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Verfahren
zum Entwickeln des Sterilisations- oder Dekontaminationsmediums
in Form des Dampfgemisches des Wasserstoffperoxids mit Luft und
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
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Die
Erfindung betrifft das Verfahren zum Entwickeln des Sterilisations-
oder Dekontaminationsmediums in Form des Dampfgemisches des Wasserstoffperoxids
mit Luft und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
besonders die Sterilisation oder Dekontamination der Oberfläche
von Zimmern, Räumen, Gegenständen oder Einrichtungen
u. ä., die im zu behandelnden Raum untergebracht sind.
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Zur
Zeit werden einige Verfahren zum Verdampfen der flüssigen
Lösung des Wasserstoffperoxids in die Luft eingesetzt.
Das Verdampfen von der heißen Fläche, Verdampfen
vom porösen Material, Verdampfen von zerstäubten
Tröpfchen des Was serstoffperoxids in die Luft und eine
Kombination dieser Verfahren. Beim Verfahren der Verdampfung von
der heißen Fläche wird die flüssige Lösung
des Wasserstoffperoxids in den Verdampfungsbehälter mittels
eines Verdampfungsbehälters mit Hilfe einer Dosierungspumpe
gefördert und tropfenweise mit einer Größe
von 1–3 mm von der vorgewärmten Fläche
in die herumströmende Luft verdampft. Dieses Verfahren
ist z. B. in den Schriften
US-Patent
Nr. 4,797,255 oder
EP
0 774 263 B1 beschrieben. Beim Verfahren der Verdampfung
vom porösen Material wird die flüssige Lösung
von der Vorratsflasche in das poröse Material gefördert,
das in sich die flüssige Wasserlösung und des
Wasserstoffperoxids einsaugt. Die Oberfläche des porösen
Materials mit einer dünnen Schicht der Lösung
wird nachher mit einem Luftstrom abgewaschen und es kommt zum Verdampfen
des Wasserstoffperoxids in die Luft. Dieses Verfahren ist z. B.
in der Schrift
US-Patent Nr.
6,096,265 beschrieben. Beim Verfahren der Verdampfung von
zerstäubten Tröpfchen des Wasserstoffperoxids
in der Luft wird die flüssige Lösung des Wasserstoffperoxids
auf einen feinen Nebel mechanisch zerstäubt und nachher
mit Luft vermischt, wo es zu deren Verdampfung kommt. Die Prinzipien
der Bildung des Nebels aus flüssiger Lösung sind
verschieden und es können Einmedien- oder Zweimediendüsen,
Druckluft-Nebulizer, oder Ultraschall-Nebulizer eingesetzt werden. Dieses
Verfahren ist z. B. in den Schriften
US-Patent Nr. 6,746,652 B2 ,
US 4,512,935 ,
US 6,899,856 ,
US 4,296,068 ,
US 5,525,295 ,
GB 2,089,213 beschrieben. Die Kombination
aufgeführter Verfahren ist auch möglich und ist
hauptsächlich in denjenigen Fällen verwendet,
wo es einen größeren Anteil an großen Tröpfchen
der Lösung des Wasserstoffperoxids in der Luft gibt, wo
es nicht zu deren Verdampfung kommt und diese werden erst beim Kontakt
mit der vorgewärmten Fläche des Verdampfungsbehälters verdampft.
Die meisten dieser Verfahren verwenden vorgewärmte und
vorgetrocknete Luft, die über den Verdampfungsbehälter
strömt und in sich die Dämpfe des Wasserstoffperoxids
aufnimmt. Diese Luft ist vor der Vermischung vom Wasserdampf befreit
und der Wert der relativen Feuchtigkeit bewegt sich um 10% oder
noch besser unter 10%. Die Temperatur der Luftvorwärmung
vor der Vermischung bewegt sich von 60°C bis 300°C.
