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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen von kleineren Gegenständen,
insbesondere von Verschlussstopfen oder anderen Verschlüssen für
pharmazeutische Zwecke, bei dem die Gegenstände in einem
geschlossenen Behälter mit einer wässrigen Waschflüssigkeit
in Kontakt gebracht werden, um Verunreinigungen von der Oberfläche
der Gegenstände zu entfernen.
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Aus
der
EP 1 449 543 A1 der
Anmelderin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zur Reinigung und Sterilisation von kleineren Gegenständen,
wie Verschlussstopfen von Infusionsflaschen oder Vials, bekannt,
wo die Gegenstände in einem Behandlungsbehälter
mit heißem Wasser oder einem Wasser-Luft-Gemisch ggf. unter Zusatz
von Detergenzien gespült werden, um Verunreinigungen oder
Fremdkörper, soweit vorhanden, zu beseitigen und mit der
Waschflüssigkeit aus dem Behälter abzuführen.
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Weiter
ist aus der
DE 299
23 723 U1 eine Reinigungs- und Sterilisiermaschine für
kleinere Gegenstände bekannt, wie Verschlusselemente von pharmazeutischen
Gefäßen, mit der die Gegenstände in einem
Behandlungsbehälter zuerst mit Wasser, Dampf, Heißluft
und dann ggf. zur Silikonisierung mit einer Silikondispersion behandelt
werden. Die Dispersion wird durch Zufuhr von Druckluft aus dem Behälter
gedrückt und abgeführt, bevor die kleinen Gegenstände
in einem Heißluftstrom getrocknet werden, indem man steril
gefilterte und erhitzte Druckluft an einer Seite in den Behälter
einleitet und durch Anlegen eines Vakuums an der anderen Seite absaugt.
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Ein ähnliches
Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren kleiner Gegenstände
ist in der
DE 44 09 659
A1 offenbart.
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Die
bekannten Verfahren eignen sich recht gut zur Abreicherung von partikelförmigen
Verunreinigungen von den Oberflächen der Gegenstände, wenn
sämtliche Oberflächen für die Wasch-
oder Spülflüssigkeit gut zugänglich sind,
so dass sie von der Flüssigkeit leicht benetzt werden,
was für eine Ablösung anhaftender Verunreinigungen
Voraussetzung ist. Besonders bei kleineren Verschlussstopfen aus
Gummi oder dergleichen ist dies jedoch nicht immer der Fall, da
diese Stopfen häufig in ihrem ins Innere der pharmazeutischen
Gefäße ragenden Stopfenteil eine Ausnehmung aufweisen,
die manchmal eine beträchtliche Tiefe jedoch nur einen
verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzt.
Bei solchen Verschlussstopfen entweicht die im Inneren der Ausnehmung
befindliche Luft unter anderem bedingt durch die hohe Oberflächenspannung
der wässrigen Waschflüssigkeit nicht oder nur
unvollständig aus der Ausnehmung, wenn die Gegenstände
im Behälter mit der Waschflüssigkeit geflutet
werden. Die in den Ausnehmungen zurückbleibenden Luftblasen
verhindern somit eine Benetzung der Oberflächen mit der Waschflüssigkeit,
so dass dort keine Abreicherung von Verunreinigungen erfolgt.
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Aus
diesem Grund werden der Waschflüssigkeit nicht selten Detergenzien
oder andere oberflächenaktive Stoffe (Tenside) zugesetzt,
um durch Verringerung der Oberflächenspannung der Waschflüssigkeit
zum einen einer Bildung von Luftblasen in den Ausnehmungen entgegenzuwirken
und zum anderen die Benetzung ihrer Oberflächen zu verbessern.
Jedoch kann in diesem Fall eine Kontamination der Oberflächen
der Gegenstände mit Rückständen dieser
Detergenzien oder Tenside nicht ausgeschlossen werden.
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Zwar
ist es auch möglich, die Luftblasen zu zerstören,
indem man den Behälter mit der Waschflüssigkeit
und den Gegenständen über längere Zeit in
Bewegung versetzt, um an den Grenzflächen zwischen den
Gegenständen und der Waschflüssigkeit turbulente
Strömungen zu erzeugen. Jedoch reichen diese Strömungen
häufig nicht bis ins Innere der Ausnehmungen, während
andererseits ein unerwünschter verstärkter Abrieb
der Gegenstände zu beobachten ist.
