum fraktioniert, bis der geforderte Verdünnungsgrad der Luft erreicht wird, der gemäss DIN 58946, Teil 2, gefordert ist. Anschliessend wird erfindungsgemäss mit jeweils steigendem Druck einige Male, d. h. zweimal, dreimal usw. erwärmt, bzw. fraktioniert. Dabei erfolgt eine sozusagen quasistatische Erwärmung des zu sterilisierenden Gutes durch das Dampfeinströmen, bis die Sterilisationstemperatur erreicht ist. Durch diese Art der Erwärmung des Gutes wird der Kondensatanfall im bzw. am Gut auf ein Minimum beschränkt. Die Ursache hiefür liegt darin, dass die Temperaturdifferenz zwischen Dampf und Gut pro Fraktion gering ist.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass im Überdruckbereich mehrfach bei insgesamt gesehen steigenden Enddrücken fraktioniert wird. Bei dem mehrfachen Fraktionien im Überdruckbereich erfolgt ein Temperaturanstieg im zu sterilisierenden Gut, der im Hinblick auf den Energieaufwand wesentlich günstiger als bei den herkömmlichen Verfahren zu erreichen ist. An die Überdruckfraktionen schliesst letztlich der Sterilisationsvorgang bei Sterilisationsdruck und-temperatur an. Es wird wie üblich mit Sattdampf sterilisiert und durch Anlegen eines Vakuums und durch Zufuhr von Strahlungswärme von der Wand der Sterilisationskammer her das Gut getrocknet.
Bevorzugt ist es beim erfindungsgemässen Verfahren, wenn der Druck in der Sterilisationskammer nach der ersten Überdruckfraktion beim Dampfauslassen auf einen Druck verringert wird, der oberhalb des Aussendruckes liegt.
Es ergibt sich bei der quasistatischen Erwärmung eine schonende Guterwärmung auf Grund der bei Festkörpern geringen Wärmespannungen. Ferner ergeben sich durch den geringeren Kondensatanfall im bzw. am Gut kürzere Trocknungszeiten. Insgesamt ergeben sich gegenüber dem
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bekannten Überdruckfraktionierverfahren Energieeinsparungen um etwa 50%. Die Zeit zur Durchfüh- rung einer Sterilisation wird dadurch erheblich verringert.
Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren an Hand der Zeichnung näher erläutert, die diagrammatisch einen Verfahrensablauf eines Sterilisationsvorganges wiedergibt.
In dem dargestellten Diagramm ist die Verfahrensführung des Sterilisationsvorganges, d. h. das Evakuieren, das Einbringen von Dampf, dessen Verweilzeit, die Erwärmung des Sterilisa- tionsgutes, dargestellt.
Auf der Abszisse des Diagramms ist die Sterilisationszeit aufgetragen. Auf der Ordinate sind die Temperatur und der Druck aufgetragen. Die Abszisse schneidet die Ordinate bei der
Temperatur Tu (Umgebungstemperatur) und dem Druck Pu (Umgebungsluftdruck).
Die Temperatur TSTER bedeutet die Sterilisationstemperatur. Der Punkt P ist der Punkt, an dem ein Wechsel vom Unterdruckbereich in den Überdruckbereich erfolgt. Mit ausgezogenen
Linien ist der Druckverlauf in der Sterilisationskammer dargestellt, mit der strichpunktierten
Linie ist der angenäherte Temperaturverlauf im Sterilisationsgut dargestellt und mit der strich- lierten Linie sind die Dampfeinströmphasen bzw. der Druckverlauf beim Dampfeinströmen darge- stellt.
Zu Beginn des Verfahrens herrscht in der Sterilisationskammer Raumdruck Pu und Raumtempe- ratur T n. Darauf wird zur Entfernung der Luft ein Vorvakuum errichtet. Am Ende der Vorvakuum- periode wird Dampf eingeströmt, bis der Druck in der Sterilisationskammer auf einen Druck P2 angestiegen ist. Dann wird eine Ausgleichszeit eingehalten. Am Ende der Ausgleichszeit wird wieder evakuiert, daraufhin wieder Dampf eingelassen, u. zw. bis zu einem Druck, der dem Druck P, entsprechen kann, niedriger sein kann oder auch höher gelegen sein kann. Dieses Vakuumfraktionie- ren wird in einer Anzahl vorgenommen, die grösser oder gleich eins ist. Bevorzugt ist es dabei, wenn der Druck, auf den evakuiert wird, mit jeder Vakuumfraktion grösser wird.