Nach der Verdampfung des flüssigen Gemisches in die Luft
ist die Luft mit Dämpfen des Wasserstoffperoxids gesättigt
und über die Rohrleitung in den Raum gefördert,
dessen Oberflächen behandelt (sterilisiert) sollen werden.
In einigen Fällen wird bei der Sterilisation von größeren
Räumen das Verfahren verwendet, wann der ganze Dampfentwickler
des Wasserstoffperoxids in den zu behandelnden Raum (sieh z. B.
WO 2005/016391 A1 ,
WO 03/082355 A1 ,
US 2006/0008379 A1 )
untergebracht wird. Der Dampfentwickler des Wasserstoffperoxids ist
oft Bestandteil einer bestimmten Einrichtung. Solche Einrichtung
kann z. B. eine Sondermaschine in der Lebensmittelindustrie, oder
pharmazeutischen Industrie, oder universelle selbstständige
Anlage für die Sterilisation von geschlossenen Räumen
von tragbaren Containern und Schlauchboxen bis zu ganzen Räumen
bis zum Volumen von 200 m
3 sein.
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Aufgabenstellung Vorteile
der Erfindung
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Die
anzumeldende Erfindung bemüht sich, ein fortgeschrittenes
Verfahren der Entwicklung des Sterilisations- oder Dekontaminierungsmediums
in Form eines Gemischs der Dämpfe des Wasserstoffperoxids
mit Luft zur Verfügung zu stellen, bei dem vorerst die
Tragluft aus Sicht der Feuchtigkeit und/oder Temperatur aufbereitet
wird, und das Wasserstoffperoxid zerstäubt sich in der
Nebeldüse auf sehr kleine Tröpfchen. Die Grundlage
des Verfahrens beruht darin, dass die Tragluft in einen erwärmten Kegelbehälter über
seine durchschnittsmäßig kleinere Grundfläche
eingeblasen wird und steigt mit senkender Geschwindigkeit nach oben
und zwar gegen die Tröpfchen des in den Kegelbehälter
eingeführten Wasserstoffperoxids von der über
seiner durchschnittsmäßig größeren
Grundfläche angeordneten Einrichtung.
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Die
Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens
nach erstem Patentanspruch besteht aus einer Quelle der Tragluft,
einer Einrichtung für die Aufbereitung der Tragluft und
deren Zuführung in den Generator des Dampfentwicklers des
Wasserstoffperoxids, einer Einrichtung zur Zuführung des
Wasserstoffperoxids in den Generator, einem System der Verteilungsleitung
und einem Steuerungssystem. Der Generator des Dampfentwicklers des
Wasserstoffperoxids ist in Form eines sich nach oben erweiternden
Kegelbehälters ausgebildet.
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Unter
der durchschnittsmäßig kleineren Grundfläche
des Kegelbehälters ist ein Verteilungselement vorgewärmter
Tragluft angeordnet, über der durchschnittsmäßig
größeren Grundfläche des Kegelbehälters
ist ein Austrittskopf von Dämpfen des Wasserstoffperoxids
mit Luft aufgestellt und über dem Austrittskopf ist eine
Einrichtung für die Zuführung der Tröpfchen
des Wasserstoffperoxids in den Kegelbehälter untergebracht.
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Aus
Sicht der Bildung eines gleichmäßigen hydraulischen
Widerstands beim Austritt des Sterilisationsmediums aus dem Austrittskopf
ist es vorteilhaft, im Inneren des Austrittskopfes einen schräg
abgeschnittenen Zylinderteil anschließend an durchschnittsmäßig
größere Grundfläche des Kegelbehälters
auszubilden, wobei längere Seite des abgeschnittenen Zylinderteiles
die Austrittsöffnung überragt, durch die das Sterilisationsmedium
austritt.
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Auch
weitere zwei vorteilhafte Ausführungen der Erfindung stellen
einen gleichmäßigen hydraulischen Widerstand beim
Austritt des Sterilisationsmediums aus dem Austrittskopf sicher.
