Anwendungsgebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin eingebrachtem Behandlungsgut. Es kommt ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel zum Einsatz, das über eine Vorlaufleitung einem beheizbaren Verdampfer zugeführt wird, von dem man das nun dampfförmige Mittel in den Reinraum einleitet. Die Erfindung umfasst ferner eine Anordnung mit dem apparativen Aufbau zur Ausführung eines derartigen Verfahrens.
Stand der Technik
[0002] In der CH 689 178 A5 ist eine Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen beschrieben. Hierbei wird flüssiges Dekontaminationsmittel aus einem ausserhalb des Reinraums stehenden Vorratsbehälter mittels einer Pumpe zu einer im Reinraum angeordneten Verdampfereinheit gefördert. Die Verdampfereinheit umfasst eine Heizplatte zum Verdampfen von z.B. zugeführter wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung, die sich als Dampfgemisch im Reinraum verteilt und am im Reinraum befindlichen Behandlungsgut sowie an den Innenaufbauten des Reinraums sterilisierend wirkt. Das Fördern und Verdampfen des Dekontaminationsmittels wird mit einer Steuer- und Regeleinrichtung realisiert und erfolgt so lange, bis die vorgesehene Dekontaminationskonzentration erreicht ist.
Während der Dekontamination beträgt die Konzentration bei H2O2ca. 100-5000 ppm und wird normalerweise ca. 10-20 Minuten beibehalten. Nach der Dekontamination wird eine Abluftklappe geöffnet, die H2O2 enthaltene Abluft aus dem Reinraum gespült und über einen Abluftkanal abgeleitet, in dem zum Reduzieren der Emission ein Katalysator vorhanden sein kann, der eingesetztes H2O2in H2O und O2 zersetzt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung sind eine relativ lange Zykluszeit und die ungleichmässige Verteilung des sterilisierenden Dampfes im Reinraum.
[0003] In der DE 10 346 843 A1 wird auf eine Anordnung zum Vergasen von Wasserstoffperoxid als Dekontaminationsmittel Bezug genommen. Zur Anordnung gehört ein Vorratsbehälter, aus dem Dekontaminationsmittel mit einer Pumpe über eine Leitung und einer Düse in den Verdampfer eingespritzt wird. Ferner ist eine Druckluftquelle vorgesehen, die über eine Leitung zum Verdampfer führt. Im Verdampfer verdampft das Dekontaminationsmittel und wird mittels der Druckluft in den zu dekontaminierenden Raum gefördert. Während der Expansion vergrössert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, wodurch eine Abkühlung stattfindet und daraufhin das Dampfgemisch im Wesentlichen an den Oberflächen innerhalb der Sterilisationskammer kondensiert. Durch die Notwendigkeit der Pumpe verursache die Anlage höhere Kosten.
Daher wird in der DE 10 346 843 A1 vorgeschlagen, die als Trägergas zum Einbringen des verdampften Dekontaminationsmittels benutzte Druckluftquelle zugleich zur Förderung der wässrigen Lösung aus dem Vorratsbehälter zu nutzen. Hierzu setzt man eine Venturidüse ein, über die das Dekontaminationsmittel angesaugt und durch Wirkung der Druckluft in den elektrisch beheizbaren Verdampfer eingesprüht wird. Über Ventile lassen sich die Durchflussmenge der Luft bzw. des Dekontaminationsmittels regeln. Die stromabwärts mit dem Verdampfer verbundene zweite Druckluftleitung führt als Trägermedium getrocknete Luft, welche das erzeugte Dampfgemisch zum Isolator transportiert. Diese Anordnung bedingt immer noch einen erhöhten apparativen Aufwand durch das Erfordernis der getrockneten Luft als Trägermedium und verursacht daher auch zusätzliche Energiekosten.
[0004] Aus der DE 10 116 395 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man in einem ausserhalb der Sterilisationskammer angeordneten Verdampfer ein aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehendes Dampfgemisch erzeugt, das in einen aufgeheizten, vorevakuierten Speicher eingeleitet wird, um von hier ohne Trägergasstrom durch adiabatische Expansion in die unter Unterdruck stehende Sterilisationskammer eingebracht zu werden. In den Zuleitungen vor der Kammer sind beheizte Ventile vorgesehen und an den Enden der zur Kammer führenden Zuleitungen Düsen, um eine optimale räumliche Verteilung und Einströmgeschwindigkeit des Sterilisationsdampfes zu erzielen. Zum Evakuieren der Sterilisationskammer vor dem Einströmen des Dampfes und nach dessen Einwirkzeit dienen Pumpen und ein vorevakuierter Behälter.
Das rückstandsfreie Entfernen des Kondensats aus der Sterilisationskammer wird mittels eines Drucksensors überwacht. Bei Unterschreiten eines Grenzdruckes von ca. 3,8 mbar wird die Sterilisationskammer mit einem sterilen Prozessgas bis zum Erreichen des Aussendrucks geflutet, was z.B. innerhalb von 0,5 Sekunden aus einem Vorratsspeicher erfolgt, der über einen Sterilfilter befüllt wird. Danach kann die Sterilisationskammer zur Entnahme des Behandlungsguts geöffnet werden. Ziel des Verfahrens ist, steriles Prozessgas in die Sterilisationskammer einzubringen, was man damit erreicht, indem der in die Kammer eingeleitete Sterilisationsdampf anteilig von hier in die vorevakuierten, dem Prozessgas zugeordneten Einrichtungen - Vorratsspeicher, Sterilfilter, Leitungen und darin angeordnete Armaturen - zugeführt wird.
In der DE 10 302 344 A1 schliesslich wird eine spezielle Auskleidung der Sterilisationskammer vorgeschlagen, um den Kondensatniederschlag an den Kammerwänden zu reduzieren und vorrangig auf die Oberflächen der Behandlungsgüter zu lenken. Dadurch soll sich die Sterilisationswirkung erhöhen, zugleich die Sterilisationszeit verkürzen und sich der entstandene Kondensatbelag einfacher absaugen lassen.
Aufgabe der Erfindung
[0005] Angesichts der bislang apparativ aufwendigen und eine relativ lange Zeitdauer beanspruchenden Verfahren zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein effizienteres Verfahren vorzuschlagen, für dessen Durchführung ein geringerer Apparate- und Zeitaufwand benötigt wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Anordnung mit den apparativen Mitteln zur Durchführung eines vorteilhaften Verfahrens zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen anzugeben.
[0006] Entscheidend kommt es darauf an, die Menge der die Reinräume durchlaufenden Behandlungsgüter ohne Verminderung der Qualität der gesamten, eine Dekontaminationsphase einschliessenden Behandlung signifikant zu steigern, was insbesondere bei häufig aufeinanderfolgendem Wechsel verschiedener Arten des Behandlungsguts massgeblich ist.
Übersicht über die Erfindung
[0007] Das Wesen des Verfahrens zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin einbringbarem Behandlungsgut besteht darin, dass:
<tb>a)<sep>ein im Normalzustand flüssiges Dekontaminationsmittel über eine Vorlaufleitung einem beheizbaren Verdampfer zugeführt wird;
<tb>b)<sep>im Verdampfer das zugeführte flüssige Dekontaminationsmittel in Dampfform gebracht wird;
<tb>c)<sep>das im Verdampfer erzeugte dampfförmige Dekontaminationsmittel über eine Zuleitung allein mittels adiabatischer Expansion direkt in den Reinraum eingeleitet wird, um sich als Kondensat im Reinraum und bei Vorhandensein auf dem in den Reinraum eingebrachten Behandlungsgut abzusetzen; und
<tb>d)<sep>nach definierter Einwirkzeit das abgesetzte Kondensat aus dem Reinraum in einer Spülphase entfernt wird.
[0008] Nachstehend sind besonders vorteilhafte Details zum Dekontaminationsverfahren angegeben: Das flüssige Dekontaminationsmittel wird einem ausserhalb des Reinraums angeordneten Verdampfer zugeführt. Das stromabwärts hinter dem Verdampfer strömende dampfförmige Dekontaminationsmittel wird über eine am Ende der Zuleitung angebrachte Düse in den Reinraum gepresst. Als Dekontaminationsmittel wird vorzugsweise eine wässrige Lösung von H2O2 verwendet. Das dampfförmige Dekontaminationsmittel wird in einen Reinraum in Gestalt eines Isolators und/oder in einen Reinraum in Gestalt einer Schleuse, die dem Isolator vorgesetzt ist, eingeleitet.
