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Verfahren zum Erzeugen von trockenem, gesättigtem Dampf in einem
Autoklaven und Autoklav zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Erzeugen von trockenem, gesättigtem Dampf in einem Autoklaven
zur Dampfsterilisation oder Dampfdesinfektion besonders von Bettzeug und dergleichen
in Krankenhäusern, sowie einen Autoklaven zur Durchführung dieses Verfahrens.
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In Krankenhäusern müssen bekanntlich vor einer Operation sämtliche
Instrumente, Verbände und anderen Ausrüstungen, die bei einer Operation verwendet
werden sollen, so weit sterilisiert werden, daß sämtliche Ansteckungsorganismen
unschädlich gemacht werden. Desgleichen müssen Matratzen, Bettzeug, Kleider und
dergleichen, die von einem ansteckenden Patienten verwendet wurden, desinfiziert
werden. Der Begriff "Desinfektion" wird hier für das Abtöten nicht-sporenbildender
Keime verwendet, während mit dem BegriffSterilisierung» das Abtöten aller Keime
gemeint ist. Die Anforderungen an die Desinfektion von Bettzeug in Krankenhäusern
müssen hoch sein, da man selbstverständlich nicht wissen kann, welche Bakterien
oder Keime in den Kleidern und dem Bettzeug vorhanden sind.
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In Epidemie-Krankenhäusern werden zu diesem Zweck gewöhnlich Formalinöfen
verwendet. Da Formalin aber einen sehr niedrigen Wirkungsgrad hat, geht man mehr
und mehr zur Sterilisation und
Desinfektion mit Dampf über.
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Das bisher bekannte, beste Mittel zum Sterilisieren ist gesättigter
Dampf. Der gesättigte Dampf gibt beim Kondensieren seine gebundene Wärme ab. Diese
Wärme ist es, die die Bakterien tötet. uberhitzter Dampf oder Heißluft haben nicht
diese bakterientötende Eigenschaft. Beim Sterilisieren mit überhitztem Dampf oder
Heißluft muß die Temperatur etwa 200 bis 225 ° C betragen und die Zeit zur Sterilisierung
ist acht bis zehn mal länger als bei der Verwendung von gesättigtem Dampf. Bei Verwendung
von überhitztem Dampf und Heißluft werden die Bakterien durch Verbrennung getötet.
Für Bettzeug oder andere Textilien ist es nicht möglich, überhitzten Dampf oder
Heißluft zu verwenden, da die hohen Temperaturen den Textilstoff beschädigen würden.
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Gewöhnlicher, gesättigter Dampf enthält ziemlich viel Wasser.
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Das Wasser im Dampf enthält keine gebundene Wärme und ist daher bei
der Sterilisierung ohne Nutzen und eher nachteilig.
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Das Wasser verzögert die Sterilisierung und erhöht den Feuchtigkeitsgrad
des Sterilisierungsgutes. Der Feuchtigkeitsgrad in derartigem Dampf kann manchmal
sehr hoch sein und außerdem kommt es zur Kondensation in den Leitungen des Sterilisierungsapparates,
so daß zu Beginn der Sterilisierung in die Sterilisierungskammer Dampf zusammen
mit einer Dusche von Kondenswasser eingepreßt wird. Die Sterilisierung ist eine
Funktion von Zeit und Temperatur. Die notwendige Behandlungszeit und die Temperatur
hängen von dem Gut ab, das sterilisiert werden soll.
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Da das Sterilisierungsgut oft aus Textilien und Gummiwaren besteht,
soll die Temperatur 142 ° C nicht übersteigen. Wenn eine so hohe Temperatur angewendet
wird, muß die Zeit selbstverständlich kurz sein, denn sonst würde das Sterilisierungsgut
ganz zerstört und verdorben.
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Die Sterilisierung mit gesättigtem Wasserdampf ist im Prinzip ziemlich
einfach. Dagegen ist es früher schwierig gewesen, das Gut nach dem Sterilisieren
zu trocknen. Mit leichter tibertreibung kann man sagen, daß es ebenso wichtig ist,
das Gut nach
der Sterilisierung trocken zu bekommen, als es durch
die Behandlung steril zu bekommen, da feuchtes Gut sehr leicht Bakterien aufnimmt.
