DE1792001B2 - Sterilisierautoklav zur Behandlung von Sterilisiergut in starren oder flexiblen Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sterilisicrautoklaven zur Behandlung von Sterilisiergut in starren oder flexiblen Behältern unter Verwendung einer Sterilisierflüssigkeit, wie beispielsweise erhitztes Wasser, und einer Kühlflüs- ^(>5 sigkeit, für deren Zu- und Abführung am Umfang des Steriliserraumes wenigstens zwei sich parallel zur Drehachse eines während des Betriebes zu drehenden Rotors mit dem Sterilisiergut über die Mantellänge des Rotors erstreckende kanalförmige Zu- und Abführungsräume angeordnet und durch über ihre Länge angeordnete Öffnungen mit dem SterilisieiTaum verbunden sind, wobei zwei kanalförmige Räume diametral angeordnet sind und der untere kanalförmige Raum mit dem Ablaß verbindbar ist Bei einem bekannten derartigen Sterilisierautoklaven nach der US-PS 20 62 331 wird in einen oberen kanaiförmigen Raum Dampf als Sterilisiermedium eingeführt, während durch den unteren langgestreckten Kanal lediglich Kondensat abgeführt wird. Entsprechend wird nach Beendigung der Sterilisierphase durch den oberen langgestreckten Kanal das Kühlmedium, wie Kühlwasser, eingeführt und ciurch den unteren langgestreckten Kanal abgeführt. Hierbei wird zwar die Zuführung über die Länge des Rotors verteilt, aber es entstehen verhältnismäßig lange Standzeiten für die Temperiervorgänge. Die Ergebnisse dieser Ausfahrung sind nicht zufriedenstellend, daher wurde vorgesehen, die Drehrichtung des Rotors periodisch und plötzlich umzukehren, um dadurch eine intensivere Mischung der Behälterinhalte herbeizuführen und offenbar einen zusätzlichen Umrühreffekt auf die Behandlungsmedien auszuüben. Dieses ergibt sich insbesondere bei der Verwendung von Dampf als Sterilisiermedium im Zusammenhang mit einer Ausführung, in welcher die Trommel des Rotors in einem äußeren Gehäuse Perforationen hat.

Auch das ergibt den Nachteil begrenzter Wärmedurchgangswerte, weil das gelochte Gehäuse nicht nur einen erheblichen Strömungswiderstand bildet, sondern darüber hinaus die Beaufschlagung des Sierilisiergutes hemmt. Das Sterilisiermedium kann seine Wärme im wesentlichen nicht unmittelbar oder nur unvollkommen an das Sterilisiergut abgeben. Die Sterilisierflüssigkeit sucht sich den Weg geringsten Widerstandes durch den Sterilisierraum und strömt zum großen Teil ohne Wärmewirkung vorbei.

Ein Sterilisierautoklav nach der bj-PS 20 82 460, der auch mit heißem Wasser als Sterilisiermedium arbeitet, das in einem Speicherkessel bereitgehalten wird, sieht eine Zuführung lediglich durch eine Verbindungsleitung in den unteren Bereich des Autoklaven vor. Entsprechend kann von unten Kühlwasser eingelassen werden, wobei für die Medien darüber hinaus ein gemeinsamer Abfluß vorgesehen ist. Bei der bekannten Ausführung wird ferner Dampf ebenfalls lediglich durch eine punktweise Einspeisung an einer Stelle zugeführt. Dabei dient dieser Dampf erst zur Erhitzung des Sterilisierwassers. Bei dieser Ausführung ist die Ausnutzung der Medien besonders ungünstig und es ergeben sich im übrigen lange Erhitzungs- und Kühlzeiten.

Aus der DE-PS 2 36 101 ist ein sogenannter Rotationsautoklav bekannt, der eine besondere Lagerung des Rotors vorsieht, wobei dieser langsam angehoben wird und dann plötzlich herabfällt, so daß eine Durchschüttelung herbeigeführt wird. Dieses wirkt sich in erster Linie auf den Inhalt der Behälter, d. h. auf das Sterilisiergut, aus, trägt aber wenig zur Erhitzung und Abkühlung bei.