[0009] Das Verfahren mit Verwendung einer Schleuse beruht auf folgendem Ablauf:
<tb>a)<sep>das Behandlungsgut wird zuerst in einen als Schleuse gestalteten Reinraum eingebracht und darin der Behandlung mit dem dampfförmigem Dekontaminationsmittel unterzogen;
<tb>b)<sep>die Schleuse mit dem noch darin befindlichen Behandlungsgut wird einer Spülphase zur Entfernung des abgesetzten Kondensats unterzogen;
<tb>c)<sep>das Behandlungsgut wird in den zur Schleuse benachbarten Reinraum, welcher als Isolator gestaltet ist, transferiert;
<tb>d)<sep>das Behandlungsgut wird im als Isolator gestalteten Reinraum weiter behandelt; und
<tb>e)<sep>aus dem als Isolator gestalteten Reinraum wird:
<tb>ea)<sep>ein fertig bearbeitetes Behandlungsgut über Transferöffnungen an der Schleuse oder über eine Transferöffnung am Isolator mittels eines Transfersystems nach aussen transportiert; oder
<tb>eb)<sep>ein noch nicht fertig bearbeitetes Behandlungsgut über eine Transferöffnung am Isolator in einen nächsten als Isolator gestalteten Reinraum zur Weiterbehandlung transferiert, um nach beendeter Bearbeitung von dort über die Transferöffnungen an der Schleuse oder die Transferöffnungen einer weiteren Schleuse oder über eine Transferöffnung am nächsten Isolator mittels eines Transfersystems nach aussen transportiert zu werden.
[0010] Vor Durchführung der Spülphase zur Entfernung des abgesetzten Kondensats aus dem Reinraum wird der Verdampfer bei unterbrochenem Zufluss von flüssigem Dekontaminationsmittel wird. Aus einem Vorratsbehälter stammendes flüssiges Dekontaminationsmittel wird bei nicht damit beaufschlagtem Verdampfer stromaufwärts vor dem Verdampfer im Kreislauf gepumpt, um das flüssige Dekontaminationsmittel mit möglichst geringer Zeitverzögerung nach einem Umschaltvorgang dem Verdampfer zuzuleiten.
[0011] Das Wesen der Anordnung zur Dekontamination eines Reinraums und von temporär darin einbringbarem Behandlungsgut besteht in Folgendem:
<tb>a)<sep>ein in einem Vorratsbehälter gelagertes Dekontaminationsmittel, das im Normalzustand flüssig ist;
<tb>b)<sep>einer Vorlaufleitung, die sich vom Vorratsbehälter hin zu einem beheizbaren Verdampfer erstreckt;
<tb>c)<sep>einem Förderaggregat, vorzugsweise eine elektrisch angetriebene Pumpe, das in der Vorlaufleitung angeordnet ist;
<tb>d)<sep>Mitteln zur Entfernung abgesetzten Kondensats aus dem Reinraum in einer Spülphase; und
<tb>e)<sep>vom Verdampfer sich stromabwärts direkt in den Reinraum eine Zuleitung erstreckt, die zur Einleitung des im Verdampfer erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels allein durch adiabatische Expansion bestimmt ist.
[0012] Nachstehend sind besonders vorteilhafte Details der Anordnung angegeben: Der Verdampfer ist ausserhalb des Reinraums angeordnet. Am stromabwärts gelegenen Ende der Zuleitung ist zum Ausströmen des dampfförmigen Dekontaminationsmittels in den Reinraum eine Düse angebracht. Das Dekontaminationsmittel ist vorzugsweise eine wässrige Lösung von H2O2. Die vom Verdampfer kommende Zuleitung mündet in einen Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und besitzt eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Arbeitskammer. Benachbart, vorzugsweise über der Arbeitskammer, ist eine Umluftzone angeordnet, und die Düse ist in der Umluftzone positioniert.
Die Arbeitskammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Arbeitskammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weiterführende Transferöffnung hat.
[0013] Die vom Verdampfer kommende Zuleitung mündet in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und eine gegenüber einer äusseren Umgebung abgeschirmte Vorkammer besitzt. Die Düse ist in der Vorkammer positioniert. Die Vorkammer weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts von aussen in die Vorkammer und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Vorkammer nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die oder aus der Arbeitskammer eines als Isolator gestalteten Reinraums dient, wobei die Arbeitskammer des Isolators eine weiterführende Transferöffnung haben kann, welche zur Arbeitskammer zumindest eines optionalen nächsten, als Isolator gestalteten Reinraums führt.
[0014] In weiterer Ausbaustufe mündet die vom Verdampfer kommende Zuleitung in einen Reinraum, der die Gestalt einer Behandlungsgut aufnehmenden Schleuse hat und zugleich in einen Reinraum, der die Gestalt eines Behandlungsgut aufnehmenden Isolators hat und dessen Arbeitskammer gegenüber der äusseren Umgebung abgeschirmt ist. Benachbart, vorzugsweise über der Arbeitskammer, ist eine Umluftzone angeordnet, und eine weitere Düse ist in dieser Umluftzone positioniert.
Die Arbeitskammer des Isolators weist zumindest eine Transferöffnung auf, welche zum Einbringen des Behandlungsguts aus der Schleuse in die Arbeitskammer des Isolators und/oder zum Ausbringen des Behandlungsguts aus der Arbeitskammer des Isolators nach aussen und/oder zum Transfer des Behandlungsguts in die Arbeitskammer zumindest eines nächsten als Isolator gestalteten Reinraums zur Weiterbehandlung des Behandlungsguts dient, wobei die Arbeitskammer des zumindest einen nächsten Isolators eine weiterführende Transferöffnung hat.
[0015] An die Vorlaufleitung ist stromaufwärts vor dem Verdampfer zu dessen Spülung, bei unterbrochenem Zufluss von flüssigem Dekontaminationsmittel, eine Drucklufteinheit angeschlossen. Der als Isolator gestaltete Reinraum ist mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit, Ablufteinheit und Umlufteinheit ausgestattet. Der als Schleuse gestaltete Reinraum ist mit für eine Spülphase nutzbarer Zulufteinheit und Ablufteinheit ausgestattet.
[0016] Die Drucklufteinheit weist einen Druckluftfilter auf, von dem sich eine Spülleitung zur Vorlaufleitung erstreckt, wobei am Knotenpunkt zwischen Spülleitung und Vorlaufleitung ein zweites Steuerventil eingebaut ist und zwischen dem Druckluftfilter und dem zweiten Steuerventil ein Absperrventil sowie ein Druckminderer vorgesehen sein kann. Ein erstes Steuerventil ist in der Vorlaufleitung zwischen dem Förderaggregat und dem zweiten Steuerventil angeordnet, wobei die Vorlaufleitung sich vom ersten Steuerventil zum zweiten Steuerventil und von hier weiter zum Verdampfer fortsetzt. Ferner erstreckt sich eine Rücklaufleitung vom ersten Steuerventil zum Vorratsbehälter. Jede Zulufteinheit, jede Ablufteinheit und die Umlufteinheit umfassen jeweils einen Ventilator und jeweils einen Filter.
Jede Zulufteinheit und jede Ablufteinheit hat ein Stellorgan in der betreffenden zugehörigen Leitung.
[0017] Zur Aufspaltung des im Verdampfer erzeugten dampfförmigen Dekontaminationsmittels ist stromaufwärts oder stromabwärts ein drittes Steuerventil angeordnet. Das dritte Steuerventil ist innerhalb der Vorlaufleitung zwischen dem zweiten Steuerventil und dem Verdampfer positioniert und die Vorlaufleitung setzt sich in mehreren separaten Vorlauf-Leitungssträngen vom dritten Steuerventil zum Verdampfer fort, wobei sich jeder Vorlauf-Leitungsstrang an je eine der im Verdampfer vorhandenen Dampfleitungen anschliesst, die sich stromabwärts als Zuleitungen fortsetzen und zu den verschiedenen Reinräumen erstrecken.