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Da
die an den Gegenständen anhaftenden partikelförmigen
Verunreinigungen unter anderem auch Endotoxine umfassen können,
d. h. Bestandteile von äußeren Zellmembranen von
gramnegativen Bakterien, die schon in niedrigsten Konzentrationen z.
B. als Pyrogene biologisch wirksam sind, muss ein Eintrag derartiger
Substanzen ins Innere von Gefäßen für
pharmazeutische Zwecke sicher verhindert werden, zumal Endotoxine
im Gegensatz zu den Bakterien, von denen sie stammen, sehr hitzestabil sind
und daher sogar eine Sterilisation überstehen. Auf der
anderen Seite lassen sich Endotoxine selbst in geringen Konzentrationen
sehr gut nachweisen, so dass die Abreicherung von Endotoxinen von
Verschlussstopfen für pharmazeutische Zwecke im Zuge eines
Waschvorgangs zur Beurteilung der Qualität des Waschvorgangs
gut geeignet ist.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Verunreinigungen,
wie Partikel und Endotoxine, selbst im Inneren relativ tiefer und
enger Ausnehmungen gut abgereinigt werden, ohne dass ein Zusatz
von oberflächenaktiven Substanzen und/oder eine starke Relativbewegung
zwischen den Gegenständen und der Waschflüssigkeit
erforderlich ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Druck in dem Behälter mit den von der Waschflüssigkeit
bedeckten Gegenständen abwechselnd abgesenkt und erhöht
wird. Zweckmäßig wird der Druck zuerst abgesenkt
und dann erhöht. Vorzugsweise wird der Vorgang der abwechselnden
Druckabsenkung und Druckerhöhung mehrere Male durchgeführt,
indem der Behälter mehrmals nacheinander zuerst mit einem
Unterdruck und anschließend mit einem Überdruck
beaufschlagt wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Merkmalskombination ist es
möglich, an der Oberfläche der Gegenstände
anhaftende Luftblasen selbst aus relativ tiefen und engen Ausnehmungen
zu entfernen und so für eine vollständige Benetzung
der Oberfläche der Gegenstände mit Waschflüssigkeit
zu sorgen, die für eine Abreinigung von Verunreinigungen,
wie Partikeln und Endotoxinen, Voraussetzung ist.
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Der
Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht
dabei auf der Volumenänderung der Luftblasen bzw. auf einem
Kollaps der Luftblasen infolge der Änderung des Drucks
im Behälter. Bei der Absenkung des Drucks im Behälter
dehnen sich die Luftblasen aus, was dazu führt, dass ein
Teil der darin enthaltenen Luft infolge der Volumenzunahme aus den Ausnehmungen
entweicht und in der Waschflüssigkeit aufsteigt, wenn bedingt
durch die Volumenzunahme die Haut der Luftblasen reißt
und die Luftblasen kollabieren und sich in mehrere getrennte kleinere
Luftblasen teilen. Außerdem führt die Druckabsenkung
zu einer Entgasung der Waschflüssigkeit. Bei einer anschließenden
Erhöhung des Drucks im Behälter hat das erstere
zur Folge, dass die in den Ausnehmungen zurückgebliebene
Luft ein erheblich geringeres Blasenvolumen einnimmt und daher die Kontaktfläche
zwischen den Luftblasen und der Oberfläche der Gegenstände
kleiner bzw. die von der Waschflüssigkeit benetzte Oberfläche
größer wird. Das letztere bewirkt bei einer anschließenden
Druckerhöhung, dass Luft oder Bestandteile derselben aus
den Luftblasen in die Waschflüssigkeit diffundieren und
sich in der Waschflüssigkeit lösen, wodurch insbesondere
kleine Luftbläschen ganz beseitigt werden. Wenn die Druckerhöhung
schlagartig erfolgt, führt auch sie zu einem Einbruch von
Waschflüssigkeit in die Luftblasen und damit zu deren Kollaps.
