Desinfektions- und Sterilisationsverfahren und Einrichtung zur Durchführung desselben. Die Vernichtung von Krankheitsstoffen (Desinfektion) und die Keimbefreiung (Ste rilisation) kann in wirksamster Weise unter Verwendung von Dampf einer Spannung von 1 Atm. oder mehr unter Ausschluss von Luft durchgeführt werden. Eine ausnehmend wich tige Rolle spielt die Temperatur des ange wandten Dampfes.
Zur sicheren Vernichtung von widerstandsfähigeren Bakterienkeimen sind, wenn sie der Einwirkung luftfreien Dampfes ungeschützt ausgesetzt sind, zum Beispiel bei Dampf einer Temperatur von 100 C 420 Minuten, bei einer Temperatur von 110 C 120 Minuten, bei Dampf einer Temperatur von 120 C 6-8 Minuten und bei Dampf einer Temperatur von 128 C nur 1 Minute erforderlich (vergl. zum Beispiel das Werk Prof. Dr. Friedrich Konrichs: "Die bakterielle Keimtötung durch Wärme", Fer dinand Enkes Verlag, Stuttgart 1938, S. 36.
Auf dieses Buch wird nachstehend mehrfach hingewiesen.) Eine ausnehmend grosse Rolle spielt auch die Luftfreiheit des Dampfes, da eine in verhältnismässig geringer Menge vor handene Luft die Desinfektionswirkung des Dampfes in bedeutendem Masse herabsetzt.
Die Versuche haben gezeigt (vergl. zum Beispiel Konrich, S. 40), dass eine neben dem Dampf vorhandene Luft unter 10 % die Wir kung des Dampfes nicht in bedeutendem Masse herabsetzt, jedoch 15 % Luft neben dem Dampf verlängert die Dauer der Keimtötungs- wirkung des Dampfes auf etwa das Zwei fache, 35 % Luft auf etwa das Fünffache, Luft ohne Dampf benötigt etwa das Zwölf fache.
Hieraus folgt, wie wichtig es ist, aus dem Innern des zu desinfizierenden oder ste rilisierenden Materials die Luft möglichst vollkommen zu entfernen und wie nötig es war, bei den bisherigen Verfahren bei Fest stellung der Wirkungsdauer der Keimtötung mit der in dem Material gegebenenfalls zurückgebliebenen kleinen Luftmenge zu rechnen. Die Entfernung der Luft aus dem Des infektionsgerät oder Sterilisator verursacht keine Sorge, wenn in dem Gerät nur nicht poröse Stoffe, zum Beispiel Instrumente, mit Flüssigkeit angefüllte Flaschen, ge schlossene Konservenbüchsen untergebracht sind. Die Luft ist nämlich schwerer als der Dampf.
Wenn somit der am obern Teil des Gerätes eingelassene Dampf abwärts strömt und die Luft vor sich hertreibt, kann die Luft an dem untern Teil des Gerätes einfach hin ausgelassen werden. Bedeutend schwieriger ist die Lage bei in das Gerät gelegten porö sen Stoffen, zum Beispiel Verbandstoffen, Kleidern, Wäschestücken, Bettwäsche; diese enthalten nämlich in den Poren sehr viel Luft, welche auch nach Entfernung der sich in dem freien Raum der Geräte befindlichen Luft in dem Stoff bleibt und sich aus dem Stoff durch Diffusion erst nach einer ziem lich langen Zeit entfernt.
Die in dem Stoff befindliche Luft beeinträchtigt nicht nur die Sterilisationswirkung des Dampfes, sondern behindert auch das Eindringen der Dampf menge in den Stoff und dadurch - da sie ein schlechter "Wärmeleiter ist - auch die Erwärmung des Stoffes (Konrich, S. 52). Versuche haben gezeigt (vergl. Konrich, S.48), dass bei einem Verbandstoffe und Kleider enthaltenden Sterilisator 20 Minuten nachdem die Temperatur des aus dem Gerät austretenden Dampfes 100 C erreicht hat, die Temperatur des freien Raumes des Ge rätes auf 116 C gestiegen ist, während die Temperatur im Innern des Stoffes sich noch nicht geändert hat.
Nach weiteren 10 Mi nuten ist die Temperatur des freien Raumes auf 120 C gestiegen, während die Tempe ratur im Innern des Stoffes auf 87 C ge stiegen ist. Weitere 50 Minuten waren nötig, bis auch die innere Temperatur auf 120 C angestiegen ist. Im Laufe dieser ganzen 80 Minuten strömte zusammen mit dem Dampf die aus dem Innern des porösen Stof fes austretende Luft, und er enthielt am Ende des Vorganges immer noch Luft. Auch nach einer ganz langen Zeit kann man nicht sicher sein, ob nicht in einzelnen versteckter liegen- den Teilen des Stoffes mehr als die diesen Vorgang nicht schädlich beeinflussenden 107/o Luft enthalten blieben.