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Beim Sterilisieren von Matratzen, Kissen usw. ist es selbstverständlich
noch schwieriger als bei'gewöhnlichen Operations- und Verbandsartikeln, das Sterilisierungsgut
trocken zu halten.
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Wenn nämlich eine Matratze durch und durch naß wird, dauert es lange,
ehe sie wieder trocken ist. Oft wird die Matratze dabei ganz veraorben und aies
atrfte aer Gruna natur sein, daß Krankenhauser Matratzen una Kissen selten sterilisieren
oder des inrizieren.
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Beim Sterilisieren wird ort ein Dampfdruck von 1 bis 3 kg/cm2 angewendet,
der einer Temperatur von etwa 119 bis 143° C entspricht. Auch niedrigerer Druck
wird in gewissen älteren Autoklaven angewendet. Da das Gut, das desinrizicrt werden
soil, gewöhnlich aree hohe Temperatur nicht verträgt, wird ein Druck von 1 kg/cm2
(119 ° C) nicht überschritten. Auch dieser Druck (Temperatur) ist für Matratzen,
Daunenkissen oder dergleichen üblich. Die ideale Dampftemperatur soll 105 bis 106
° C (entsprechend etwa 0,3 kg/cm2 Dampfdruck) nicht überschreiten. Bei niedrigerer
Temperatur wird die Behandlungszeit zu lang.
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Es ist bekannt, daß man am besten mit trockenem, gesättigtem Dampf
sterilisiert.
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Hiervon ausgehend soll die Erfindung ein Verfahren und einen Autoklaven
angeben, die es ermöglichen, in der Sterilitierungskammer trockenen, gesättigten
Dampf zu erhalten, so daß die aufgezeigten Nachteile der bisherigen Sterilisierung.verfahren
und Vorrichtungen beseitigt werden.
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Beim Verfahren zum Erzeugen von trockenem, gesättigtem Dampf in einem
Autoklaven zur Dampfsterilisation oder Daipfdeeinfek tion beeondere von Bettzeug
und dergleichen in Krankenhäusern erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß
man nassen,
gesättigten Dampf mit höherem Druck als dem vorbestimmten
Sterilisierungedampfdruck auf dem Weg zur Sterilisierungskammer auf den Sterilisierungsdampfdruck
drosselt und daß man die Leitungen und Wände im Apparat, mit denen der Dampf in
wärmeübertragende Berührung gebracht wird, auf derselben oder einer höheren Temperatur
hält als die Temperatur des gedrosselten Dampfes an der betreffenden Stelle im Apparat.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Autoklav zur Durchführung
dieses Verfahrens, der gekennzeichnet ist durch Vorrichtungen im Autoklaven zum
Erzeugen von nassem, gesättigtem Wasserdampf höheren Druckes als der vorbestimmte
Sterilisierungsdampfdruck oder durch Vorrichtungen zur Zuleitung und Drosselung
solchen Dampfes von einer außenliegenden Quelle her, ferner durch zu einem Verteilerrohr
führende Dampfleitungen mit einem Dampfabsperrventil und durch den Leitungen, dem
Dampfabsperrventil und dem Verteilerrohr zugeordnete Wärme spender zur Erwärmung
dieser Teile auf mindestens die Temperatur des gedrosselten Dampfes in den betreffenden
Teilen.
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Der Sterilisierungsdampf kommt also auf seinem Wege von der Erzeugungs-
oder Zuleitungsstelle in die Sterilisierungskammer hinein nie mit einer Wand oder
einem Leitungsteil in Berührung, die bzw. der an der betreffenden Stelle eine niedrigere
Temperatur als der Dampf hat. Hierdurch wird eine Kondensation des Dampfes vor dem
Eintreten in die Sterilisierungskammer verein dert. In der Sterilisierungskammer
dagegen trifft der trockene, gesättigte Dampf auf das Sterilisierungsgut, das eine
niedrigere Temperatur als der Dampf hat, eo daß auf und in diesem Sterilisierungsgut
eine Kondensierung stattfindet. Die dabei freiwerdende Verdampfungswärme wird zum
Abtöten der Keime benutzt. Hierbei entsteht verhältnismäßig wenig Kondenswasser,
das bei der anschließenden Evakuierung der Sterilisierungskammer aus dem Sterilisierungsgut
ausgetrieben oder ausgekocht wird.