Bei einer anschließenden erneuten Absenkung des Drucks
im Behälter dehnen sich zurückgebliebene Luftblasen
wieder aus, wobei sie erneut kollabieren und sich teilen. Dabei
bleibt häufig nur ein Teil der Blasen an der Oberfläche
der Gegenstände haften. Die übrigen Blasen steigen
bis zur Oberfläche der Waschflüssigkeit auf, wo
die in ihnen enthaltene Luft mit Hilfe einer zur Unterdruckerzeugung
dienenden Vakuumpumpe abgesaugt wird.
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Um
bei der Absenkung des Drucks im Behälter sicherzustellen,
dass mindestens ein Teil der an den Oberflächen der Gegenstände
anhaftenden Luftblasen durch Einbrechen von Waschflüssigkeit
in die Luftblasen kollabiert, wird der Druck im Behälter
auf einen Wert von weniger als 600 mbar abgesenkt, vorzugsweise
auf einen Wert von weniger als 300 mbar und am besten auf einen
Wert von weniger als 100 mbar. Dadurch vergrößert
sich das Blasenvolumen um ein Mehrfaches, wodurch es mehrmals nacheinander
zum Kollaps der Blasen und zum Entweichen eines Teils der darin
enthaltenen Luft kommt.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, in den Behälter
erwärmte Waschflüssigkeit zuzuführen
und den Druck im Behälter bis unter den Siedepunkt der
Waschflüssigkeit zu senken, der wiederum umso höher
ist, je höher die Temperatur der in den Behälter
zugeführten Waschflüssigkeit ist. Bei einer Absenkung
des Drucks unter den Siedepunkt der Waschflüssigkeit kommt
es zum Verdampfen derselben, wodurch an der Phasengrenze zu den Luftblasen
dampfförmige Waschflüssigkeit in die Blasen eindringt.
Dies führt zu einer weiteren Vergrößerung
des Blasenvolumens und begünstigt damit einen Kollaps der
Blasen bzw. deren Ablösung von der Oberfläche
der Gegenstände, ähnlich wie im Fall von Dampfblasen
in kochendem Wasser, die sich bei Erreichen einer gewissen Größe
von der Oberfläche eines heißen Topfbodens oder
einer Heizschlange lösen. Die Verdampfungswärme
wird der Waschflüssigkeit entzogen, die sich dadurch abkühlt.
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Die
Absenkung der Drucks im Behälter erfolgt bevorzugt dadurch,
dass oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Waschflüssigkeit
im Behälter Luft aus dem Behälter abgesaugt wird,
vorzugsweise mit Hilfe einer Vakuumpumpe.
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Um
beim anschließenden Erhöhen des Drucks im Behälter
für eine substantielle Verringerung der Blasengröße
zu sorgen, wird der Druck gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung mindestens um das fünffache,
vorzugsweise um das zehnfache und am besten um das zwanzigfache
des Drucks erhöht, der nach der Absenkung des Drucks im
Behälter herrscht. Darüber hinaus wird die Druckerhöhung
schlag- oder impulsartig vorgenommen, weil dies ebenfalls zu einem
Einbruch von Wasser durch die Haut der Luftblasen in den Ausnehmungen und
damit zu einem Kollaps der Blasen und zu einem Entweichen von Luft
aus den Ausnehmungen führt. Die auf diese Weise erzielte
Verringerung des Blasenvolumens und damit der Kontaktfläche
der Luftblasen hat eine Benetzung weiterer Oberflächenbereiche
der Gegenstände zur Folge. Vorzugsweise wird der Druck
im Behälter mindestens bis auf Atmosphärendruck
erhöht, besser bis auf mehr als 1500 mbar und am besten
bis auf einen Wert von etwa 2000 mbar.
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Um
sämtliche Luftblasen zu entfernen und die gesamte Oberfläche
der Gegenstände zu benetzen, wird die abwechselnde Absenkung
und Erhöhung des Drucks im Behälter zweckmäßig
mehrere Male nacheinander vorgenommen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird bereits vor
der Zufuhr der Waschflüssigkeit in den Behälter
ein Unterdruck am Behälter angelegt, der vorzugsweise während
der Zufuhr der Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird. Nach
der Befüllung des Behälters herrscht daher im Inneren
der Blasen, die sich in den Ausnehmungen der Gegenstände
gebildet haben, bereits ein sehr geringer Druck, so dass es bei
einer anschließenden schlagartigen Erhöhung des
Drucks zu dem oben bereits beschriebenen Einbruch von Waschflüssigkeit
in die Blasen kommt, der zu einem Kollaps derselben und einer Aufteilung
in kleinere Blasen führt.