Infolge der Gegenwart von Luft dauerte es bei der Steri lisation von Verbandstoffen nach den bis herigen Verfahren (Konrich, S.54) etwa 30 Minuten vom Beginn des Dampfeinlasses, bis die Temperatur des Dampfes in dem freien Raum 120' C erreicht hat und weitere 35 Minuten, bis er auch in dem Innern des Stoffes 120 C erreicht hat. Von diesem Zeit punkt an mussten noch 1,3 Minuten für die eigentliche Sterilisation aufgewendet werden. Diese letztere Zeit ist rund dreimal so gross, wie bei luftfreiem Dampf nötig wäre. Den noch war diese ziemlich grosse Sicherheit er forderlich, damit eventuell zurückbleibende Luftteile die Sterilisationswirkung nicht be einträchtigen (Konrich, S. 53).
Bei enger zu- sa.mmengepressten Stoffen, von welchen sich die Luft viel schwerer entfernt, ist die Zeit noch viel grösser. Sie ist in einem von Fall zu Fall festzusetzenden Mass zu steigern. Ge presste tierische Haare in Bündeln können zum Beispiel überhaupt nicht sterilisiert wer den, wie sehr eine derartige Möglichkeit auch erwünscht wäre (Konrich, S.65).
Bei porösem Material ist die wichtigste Aufgabe die Entfernung der Luft. Hierfür gibt es mehrerlei Verfahren (Konrich, S.73 bis 76): a) Das Verfahren mit strömendem Dampf, bei dem der dauernd über die Entlüftungs öffnung strömende Dampf die aus dem Innern des Materials frei werdende Luft mit sich reisst, dadurch den freien Raum des Gerätes von der Luft befreit, so da.ss aus dem Innern des Materials die weitere Luft infolge Dif fusion entweichen kann.
b) Das Luftabsehpicleverfahren, bei dem sich der Dampf in dem auf dem tiefsten Punkt des Gerätes befindlichen, nicht isolier ten Gefäss langsam niederschlägt und das an seine Stelle strömende Dampf-Luftgemisch die aus dem Innern des :1Taterials durch Dif fusion entweichende Luft mit sich reisst, die sich auf dem tiefsten Punkt ansammelt. Bei diesem Verfahren ist der Dampfverbrauch etwas geringer, die Behandlung ist einfacher, die Entfernung der Luft erfolgt jedoch dem Wesen nach in derselben Weise, wie bei dem Verfahren nach a), die Betriebsdauer ist sogar noch etwas länger (gonrich, S. 75).
c) Das Clemessensche Verfahren, bei dem die Entfernung der das Material umgebenden Luft durch das dichte Aufeinanderlegen mehrerer das poröse Material, zum Beispiel Verbandstoff, enthaltender Gefässe und durch die Durchführung des Dampfes durch die einzelnen Gefässe von oben nach unten durch Zwangsströmung bewirkt wird. Es bean sprucht jedoch infolge des nicht sicheren dich ten Verschlusses der Dichtungsflächen zwi schen den einzelnen Gefässen eine erhöhte Aufsicht. d) Ein neuerdings vorgeschlagenes Ver fahren erreicht das durch das Verfahren nach c) angestrebte Ziel dadurch, dass der Dampf durch Leitungen unmittelbar in die den Ver bandstoff enthaltenden Behälter geleitet und lediglich von hier in den freien Raum des Gerätes gelassen wird.
Welches dieser Verfahren auch betrachtet wird, jedes sorgt nur für die ziemlich rasche Entfernung der in dem freien Raum des Ge rätes befindlichen Luft, im Wege einer die Bahn der Luft im voraus bestimmenden Zwangsströmung. Auch die Verfahren nach c) und d) gewährleisten nur eine bestimmtere, sicherere Entfernung der Aussenluft. Derströ- mende Dampf wählt nämlich stets den Weg, der den geringsten Widerstand bietet, um geht die dichteren Stellen und hinterlässt in diesen Luftinseln. Die im Innern des Stoffes befindliche Luft ist bei jedem Verfahren ge nötigt, nach dem langsamen Diffusionsvor gang den Stoff zu verlassen, was infolge des grossen Widerstandes des porösen Stoffes ausnehmend langsam vor sich geht.