Wenn davon ausgegangen wird, daß in einem Rotor als Sterilisiergut beispielsweise 600 Dosen in einem Block gepackt sind, dann ergibt sich bei der Aufheizung und Abkühlung das Problem, daß die Dosen an der Außenseite des Blocks und die innenliegenden Dosen möglichst gleichmäßig behandelt werden sollen, um einerseits eine günstige Verfahrensgeschwindigkeit und andererseits auch eine gute Qualität des Doseninhalts zu

erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sterilisierautoklaven der eingangs angegebenen Ausführung dahingehend zu verbessern, daß nicht nur die Wärmedurchgangswerte erhöht, sondern auch schnellere Verfahrenszeitabschnitte für das Füllen, Sterilisieren und Kühlen zur Erhaltung und Steigerung der Qualität des Sterilisiergutes erreicht werden. Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Qualität des Sterilisiergutes von der Aufheizzeit bis zur Sterilisiertemperatur und der Abkühlungszeit abhängt, die so kurz wie möglich gehalten werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Verteilereinrichtung für die Sterilisierflüssigkeit vorgesehen ist, durch die die Sterilisierflüssigkeit gleichzeitig durch die sich diametral gegenüberliegenden kanalförmigen Räume zuführbar ist, und daß diese Räume nach Füllung des Sterilisierraumes durch eine Rohrleitung unter Einbeziehung einer Pumpe hintereinander angeordnet und zum Zu- ucd Abführen der Sterilisierflüssigkeit in einem Kreislauf vorgesehen sind.

Dadurch, daß die Sterilisierflüssigkeit gleichzeitig durch die sich diametral gegenüberliegenden kanalförmigen Räume zugeführt wird und diese Räume nach Füllung des Sterilisierraumes zu einem Kreislauf verbunden sind, ergibt sich nicht nur eine außerordentlich kurze Füllzeit, und zwar gleichmäßig über die gesamte Länge des Sterilisierraumes, sondern auch eine gleichmäßigere Behandlung des eingebrachten Sterilisiergutes. Durch die ständige Umwälzung wird dann 3f eine optimale Einhaltung der Sterilisiertemperatur bei sehr kurzer Aufheizzeit erreicht.

Vorteilhaft ist in dem Umwälzkreislauf eine Heizeinrichtung mit einer Temperatursteuerung zur betriebsmäßigen Einstellung einer Temperaturdifferenz zwisehen dem kanalförmigen Zuführungsraum und dem kanalförmigen Abführungsraum angeordnet. Dieses trägt zu einer genauen Einhaltung der jeweiligen Arbeitsbedingungen bei und wirkt sich, wie auch umänderen Vorteile, auf ein verbessertes Arbeitsergebnis aus.

Zweckmäßig ist die Sterilisierflüssigkeit aus einem an sich bekannten Speicherkessel über eine Leitung in den Umwälzkreislauf mit einer Umwälzpumpe an einer Stelle zwischen dieser Umwälzpumpe und dem während der Umwälzung zur Abführung der Sterilisierflüssigkeit vorgesehenen langgestreckten Raum zuführbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführung sind auch nach Füllung des Sterilisierraumes mit Kühlflüssigkeit die kanalförmigen Räume in einen Kreislauf mit der Pumpe schaltbar. Hierdurch ergeben sich kürzere Arbeitszeiten auch bei der Kühlung, wobei insgesamt, d. h. sowohl bei der schnelleren und gleichmäßigeren Erhitzung als auch bei der Kühlung, d^e Aufnahme und Wiederzuführung der Flüssigkeit über die gesamte Länge des Sterilisierraumes stattfindet.

Zweckmäßig sind die Öffnungen in den langgestreckten kanalförmigen Räumen als Düsen ausgebildet. Dadurch wird die Flüssigkeit auf das Sterilisiergut gespritzt, was die Intensität der Einwirkung steigert.

Die erwähnte Temperatursteuerung ist vorteilhaft in Form zweier Temperaturfühler ausgeführt, die an verschiedenen Seiten der Heizeinrichtung angeordnet sind, so daß eine verhältnismäßig genaue Temperatursteuerung erfolgen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels besenrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser veigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Sterilisierautoklaver. mit der zu ihm gehörenden Betriebseinrichtung in schematischer Darstellung;

F i g. 2 einen gegenüber F i g. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellten Querschnitt längs der Linie H-II durch Fig. 1.