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Die
Absenkung des Drucks im Behälter erfolgt vorzugsweise mittels
einer an den Behälter angeschlossenen Vakuumpumpe, indem
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Waschflüssigkeit
Luft aus dem Behälter abgesaugt wird, während
zur Erhöhung des Drucks zweckmäßig sterile
Druckluft in den Behälter zugeführt wird. Beide
Vorgehensweisen gestatten es, den Druck im Behälter genau
zu steuern.
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Um
eine vollständige Bedeckung der im Behälter enthaltenden
Gegenstände mit der Waschflüssigkeit zu gewährleisten
und die Menge der aus dem Behälter abzusaugenden Luft bzw.
der in den Behälter zuzuführenden Druckluft und
die für diese Vorgänge benötigte Zeit
zu begrenzen, wird der Behälter bevorzugt im Wesentlichen
vollständig mit der Waschflüssigkeit gefüllt.
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Um
Stopfen, deren Ausnehmung nach unten weist, umzudrehen, so dass
die Luft vollständig aus der Ausnehmung entweichen kann,
kann der Behälter während der mehrmaligen Absenkung
und Erhöhung des Drucks bewegt werden, vorzugsweise indem
er jeweils nach jedem Druckänderungszyklus ein oder mehrere
Male umgedreht wird. Allerdings ist es auch möglich, den
Behälter während der Druckabsenkung und/oder während
der Druckerhöhung zu verschwenken, wobei jedoch ein Untertauchen
der Einmündung der zur Vakuumpumpe bzw. zur Druckluftquelle
führenden Leitung vermieden werden sollte, damit kein Wasser
angesaugt bzw. in der Waschflüssigkeit keine Luftblasen
erzeugt werden.
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Die
Waschflüssigkeit besteht zweckmäßig aus
reinem Wasser, dem zur Benetzung der Oberflächen und zur
Beseitigung von Blasen keine Detergenzien oder andere oberflächenaktive
Substanzen zugesetzt werden. Jedoch kann es aus anderen Gründen
geboten sein, zumindest bei einem Wasch- oder Spülvorgang
Detergenzien oder andere oberflächenaktive Substanzen zu
verwenden.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Gegenstände vor der Zufuhr der Waschflüssigkeit
in den Behälter zugeführt werden, und dass dann
ein Unterdruck am Behälter angelegt und Dampf, vorzugsweise
Sattdampf, in den Behälter zugeführt wird. Der
zugeführte Dampf kondensiert an den Oberflächen
der Gegenstände und benetzt diese mit Wasser in Form von
kleinen Wassertröpfchen. Da sich diese Wassertröpfen
bei der anschließenden Zufuhr der Waschflüssigkeit
in den Behälter leicht mit der Waschflüssigkeit
vereinigen und darüber hinaus einer Anhaftung von Luftblasen
an den Oberflächen der Gegenstände entgegenwirken,
wird eine vollständige Benetzung der Oberfläche
mit der Waschflüssigkeit erleichtert.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert,
wobei die 1 bis 7 schematische
Ansichten eines mit einer Waschflüssigkeit gefüllten
Behälters mit einem einzelnen, von Waschflüssigkeit
bedeckten Verschlussstopfen während einer Absenkung und
einer Erhöhung des Drucks im Behälter zeigen.
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Zur
Reinigung und Sterilisation von Gummi-Verschlussstopfen für
Gefäße für pharmazeutische Zwecke, wie
Infusionsflaschen oder Vials, werden die Verschlussstopfen in einen
Behälter gefüllt, wie zum Beispiel einen in der
EP 1 510 227 A1 der Anmelderin
näher beschriebenen Behandlungs- und Transportbehälter
einer in der in der eingangs genannten
EP 1 449 543 A1 der Anmelderin
beschriebenen Stopfenbehandlungsvorrichtung, um die Stopfen nach
dem Verschließen des Behälters und der Zufuhr
von heißem Wasser als Waschflüssigkeit in den
Behälter innerhalb desselben zu waschen und dadurch Verunreinigungen,
wie Partikel oder Endotoxine, von den Oberflächen der Verschlussstopfen
zu entfernen und in die Waschflüssigkeit zu überführen. Die
Verunreinigungen werden mit der Waschflüssigkeit aus dem
Behälter abgeführt, wenn diese nach dem Waschvorgang
vollständig aus dem Behälter abgezogen wird. Nach
dem Waschen werden die im Behälter verbleibenden Verschlussstopfen
durch Zufuhr von Sattdampf in den Behälter sterilisiert,
bevor sie ggf. nach einer vorangehenden Silikonisierung durch Zufuhr
von Heißluft getrocknet werden.