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Im Autoklaven gemäß der Erfindung sind vor allem zwei D2hTP-drücke
zu
unterscheiden, nämlich der in der Sterilisierungakammer herrschende Dampfdruck und
der bei der Dampferzeugung herrschende Dampfdruck, der im Autoklaven auf den Sterilisierungsdampfdruck
herabgeeetzt wird. Da bei gesättigtem Dampf die Temperatur in bestimmter Beziehung
zum Druck steht, kann man die gewünschte Sterilisierungstemperatur beispielsweise
in einem die Temperatur in Abhängigkeit vom Druck darstellenden Diagramm wählen,
um hiernach den passenden Druck im Autoklaven einzustellen.
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Mit dem Verfahren und dem Autoklaven gemäß der Erfindung erreicht
man im Vergleich zu den bekannten Verfahren und Autoklaven eine Verkürzung der erforderlichen
Behandlungszeit auf -je nach den gegebenen Umständen - die Hälfte bis ein Drittel
der bisher erforderlichen Behandlungszeiten, und zwär auch in täglichen Routinebetrieb
eines Krankenhauses.
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Es ist erwiesen, daß trockener, gesättigter Dampf ein höheres Durchdringungsvermögen
als nasser Wasserdampf hat. Der Dampf gibt bei der Kondensation seine gebundene
Wärme ab, wobei diese Kondensation sich fortsetzt, bis das Gut ganz durchdrungen
und dessen Temperatur gleich der des umgebenden Dampfes ist. Das Gewicht der Feuchtigkeit
im Sterilisierungsgut ist bei trockenem gesättigtem Dampf gleich dem Gewicht des
im Gut kondensierten Dampfes. Wenn der Dampf dagegen größere oder kleinere Mengen
Feuchtigkeit enthält, wird die Feuchtigkeit im Sterilisierungs gut höher als das
Gewicht des kondensierten Dampfes. Diese Feuchtigkeit verzögert nicht nur die Sterilisierung,
sondern es ist auch schwierig, das Sterilisierungsgut wieder zu trocknen, und zwar
insbesondere dann, wenn es sich beispielsweise um Matratzen oder Kissen handelt.
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Wenn der in die Sterilisierungskammer eingeführte, gesättigte Dampf
trocken ist, kann man die geringe, bei der Sterilisierung kondensierte Wassermenge
im Sterilisierungsgut schnell durch Abkochen entfernen. Bei der Verwendung von nassem
Dampf dagegen wird das Gut nicht trocken, weil in diesem nicht genügend Wärme
zum
Abkochen der Feuchtigkeit vorhanden ist.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den der Beschreibung
folgenden Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun weiter anhand zweier in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei weitere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der Erfindung dieser Einzelbeschreibung zu entnehmen sind. In den Zeichnungen
zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Autoklaven gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen senkrechten Querschnittdurch den in Fig. 1 dargestellten Aubklaven,
Fig. 3 einen waagerechten Längsschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4
in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch ein in der Sterilisierungskammer
des Autoklaven angebrachtes Verteilerrohr für Damp und Fig. 5 einen senkrechten
Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des Autoklaven gemäß der Erfindung.
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Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Autoklav steht auf einem Ständer
1. Die Sterilisierungskammer 2 des Autoklaven weist an beiden Enden eine Öffnung
3, 4 auf, die durch Türen oder Deckel 5, 6 luftdicht verschließbar sind. Das Sterilisierungsgut,
z.B.
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Matratzen oder dergleichen, kann auf besonderen Förderwagen durch
die Öffnung 3 in die Kammer 2 und nach beendigter Behandlung durch die Öffnung 4
gefahren werden.