Beide diesen Lösungen enthalten im Inneren des Austrittskopfes
einen Zylinderteil anschließend an durchschnittsmäßig größere
Grundfläche des Kegelbehälters. Bei der ersten
Lösung tritt aus dem Zylinderteil eine waagerechte über
die Austrittsöffnung zielende Überdeckung und
bei der zweiten Lösung tritt aus dem Zylinderteil, auf
Seite zur Austrittsöffnung, eine senkrechte Überdeckung
vor.
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Der
Hauptvorteil der Erfindung ist die Senkung der Kosten für
die Herstellung des Generators des Dampfentwicklers des Wasserstoffperoxids,
effektive Verdampfung des ganzen Größenspektrums der
Lösungströpfchen des Wasserstoffperoxids im Kegelbehälter
des Generators im Fluidfeld der Tragluft. Die Lösung des
Austrittskopfes ermöglicht einen gleichmäßigen
und kontinuierlichen Austritt der Tragluft aus dem Kegelbehälter.
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Zeichnung
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Vorgesehene
Erfindung wird näher anhand folgender technischer Beschreibung
erläutert, die im Zusammenhang mit beigelegten Zeichnungen
erstellt ist, in denen 1 das Fließdiagramm
der Einrichtung zum Entwickeln des Sterilisationsmediums darstellt, 2 stellt
konstruktive Ausführung des Generators des Dampfentwicklers
des Sterilisationsmediums dar, 3 bis 5 stellen
konstruktive Ausführungen des Austrittskopfes dar, durch
den das Sterilisationsmedium in die Verteilungsleitung wegfließt.
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Ausführungsbeispiel
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Mit
Verweis auf 1 und 2 ist eine
Einrichtung zum Entwickeln des Sterilisations- oder Dekontaminationsmediums
(im Folgenden nur Sterilisationsmedium) in Form von Dämpfen
des Wasserstoffperoxids mit Luft zur Sterilisation oder Dekontamination
eines geschlossenen Raums beschrieben. Die Einrichtung besteht aus
einer Quelle 1 der vom Außenraum angesagter Tragluft 11.
Die Tragluft 11 wird vom Ventilator in die Trocknungspatrone 21 eingeblasen
und über den Filter 22 tritt in die Einrichtung 23 zur
Luftvorwärmung ein. Vorgewärmte Tragluft 11 ist über
das Verteilungselement 24 dem Generator 3 des
Dampfentwicklers des Wasserstoffperoxids zugeführt. Der
Generator 3 ist in Form eines sich nach oben erweiternden
Kegelbehälters 31 ausgebildet. Um den Generator 3 ist
der Heizkörper 9 aufgestellt, mit dem der Generator 3 beim
Entwickeln des Sterilisationsmediums erwärmt wird. Unter
der durchschnittsmäßig kleineren Grundfläche 311 des
Kegelbehälters 31 des Generators 3 ist
das Verteilungselement 24 vorgewärmter Tragluft 11 untergebracht. Über
der durchschnittsmäßig größeren
Grundfläche 312 des Kegelbehälters 31 des
Generators 3 ist der Austrittskopf 32 aufgestellt, über
den das Sterilisationsmedium über das System der Verteilungsleitung 5 in
den zu sterilisierenden Raum 8 wegfließt, den
er sterilisiert oder sterilisiert die darin untergebrachten Gegenstände. Über
dem Austrittskopf 32 ist die Einrichtung 4 untergebracht,
die den Behälter 41 des Wasserstoffperoxids, die
Dosierungspumpe 42 und die Vernebelungsdüse 44 enthält,
durch die dem Generator 3 in der Nebelphase die Tröpfchen
des Wasserstoffpero xids zugeführt werden. Einzelteile der Sterilisationseinrichtung
werden von der Steuerungseinheit 6 bedient. Das Sterilisationsmedium 7 tritt vom
Austrittskopf 32 durch die Austrittsöffnung 323 und über
das System der Verteilungsleitung 5 wird diese dem zu sterilisierenden
Raum 8 zugeführt.