Alternativ ist das dritte Steuerventil hinter dem Verdampfer stromabwärts in der Zuleitung positioniert, welche sich an eine im Verdampfer vorhandene und stromaufwärts mit der Vorlaufleitung verbundene Dampfleitung anschliesst, wobei sich die Zuleitung in mehreren separaten Zuleitungssträngen vom dritten Steuerventil zu den verschiedenen Reinräumen fortsetzt.
Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
[0018] Es zeigen:
<tb>Fig. 1A <sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau eines Isolators mit einer Dekontaminationsanordnung in einer ersten Ausführungsform;
<tb>Fig. 1B <sep>die Zulufteinheit des Isolators aus Figur 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1C<sep>die Ablufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1D<sep>die Umlufteinheit des Isolators aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1E<sep>die Dekontaminationsanordnung mit zugehöriger Drucklufteinheit aus Fig. 1A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 1F<sep>das vergrösserte Detail X1 aus Fig. 1E;
<tb>Fig. 2A<sep>den prinzipiellen apparativen Aufbau des Isolators gemäss Fig. 1A zusammen mit einer Schleuse und der in die Schleuse wirkenden Dekontaminationsanordnung gemäss erster Ausführungsform;
<tb>Fig. 2B<sep>die Ablufteinheit der Schleuse aus Fig. 2A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 2C<sep>die Zulufteinheit der Schleuse aus Fig. 2A, in vergrösserter Darstellung;
<tb>Fig. 3A<sep>den Aufbau gemäss Fig. 2Ader in den Isolator und die Schleuse wirkenden Dekontaminationsanordnung in einer zweiten Ausführungsform; und
<tb>Fig. 3B<sep>das vergrösserte Detail X2 aus Fig. 3A.
Ausführungsbeispiele
[0019] Anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen zum apparativen Aufbau und der Funktionsweise zur erfindungsgemässen gasförmigen Dekontamination eines Reinraums in Gestalt eines Isolators mit einer möglichen Anbindung zu einer Schleuse.
[0020] Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Figuren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile handelt.
Figuren 1A bis 1F
[0021] Diese Figurenfolge zeigt einen schematisch dargestellten Isolator 1 und eine dazugehörige Dekontaminationsanordnung 2 erster Ausführungsform zum Vergasen eines zuvor flüssigen Dekontaminationsmittels, das in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 eingeleitet wird. Der Isolator 1 besteht aus einem auf einem Gestell 100 ruhenden Gehäuse 10, das sich in ein Gehäuseunterteil 101, welches unten mit einem Gehäuseboden 102 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 107 gliedert.
[0022] Das Gehäuseunterteil 101 kann für spezielle Anwendungen an den sich gegenüberliegenden Aussenwänden mit einer ersten Transferöffnung 105 und eventuell noch einer zweiten Transferöffnung 106 ausgestattet sein, wobei die Transferöffnungen 105,106 zum Ein- und Ausbringen von Behandlungsgut mittels eines Transfersystems in die bzw. aus der Arbeitskammer 14 nutzbar sind oder den Anschluss eines weiteren Isolators 1 bzw. einer Schleuse 3 (s. Fig. 2A) ermöglichen.
[0023] An der Vorderseite der Arbeitskammer 14 befindet sich eine transparente Scheibe 103, in die Handeingriffe 104 eingesetzt sind, um auf Behandlungsgut, das sich innerhalb der Arbeitskammer 14 befindet, von aussen zuzugreifen. Die Scheibe 103 lässt sich zumeist öffnen, so dass durch diesen Zugang Behandlungsgut zwischen der Arbeitskammer 14 und dem äusseren Arbeitsraum bewegt werden kann. Im Isolator 1 ist eine hier horizontale Trennwand 108 angeordnet, von der eine Kanalwand 109 in Richtung des Bodens 102 abgeht, so dass unterhalb der Trennwand 108 die Arbeitskammer 14 und darüber eine Umluftzone 15 abgeteilt sind, während zwischen der Kanalwand 109 und der benachbarten Aussenwand ein die Arbeitskammer 14 mit der Umluftzone 15 verbindender Rücklaufkanal 16 verläuft.
Der Eintritt in den Rücklaufkanal 16 befindet sich im unteren Bereich der Arbeitskammer 14 und führt sowohl zum Ansaugbereich einer Umlufteinheit 13 als auch zur Ablufteinheit 12, die alle in der Umluftzone 15 angeordnet sind. Die Umlufteinheit 13 ist auf der Trennwand 108 und eine Zulufteinheit 11 äusserlich auf der Oberseite des Gehäuses 10 positioniert.
[0024] Die Zulufteinheit 11 besteht zunächst aus einem Zuluftventilator 110, um Frischluft aus der äusseren Umgebung U anzusaugen. Vom Zuluftventilator 110 erstreckt sich eine Leitung 119 zum Zuluftplenum 113, unterhalb dem sich der Zuluftfilter 112 zur Reinigung der angesaugten Frischluft anschliesst. Innerhalb der Leitung 119 - zwischen Zuluftventilator 110 und Zuluftplenum 113 - ist ein Zuluftstellorgan 111 eingebaut, das entweder offen oder geschlossen ist. Der Austritt aus dem Zuluftfilter 112 mündet durch das Gehäuse 10 in die Umluftzone 15.
[0025] Die Ablufteinheit 12 ist zur Abführung von aus dem Isolator 1 partiell belasteter Luft in einen Abluftkanal K vorgesehen und besteht zunächst aus dem in der Umluftzone 15 angeordneten Abluftstellorgan 121, welches entweder offen oder geschlossen ist. Vom Abluftstellorgan 121 erstreckt sich eine Leitung 129 zum Abluftplenum 123, oberhalb dem sich der Abluftfilter 122 und von hier die Einleitung für die partiell belastete Luft in den Abluftkanal K befindet. Innerhalb der Leitung 129 - zwischen Abluftstellorgan 121 und Abluftplenum 123 - ist ein Abluftventilator 120 eingebaut, der zur Druckregulierung innerhalb des Isolators 1 dient.
[0026] Die Umlufteinheit 13 hat einen Umluftventilator 130, eine davon abgehende Leitung 139, die in ein Umluftplenum 133 führt, an das sich ein Umluftfilter 132 anschliesst, dessen Austritt durch die Trennwand 108 in die Arbeitskammer 14 mündet. Bevor das Gemisch aus über die Zulufteinheit 11 eingebrachter Frischluft und über den Rücklaufkanal 16 aus der Arbeitskammer 14 belasteter Luft, aus der Umluftzone 15 im Kreislauf wieder der Arbeitskammer 14 zugeführt wird, gelangt das Luftgemisch zuerst zum Umluftplenum 133 und dann weiter zwecks Reinigung durch den Umluftfilter 132.
[0027] Die Dekontaminationsanordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einem mit flüssigem Dekontaminationsmittel - z.B. Wasserstoffperoxyd in wässriger Lösung - gefülltem Vorratsbehälter 20, einer motorisch angetriebenen Pumpe 21, einer Drucklufteinheit 22 sowie einem Verdampfer 23, von dem sich in die Arbeitskammer 14 eine Leitung 239 mit an deren Ende angesetzter Düse 25 erstreckt, um das in den Isolator 1 eingebrachte Behandlungsgut sowie den Isolator 1 selbst zu sterilisieren.
[0028] Vom Vorratsbehälter 20 führt eine Vorlaufleitung 209 zur Pumpe 21 und von dort weiter zum Verdampfer 23. Zwischen Pumpe 21 und Verdampfer 23 ist nach der Pumpe 21 in die Vorlaufleitung 209 zunächst ein erstes elektromagnetisches Steuerventil 261 - in Form eines 3/2-Wegeventils - und dann dem Verdampfer 23 vorgeschaltet ein elektromagnetisches zweites Steuerventil 262 - wiederum in Form eines 3/2-Wegeventils - eingebaut. Vom ersten Steuerventil 261 führt eine Rücklaufleitung 208 in den Vorratsbehälter 20 zurück. Die Drucklufteinheit 22 besitzt eingangs einen Druckluftfilter 224, von dem eine Leitung 229 zum zweiten Steuerventil 262 führt. Innerhalb der Spülleitung 229 ist ein Druckminderer 226 positioniert, wobei zwischen Druckminderer 226 und Druckluftfilter 224 ein elektromagnetisches Absperrventil 225 angeordnet ist.