Gemäß F i g. 1 ist dem Autoklaven 1 ein Speicherkessel 2 für das Sterilisiermedium zugeordnet, das beispielsweise vorerwärmtes Wasser ist Der Autoklav 1 begrenzt den Sterilisierraum 3. Der Sterilisierraum 3 ist vorn durch eine übliche druckdicht verschließbare Tür 4 zu öffnen und an der Rückseite durch eine ebene Wand 5 verschlossen. Der als Drehgestell ausgebildete Rotor 6 ist am hinteren Ende durch die Antriebswelle 7 in der Stirnwand 5 gelagert Diese Lagerung bildet eine druckdichte Wellendurchführung, beispielsweise mit einer Gleitringdichtung. Die Weite steht mit dem Antriebsmotor 8 in Verbindung. Diese Welle kann ferner zur Durchführung von Temperaturmeßleitungen verwendet werden, deren Meßfühlu· im Rotor enden. Das Drehgestell 6 besitzt die hintere Stirnwand 9 und eine vordere Stirnwand 10, die r sckmäßig in noch zu beschreibender Weise ausgefühi ν „ind. Diese Stirnwände bzw. Stirnwandabschnitte sind durch Träger, gegebenenfalls Rohre 11, miteinander verbunden, so daß ein eigentlicher Mantel fehlt

Das Drehgestell besitzt in der Nähe der vorderen Stirnwand einen Laufkranz 12, weicher auf im unteren Teil des Sterilisierraumes 3 angeordneten Rollen 13 abgestützt ist

Beispielsweise besitzen die Stirnwände 9,10 segmentförmige Wandabschnitte 14,15,16,17, die durch Träger 11 verbunden sind und eine Öffnung 18 begrenzen, die den Abmessungen eines sinzuführenden Käfigs 19 entsprechen. Dabei ist die Länge des Käfigs so ausgeführt, daß seine Stirnwände in den Öffnungen 18 liegen, so daß praktisch durchgehende Wandabschnitte als Leitflächen für die Flüssigkeit geschaffen werden.

Die Käfige besitzen in der Höhe ihrer Schwerpunktachse, d. h. parallel zur Welle 7 an den Seiten, beispielsweise als Winkelprofile 20, 21 ausgebildete, nach außen gerichtete Stege. Diese sind auf eine Rollenreihe 22,23 einer sogenannten Aufnahrreprofilierung 24, 25 an dem Drehgestell des Rotors auffahrbar. Diese Aufnahmeprofilierung besitzt zweckmäßig eine weitere Rollenreihe 26, 27, deren Rollen bezüglich F i g. 2 vertikale Achsen haben, so daß sie eine seitliche Führung des Käfigs bewirken.

An der Ober- und Unterseite des Sterilisierraumes 3 ist jeweils ein langgestreckter kanalförmiger Raum 28, 29 angeordnet, der sich über die gesamte Länge erstreckt und durch beispielsweise als Düsen ausgebildeten Öffnungen 30, 31 mit dem Sterilisierraum 3 in Verbindung steht Es ist erkennbar, daß Düsenre'hen vorgesehen sind, so daß eine gleichmäßige Beschickung des Sterilisierriumes über seine Länge vorgesehen ist. Dadurch wird eine vorzügliche Fiüssigkeitsführung erreicht und die eingespritzte Flüssigkeit frei in den Packungsblock im Käfig 19 gebracht.

Der Käfig ist durch nicht näher dargestellte einschwenkbare Anker in der Öffnung 18 festlagbar.

Bezüglich Fig. 1 wird darauf hingewiesen, daß eine Wasserquelle 32 sowie eine Dampfquelle 33 vorgesehen sind. Die langgestreckten Räume 28, 29 sind durch eine im Kreislauf geführte Rohrleitung 34, 35, 36, die auch insgesamt als Umwälzkreislauf bezeichnet ist, miteinander verbunden. In dieser Umwälzleitung liegt eine Heizeinrichtung 37 und eine Pumpe 38. auch als

Umwälzpumpe bezeichnet, die in der gezeigten Richtung fördert. Die Dampfquelle 33 ist über ein Ventil 39 und eine Leitung 40 über ein weiteres Ventil 41 mit der Hu/einrichtung 37 verbunden. Zwischen den Ventilen 39, 41 sind über weitere Ventile 42, 43 Leitungen 45, 46 angeschlossen, von denen erstere in dem oberen Teil des Speicherkessels 2 und letztere in einer Heizeinrichtung 47 im unteren Bereich des Speicherkessels 2 enden. Letzterer steht über eine Leitung 48 mit einem Ventil 49 mit dem Leitungsab- -.chnitt 14 zwischen der Pumpe 38 und dem kanalförmiticn Raum 29 in Verbindung. Die Wasserquelle 32 ist über ein Ventil 44 und eine Leitung 50 sowohl mit einer Pumpe 51 als auch einer ein Ventil 52 aufweisenden Leitung 53 zu dem Speicherkessel 2 verbunden. Hinter der Pumpe ist ein Ventil 54 vorgesehen, über welches Jie Leitung 50 mit der Kreislaufleitung aus den Abschnitten 34, 35, 36 verbunden ist. Die Ventile 41, 54

.1MHjI itgtrufll TtIIUtC UfIU illll I C IM pci a UJI M CUCI UI IgCII 55, 56 ausgerüstet, deren Temperaturfühler bei 57, 58 angeordnet sind. Diese sind den kanalförmigen langgestreckten Räumen 28, 29 zugeordnet bzw. an verschiedenen Seiten der Heizeinrichtung 37 angeordnet.