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Die
zuvor beschriebene Wäsche, Sterilisation und Trocknung
der Verschlussstopfen kann jedoch auch in anders ausgebildeten Behältern
oder Stopfenreinigungsanlagen erfolgen, zum Beispiel in Anlagen
mit waschtrommelartigen Behältern.
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In
der Zeichnung ist der zum Waschen von Verschlussstopfen 6 dienende
geschlossene Behälter 2 daher nur schematisch dargestellt.
Der Behälter 2 weist an seiner Oberseite eine
Befüllöffnung 4 zur Befüllung
mit Verschlussstopfen 6 sowie eine ins Behälterinnere
mündende Leitung 8 auf, die über zwei steuerbare
Absperrventile 10 bzw. 12 wahlweise mit einer
Vakuumpumpe 14 bzw. mit einem sterile Druckluft enthaltenden
Druckluftbehälter 16 verbindbar ist. An der Unterseite
des Behälters 2 mündet eine Zufuhrleitung 18 zum
Zuführen von Waschflüssigkeit 20 in den
Behälter 2, die über ein steuerbares
Absperrventil 22 mit einer Pumpe 24 und einem
Behälter 26 für Waschflüssigkeit
verbindbar ist. An Stelle der Pumpe 24 und des Behälters 26 ist
in pharmazeutischen Anlagen häufig ein unter Druck stehender Wasserring
vorhanden, aus dem das benötigte Wasser entnommen wird.
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Einige
Typen von Verschlussstopfen, wie der im Behälter 2 einzeln,
vergrößert und im Querschnitt dargestellte Stopfen 6 für
eine Infusionsflasche, weisen eine Ausnehmung 28 oder Kavität
auf, die nur an einer Seite, in der Regel an der Unterseite des
Stopfens 6 offen ist. Eine derartige Ausnehmung 28 erschwert
eine vollständige Benetzung des Stopfens 6 beim
Waschvorgang, da sich beim Befüllen des Behälters 2 mit
der Waschflüssigkeit 20 innerhalb der Ausnehmung 28 eine
Luftblase 30 bilden kann, und zwar selbst dann, wenn die
Mündung der Ausnehmung 28 nach oben weist, wie
bei dem in der Zeichnung dargestellten Stopfen 6.
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Um
trotz der Blasenbildung eine vollständige Benetzung der
Stopfenoberfläche sicherzustellen, wird der Druck p in
dem mit der Waschflüssigkeit 20 gefüllten
Behälter 2 während des Waschvorgangs mehrmals
abwechselnd abgesenkt und erhöht, wie in den Figuren durch
einen abwärts bzw. aufwärts geneigten Pfeil angezeigt,
während der Stopfen 6 in der Waschflüssigkeit 20 untergetaucht
bzw. von dieser bedeckt ist.
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Bei
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Behälter 2 nach dem Einbringen der Verschlussstopfen 6 bei
Atmosphärendruck bis in die Nähe der Einfüllöffnung 4 mit
der Waschflüssigkeit 20 befüllt, so dass
diese den Stopfen 6 vollständig bedeckt. Dieser
Zustand ist in 1 dargestellt und zeigt, dass
der Stopfen 6 wegen der Luftblase 30 im Inneren
der Ausnehmung 28 nicht von der Waschflüssigkeit
benetzt wird, so dass dort ohne weitere Maßnahmen keine
Abreinigung von Verunreinigungen möglich ist.