Der Verdampfer 23 besitzt ein Gehäuse 230, in dem axial, zentrisch eine Dampfleitung 231 verläuft, welche an die Vorlaufleitung 209 anschliesst. Im Gehäuse 230 sind ebenfalls axial, jedoch aussermittig verlaufende Heizelemente 233 integriert, die über elektrische Anschlüsse 234 betrieben werden. Die Dampfleitung 231 geht ausgangsseitig hinter dem Gehäuse 230 in eine Zuleitung 239 über, welche sich bis in die Umluftzone 15 erstreckt und am Ende mit einer Düse 25 versehen ist. Zur Durchführung der Zuleitung 239 durch die Aussenwand des Gehäuses 10 dient eine Wandmuffe 24. Die Düse 25 könnte auch direkt in der Arbeitskammer 14 installiert sein, jedoch erreicht man eine ordentliche Verteilung des ausströmenden Dampfgemisches nur bei sehr kleinem Kammervolumen oder man müsste mehrere Düsen 25 mit den entsprechenden Zuleitungen 239 vorsehen.
Daher ist es effizienter, eine Düse 25 in der Umluftzone 15 anzuordnen und zur Verteilung des Dampfgemischs die Umlufteinheit 13 zu nutzen.
[0029] Es folgt die Funktionsweise des zuvor erläuterten apparativen Aufbaus:
Normalbetrieb des Isolators
[0030] Die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und die Umlufteinheit 13 sind in Aktion, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 laufen bei offenem Zuluftstellorgan 111 und offenem Abluftstellorgan 121. In der Drucklufteinheit ist das Absperrventil 225 geschlossen, da im Normalbetrieb des Isolators 1 keine Spülung des Verdampfers 23 erfolgt. Die Pumpe 21 läuft und fördert Dekontaminationsmittel aus dem Vorratsbehälter 20 über die Vorlaufleitung 209 zum ersten Steuerventil 261, welches so geschaltet ist, dass das Dekontaminationsmittel nicht weiter über die Vorlaufleitung 209 in Richtung des zweiten Steuerventils 262 und des Verdampfers 23 gelangen kann, sondern im Kreislauf über die Rücklaufleitung 208 in den Vorratsbehälter 20 zurückgefördert wird.
Damit ist bezweckt, dass beim Umschalten des ersten Steuerventils 261 auf Durchgang in Richtung des Verdampfers 23 sofort Dekontaminationsmittel zur Weiterleitung ansteht. Die beiden Steuerventile 261,262 werden gleichzeitig geschaltet, d.h. zur Schaltstellung des ersten Steuerventils 261 nur mit Durchlass in die Rücklaufleitung 208 gehört die Schaltstellung des zweiten Steuerventils 262 nur mit Durchlass von der Spülleitung 229 in Richtung des Verdampfers 23.
Dekontaminationsbetrieb
[0031] Beim Start des Dekontaminationsbetriebs wird das erste Steuerventil 261 auf Durchlass nur in Richtung des zweiten Steuerventils 262 und Verdampfers 23 umgeschaltet, gleichzeitig geschieht die Umschaltung am zweiten Steuerventil 262 nur auf Durchlass von der Vorlaufleitung 209 in Richtung des Verdampfers 23. Die Zu- und Ablufteinheiten 11, 12 sind durch das jeweilige Zuluft- bzw. Abluftstellorgan 111, 121 gasdicht verschlossen. Durch die Freischaltung an den Steuerventilen 261, 262 und die weitere Förderleistung der Pumpe 21 gelangt das noch flüssige Dekontaminationsmittel über die Vorlaufleitung 209 an die Dampfleitung 231 am Verdampfer 23.
[0032] Durch die vorzugsweise elektrisch erhitzten Heizelemente 233 im Verdampfer 23 wird die wässrige Wasserstoffperoxyd-Lösung innerhalb der Dampfleitung 231 nach dem Prinzip der adiabatischen Expansion vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gebracht. Das im Volumen vervielfachte Dampfgemisch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser kann nicht gegen die Förderrichtung der Pumpe 21 in die Vorlaufleitung 209 strömen, sondern wird nur über die Zuleitung 239 durch die Düse 25 in die Umluftzone 15 gepresst, um von hier mittels der Umlufteinheit 13 in die Arbeitskammer 14 gefördert zu werden und dort das eingebrachte Behandlungsgut zu dekontaminieren. Auf den inneren Oberflächen der Arbeitskammer 14 und dem Behandlungsgut setzt sich das Kondensat als Belag ab. Der Dekontaminationsbetrieb findet somit ohne die Zuführung eines zusätzlichen Trägergasstroms statt.
Die Leistung von Pumpe 21 und Heizelementen 233 sowie die Leitungen 209, 231, 239 und die Düse 25 sind unter Berücksichtigung des eingesetzten Dekontaminationsmittels entsprechend dimensioniert.
[0033] Nach Erreichen der vorgesehenen Menge an eingebrachtem Dekontaminationsmittel und zugehöriger Einwirkzeit ist die Hauptphase des Dekontaminationsbetriebs abgeschlossen. Es beginnt nun die Spülphase mit dem Zuschalten der Drucklufteinheit 22, um den Verdampfer 23 nach dem Dekontaminationsprozess zu entleeren. Durch Umschalten der beiden Steuerventile 261, 262 gelangt das von der Pumpe 21 geförderte Dekontaminationsmittel nur mehr in die Rücklaufleitung 208 und am zweiten Steuerventil 262 wird der Zugang von der Spülleitung 229 hin zum Verdampfer 23 geöffnet.
Ferner wird das Absperrventil 225 in die Offenstellung gefahren, so dass durch den Druckluftfilter 224 gereinigte Druckluft P über die Spülleitung 229, das zweite Steuerventil 262 und den stromabwärts gelegenen Abschnitt der Vorlaufleitung 209 die Dampfleitung 231 freispült, wobei die Spülluft aus der Düse 25 in die Umluftzone 15 gelangt. Nach freigespültem Verdampfer 23 wird das Absperrventil 225 geschlossen.
[0034] Zum Freispülen und Trocknen des Isolators 1 werden die Zulufteinheit 11, die Ablufteinheit 12 und Umlufteinheit 13 aktiviert, d.h. der Zuluftventilator 110, der Abluftventilator 120 und der Umluftventilator 130 werden in Betrieb genommen und das zugehörige Zuluftstellorgan 111 sowie das Abluftstellorgan 121 geöffnet. Damit werden die Rückstände des Dekontaminationsmittels aus dem Isolator 1 über die Ablufteinheit 12 in den Abluftkanal K geleitet. Aus diesem Zustand kann wieder in den Normalbetrieb des Isolators 1 übergegangen werden.
Figuren 2A bis 2C
[0035] Zur Erhöhung der Durchlauffrequenz, insbesondere verschiedener Behandlungsgüter, ist in dieser Figurenfolge dem Isolator 1 eine Schleuse 3 vorgesetzt, um die zeitaufwendige Dekontaminationsphase nicht im Isolator 1 durchführen zu müssen, sondern darin nur die wesentliche Bearbeitung, z.B. Abfüllen und Konfektionieren, vorzunehmen. Der Isolator 1 und die Dekontaminationsanordnung 2 sind in Aufbau und Ausstattung gegenüber der vorherigen Figurenfolge 1Abis 1Eunverändert, ausgenommen, dass die Zuleitung 239 mit der abschliessenden Düse 25 nun nicht in die Umluftzone 15 des Isolators 1, sondern in die Vorkammer 34 der Schleuse 3 mündet.
[0036] Die Schleuse 3 besteht aus einem auf einem Gestell 300 ruhenden Gehäuse 30, das sich in ein Gehäuseunterteil 301, welches unten mit einem Gehäuseboden 302 abschliesst, und ein Gehäuseoberteil 307 gliedert. Über eine erste Transferöffnung 305 ist die Vorkammer 34 ist nach aussen zugänglich, während eine zweite Transferöffnung 306 den Zugang die Arbeitskammer 14 des unmittelbar benachbarten Isolators 1 erlaubt. Die Transferöffnungen 305, 306 ermöglichen das Einbringen von Behandlungsgut in die Vorkammer 34 sowie den Transfer des Behandlungsguts weiter in die Arbeitskammer 14, was z.B. mittels eines von aussen steuerbaren Transportbandes geschieht. Ferner können die Transferöffnungen 305, 306 zum Ausbringen von Behandlungsgut aus der Arbeitskammer 14 des Isolators 1 genutzt werden.