An dem .Sterilisierraum 3 ist weiterhin eine Überlaufeinrichtung mit der Leitung 59 und dem Ventil 60 angeordnet. Diese Übellaufleitung besitzt ein Belüftungsventil 61. Weiterhin ist ein Ablaß 62 vorgesehen, vor welchem das Ventil 63 angeordnet ist.

lis ist ersichtlich, daß der Speicherkessel 2 in bekannter Weise mit Einrichtungen 52, 53 für die Kaltwasserfüllung 43,46,47 für die Heizung versehen ist und auch eine Niveauregelung aufweist, die schematisch mit 64, 65 angedeutet ist. ferner ist die Dampfdruckil'crlagerung mit den Elementen 42,45 vorgesehen.

Es wird davon ausgegangen, daß der Sterilisierraum 3 mn Sterilisiergut beschickt ist und der Speicherkessel 2 vorgeheiztes Wasser als Sterilisierflüssigkeit enthält. ι )ie Tür 4 ist geschlossen.

Zum Füllen des Sterilisierraumes werden die Ventile 60 und 49 geöffnet, die Sterilisierflüssigkeit fließt durch die Leitung 48 in die untere langgestreckte Kammer 29. ^o daß der Sterilisierraum gefüllt wird. Gleichzeitig entweicht Luft über das Ventil 60 in den Ablaß 62. Mit der Füllung wird die Umwälzpumpe 38 eingeschaltet. Sie fördert einen Teil der Sterilisierflüssigkeit aus der Leitung 48 über die Kreislaufleitung 34 bis 36 in die obere langgestreckte Kammer 28, so daß der Sierilisierraum 3 von beiden Seiten gefüllt wird. Der Durchgang durch die Heizeinrichtung 37 dient dabei zur Deckung des Wärmebedarfes in der Sterilisierflüssigkeit, zumal diese während diens Vorganges am kalten Sterilisiergut stark abgekühlt wird. Bei diesem Vorgang ergibt sich eine kürzeste Füllzeit unter gleichzeitigem Ausgleich der Abkühlung. Während dieses Vorganges wird durch Einschaltung des Motors 8 der Rotor gedreht, so daß das Sterilisiergut durch die Sterilisierflüssigkeit bewegt und auch selbst in sich gemischt bzw. umgewälzt wird. Dadurch wird die Sterilisiertemperatur während einer kurzen Aufheizzeit bei der Füllung erreicht Nach der Füllung wird das Ventil 60 geschlossen. Der Sterilisierraum 3 steht unter dem Systemdruck des Speicherkessels 2. Die Heizeinrichtung 37 wird durch Regelung des Ventiles41 betrieben.

Dadurch wird der Sollwert der Sterilisiertemperatur eingestellt. Die Sterilisierflüssigkeit wird durch den Kreislauf 34, 35, 36,37 und die Düsen 30,31 umgewälzt, wobei letztere die erwähnten Vorteile bei der Einbringung der Flüssigkeit mit erhöhter Geschwindigkeit haben. Bei der unmittelbaren Beaufschlagung des Sterilisiergutes mit der Sterilisierflüssigkeit werden

Überheizungen am Einlauf in den Sterilisierraum dadurch verhindert, daß durch die Wärmefühler 57, 58 ein Temperaturgefälle zwischen den langgestreckten Räumen 28, 29 in bestimmter Höhe eingeregelt wird. Dieses Temperaturgefälle wird zweckmäßig auf etwa 4°C gehalten.

Eine nicht dargestellte zweite Steuerung, die von einer Temperaturüberwachung übersteuert sein kann, bemißt die Sterilisierzeit.

NhcIi Beendigung uei Sieniisierzeii werden die

2n Ventile 44 und 54 geöffnet, die eingeschaltete Pumpe 51 drückt kaltes Wasser in den langgestreckten Raum 28 und dadurch in den Sterilisierraum 3. Gleichzeitig mit der Zuführung der Kühlflüssigkeit wird das Ventil 41 gesperrt und die Heizeinrichtung 37 abgestellt. Durch

λϊ die Einbringung der Kühlflüssigkeit von oben wird die Sterilisierflüssigkeit über das Ventil 49 in den Speicherkessel 2 zurückgedrückt. Nach Einstellung des Niveaus 64 schlief ν das Ventil 49.