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Um die Sterilisierungskammer 2, deren Boden 7, Wände 8 und Decke 9
außen mit Verstärkungsstäben 10 versehen sind, ist ein Außenmantel
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derart angebracht, daß um die Kammer 2 ein Dampfraum ausgebildet ist. Dieser Dampfraum
ist durch eine waagerechte Wand 12 in einen unterhalb des Bodens 7 und außerhalb
der Seitenwände 8 sich erstreckenden, unteren Dampfraum 13 und einen oberhalb der
Decke 9 liegenden Dampfraum 14 unterteilt. Diese beiden Dampfräume.13, 14 sind durch
eine Anzahl von Öffnungen 12a in der Trennwand 12 miteinander verbunden. Im oberen
Dampfraum 14 ist eine Anzahl paralleler Rohre 15 in zwei Gruppen angebracht, wobei
Dampfrohre 16 axial durch die Rohre 15 verlaufen. Die Rohre 15 sind durch Verbindungsrohre
17, 18 in Reihe miteinander verbunden und beide Rohrgruppen sind an ein gemeinsames
Dampfabsperrventil 19 angeschlossen. Dieses ist durch einen Anschlußstutzen 20 an
ein mit Dampfverteilerlöchern 21 versehenes, in Längsrichtung der Sterilisierungskammer
2 sich erstreckendes Verteilerrohr 22 angeschlossen. Um die Dampfrohre 16 ist eine
Schraubenlinienförmig verlaufende Fffhrungswand 23 befestigt, die im Raum zwischen
dem betreffenden Dampfrohr 16 innerhalb des um dieses Dampfrohr herumliegenden Rohres
15 angeordnet ist (siehe Längsschnitte an einem Ende der beiden außenliegenden Rohre
15 in Fig. 3). Die an einer Seite des Autoklaven liegenden Enden der Dampfrohre
16 sind an ein Verteilerrohr 24 angeschlossen, durch das Dampf mit einem gewissen
höheren Druck zugeleitet wird, und die anderen Enden der Dampfrohre 16 sind mit
einem Sammelrohr 25 verbunden, von dem zur Ableitung des gebildeten Kondenswassers
ein mit einem Kondensableiter 26 versehenes Ablaßrohr 27 abwärts führt. Das Sammelrohr
25 ist durch eine Leitung 28 mit dem einen Ende eines axial in das Verteilerrohr
22 hineinragenden Rohres 29 verbunden, um das mit einem konzentrischen Zwischenraum
30 ein Rückstromrohr 31 angeordnet ist; dieses RUckstromrohr 31 ist huber eine Leitung
32, ein Reduzierventil 33 und eine Leitung 34 an ein im unteren Dampfraum 13 angeordnetes,
längsverlaufendes Verteilerrohr 35 mit Ausströmlöcbern 36 für Dampf angeschlossen.
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Sämtliche Rohre mit Ausnahme der beiden äußersten Rohre in Jeder Rohrgruppe
sind an den Enden geschlossen. Diese beiden äußersten Rohre 15 sind an dem den Verbindungsrohren
17 gegenüberliegenden
Ende (Fig. 3) offen.
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Der untere Dampfraum 13 ist mit einem Ablaufrohr 37 versehen, an dessen
unterem Ende ein Kondensableitungsventil 38 angeordnet ist. Auch die Sterilisierungskammer
2 ist am Boden 7 mit einem Ablaufrohr 39 versehen, das an seinem unteren Ende ein
Kondensableitungsventil 40 aufweist. Außerdem ist das Rohr 39 mit einem Anschlußstutzen
41 versehen, an dem eine (nicht gezeigte) Vakuumpumpe angeschiossen werden soil.
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Ehe der Sterilisierungsvorgang beschrieben wird, soll hier erläutert
werden, wie der in das Verteilerrohr 24 einströmende nasse, gesättigte Dampf getrocknet
wird, ehe er in die Sterilisierungskammer 2 eingelassen wird. Wenn der Dampf durch
die Rohre 16 zu dem Sammelrohr 25 strömt, werden die schraubenlinienförmige Führungswand
23 und auch die Rohre 15 aufgewärmt.