In der Schleuse 3 ist eine hier horizontale Trennwand 308 angeordnet, so dass unterhalb der Trennwand 308 die Vorkammer 34 und darüber ein Dachraum 35 abgeteilt sind. Innerhalb des Dachraums 35 ist eine Zulufteinheit 31 und am Gehäuseboden 302, ausserhalb der Vorkammer 34, eine Ablufteinheit 32 positioniert. Die Zulufteinheit 31 besteht zunächst aus einem Zuluftvorfilter 314, der die Luft aus der Umgebung U in einer ersten Stufe vorfiltert und der Geräuschdämmung dient. Vom Zuluftvorfilter 314 erstreckt sich eine Leitung 319, innerhalb der zuerst ein Zuluftventilator 310 und anschliessend ein Zuluftstellorgan 311 angeordnet sind, wobei letzteres der Öffnung oder Absperrung dient. Hinter dem Zuluftstellorgan 311 mündet die Leitung 319 in ein Zuluftplenum 313, dem ein Zuluftfilter 312 folgt, der an die Trennwand 308 angrenzt.
Mittels der Ablufteinheit 32 wird partiell belastete Luft in den Abluftkanal K geleitet. Die Ablufteinheit 322 besteht aus einem Abluftfilter 322, der am Gehäuseboden 302 angeordnet ist, und einer sich vom Abluftfilter 322 abgehenden Leitung 329, in der ein Abluftventilator 320 und ein Abluftstellorgan integriert 321 sind.
Betrieb des Schleusen-Isolator-Aufbaus
[0037] Bei nicht im aktiven Betrieb geschalteter Dekontaminationsanordnung 2 - es wird kein Dampfgemisch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser im Verdampfer 23 erzeugt und durch die Düse 25 in die Vorkammer 34 eingebracht - bringt man Behandlungsgut durch die erste Transferöffnung 305 in die Vorkammer 34. Bei geschlossener erster und zweiter Transferöffnung 305, 306 wird auf Dekontaminationsbetrieb geschaltet, wobei die Umschaltung und der Prozess gemäss vorheriger Beschreibung verlaufen, jedoch gelangt das Dampfgemisch in die Vorkammer 34. Nach abgeschlossenem Dekontaminationsbetrieb - die Erzeugung des Dampfgemischs wird unterbrochen - erfolgt der Übergang in die Spülphase, zuerst mit dem Freispülen des Verdampfers 23, was, wie vorbeschrieben, abläuft.
Anschliessend ist die Vorkammer 34 durch Aktivierung der Zulufteinheit 31 und der Ablufteinheit 32 zu spülen und zu trocknen. Hierzu sind der Zuluftventilator 310, welcher aus der Umgebung U Frischluft ansaugt, und der Abluftventilator 320 einzuschalten und zugleich das Zuluftstellorgan 311 sowie das Abluftstellorgan 321 zu öffnen, durch welches gefilterte Abluft in den Abluftkanal K geblasen wird. Nach beendeter Spülphase werden der Zuluftventilator 310 und der Abluftventilator 320 im Normalbetrieb weitergefahren, wobei das Zuluftstellorgan 311 sowie das Abluftstellorgan 321 offen bleiben müssen.
Jetzt kann der Transfer des Behandlungsguts aus der Vorkammer 34 durch die zweite Transferöffnung 306 in die Arbeitskammer 14 des Isolators 1 erfolgen, wobei nach dem Transfer die zweite Transferöffnung 306 wieder zu schliessen ist, um für eine neue Beschickung der Vorkammer 34 für einen zweiten Durchlauf mit einem eventuell anderen Behandlungsgut bereit zu sein. In der Arbeitskammer 14 wird das aus der Vorkammer 34 vom ersten Durchlauf stammende Behandlungsgut dem weiteren Prozess unterzogen und nach Abschluss - unter Beibehaltung einer sterilen Arbeitskammer 14 - über die erste und zweite Transferöffnung 306, 305 der Schleuse 3 oder über die Transferöffnung 106 des Isolators 1 und ein spezielles Transfersystem aus dem Isolator 1 ausgebracht.
Sollte die Arbeitskammer 14 unmittelbar vor einem Dekontaminationsbetrieb nicht weiter steril gehalten werden müssen, so könnte das fertig bearbeitete Behandlungsgut auch durch Öffnen der Scheibe 103 entnommen werden.
Figuren 3A und 3B
[0038] In Abwandlung zum vorangehenden Aufbau kann die in einer zweiten Ausführungsform gestaltete Dekontaminationsanordnung 2 nun wahlweise in die Umlufteinheit 13 des Isolators 1 oder/und in die Vorkammer 34 der Schleuse 3 wirken. Hierzu führen vom Verdampfer 23 je eine separate Zuleitung 239 mit am Ende angeordneter Düse 25 in die Umluftzone 15 und in die Vorkammer 34. Zur Einspeisung aus dem Verdampfer 23 in die beiden Zuleitungen 239 sind im Verdampfer 23 zwei nebeneinander geführte Dampfleitungen 231 angeordnet. Zur wahlweisen Beschickung einer der beiden Dampfleitungen 231 im Verdampfer 23 ist zwischen diesem und dem zweiten Steuerventil 262 in die Vorlaufleitung 209 ein zusätzliches drittes Steuerventil 263 eingebaut, von dem sich die Vorlaufleitung 209, in zwei Stränge aufgesplittet, an die beiden Dampfleitungen 231 anschliesst.
Alternativ könnte die einzige Dampfleitung 231 (s. Fig. 1F) stromabwärts hinter dem Verdampfer 23 in zwei Zuleitungen 239 aufgesplittet sein, wobei dann stromabwärts hinter dem Verdampfer 23 ein Steuerorgan in der Zuleitung 239 an deren Aufsplittung oder in jedem Strang nach der Aufsplittung vorzusehen wäre.
Field of application of the invention
The present invention relates to a method for decontamination of a clean room and temporarily introduced therein treated. It comes in a normal state liquid decontamination agent is used, which is supplied via a feed line to a heatable evaporator, from which one introduces the now vaporous agent in the clean room. The invention further comprises an arrangement with the apparatus construction for carrying out such a method.
State of the art
In CH 689 178 A5 a device for gaseous decontamination of cleanrooms is described. In this case, liquid decontamination agent is conveyed from a reservoir outside the clean room by means of a pump to an evaporator unit arranged in the clean room. The evaporator unit comprises a heating plate for evaporating e.g. supplied aqueous hydrogen peroxide solution, which is distributed as a vapor mixture in the clean room and sterilizing acts on the treated material located in the clean room and on the internal structures of the clean room. The conveying and evaporation of the decontamination agent is realized with a control and regulating device and takes place until the intended decontamination concentration is reached.
During decontamination the concentration in H2O2ca is. 100-5000 ppm and is normally maintained for about 10-20 minutes. After decontamination, an exhaust damper is opened, the exhaust air containing H2O2 is purged from the clean room and discharged via an exhaust duct, in which, to reduce the emission, a catalyst may be present which decomposes H2O2 into H2O and O2. A disadvantage of this device is a relatively long cycle time and the uneven distribution of sterilizing steam in the clean room.
In DE 10 346 843 A1 reference is made to an arrangement for gasifying hydrogen peroxide as a decontamination agent. The arrangement includes a reservoir from which decontamination agent is injected with a pump via a line and a nozzle in the evaporator. Furthermore, a compressed air source is provided which leads via a line to the evaporator. In the evaporator, the decontamination agent evaporates and is conveyed by means of compressed air in the space to be decontaminated. During expansion, the volume occupied by the vapor mixture increases, causing cooling and subsequently condensing the vapor mixture substantially at the surfaces within the sterilization chamber. Due to the necessity of the pump, the system causes higher costs.