Nach der letzten Vakuumfraktion bzw. Evakuierung wird Dampf eingeströmt bzw. eingeleitet, u. zw. derart, dass der Druck in der Sterilisationskammer über den Umgebungsluftdruck Pu ansteigt. Bei diesem Dampfeinströmen zur Einleitung der Überdruckfraktionen wird von der Druckkurve, bzw. der das Dampfeinströmen wiedergebenden Linie die Abszisse im Punkt P geschnitten und ein Enddruck in der Sterilisationskammer eingestellt, der gegenüber dem Umgebungsluftdruck einen Überdruck darstellt. Nach der folgenden Ausgleichszeit wird Dampf ausgelassen bzw. abgezo- gen, u. zw. bis zu einem Druck Pl, der oberhalb des Umgebungsluftdruckes gelegen ist. Daraufhin wird wieder Dampf eingeströmt, eine Ausgleichszeit folgen gelassen, und wieder Dampf ausgelassen, bis zu einem Druck, der oberhalb des Umgebungsluftdruckes gelegen ist.
Auf diese Weise werden mehrere Überdruckfraktionen mit jeweils steigendem Enddruck beim Dampfeinströmen vorgenommen.
Die Verweilzeiten bzw. Ausgleichzeiten der Vakuumfraktionen und/oder Überdruckfraktionen können untereinander jeweils gleich sein oder auch verschieden sein.
An die letzte Überdruckfraktion schliesst sich ein Dampfeinströmen bis zu dem Sterilisationsdruck an. Bei diesem Druck wird sodann die Sterilisation mit Sattdampf vorgenommen. Daraufhin wird evakuiert, um den Dampf zu entfernen und im Vakuum getrocknet.
Die einzelnen Überdruckfraktionen können derart durchgeführt werden, dass der Enddruck beim Einströmen des Dampfes jeder Fraktion jeweils höher gelegen ist als der Enddruck bei der jeweils vorangehenden Überdruckfraktion oder dass der Enddruck zumindest gleich hoch ist wie bei der vorangehenden Fraktion. Es ist somit z. B. möglich, dass einige Fraktionen zum gleichen Enddruck führen ; wesentlich ist es, dass über alle Überdruckfraktionen gesehen, ein steigender Druckverlauf vorhanden ist, der jedoch von konstanten Abschnitten unterbrochen sein kann. Da eine Anzahl von diskreten Fraktionen vorliegt, erfolgt bei jeder Fraktion eine gewisse Weitererwärmung des Sterilisationsgutes, dessen Temperatur sukzessive bzw. quastatisch ansteigt, bis mit der letzteren Überdruckfraktion die Sterilisationstemperatur erreicht bzw. fast erreicht worden ist.
Wesentlich ist ferner, dass nur ein einziger Wechsel im Druck innerhalb der Sterilisationskammer von einem Druck unterhalb des Umgebungsluftdruckes auf einen Druck oberhalb des Umgebungsluftdruckes Pu erfolgt, um die Dichtungen der Sterilisationstüre in ihrem Verschleiss gering
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zu halten. Es sollen somit die Druckdifferenzen Pu - P 2 sowie PI - Pu immer grösser Null sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Sterilisation von Gegenständen in einem Sterilisator, bei dem nach Evakuieren der Luft abwechselnd mehrmals Dampf in die Sterilisationskammer eingeströmt und wieder evakuiert bzw. abgezogen wird, d. h. mehrmals fraktioniert wird, worauf die auf Sterilisationstemperatur gebrachten Gegenstände mit Sattdampf sterilisiert werden und eine Trocknung im Vakuum unter Zufuhr von Strahlungswärme, gegebenenfalls von der Kammerwand, stattfindet, wobei zumindest einmal, vorzugsweise mehrere Male im Vakuum jeweils bis zu einem vorgegebenen Verdünnungsgrad fraktioniert wird und nach dem Fraktionieren im Vakuum bei Überdruck fraktioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sterilisationsvorgang mehrmals, d.
h. mindestens zweimal, bei Überdruck fraktioniert wird, wobei zwischen den Einströmvorgängen der Überdruckfraktionen immer ein Auslassen bzw. Abziehen des Dampfes stattfindet, dass die Enddrücke der aufeinanderfolgenden Überdruckfraktionen einen steigenden, gegebenenfalls von konstanten Abschnitten unterbrochenen Verlauf aufweisen, und dass dieses Überdruckfraktionieren fortgesetzt wird, bis das Gut die Sterilisationstemperatur erreicht oder seine Temperatur der Sterilisationstemperatur nahe kommt.