Die Pumpe 38 wälzt nunmehr Kühlflüssigkeit um.

jo Überschüssiges Kühlwasser wird über das Ventil 60. das als Druckabbau- und Regulierventi! ausgeführt ist und gegebenenfalls automatisch gesteuert werden kann, durch den Ablaß 62 ins Freie abgepumpt.

Mit besonderem Vorteil steht auch das Ventil 54 unter

)> der Steuerung der Temperaturfühler 57, 58 und wird in einer sogenannten Spareinstellung gedrosselt, so daß unter Überwachung der Abkühlung bei optimalem Kühleffekt eine minimale Wassermenge verbraucht wird.

Dii: Kühlung wird bis zum Erreichen eines Gebrauchswertes fortgesetzt.

Ein bei der Kühlung entstehendes Vakuum im Sterilisierraum 3 wird durch ein Belüftungsventil 61 gebrochen. Weiterhin wird die gesamte Anlage nach

4s Rückstellung der Ventile durch das Ventil 63 entleert. Der Motor 8 wird stillgesetzt, wobei das Drehgestell des Roters in der in Fig. 2 gezeigten aufrechten Stellung angehalten wird, so daß der Käfig mit dem Sterilisiergut entnommen werden kann.

Es versteht sich, daß auch mehr als zwei langgestreckte Räume 28, 29 vorteilhaft in der Nähe des oberen und unteren Bereiches nebeneinander angeordnet sein können, bzw. mehrere Öffnungsreihen nebeneinander in solchen langgestreckten kanalförmigen Räumen. Weiterhin wird bemerkt, daß auch andere Sterilisier- und Kühlmedien als beschrieben benutzt werden können. Ferner ist eine Betätigung der Ventile durch eine zentrale Steuerung in der zweckmäßigen Reihenfolge unter Druck-, Zeit- und Temperaturüberwachungen im Bereich der Erfindung vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Sterilisierautoklav zur Behandlung von Sterilisiergut in starren oder flexiblen Behältern unter Verwendung einer Sterilisierflüssigkeit, wie beispielsweise erhitztes Wasser, und einer Kühlflüssigkeit, für deren Zu- und Abführung am Umfang des Sterilisierraumes wenigstens zwei sich parallel zur Drehachse eines während des Betriebes zu drehenden Rotors mit dem Sterilisiergut über die Mantellänge des Rotors erstreckende kanalförmige Zu- und Abführungsräume angeordnet und durch über ihre Länge angeordnete Öffnungen mit dem Sterilisierraum verbunden sind, wobei zwei kanalförmige Räume diametral angeordnet sind, und der untere kanalförmige Raum mit dem Ablaß verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verteilereinrichtung für die Sterilisierflüssigkeit vorgesehen ist, durch die die Sterilisierflüssigkeit gleichzeitig durch die sich diametral gegenüberliegenden kanaiförmigen Räume (28,23) zuführbar ist, und daß diese Räume (28, 29) nach Füllung des Sterilisierraumes (3) durch eine Rohrleitung (34,35, 36) unter Einbeziehung einer Pumpe (38) hintereinander angeordnet und zum Zu- und Abführen der Sterilisierflüssigkeit in einem Kreislauf vorgesehen sind.

2. Sterilisierautoklav nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in dem Umwälzkreislauf (34 bis 36) angeordnete Heizeinrichtung (37) mit einer Temperatursteuerung (57, 58) zur betriebsmäßigen Einstellung einer Temperaturdifferenz zwischen dem kanaiförmigen Zuführungsraum (28) und dem kanaiförmigen Abführungsraum f>9).

3. Sterilisierautoklav nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SierilisierflUssigkeit aus einem an sich bekannten Speicherkessel (2) über eine Leitung (48) in den Uniwälzkreislauf (34 bis 36) mit einer Umwälzpumpe (38) an einer Stelle zwischen dieser Umwälzpumpe (38) und dem während der Umwälzung zur Abführung der Sterilisierflüssigkeit vorgesehenen langgestreckten Raum (29) zuführbar ist.

4. Sterilisierautoklav nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Füllung des Sterilisierraunies mit Kühlflüssigkeit die kanaiförmigen Räume (28,29) in einen Kreislauf mit der Pumpe (38) schaltbar sind.

5. Sterilisierautoklav nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (30, 31) in den langgestreckten kanaiförmigen Räumen als Düsen ausgebildet sind.

6. Sterilisierautoklav nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuerung in Form zweier Temperaturfühler ausgeführt ist, die an verschiedenen Seiten der Heizeinrichtung (37) angeordnet sind.