It is therefore proposed in DE 10 346 843 A1 to use the compressed air source used as carrier gas for introducing the vaporized decontamination agent at the same time for conveying the aqueous solution from the storage container. For this purpose, a Venturi nozzle is used, via which the decontamination agent is sucked in and sprayed by the action of compressed air into the electrically heatable evaporator. Valves can be used to control the flow rate of the air or the decontamination agent. The downstream of the evaporator connected to the second compressed air line leads as a carrier medium dried air, which transports the generated vapor mixture to the insulator. This arrangement still requires an increased expenditure on equipment due to the requirement of the dried air as a carrier medium and therefore also causes additional energy costs.
From DE 10 116 395 A1 a method is known in which one in an outside of the sterilization chamber arranged evaporator produces an existing water and hydrogen peroxide vapor mixture which is introduced into a heated, pre-evacuated memory to from here without carrier gas flow through Adiabatic expansion to be introduced into the vacuum sterilization chamber. Heated valves are provided in the supply lines in front of the chamber and nozzles at the ends of the supply lines leading to the chamber in order to achieve optimum spatial distribution and inflow velocity of the sterilization steam. To evacuate the sterilization chamber before the inflow of the steam and after the reaction time serve pumps and a pre-evacuated container.
The residue-free removal of the condensate from the sterilization chamber is monitored by means of a pressure sensor. When the pressure falls below a limiting pressure of about 3.8 mbar, the sterilization chamber is flooded with a sterile process gas until the external pressure is reached. within 0.5 seconds from a storage tank, which is filled via a sterile filter. Thereafter, the sterilization chamber can be opened for removal of the material to be treated. The aim of the method is to introduce sterile process gas into the sterilization chamber, which is achieved by the sterilization vapor introduced into the chamber proportionately from here in the pre-evacuated, the process gas associated facilities - storage, sterile filter, lines and valves arranged therein - is supplied.
Finally, DE 10 302 344 A1 proposes a special lining of the sterilization chamber in order to reduce the condensate precipitation on the chamber walls and to direct it primarily to the surfaces of the treatment goods. This should increase the sterilization effect, at the same time shorten the sterilization time and allow the resulting condensate coating easier to aspirate.
Object of the invention
Given the hitherto complex apparatus and a relatively long period claiming process for gaseous decontamination of clean rooms, the invention has for its object to propose a more efficient method, for its implementation, a lesser apparatus and time is required. Another object is to provide an arrangement with the apparatus for carrying out an advantageous method for gaseous decontamination of clean rooms.
Crucially, it is important to significantly increase the amount of clean rooms passing through the treatment goods without reducing the quality of the total, a decontamination phase including treatment, which is particularly significant in frequently successive change of different types of treated.
Overview of the invention
The essence of the method for decontamination of a clean room and temporarily be introduced therein treated material is that:
<Tb> a) <sep> a normally decontaminant liquid is supplied via a feed line to a heatable evaporator;
<Tb> b) <sep> in the evaporator, the supplied liquid decontaminant is vaporized;
<Tb> c) <sep> the vaporous decontaminant produced in the evaporator is introduced via a supply line alone by adiabatic expansion directly into the clean room to settle as condensate in the clean room and in the presence of the introduced into the clean room items to be treated; and
<Tb> d) <sep> after a defined exposure time, the settled condensate is removed from the clean room in a rinsing phase.
Below are particularly advantageous details of the decontamination process indicated: The liquid decontamination agent is supplied to a arranged outside the clean room evaporator. The vaporous decontamination agent flowing downstream of the evaporator is forced into the clean room via a nozzle attached to the end of the feed line. The decontamination agent used is preferably an aqueous solution of H 2 O 2. The vaporous decontaminant is introduced into a clean room in the form of an insulator and / or into a clean room in the form of a lock, which is placed before the insulator.
The method using a lock is based on the following sequence:
<Tb> a) <sep> the material to be treated is first introduced into a clean room designed as a lock and subjected therein to treatment with the vaporous decontamination agent;
<Tb> b) <sep> the lock with the material still in it is subjected to a rinsing phase to remove the settled condensate;
<Tb> c) <sep> the material to be treated is transferred into the clean room adjacent to the lock, which is designed as an insulator;
<Tb> d) <sep> the material to be treated is treated further in the clean room designed as an insulator; and
<Tb> e) <sep> from the cleanroom designed as an insulator:
<Tb> ea) <sep> transports a finished material to be processed via transfer openings at the lock or via a transfer opening on the insulator by means of a transfer system; or
<Tb> eb) <sep> a not yet finished treated material via a transfer port on the insulator in a next designed as an insulator clean room for further processing to after completion of processing from there via the transfer openings at the lock or the transfer openings of another lock or via a transfer port on the next insulator to be transported by means of a transfer system to the outside.
Before carrying out the rinsing phase to remove the settled condensate from the clean room of the evaporator is interrupted flow of liquid decontamination agent. From a reservoir originating liquid decontamination agent is pumped upstream of the evaporator in the not so beaufschlagagtem evaporator in order to forward the liquid decontaminant with the least possible time delay after a switching operation to the evaporator.
The essence of the arrangement for the decontamination of a clean room and temporary material to be introduced therein is the following:
<Tb> a) <sep> a decontaminant stored in a reservoir, which is liquid in the normal state;
<Tb> b) <sep> a feed line extending from the reservoir to a heatable evaporator;
<Tb> c) <sep> a delivery unit, preferably an electrically driven pump, which is arranged in the supply line;
<Tb> d) <sep> means for removing settled condensate from the clean room in a rinse phase; and
<Tb> e) <sep> extends downstream of the evaporator directly into the clean room, a supply line, which is intended to introduce the vapor generated in the evaporator decontamination agent solely by adiabatic expansion.
Below are particularly advantageous details of the arrangement indicated: The evaporator is located outside the clean room. At the downstream end of the supply line, a nozzle is provided for discharging the vaporous decontaminant into the clean room. The decontaminant is preferably an aqueous solution of H2O2. The incoming from the evaporator inlet opens into a clean room, which has the shape of a treatment receiving insulator and has a shielded from an external environment working chamber. Adjacent, preferably above the working chamber, a circulating air zone is arranged, and the nozzle is positioned in the circulating air zone.
The working chamber has at least one transfer opening, which for introducing the material to be treated from the outside into the working chamber and / or for discharging the material to be treated from the working chamber to the outside and / or transfer of the material to be treated in the working chamber of at least one next designed as an insulator clean room for further treatment of Treatment good serves, wherein the working chamber of the at least one next insulator has a further transfer opening.
Coming from the evaporator inlet opens into a clean room, which has the shape of a sludge receiving treatment and has a shielded from an external environment antechamber. The nozzle is positioned in the prechamber. The prechamber has at least one transfer opening, which serves for introducing the material to be treated from the outside into the prechamber and / or for discharging the material to be treated out of the prechamber to the outside and / or for transferring the material to be treated into or out of the working chamber of a clean room designed as an insulator, wherein the working chamber of the insulator may have a further transfer opening, which leads to the working chamber of at least one optional next, designed as an insulator clean room.
In a further expansion stage coming from the evaporator inlet leads into a clean room, which has the shape of a sludge receiving treatment and at the same time in a clean room, which has the shape of a treatment receiving insulator and whose working chamber is shielded from the outside environment. Adjacent, preferably above the working chamber, a circulating air zone is arranged, and a further nozzle is positioned in this circulating air zone.
The working chamber of the insulator has at least one transfer opening, which for introducing the material to be treated from the lock into the working chamber of the insulator and / or for discharging the material to be treated from the working chamber of the insulator to the outside and / or for transfer of the material to be treated in the working chamber at least one next designed as an insulator clean room for further treatment of the material to be treated, wherein the working chamber of the at least one next insulator has a further transfer opening.
To the flow line upstream of the evaporator to the rinse, with interrupted inflow of liquid decontamination agent, a compressed air unit is connected. The isolator-designed clean room is equipped with a purge unit, exhaust unit and recirculation unit. The clean room, designed as a lock, is equipped with a supply air unit and exhaust air unit that can be used for a flushing phase.
