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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speisewasserentgasung bei der
Dampfsterilisation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
der Sterilisation mit Wasserdampf ist es wichtig, die im Sterilisations-Kessel
und im Sterilisiergut enthaltene Luft zu entfernen. Hierfür ist es
bekannt, Vakuumpumpen oder Strömungsventile
zu verwenden, durch die im Druckaufbauprozeß die Luft durch den Dampf
kontinuierlich verdrängt
wird.
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Trotz
guter Entlüftung
des Kessels und des Sterilisiergutes, zum Beispiel durch mehrmaliges
Absaugen der Luft mittels der Vakuumpumpe beim fraktionierten Vakuumverfahren,
kann es zu Fehlsterilisationen kommen. Die Ursache hierfür sind im
Speisewasser gelöste
und bei Verdampfung frei werdende, nicht kondensierbare Gase, durch
die erneut sterlisationsschädliche
Gasinseln im Sterilisiergut gebildet werden. An Stellen, an denen
sich diese Gasanreicherungen befinden, kann kein Wasserdampf gelangen.
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Um
diese nicht kondensierbaren Gase aus dem Dampf zu entfernen, wird
das Speisewasser vor der Einspeisung in den Dampferzeuger entgast.
So ist aus der
DE 44
45 054 A1 bekannt, das Speisewasser im Vorratsbehälter dadurch
zu erwärmen, daß die vom
Kessel zur Vakuumpumpe führende Saugleitung
als Kondensatorschlange ausgestaltet ist. Das angesaugte Dampf-Luft-Gemisch
kondensiert hier zumindest teilweise und erwärmt dabei das Speisewasser.
Infolge der Erwärmung
sinkt die Löslichkeit
nichtkondensierbarer Gase im Speisewasser und dieses wird somit
schon teilweise entgast. Jedoch ist diese Art der Erwärmung nicht
ausreichend, um eine zufriedenstellende Entgasung zu erreichen.
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Es
ist deshalb weiter bekannt (
EP
0 588 345 A2 ), das Speisewasser im Vorratsbehälter auszukochen
oder im Vorratsbehälter
mittels einer Vakuumpumpe zusätzlich
einen Unterdruck zu erzeugen, um die Entgasung zu unterstützen. Dieses
Verfahren ist jedoch technisch aufwendig, weil eine geson derte Heizung
im Vorratsbehälter
installiert werden muß. Bei
der Vakuumentgasung muß der
Vorratsbehälter vakuumdicht
ausgeführt
werden. Außerdem
wird zusätzliche
Energie für
die Erwärmung
des Wassers benötigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Sterilisator, der
nach dem fraktionierten Vakuumverfahren arbeitet, das Speisewasser
ohne wesentlichen zusätzlichen
Aufwand zu entgasen.
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Erfindungsgemäß wird das
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 erreicht.
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Bei
einem Verfahren zur Speisewasserentgasung bei der Dampfsterilisation
nach dem fraktionierten Vakuumverfahren wird erfindungsgemäß gleichzeitig
mit der Evakuierung des Sterilisierkessels das zur Dampferzeugung
benötigte
Speisewasser im Dampferzeuger entgast. Dieses Verfahren setzt voraus,
daß sowohl
der Kessel als auch der Dampferzeuger an eine Vakuumpumpe angeschlossen
sind, oder der Kessel oder der Dampferzeuger an eine Vakuumpumpe
angeschlossen und untrennbar miteinander verbunden sind.
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Erfindungsgemäß wird entgegen
dem bisherigen Verfahren das für
den folgenden Programmschritt benötigte kalte Speisewasser zur
Dampferzeugung bereits vor oder während der vorangegangenen Evakuierung
in den Dampferzeuger eingespeist. Da beim fraktionierten Vakuumverfahren
der Kessel mehrmals evakuiert wird und anschließend jeweils aus dem Dampferzeuger
Dampf in den Kessel eingeleitet wird, wiederholt sich dieser Vorgang. Hierbei
wird die Tatsache ausgenutzt, daß nach Abschluß jeder
Dampfeinlaßphase
noch ein Rest heißen
Wassers im Dampferzeuger vorhanden ist, d.h. daß das Wasser nicht vollständig verdampft
wird. Bei Einleitung von kaltem Speisewasser in den Dampferzeuger
zur Vorbereitung des nächsten
Zyklus der Dampferzeugung wird dieses kalte Speisewasser durch Vermischung
mit dem heißen
Restwasser zwangsläufig
erwärmt.
Die Wasser-Mengen- und Temperaturverhältnisse sowie die Evakuierungsdrücke können so
abgestimmt werden, daß das
Wassergemisch im Dampferzeuger während
der Evakuierung zum Sieden gebracht wird (Entspannungsverdampfung)
und somit weitestgehend entgast wird. Dabei wird dem Dampferzeuger
kaltes Speisewasser in kleinen Mengen vorzugsweise in einer Gesamtmenge
zugesetzt, die etwa der Menge des vorher verdampften Speisewassers
und insbesondere der Menge entspricht, wie sie für den spezifischen, folgenden
Dampferzeugungsvorgang benötigt
wird.
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Vor
der ersten Evakuierung des Kessels kann der Dampferzeuger beheizt
werden, wobei diese Beheizung vorzugsweise pulsförmig erfolgt.
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Der
Kessel und der Dampferzeuger werden entweder ohne Absperreinrichtung
miteinander verbunden oder werden durch eine programmgesteuerte
Absperrvorrichtung, z.B. ein Kugelventil, voneinander getrennt.