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Der Dampf strömt danach durch die Rohre 29 und 31, wobei das Verteilerrohr
22 gewärmt wird. Nachdem der Dampfdruck im Ventil 33 reduziert worden ist, strömt
der Dampf durch die Öffnungen 36 im Verteilerrohr 35 in den unteren Dampfraum 13,
um dann durch die Öffnungen 12a in der Zwischenwand 12 in den oberen Dampfraum 14
zu strömen. Gebildetes Kondenswasser geht durch die Kondensableitungsventile 26
und 38 ab. Wenn das Hauptventil 19 geöffnet wird, strömt der Dampf im oberen Dampfraum
14 durch das eine Ende der beiden äußeren Rohre 15 der Rohrgruppen in diese hinein,
(siehePSeile 42 in Fig. 3) und strömt durch die Rohre 15, wobei die Dampfströmung
durch die Führungswände 23 gezwungen wird, eine schraubenlinienförmige Bewegung
um die Längsachse der Rohre 16 auszuführen; auf diese Weise wird die Weglänge er
sehr groß und der Dampf kommt mit den vorgewärmten Teilen in sehr innige Berührung.
Gewöhnlich ist in der Sterilisierungskammer 2 sowie im unteren und oberen Dampfraum
13, 14 der gleiche Druck vorhanden, durch Regulierung des Dampfabsperrventils 19
mit einem (nicht dargestellten) Tiiermostaten kann der Autoklav aber derart betrieben
werden, daß in der Sterilisierungskammer ein niedrigerer Druck (Temperatur) als
in den beiden Dampfräumen 13, 14 vorhanden ist. Mit dem
Reduzierventil
33 wird der Druck in den Dampfräumen bestimmt, wogegen der Druck (Temperatur) in
der Sterilisierungskammer 2 mit dem Hauptventil 19 bestimmt wird. Entweder ist der
letztgenannte. Druck (Temperatur) derselbe wie in den Dampfräumen 13, 14 oder niedriger
als dieser. Der Druck des einströmenden Dampfes im Sammelrohr 24 wird auf einem
solchen Wert gehalten, daß der getrocknete Dampf, der in die Sterilisierungskammer
2 einströmt, nicht überhitzt wird.
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Bei Sterilisierung mit trockenem, gesättigtem Dampf kann niedrigerer
Druck als bei der Anwendung nassen Dampfes angewendet werden, ohne daß die Sterilisierungszeit
verlängert wird. Beim Desinfizieren kann zweckmä#ig ein Druck von ca. 0,3 kg/cm2
entsprechend einer Temperatur von ca. 106 ° C angewendet werden.
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Dies bedeutet selbstverständlich einen Vorteil, da man in der Chirurgie
heute oft Artikel verwendet, die eine Temperatur huber 110-115 ° C nicht vertragen.
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Wenn der Druck in der Sterilisierungskammer 2 den vorbestimmten Wert
erreicht hat, wird dieser so lange beibehalten, wie es erforderlich ist, um das
Gut vollständig zu sterilisieren oder zu desinfizieren. Die Luft, die die Sterilisierung
wesentlich behindert, muß zunächst ausgetrieben werden. Da das spezifische Gewicht
des Dampfes kleiner ist als das der Luft, wird gewöhnlich Dampf verwendet, um die
Luft aus der Sterilisierungskammer auszutreiben. Man wendet daher zweckmäßig folgendes
Programm für die Sterilisierung an: a) Der Dampf wird in die Kammer 2 eingelassen.
Die Luft strömt dabei durch den Kondensableiter 40 aus. Wenn die Luft ausgetrieben
ist und die Temperatur in der Sterilisierungskammer steigt, schließt der Kondensableiter
40.
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Die Druck- und Temperatursteigerung setzt sich bis zu einem vorbestimmten
Wert fort. Damit ist die erste Entlüftung abgeschlossen. b) Nun wird der Dampfzulauf
mit dem Ventil 19 gesperrt u nd
die Vakuumpumpe angelassen. Der
Druck in der Sterilisierungskammer 2 wird bis auf annähernd den absoluten Druck
abgesenkt. Bei Sterilisierung von Textilien ist dieser Vorgang notwendig, um sicherzustellen,
daß alle Luft aus dem Textilmaterial ausgetrieben ist. c) Die Vakuumpumpe wird angehalten
und das Ventil 19 wieder geöffnet. Druck und Temperatur dürfen bis auf einen für
das betreffende Sterilisierungsgut vorbestimmten Wert ansteigen, wobei das Gut sterilisiert
wird. d) Wenn die Sterilisierung beendet ist, wird das Ventil 19 geschlossen und
die Vakuumpumpe wird wieder angelassen.