The compressed air unit has a compressed air filter from which extends a purge line to the flow line, wherein at the junction between purge line and flow line, a second control valve is installed and between the compressed air filter and the second control valve, a shut-off valve and a pressure reducer can be provided. A first control valve is arranged in the supply line between the delivery unit and the second control valve, wherein the supply line continues from the first control valve to the second control valve and from here on to the evaporator. Further, a return line from the first control valve extends to the reservoir. Each air supply unit, each exhaust unit and the recirculation unit each comprise a fan and a filter.
Each air supply unit and each exhaust unit has an actuator in the associated associated line.
For splitting the vaporous decontaminant produced in the evaporator, a third control valve is arranged upstream or downstream. The third control valve is positioned within the flow line between the second control valve and the evaporator and the flow line continues in several separate flow line strands from the third control valve to the evaporator, wherein each flow line harness connects to each one of the vapor lines present in the evaporator, the Continue downstream as supply lines and extend to the various clean rooms.
Alternatively, the third control valve is positioned downstream of the evaporator in the supply line, which adjoins an existing in the evaporator and upstream connected to the flow line steam line, wherein the supply continues in several separate supply lines from the third control valve to the various clean rooms.
Brief description of the attached drawings
[0018] FIG.
<Tb> FIG. 1A <sep> the basic apparatus design of an insulator with a decontamination arrangement in a first embodiment;
<Tb> FIG. 1B <sep> the Zulufteinheit of the insulator of Figure 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1C <sep> the exhaust unit of the insulator of Figure 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1D <sep> the air circulation unit of the insulator of Fig. 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1E <sep> the decontamination arrangement with associated compressed air unit of Fig. 1A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 1F <sep> the enlarged detail X1 of Fig. 1E;
<Tb> FIG. 2A <sep> the basic apparatus design of the insulator according to FIG 1A together with a lock and acting in the lock decontamination according to the first embodiment.
<Tb> FIG. 2 B <sep> the exhaust air unit of the lock of Figure 2A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 2C <sep> the Zulufteinheit the lock of Figure 2A, in an enlarged view;
<Tb> FIG. 3A <2> the decontamination arrangement acting in the isolator and the lock in a second embodiment; and
<Tb> FIG. 3B <sep> the enlarged detail X2 of Fig. 3A.
embodiments
Reference to the accompanying drawings is the following detailed description of various embodiments of the apparatus and the operation of the inventive gaseous decontamination of a clean room in the form of an insulator with a possible connection to a lock.
For the entire further description, the following definition applies. If reference numerals are included in a figure for the purpose of graphic clarity, but are not explained in the directly associated description text, reference is made to their mention in the preceding description of the figures. For the sake of clarity, the repeated designation of components in subsequent figures is usually dispensed with, as far as the drawing clearly shows that they are "recurring" components.
FIGS. 1A to 1F
This sequence of figures shows a schematically illustrated insulator 1 and an associated decontamination 2 first embodiment for gasifying a previously liquid decontamination agent, which is introduced into the working chamber 14 of the insulator 1. The insulator 1 consists of a housing 10 resting on a frame 10, which is divided into a housing lower part 101, which closes down with a housing bottom 102, and an upper housing part 107.
The lower housing part 101 may be equipped for special applications on the opposite outer walls with a first transfer opening 105 and possibly a second transfer opening 106, wherein the transfer openings 105,106 for introducing and discharging material to be treated by means of a transfer system in or out of Working chamber 14 are available or allow the connection of a further insulator 1 and a lock 3 (s. Fig. 2A).
At the front of the working chamber 14 is a transparent plate 103, are inserted into the hand engagement 104 to access to the item to be treated, which is located within the working chamber 14, from the outside. The disk 103 can usually be opened, so that through this access to be treated between the working chamber 14 and the outer working space can be moved. In the insulator 1, a horizontal partition wall 108 is arranged here, from which a channel wall 109 extends in the direction of the bottom 102, so that below the partition wall 108 the working chamber 14 and above a circulating air zone 15 are partitioned off, while between the channel wall 109 and the adjacent outer wall the working chamber 14 with the circulating air zone 15 connecting return channel 16 extends.
The inlet in the return channel 16 is located in the lower region of the working chamber 14 and leads both to the intake of a recirculation unit 13 and to the exhaust unit 12, which are all arranged in the recirculation zone 15. The recirculation unit 13 is positioned on the partition wall 108 and a Zulufteinheit 11 externally on the upper side of the housing 10.
The Zulufteinheit 11 initially consists of a Zuluftventilator 110 to suck fresh air from the external environment U. From the supply air fan 110, a line 119 extends to Zuluftplenum 113, below which the Zuluftfilter 112 connects for cleaning the fresh air sucked. Within the duct 119 - between supply air fan 110 and supply air plenum 113 - a Zuluftstellorgan 111 is installed, which is either open or closed. The exit from the supply air filter 112 flows through the housing 10 into the circulating air zone 15.
The exhaust unit 12 is provided for discharging partially loaded air from the insulator 1 in an exhaust duct K and consists first of the arranged in the recirculation zone 15 Abluftstellorgan 121, which is either open or closed. From Abluftstellorgan 121, a line 129 extends to Abluftplenum 123, above which the exhaust filter 122 and from here the introduction for the partially loaded air is in the exhaust duct K. Within the conduit 129 - between Abluftstellorgan 121 and Abluftplenum 123 - an exhaust fan 120 is installed, which serves for pressure regulation within the insulator 1.
The recirculation unit 13 has a recirculating fan 130, a line 139 extending therefrom, which leads into a Umluftplenum 133 to which a recirculating air filter 132 connects, the outlet of which opens through the partition wall 108 into the working chamber 14. Before the mixture of introduced via the Zulufteinheit 11 fresh air and via the return passage 16 from the working chamber 14 loaded air, from the recirculation zone 15 in the circuit back to the working chamber 14, the air mixture passes first to Umluftplenum 133 and then further for cleaning by the recirculation filter 132nd
The decontamination assembly 2 consists essentially of a liquid decontaminant - e.g. Hydrogen peroxide in aqueous solution - filled reservoir 20, a motor-driven pump 21, a compressed air unit 22 and an evaporator 23 from which extends into the working chamber 14, a line 239 at the end of which nozzle 25 to the introduced into the insulator 1 treated and to sterilize the insulator 1 itself.
From the reservoir 20, a feed line 209 leads to the pump 21 and from there to the evaporator 23. Between pump 21 and evaporator 23 is after the pump 21 in the flow line 209, first, a first electromagnetic control valve 261 - in the form of a 3/2 Directional valve - and then upstream of the evaporator 23, an electromagnetic second control valve 262 - again in the form of a 3/2-way valve - installed. From the first control valve 261, a return line 208 leads back into the reservoir 20. The compressed air unit 22 initially has a compressed air filter 224, from which a line 229 leads to the second control valve 262. Within the purge line 229, a pressure reducer 226 is positioned, wherein between the pressure reducer 226 and compressed air filter 224, an electromagnetic shut-off valve 225 is arranged.
The evaporator 23 has a housing 230, in which axially, centrally a steam line 231 extends, which adjoins the flow line 209. In the housing 230 also axially, but eccentrically extending heating elements 233 are integrated, which are operated via electrical connections 234. The steam line 231 goes on the output side behind the housing 230 in a supply line 239, which extends into the circulating air zone 15 and is provided at the end with a nozzle 25. To implement the feed line 239 through the outer wall of the housing 10 is a wall sleeve 24. The nozzle 25 could also be installed directly in the working chamber 14, but you can achieve a proper distribution of the effluent vapor mixture only at very small chamber volume or you would have several nozzles 25 with Provide the corresponding leads 239.
Therefore, it is more efficient to arrange a nozzle 25 in the recirculation zone 15 and to use the recirculation unit 13 to distribute the vapor mixture.
The mode of operation of the above-described apparatus construction follows:
Normal operation of the insulator
The air supply unit 11, the exhaust air unit 12 and the recirculation unit 13 are in action, i. the supply air fan 110, the exhaust fan 120 and the recirculation fan 130 run with open Zuluftstellorgan 111 and open Abluftstellorgan 121. In the compressed air unit, the shut-off valve 225 is closed, since in normal operation of the insulator 1 no rinsing of the evaporator 23 takes place. The pump 21 runs and conveys decontamination from the reservoir 20 via the flow line 209 to the first control valve 261, which is switched so that the decontamination agent can not pass through the flow line 209 in the direction of the second control valve 262 and the evaporator 23, but in the circulation is fed back via the return line 208 into the reservoir 20.