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Um
die Luftblase 30 aus der Ausnehmung 28 zu entfernen,
wird zuerst im Behälter 2 ein Unterdruck angelegt,
indem mit Hilfe der Vakuumpumpe 14 über die oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels der Waschflüssigkeit 20 in
den Behälter 2 mündende Leitung 8 Luft
aus dem Behälter 2 abgesaugt wird, wie durch einen
Pfeil A dargestellt. Beim Absaugen der Luft sinkt der Druck innerhalb
der Waschflüssigkeit 20, wodurch das Volumen der
in der Ausnehmung enthaltenen Luftblase 30 zunimmt und
ein Teil der Luftblase 30 aus der Ausnehmung austritt,
wie in 2 dargestellt. Dadurch vergrößert
sich die im Kontakt mit der Waschflüssigkeit 20 befindliche Oberfläche
der Blase 20, bis schließlich die Haut derselben
im Bereich der Mündung der Ausnehmung 28 einreißt
und dort von außen Waschflüssigkeit 20 in die
kollabierende Luftblase 30 eindringt, wie in 3 dargestellt.
Dies führt dazu, dass sich der außerhalb der Ausnehmung 28 befindliche
Teil der Luftblase 30 ablöst und als Blase 32 in
der Waschflüssigkeit 20 aufsteigt, wie in 4 dargestellt.
Bei Erreichen des Flüssigkeitsspiegels wird die Luft dann
von der Vakuumpumpe 14 abgesaugt.
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Wenn
der oberhalb der Waschflüssigkeit 20 gemessene
Luftdruck mit Hilfe der Vakuumpumpe 14 von Atmosphärendruck
um 950 mbar auf einen Druck von etwa 50 mbar abgesenkt wird, wiederholt
sich der in den 1 bis 4 dargestellte
Vorgang mehrmals, d. h. die Vergrößerung der Volumens
der Luftblase 30 (2), das
Eindringen von Waschflüssigkeit 20 in die Luftblase 30 (3)
und das Ablösen eines Teils der Luftblase 30 (4).
Der in der Waschflüssigkeit 20 herrschende hydrostatische Druck,
der durch die Absenkung des Luftdrucks oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
unbeeinflusst bleibt, hat zur Folge, dass der Vorgang bei Stopfen 6 in
der Nähe des Flüssigkeitsspiegels etwas häufiger
als bei Stopfen 6 am Grund des Behälters 2 stattfindet.
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Durch
die starke Abnahme des Drucks in der Waschflüssigkeit 20 gast
darüber hinaus ein Teil der in der Waschflüssigkeit 20 gelösten
Luft bzw. Luftbestandteile aus der Waschflüssigkeit 20 aus,
was bei der nachfolgenden Druckerhöhung von Bedeutung ist.
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Wenn
der Luftdruck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Waschflüssigkeit 20 einen
vorbestimmten Wert erreicht oder trotz anhaltenden Betriebs der
Vakuumpumpe 14 nicht mehr weiter absinkt, was bei einem
Druck von etwa 50 mbar der Fall ist, wird die Vakuumpumpe 14 durch
Schließen des Absperrventils 10 in der Leitung 8 vom
Behälter 2 getrennt und abgeschaltet.
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Wie
durch einen Pfeil B in 5 dargestellt, wird dann der
Druck im Behälter 2 schlagartig erhöht, indem
durch Öffnen des Ventils 12 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
sterilisierte Druckluft in den Behälter 2 zugeführt
wird, bis der Druck im Behälter etwa 2000 mbar erreicht.
Der rasche Druckanstieg in der Waschflüssigkeit 20 von
50 mbar auf etwa 2000 mbar bewirkt ebenfalls einen Kollaps der in
der Ausnehmung 28 enthaltenen Luftblase 30, wobei
die Haut der Blase 30 im Bereich der Mündung der
Ausnehmung 28 reißt, so dass Waschflüssigkeit 20 in
die Blase 30 einströmt. Wie in 6 dargestellt,
teilt sich die Luftblase 30 dabei in mehrere kleinere Luftblasen 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46,
von denen diejenigen 40, 42, 44, 46,
die nicht an der Oberfläche des Stopfens 6 haften
bleiben, bis zur Oberfläche der Waschflüssigkeit 20 aufsteigen.
Bei den in der Ausnehmung 28 zurückbleibenden
Luftblasen 34, 36, 38 verringert sich
infolge des Druckanstiegs das Blasenvolumen etwa um den Faktor zwanzig,
wie in 7 dargestellt, wodurch nur eine sehr geringe Oberfläche
in der Ausnehmung 28 unbenetzt von der Waschflüssigkeit 20 bleibt.