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In 3 bis 5 ist
konstruktive Ausführung des Austrittskopfes 32 dargestellt.
Laut 3 ist im Inneren des Austrittskopfes 32 der
schräg abgeschnittene Zylinderteil 321 ausgebildet
anschließend an durchschnittsmäßig größere
Grundfläche 312 des Kegelbehälters 31 des
Generators 3. Längere Seite 322 des abgeschnittenen
Zylinderteiles 321 überragt die Austrittsöffnung 323,
durch die das Sterilisationsmedium 7 austritt.
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Laut 4 ist
im Inneren des Austrittskopfes 32 der Zylinderteil 324 ausgebildet
anschließend an durchschnittsmäßig größere
Grundfläche 312 des Kegelbehälters 31.
Vom Zylinderteil 324 tritt waagerechte Überdeckung 325 vor.
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Laut 5 ist
im Inneren des Austrittskopfes 32 der Zylinderteil 324 ausgebildet
anschließend an durchschnittsmäßig größere
Grundfläche 312 des Kegelbehälters 31.
Vom Zylinderteil 324, auf Seite zur Austrittöffnung 323,
tritt senkrechte Überdeckung 326 vor.
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Grund
konstruktiver in 3–5 dargestellter
Lösungen ist die Sicherstellung eines gleichmäßigen
hydraulischen Widerstands des Austritts des Sterilisationsmediums 7 aus
dem Austrittskopf 32.
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Der
Bediener stellt am der Steuerungseinheit 6 den entsprechenden
Betriebsmodus (Programm) für die Sterilisation des Raums,
z. B. bis zum Volumen ca. 3 m3 ein. Von der Quelle 1 der
Tragluft 11 wird diese Luft vom Ventilator in die Einrichtung 2 für deren
Aufbereitung eingeblasen. In der Einrichtung 2 wird die
Luft in der Trocknungspatrone 21 auf den Sollwert getrocknet,
im Filter 22 wird diese von den Verunreinigungen gereinigt
und rückt weiter in die Einrichtung 23, wo diese
auf die Solltemperatur, z. B. 120OC, vorgewärmt wird. Sobald
man beginnt, die Tragluft 11 der Einrichtung 2 zuzuführen,
ist auch der Heizkörper 9 des Generators 3 eingeschaltet.
Die Temperatur des Heizkörpers 9 wird an der Steuerungseinheit 6 eingestellt
und überprüft. Aufbereitete und vorgewärmte
Tragluft 11 wird über den Generator 3 dem
zu sterilisierenden Raum 8 zugeführt, den diese
austrocknet. Nach Erreichen der geforderten relativen Feuchtigkeit
des zu sterilisierenden Raums 8, z. B. 10%, ist in der
Einrichtung 4 die Dosierungspumpe 42 eingeschaltet,
mit der vom Behälter 41 der flüssigen
Lösung des Wasserstoffperoxids diese mit der Vernebelungsdüse 44 in
Form von sehr kleinen Tröpfchen 45 in den Kegelbehälter 31 des
Generators 3 eingespritzt wird. Gegen die Tröpfchen 45 des Wasserstoffperoxids
tritt vorgewärmte Tragluft 11 von der Einrichtung 2 über
das Verteilungselement 24 weiter, die im unteren Bereich
des Kegelbehälters 31 die gewählte Durchflussgeschwindigkeit,
z. B. 3 m/s, erreicht. Vorgewärmte Tragluft 11 tritt
weiter durch den Kegelbehälter 31 mit senkender
Geschwindigkeit nach oben und zwar gegen die Tröpfchen 45 des Wasserstoffperoxids.