Die Ent fernung der Luft aus dem Stoff durch Zwangsströmung ist bei keinem derVerfahren gelöst. Im Prinzip sind Geräte mit mechani scher Luftpumpe bekannt, die die Luft durch Pumpen entfernen, diese sind jedoch sehr kostspielig, ihre Behandlung ist sehr um- ständlich, und sie werden deshalb auch prak tisch nicht verwendet.
Die Nachteile der bisherigen Verfahren sind somit: 1. Die Ungewissheit, ob sich die Luft aus jedem Teil des Stoffes entfernt und jeder Teil des Stoffes die gewünschte Tem peratur angenommen hat. 2. Die eine lange Zeit beanspruchende Arbeitsweise, die zu einer sehr raschen Abnützung der behandel ten Stoffe, zum Beispiel von Weisswäsche, führt.
Nach Konrich, S.80, vermindern a) 100 Sterilisationen bei einer Temperatur von 120 C die Zerreissfestigkeit der Weisswäsche auf die Hälfte, b) verursachen eine über mässige Durchnässung der Stoffe, zum Bei spiel Verbandstoffe, c) machen in dringen den Fällen die rasche Durchführung der Ste rilisation unmöglich, d) verhindern eine ge steigerte Ausbeute der Geräte. B. Der Man gel der Kontrolle zur Feststellung, ob die Durchführung des Verfahrens vollkommen war.
Das nachstehend beschriebene Verfahren soll diese Nachteile beheben; es vermeidet bei der Entfernung der Luft aus dem Innern der Stoffe den langsamen und unsicheren Diffu sionsvorgang und sorgt unter Anwendung eines Zwangsmittels für die rasche und sichere Entfernung der Luft. Dadurch kann mit vol ler Sicherheit und in einem Bruchteil der bis her angewandten Zeit die gewünschte Tem peratur auch in den verborgensten Teilen des Stoffes erreicht werden. Das Verfahren wird in zwangläufiger Weise mit voller Sicherheit durchgeführt. Demzufolge kann die zum Er folg des Verfahrens erforderliche Sicherheits zeit gleichfalls in bedeutendem Masse abge kürzt werden, so dass auch die Dauer der gan zen Desinfektion oder Sterilisation wesent lich abgekürzt wird.
Schliesslich bietet das Verfahren eine Möglichkeit zur einfachen und sicheren Überwachung des abgelaufenen Vor ganges. Alles das kann nach dem vorge schlagenen Verfahren mit relativ einfachen Mitteln erreicht werden, ohne dass kostspie lige und schwer zu bedienende Einrichtungen angewendet werden müssten. Das Verfahren nach der Erfindung ist ein Desinfektions- und Sterilisationsverfahren, unter Durchdämpfen des behandelten Ma terials und' Anwendung von Druckunter schieden sowie eines Kühlmittels.
Es ist da durch gekennzeichnet, dass an den eigent lichen Desinfektions- bezw. Sterilisations raum ein zweiter Raum direkt angeschlossen und dort mindestens einmal durch Dampf einlass und Kondensation eine Druckvermin derung gegenüber ersterem herbeigeführt wird, um auf diese Weise Luft aus den Po ren des zu behandelnden Materials in diesen Raum zu überführen, und hierauf mit dem Dampf die Desinfektion bezw. Sterilisation durchgeführt wird.
Soll Luft in stärkerem Masse aus den Po ren des zu behandelnden Materials entfernt werden, als das bei einer einmaligen Druck verminderung möglich ist, so kann letztere mehrmals vorgenommen werden.
Je grösser das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt der Vorrichtung und den Poren des in das Gerät gelegten Stoffes ist, um so weniger ist es notwendig, das Verfahren für die Erreichung des vorgeschriebenen niederen Druckes zu wiederholen. Nachdem aber eine jede Wiederholung eine gewisse Zeit in An spruch nimmt, und eines der Hauptziele der Erfindung ist, die Dauer des Verfahrens zu verkürzen, so kann der Erfindungszweck nur dann erreicht werden, wenn das Verfahren nur wenige Mal wiederholt werden muss.
Zur Durchführung des beschriebenen Ver fahrens ist ein an sich bekannter Behälter nötig, in dem der zu desinfizierende bezw. sterilisierende Stoff untergebracht wird. Nötig ist fernerhin ein an sich gleichfalls bekann ter Kondensator. Der Behälter ist zweck mässig an seinem höchsten Punkt mit einer Dampfquelle, die den zum Verfahren nötigen Dampf liefert, und vorteilhaft an seinem tief sten Punkt mit dem Luftraum des Konden- sators verbunden. Der Kondensator ist mög lichst an seinem tiefsten Punkt mit einem zur Luftabfuhr dienenden Anschluss versehen.