Außerdem löst sich infolge des Druckanstiegs ein
Teil der in den Blasen 34, 36, 38 enthaltenen Luft
in der zuvor entgasten Waschflüssigkeit 20, wobei
sich sehr kleine Blasen vollständig auflösen.
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Indem
man den zuvor beschriebenen Zyklus je nach Bedarf ein bis fünf
Mal wiederholt, d. h. den Druck im Behälter 2 absenkt
und ihn anschließend schlagartig wieder erhöht,
können auch die übrigen Blasen 34, 36, 38 vollständig
aus der Ausnehmung 28 beseitigt und deren gesamte Oberfläche
mit der Waschflüssigkeit 20 benetzt werden, wie
in 8 dargestellt.
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Um
den Austritt letzter Luftreste auch aus den Ausnehmungen 28 von
Stopfen 6 zu erleichtern, bei denen die Mündung
nach unten weist, kann der Behälter 2 jeweils
zwischen zwei aufeinander folgenden Zyklen gedreht werden, um die
Ausrichtung der Stopfen 6 im Behälter 2 zu
verändern.
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Zur
Beseitigung letzter Blasen trägt auch bei, dass als Waschflüssigkeit 20 erhitztes
Wasser verwendet wird, das an der Phasengrenze zu den Luftblasen
verdampft, wenn der Druck im Behälter 2 bis unter
den Siedepunkt der Waschflüssigkeit 20 abgesenkt
wird. Dies führt zu einem Eintrag von Dampf in die Blasen,
wodurch deren Volumen zunimmt und somit die Ablösung von
der Oberfläche der Stopfen 6 begünstigt
wird. Dadurch wird weitere Luft aus der Ausnehmung 28 ausgetragen,
so dass bei den anschließenden Druckerhöhungen
das Blasenvolumen weiter abnimmt, während die Größe
der von der Waschflüssigkeit 20 benetzten Oberfläche
weiter zunimmt.
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Weiter
ist es auch von Vorteil, wenn mit Hilfe der Vakuumpumpe 14 an
dem mit den Stopfen 6 befüllten Behälter 2 bereits
vor der Zufuhr der Waschflüssigkeit 20 ein Unterdruck
angelegt und während Zufuhr der Waschflüssigkeit 20 in
den Behälter 2 aufrechterhalten wird. Auf diese
Weise kann die Menge der in den Ausnehmungen 28 der Stopfen 6 eingeschlossenen
Luft bereits während der Befüllung des Behälters 2 mit
Waschflüssigkeit 20 signifikant verringert werden.
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Weiter
kann eine vollständige Benetzung der Stopfenoberfläche
mit der Waschflüssigkeit 20 auch dadurch beschleunigt
werden, dass der Behälter 2 nach dem Befüllen
mit den Stopfen 6 und vor der Zufuhr der Waschflüssigkeit 20 zuerst
mit einem Unterdruck und dann mit Dampf, vorzugsweise Sattdampf beaufschlagt
wird. Der in den Behälter 2 zugeführte Dampf
schlägt sich bei seiner Entspannung in Form von kleinsten
Wassertröpfchen an der Oberfläche der Stopfen 6 nieder.
Diese Wassertröpfchen benetzen die Stopfenoberfläche,
wobei sich vor allem die in Wasser gut löslichen Endotoxine
in den Wassertröpfchen lösen und beim Verschmelzen
der Tröpfchen mit der anschließend in den Behälter
zugeführten wässrigen Waschflüssigkeit 20 in
diese übergehen.
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Durch
Versuche an gezielt mit Endotoxinen verunreinigten, d. h. gespickten
Verschlussstopfen 6, hat sich gezeigt, dass nach einem
Waschvorgang mit einer aus reinem erhitztem Wasser ohne Detergenzien
bestehenden Waschflüssigkeit und einer mehrmaligen Druckabsenkung
und Druckerhöhung des gefluteten Behälters, wie
zuvor beschrieben, die Endotoxine in einem solchen Ausmaß von
den Stopfen 6 abgereinigt werden konnten, dass die zulässigen Grenzwerte
weit unterschritten wurden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1449543
A1 [0002, 0025]
- - DE 29923723 U1 [0003]
- - DE 4409659 A1 [0004]
- - EP 1510227 A1 [0025]