This is intended that when switching the first control valve 261 to passage in the direction of the evaporator 23 is present immediately decontamination for forwarding. The two control valves 261, 262 are switched simultaneously, i. to the switching position of the first control valve 261 only with passage in the return line 208 includes the switching position of the second control valve 262 only with passage from the purge line 229 in the direction of the evaporator 23rd
decontamination operation
At the start of the decontamination operation, the first control valve 261 is switched to passage only in the direction of the second control valve 262 and vaporizer 23, at the same time, the switching occurs at the second control valve 262 only on passage from the flow line 209 in the direction of the evaporator 23. Die Zu- and exhaust air units 11, 12 are gas-tightly closed by the respective supply air or exhaust air actuator 111, 121. By the activation of the control valves 261, 262 and the further flow rate of the pump 21, the still liquid decontamination agent passes via the flow line 209 to the steam line 231 on the evaporator 23rd
By the preferably electrically heated heating elements 233 in the evaporator 23, the aqueous hydrogen peroxide solution is brought within the steam line 231 according to the principle of adiabatic expansion of the liquid to the gaseous state. The multiplied in volume vapor mixture of hydrogen peroxide and water can not flow against the conveying direction of the pump 21 in the flow line 209, but is pressed only via the supply line 239 through the nozzle 25 into the recirculation zone 15 to from here by means of the recirculation unit 13 in the working chamber 14 to be promoted and there to decontaminate the introduced material. On the inner surfaces of the working chamber 14 and the material to be treated, the condensate settles as a covering. The decontamination operation thus takes place without the supply of an additional carrier gas flow.
The power of pump 21 and heating elements 233 and the lines 209, 231, 239 and the nozzle 25 are dimensioned taking into account the decontamination agent used.
After reaching the intended amount of introduced decontamination agent and associated exposure time, the main phase of the decontamination operation is completed. The purging phase now begins with the switching on of the compressed air unit 22 in order to empty the evaporator 23 after the decontamination process. By switching the two control valves 261, 262, the decontamination agent conveyed by the pump 21 only reaches the return line 208, and the second control valve 262 opens the access from the purge line 229 to the evaporator 23.
Furthermore, the shut-off valve 225 is moved to the open position, so that purified by the compressed air filter 224 compressed air P via the purge line 229, the second control valve 262 and the downstream portion of the supply line 209, the steam line 231 rinsed, the purge air from the nozzle 25 in the Recirculation zone 15 passes. After flushed evaporator 23, the shut-off valve 225 is closed.
For flushing and drying of the insulator 1, the air supply unit 11, the exhaust air unit 12 and recirculation unit 13 are activated, i. E. the supply air fan 110, the exhaust fan 120 and the recirculation fan 130 are put into operation and the associated Zuluftstellorgan 111 and the exhaust air actuator 121 is opened. Thus, the residues of the decontamination agent from the insulator 1 are passed through the exhaust unit 12 in the exhaust duct K. From this state, it is possible to return to normal operation of the isolator 1.
FIGS. 2A to 2C
To increase the throughput frequency, in particular different items to be treated, a lock 3 is provided in this figure sequence the insulator 1 in order not to perform the time-consuming decontamination phase in the insulator 1, but therein only the essential processing, e.g. Filling and packaging to make. The insulator 1 and the decontamination arrangement 2 are in construction and equipment with respect to the previous figure sequence 1A to 1Eunedited, except that the supply line 239 with the final nozzle 25 now not in the recirculation zone 15 of the insulator 1, but in the antechamber 34 of the lock 3 opens.
The lock 3 consists of a resting on a frame 300 housing 30, which is divided into a housing base 301, which closes down with a housing bottom 302, and a housing upper part 307. Via a first transfer opening 305, the prechamber 34 is accessible to the outside, while a second transfer opening 306 allows access to the working chamber 14 of the immediately adjacent insulator 1. The transfer openings 305, 306 allow the introduction of material to be treated into the pre-chamber 34 and the transfer of the material to be treated further into the working chamber 14, which is e.g. by means of an externally controllable conveyor belt happens. Furthermore, the transfer openings 305, 306 can be used for discharging material to be treated from the working chamber 14 of the insulator 1.
In the lock 3 a here horizontal partition 308 is arranged so that below the partition 308, the prechamber 34 and above an attic space 35 are divided. Within the roof space 35, an air supply unit 31 and at the housing bottom 302, outside the antechamber 34, an exhaust air unit 32 is positioned. The Zulufteinheit 31 initially consists of a Zuluftvorfilter 314, which pre-filters the air from the environment U in a first stage and the noise insulation is used. From Zuluftvorfilter 314 extends a line 319, within which first a supply air fan 310 and then a Zuluftstellorgan 311 are arranged, the latter of the opening or blocking is used. Behind the Zuluftstellorgan 311, the line 319 opens into a Zuluftplenum 313, followed by a Zuluftfilter 312 adjacent to the partition wall 308.
By means of the exhaust air unit 32 partially loaded air is passed into the exhaust duct K. The exhaust unit 322 consists of an exhaust filter 322, which is arranged on the housing bottom 302, and a 329 outgoing from the exhaust air filter line 329, in which an exhaust fan 320 and a Abluftstellorgan are integrated 321.
Operation of the lock-insulator construction
When not switched in active decontamination arrangement 2 - it is no vapor mixture of hydrogen peroxide and water produced in the evaporator 23 and introduced through the nozzle 25 in the prechamber 34 - brings treated material through the first transfer port 305 in the prechamber 34. When closed the first and second transfer ports 305, 306 are switched to decontamination operation, the transfer and the process proceeding as described above, however, the vapor mixture enters the pre-chamber 34. After completion of the decontamination operation - the generation of the vapor mixture is interrupted - the transition to the rinse phase, first with the purging of the evaporator 23, which, as described above, expires.
Subsequently, the prechamber 34 is to be rinsed and dried by activating the air supply unit 31 and the exhaust air unit 32. For this purpose, the supply air fan 310, which sucks fresh air from the environment U, and turn on the exhaust fan 320 and at the same time to open the Zuluftstellorgan 311 and the Abluftstellorgan 321, through which filtered exhaust air is blown into the exhaust duct K. After completion of the rinsing phase of the supply air fan 310 and the exhaust fan 320 are continued in normal operation, the Zuluftstellorgan 311 and the Abluftstellorgan 321 must remain open.
Now, the transfer of the material to be treated from the pre-chamber 34 through the second transfer port 306 into the working chamber 14 of the insulator 1, wherein after the transfer, the second transfer port 306 is closed again to re-feed the pre-chamber 34 for a second pass to be ready for any other material to be treated. In the working chamber 14, the material to be treated originating from the prechamber 34 is subjected to the further process and, upon completion, while maintaining a sterile working chamber 14, via the first and second transfer openings 306, 305 of the lock 3 or via the transfer opening 106 of the insulator 1 and a special transfer system discharged from the insulator 1.
If the working chamber 14 does not have to be kept sterile immediately before a decontamination operation, then the finished material to be treated could also be removed by opening the disc 103.
FIGS. 3A and 3B
In a modification to the foregoing construction, the decontamination arrangement 2 designed in a second embodiment can now optionally act in the recirculation unit 13 of the isolator 1 or / and in the pre-chamber 34 of the lock 3. For this purpose, from the evaporator 23 each have a separate supply line 239 with nozzle 25 arranged at the end into the circulating air zone 15 and into the prechamber 34. For feeding from the evaporator 23 into the two supply lines 239, two steam lines 231 guided next to one another are arranged in the evaporator 23. For optional loading of one of the two steam lines 231 in the evaporator 23, an additional third control valve 263 is installed between the latter and the second control valve 262 in the feed line 209, from which the feed line 209, split into two strands, adjoins the two steam lines 231.
Alternatively, the single steam line 231 (see Fig. 1F) downstream of the evaporator 23 could be split into two feeders 239, then downstream of the evaporator 23, a control member would be provided in the feedline 239 at its splitting or in each strand after splitting ,