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Dabei wird die Feuchtigkeit abgekocht und das Material getrocknet.
Wenn die Entfeuchtung beendet ist, wird Luft in die Sterilisierungskammer eingelassen,
wonach die Türen 5, 6 geöffnet werden können und man das Sterilisierungsgut aus
dem Autoklaven herausfahren oder Herausnehmen kann.
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Dieses Programm wendet man zweckmäßig beim Sterilisieren oder Desinfizieren
von Bettzeug oder dergleichen an. Beim Sterilisieren von Instrumenten können die
Punkte b) und c) des obigen Programms entfallen.
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Gemäß obiger Beschreibung und der Darstellung in den Zeichnungen
wird der Dampf mit einem Dampf getrocknet, der einen höheren Druck und eine höhere
Temperatur als derjenige Dampf hat, der in die Sterilisierungskammer 2 eingeführt
wird. Diese Trocknung kann aber auch mit elektrischen Heizelementen geschehen, die
in oder um die Rohre 15 angeordnet sind. Auch kann das Verteilerrohr 22 mit elektrischen
Wideratandselementen der erforderlichen Kapazität erwärmt werden. Die Regulierung
des an die Heizelemente gelieferten elektrischen Stromes kann selbsttätig in Abhängigkeit
von der Dampfzufuhr in die Sterilisierungskammer 2 vorgenommen werden.
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Bei kleineren Autoklaven, beispielsweise bei solchen, die in kleineren
Krankenhäusern oder bei bestimmten Abteilungen in größeren KrankenhOusern verwendet
werden, ist es vorteilhaft, wenn die Autoklaven selbst den erforderlichen Dampf
erzeugen.
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In Fig. 5 ist ein derartiger Autoklav schematisch dargestellt.
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Der untere Dampfraum 13' ist bis auf eine gewisse Höhe mit Wasser
gefüllt und unten mit an eine elektrische Stromquelle anschließbaren, elektrischen
Widerstandsheizelementen 43 sowie mit einem Stutzen 44 zum Anschluß des Dampfraumes
13' an die Wasserleitung versehen. Der Autoklav ist ferner mit einem Wasserstandsrohr
45 versehen. Der Autoklav weist also einen Dampferzeuger auf und der erzeugte Dampf
geht durch die Öffnungen 12a' in den oberen Dampfraum 14', wo er dadurch getrocknet
wird, daß der durch die mit elektrischen Heizelementen erwärmten Rohre 15' hindurchgeht;
anschließend strömt der getrockente Dampf durch das Dampfabsperrventil 19' und durch
das Verteilerrohr 22' in die Sterilisierungskammer 2'. 'Das Verteilerrohr 22' ist
desgleichen mit (nicht dargesiellten) elektrischen Heizelementen versehen.
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Irgendwelche Kondensierung tritt bei Verwendung eines derartigen Autoklaven
nicht auf, mit Ausnahme des Kondensats, das direkt in der Sterilisierungskammer
2' gebildet wird. Dieses Kondensat, das durch den Kondensableiter 40' abgeht, macht
prozentual einen sehr geringen Teil der gesamten Kondensverluste aus, die entstehen,
wenn der Dampf von einer Dampfzentrale gemäß vorbekannten Ausführungen zugeführt
wird.
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Selbstverständlicli dienen die obigen susführungsbeispiele nur zur
Erläuterung und nicht zur Abgreiizung der Erfindung, zumal diese AusfWrungsbeispiele
in verschiedener Hinsicht konstruktiv verändert werden können, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, den Autoklaven als
Hohlzylinder auszuführen, weil die Zylinderwände eines solchen lohlzylinders dem
in der Sterilisierungskammer entstehenden Unter- bzw. Uberdruck besser zu widerstehen
vermögen.