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Der
Vorteil dieses Verfahrens gegenüber
der Entgasung im Vorratsbehälter
besteht darin, daß nicht
nur eine wesentlich effektivere und verfahrenstechnisch einfachere
Entgasung des kalten Speisewassers möglich wird, sondern daß der Vorratsbehälter selbst
auch entfallen kann. Das ist insbesondere für Kleinsterilisatoren ein erheblicher
baulicher Vorteil. Es können
unterschiedliche Vakuumeinrichtun gen zum Einsatz kommen. Weiterhin
lassen sich alle relevanten Prozeßparameter manuell durch empirisch
festgelegte, programmabhängige
Speisewassermengen, Grenz-Drücke
und -Temperaturen und/oder automatisch durch fortlaufende Erfassung der
Temperaturen, des Druckes und des Füllstandes im Dampferzeuger
und dementsprechend geregelte Speisewasserzuführung und ggf. Beheizung hinsichtlich
der optimalen Entagasung, des minimalen Energieverbrauchs und der
minimalen Dauer optimieren.
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Auch
wird durch die erfindungsgemäße Speisewasserentgasung
die direkte Speiswasserversorgung aus kontinuierlich arbeitenden
Wasseraufbereitungsanlagen möglich,
deren Wasser bauartbedingt größere Mengen
von nichtkondensierbaren Gasen (z.B. Kohlendioxid) mit sich führt.
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Das
Verfahren soll anhand einer schematischen Darstellung eines Dampfsterilisators
erläutert werden.
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Der
Dampfsterilisator weist einen Druckkessel 1 für die Aufnahme
des zu sterilisierenden Gutes auf. Diesem ist eine Vakuumpumpe 2 zugeordnet,
die über
eine Leitung 11 mit dem Kessel 1 und einem Dampferzeuger 3 verbunden
ist. Letzterer weist eine Heizung 5 auf und ist über eine
Speisepumpe 6 und ein Magnetventil 7 mit einem
Speisewassereinlaß 8 verbunden.
Zwischen der Leitung 4 und der Vakuumpumpe 2 ist
ein Kondensator 9 vorgesehen und am Ende der Leitung 11 ein
Kondensatbehälter 10.
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In
einem ersten Schritt werden der Druckkessel 1 und der Dampferzeuger 3 mittels
der Vakuumpumpe 2 bis zu einem vorbestimmten Druck evakuiert.
Nachdem dieser erreicht ist, werden die Speisepumpe 6 und
das Magnetventil 7 eingeschaltet, so daß der Dampferzeuger bis zu
einem vorbestimmten Niveau mit Speisewasser gefüllt wird.
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Während die
Vakuumpumpe 2 den Druckkessel weiter evakuiert wird das
Speisewasser im Dampferzeuger infolge des dort ebenfalls herrschenden
Unterdrucks entgast. Zur Unterstützung
dieses Vorganges kann es in dieser ersten Entgasungsphase zweckmäßig sein,
während
der Evakuierung die Heizung 5 des Dampferzeugers 3 einzuschalten,
um die Temperatur des Speisewassers zu erhöhen. Hierfür reicht ein gepulster Betrieb
der Heizung aus.
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Nachdem
die erste Evakuierung abgeschlossen ist, wird die Heizung 5 des
Dampferzeugers 3 voll eingeschaltet, so daß die Verdampfungsphase
eingeleitet wird. Der so erzeugte Dampf wird in den Druckkessel 1 eingeleitet
bis ein vorgeschriebener Druck erreicht ist.
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Nach
Erreichung des Druckes wird die Heizung des Dampferzeugers 3 abgeschaltet
und es folgt die zweite Evakuierungsphase. In dieser Phase wird
mittels der Vakuumpumpe im Druckkessel 1 und im angeschlossenen
Dampferzeuger 3 wieder ein Unterdruck erzeugt. Nachdem
ein vorbestimmter Druck erreicht ist, werden die Speisepumpe 6 und das
Magnetventil 7 eingeschaltet und es wird soviel Wasser
nachgespeist, wie es für
den nächsten
Verfahrensschritt erforderlich ist. Diese Wassermenge richtet sich
sowohl nach der Art des nächsten
Verfahrensschrittes (z.B. weitere Verdampfungspha se mit anschließender Evakuierung
oder Druckerzeugung mit anschließender Sterilisation) als auch
nach der vom gewählten
Sterilisationsprogramm abhängigen Beladung,
da z.B. im "Textilien"-Programm ein höherer Wasserverbrauch
auftritt als im "Instrumenten"-Programm. Dabei
wird das kalte Speisewasser durch das heiße Speisewasser im Dampferzeuger erwärmt und
somit die Vakuumentgasung des neu hinzugekommenen Wassers unterstützt. Die
durch das kalte Speisewasser eingeleitete Abkühlung des heißen Speisewassers
unterstützt
die schnellere Evakuierung des Druckkessels 1, da der Siedepunkt des
im Dampferzeuger befindlichen Wassers herabgesetzt wird. Somit wird
die bei der Evakuierung auftretende Entspannungsverdampfung erst
zu einem späteren
Zeitpunkt eingesetzt und deshalb wird weniger Wasserdampf produziert,
der von der Vakuumpumpe abgesaugt und kondensiert werden muß.
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Nach
Erreichen eines weiteren tieferen Druckes und damit erfolgter Speisewasserentgasung, erfolgt
die zweite Dampfeinleitung in den Druckkessel 1.
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Dieser
zweiten Evakuierungsphase schließen sich weitere an, in denen
wie in dieser verfahren wird, bis der Druckkessel 1 auf
den Sterilissationsdruck hochgefahren wird und mit der eigentlichen Sterilisation
begonnen wird.