Der Luftraum des Kondensators braucht je doch von dem Luftraum des Desinfektions- behälters nicht unabhängig zu sein, die Kühl fläche des Kondensators kann auch in dem Luftraum des Behälters untergebracht werden.
Der Kondensator kann ein mit Kühlflä chen versehener Flächenkondensator oder ein mit der unmittelbaren Einspritzung des Kühl mittels arbeitender Kondensator sein.
Die Zeichnung veranschaulicht schema tisch die prinzipielle Anordnung eines Gerä tes zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in zwei beispielsweisen Ausfüh rungsformen; diese Anordnungen können natürlich auch abgeändert werden.
In den Raum 2 des mit der luftdicht ver schliessbaren und zu öffnenden Tür 3 ver- sehenen Behälters 1 ist bei der Anordnung nach Fig. 1 das zu desinfizierende bezw. ste rilisierende Material zu legen. Der zur Durch führung des Verfahrens nötige Dampf ge langt durch den Anschluss 4, das Absperr organ 5 (zum Beispiel Ventil) und den Rohr leitungsteil 6 in den Raum 2. In dem Raum des Kondensators 7 sind die Kühlflächen 8 angeordnet, deren Iühlmitt e1 über die An schlussstelle 9 in das Gerät und über den An schluss 10 aus dem Gerät strömt.
Das Ab sperrorgan 11 dient zum Auslass der Luft und des Dampfes anlässlich der Entlüftung. Der Zusatzbehälter 12, der so@,ohl mit dem Raum 2 wie auch mit dem Kondensator durch Rohre verbunden ist, dient zur Vergrösserung des vollen Rauminhaltes des Gerätes. Bei Vergrösserung des Raumes 2 oder bei einer entsprechend grossen Bemessung des Raumes des Kondensators, kann der Zusatzbehälter auch wegbleiben. Mit Hilfe des Absperr- organes 21 kann die Strömung des Kühlmit tels geregelt werden.
Zur gleichmässigen Verteilung der aus dem Innern des Stoffes freiwerdenden Luft auf den vollen Raum deGerätes und zur Be hinderung der Ansammlung von Luft im Kondensator und dadurch einer Beeinträch tigung des Kondensators dient ein Ejektor, der die Dampfdüse 13 aufweist, zu welcher der Dampf über das mit dem Absperrorgan 15 versehene Rohr 14 gelangt.
Dieser Ejek- tor saugt das im Innern des Behälters 2 be- findliche Gemisch im Laufe der Konden sation über das Rohr 16 ab und führt es über das Rohr 17, den Zusatzbehälter 12, die den Zusatzbehälter mit dem Kondensator verbin dende Rohrleitung 18, den Kondensator 7 und die den Kondensator mit dem Raum 2 verbindende, mit dem Absperrorgan 20 ver sehene Rohrleitung 19 in den Raum 2 zurück und sorgt dadurch für die rasche Konden sation der in dem Raum befindlichen Dampf menge.
Damit in dem Behandlungsraum 2 des Gerätes der gewünschte niedere Druck erzielt werden kann, muss das vorhin beschriebene Verfahren, d. h. die Entlüftung und Konden sation zwischen zwei einander folgenden Dampfeinlässen um so öfter wiederholt wer den, je grösser das Verhältnis zwischen dem Rauminhalt der Luft, die sieh in den Poren der in das Gerät gelegten Stoffe befindet und dem Rauminhalt des ganzen Gerätes ist. An Stelle der Vergrösserung des kostspieligen Be hälters 1 wird zur Verkürzung der Dauer des Verfahrens zweckmässig der verhältnis mässig billigere Zusatzbehälter 12 einge schaltet.
Damit der Druck in dem Raum 2 des Gerätes anlässlich des Dampfeinlasses mög lichst rasch ansteigt, wird zweckmässig das Durchströmen des Kühlmittels durch die Kühlleitung des Kondensators während des Dampfeinlasses und der Entlüftung aufge hoben.
Zweckmässig wird das Dampfeinlassorgan 5 mit dem Absperrorgan 21 des Kühlmittels derart verbunden, dass mit demselben Vor gang, mit dem das Dampfeinlassorgan 5 ge öffnet wird, das Absperrorgan 21 geschlos sen wird und durch Verschluss des Organes 5 das Organ 21 geöffnet wird. In diesem Fall muss auch dafür gesorgt werden, dass nach Abschluss des ganzen Verfahrens das Organ 21 nach Verschluss des Organes 5 auch unabhängig davon verschlossen werden kann.