Im oberen Bereich des Kegelbehälters bewegt sich die Luftgeschwindigkeit
mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,3 m/s. Vorgewärmte Tragluft 11 vermischt
sich im Kegelbehälter 31 mit den Tröpfchen 45 des
Wasserstoffperoxids und es kommt zur Bildung des Sterilisationsmediums 7.
Für Erreichen optimaler Verdampfung der Tröpfchen 45 des
Wasserstoffperoxids und der Luft 11 wird der Kegelbehälter 31 mit
einem Heizkörper 9 beheizt. Die Durchflussgeschwindigkeit
der Tragluft 11 bestimmt die Abmessungen des Kegelbehälters 31 so,
damit es zum Verdampfen der Tröpfchen des Wasserstoffperoxids
im Fluidfeld kommt.
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Damit
es im Kegelbehälter 31 des Generators 3 zu
einer maximalen Vermischung und Verdampfung von Tröpfchen 45 des
Wasserstoffperoxids und der vorgewärmten Tragluft 11 kommt,
und damit in die Austrittsöffnung 323 des Austrittskopfes 32 nur
das Sterilisationsmedium 7 in Form von Dämpfen
des Wasserstoffperoxids wegfließt, ist im Austrittskopf 32 ein
abgeschnittener Zylinderteil 321 ausgebildet anschließend
an durchschnittsmäßig größere
Grundfläche 312 des Kegelbehälters 31.
Abgeschnittener Zylinderteil 321 verursacht einen gleichmäßigen
hydraulischen Widerstand beim Austritt des Sterilisationsmediums 7 in
die Austrittsöffnung 323. Aus der Austrittsöffnung 323 tritt
das Sterilisationsmedium 7 weiter über das System
der Verteilungsleitung 5 in den zu sterilisierenden Raum 8.
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Nach
weiteren zwei Ausführungen der Erfindung, die einen gleichmäßigen
hydraulischen Widerstand und die Verdampfung von Tröpfchen 45 des Wasserstoffperoxids
in die Tragluft 11 sicherstellen, ist im Austrittskopf 32 der
Zylinderteil 324 ausgebildet, an dem eine waagerechte Überdeckung 325 (4)
und senkrechte Überdeckung 326 (5) ausgebildet
sind.
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- 1
- Tragluftquelle
- 11
- Tragluft
- 2
- Einrichtung
zur Aufbereitung der Tragluft
- 21
- Trocknungspatronen
- 22
- Filter
- 23
- Einrichtung
zur Luftvorwärmung
- 24
- Verteilungselement
der Tragluft
- 3
- Generator
- 31
- Kegelbehälter
- 311
- durchschnittsmäßig
kleinere Grundfläche des Kegelbehälters
- 312
- durchschnittsmäßig
größere Grundfläche des Kegelbehälters
- 32
- Austrittskopf
- 321
- abgeschnittener
Zylinderteil
- 322
- längere
Seite des abgeschnittenen Zylinderteiles
- 323
- Austrittsöffnung
- 324
- Zylinderteil
- 325
- waagerechte Überdeckung
- 326
- senkrechte Überdeckung
- 4
- Einrichtung
zur Zuführung der Tröpfchen des Wasserstoffperoxids
- 41
- Behälter
von H2O2
- 42
- Dosierungspumpe
- 44
- Vernebelungsdüse
- 45
- Tröpfchen
des Wasserstoffperoxids
- 5
- System
der Verteilungsleitung
- 6
- Steuerungseinheit
- 7
- Sterilisationsmedium
- 8
- zu
sterilisierender Raum
- 9
- Heizkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4797255 [0003]
- - EP 0774263 B1 [0003]
- - US 6096265 [0003]
- - US 6746652 B2 [0003]
- - US 4512935 [0003]
- - US 6899856 [0003]
- - US 4296068 [0003]
- - US 5525295 [0003]
- - GB 2089213 [0003]
- - WO 2005/016391 A1 [0003]
- - WO 03/082355 A1 [0003]
- - US 2006/0008379 A1 [0003]