Zweckmässig wird das Absperrorgan 20 der Rohrleitung 19 im Laufe der Entlüftung in geschlossener Lage gehalten, damit die Luft über die Rohrleitung 19 nicht in den Raum 2 zurückgelangt und dadurch die Ent- weichung der Luft über das Organ 11 ver langsamt. Zweckmässig wird somit das Ab sperrorgan 20 mit dem Organ 5 so verbunden, dass das Öffnen des einen den Verschluss des andern, der Verschluss des einen das Offnen des andern zur Folge hat.
Zweckmässig wird im Laufe des Verfah rens die Entlüftung so durchgeführt, dass, wenn in dem Raum 2 des Gerätes der Druck unter der Wirkung des einströmenden Damp fes eine gewisse Höhe erreicht hat, das Luft auslassorgan 11 selbsttätig geöffnet wird. Durch Verschluss des Dampfeinlassorganes 5 und Einlass des Kühlmittels durch das Organ 21 hindurch nimmt der Dampfdruck in dem Gerät ab und das Organ 21 wird selbsttätig verschlossen. Im Laufe der eigentlichen Steri lisation, wenn der Stoff der Wirkung des Dampfdruckes ausgesetzt ist, muss das Organ 21 unabhängig vom Dampfdruck geschlos sen werden können.
Das Verfahren kann weiterhin durch volle Automatisierung der Vorgänge beschleunigt werden. Wird der angewandte Automat nach dem Einlegen des Stoffes in den Behälter 1 und dem Verschluss der Tür 3 in Betrieb ge setzt, so öffnet er das Dampfabschlussorgan 5, hält es eine bestimmte Zeit lang offen, dann verschliesst er es unter gleichzeitigem Offnen der Organe 20 und 21 und hält ersteres eine bestimmte Zeit lang geschlossen.
Dies kann durch einen Selbstschalter ge schehen, der vom Druck im Behälter 1 ge steuert wird und das als Dampfeinlassventil arbeitende Dampfabschlussorgan 5 bis zum Erreichen eines gewissen Druckes im genann ten Behälter offen hält. Ebenso könnte aber dieser Selbstschalter die Dauer der Dampf einströmung in den Behälter 1 steuern und das Dampfabschlussorgan 5 während einer gewissen Zeit- offenhalten. Dieser. Vorgang wird durch den Automaten entweder in einer bestimmten Häufigkeit oder bis zum Errei chen eines gewissen Druckes im Behälter 1, wiederholt.
Das beschriebene Verfahren sichert die rasche und vollkommene Entfernung derLuft aus dem Stoff und die Vermeidung sämtlicher Nachteile der langen Verfahrensdauer durch bedeutende Abkürzung der Dauer des Des infektions-bezw. Sterilisationsverfahrens. Zu gleich ermöglicht es auch die :Überwachung der vollkommenen Durchführung des Ver fahrens. Mittels eines auf dem Gerät ange ordneten Manometers kann der in dem Gerät herrschende Druck abgelesen werden. Auch könnten Druck und Temperatur zusammen oder auch nur die Temperatur allein von einem Instrument angezeigt werden.
Bei An wendung von registrierenden Messinstrumen- ten kann auch in einem beliebigen späteren Zeitpunkt kontrolliert werden, ob die einzel- rien Desinfektionsvorgänge richtig durchge führt wurden oder nicht.
Das beschriebene Verfahren kann natür lich nicht bloss bei Anwendung von Wasser dampf, sondern auch bei Anwendung anderer desinfizierender Dämpfe angewendet werden.
Das erfindungsgemässe Desinfektions- und Sterilisationsverfahren kann ferner mit der vereinfachten Einrichtung nach Fig.2 durch geführt werden. Bei dieser Figur wurden zur Bezeichnung der Organe identischer Bestim- inung die Bezugszeichen nach Fig. 1 ver wendet, mit dem Unterschied jedoch, dass die Einfuhr des Kühlmittels in den Kondensator 7 mit Hilfe der Einspritzdüse 22 erfolgt.
Natürlich ist auch hier während der Einfüh rung des Sterilisationsdampfes in den Steri lisationsbehälter, d. h. während der Öffnung des Ventils 5, das Einlassventil 21 des Kühl mittels geschlossen zu halten und umgekehrt. Im übrigen ist, abgesehen von der Weglas sung der Funktion des Ejektors, die Wir kungsweise der Einrichtung nach Fig. 2 über einstimmend mit der an Hand der Fig. 1 be schriebenen Wirkungsweise, so dass von der )Viederholung der Beschreibung des Vor ganges der Betätigung der Einrichtung abge sehen werden kann.