DE19955920A1 - Verfahren und Einrichtung zum Desinfizieren/Sterilisieren von kontaminierten Materialien in geschlossenen Behältern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desinfizieren/Sterilisieren von kontaminiertem Material, insbesondere infektiösem Krankenhausabfall, unter Verwendung von turbulentem Plasma in einer Behandlungskammer (3). DOLLAR A Der Abfall wird vorab in dichte, nichtabschirmende und ausreichend temperaturbeständige Behälter (1) gefüllt und durchläuft die Behandlungskammer (3), wo im Inneren der Behälter (1) ein sterilisierendes, turbulentes Plasma angeregt wird. DOLLAR A Erst in sterilem Zustand des Abfalls werden die Behälter (1) geöffnet; vorher kommt der Abfall mit der Umgebung nicht in Kontakt. DOLLAR A Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens benötigt keinerlei Einrichtungen zum Behandeln kontaminierter Abluft und ist bevorzugt auf einem Fahrzeug montiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desinfizieren bzw. Sterilisieren von Materialien, insbesondere von infektiösem Krankenhausabfall, das bzw. der in einer Behandlungskammer turbulentem Plasma ausgesetzt bzw. ionisiert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Vorteile von Plasmagas beim Desinfizieren/Sterilisieren und der Aufbau einer Behandlungskammer, in der Plasma erzeugt wird und in der das kontaminierte Material mittels turbulenten Plasmas desinfiziert/sterilisiert wird, sind eingehend in der WO 98/01165 beschrieben. Der Inhalt dieser Druckschrift wird durch die Bezugnahme in die vorliegenden Unterlagen mit einbezogen.

Auch die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Behandlung von kontaminiertem Material, insbesondere Krankenhausabfall und thermo-instabilen Gerätschaften aus dem Gesundheitswesen, mit­ tels eines turbulenten Plasmas, dessen Gasentladung im Bereich fallender Strom-Spannungs-Charakteristik erzeugt wird.

Dabei werden während des Desinfektions- bzw. Sterilisationsvor­ ganges von einer Strahlenquelle extern erzeugte Ionen in die Behandlungskammer emittiert, wo zwischen einer Anode und einer Kathode eine Basisspannung angelegt ist, die bevorzugt im Bereich von 10 bis 100 Volt liegt. Kathode und Anode sind von den Wänden der Behandlungskammer bzw. deren Boden gebildet. Die relativ niedrigen Spannungen ergeben eine hohe Stromstärke, die die Ionisation erhöht.

Dieser Basisspannung wird eine hochfrequente Spannung überla­ gert, deren Frequenz bis zu 100 Megahertz erreichen kann. Durch die dabei erfolgenden Umpolungen werden die Ionen veranlaßt, sich ungerichtet im Raum zu bewegen, so daß ein turbulentes Plasma entsteht, das das zu behandelnde Material wie ein Nebel umgibt. Die hochfrequente Spannung wird in kurzzeitigen Impul­ sen angelegt.

Das elektromagnetische Spektrum liegt im Nanometerbereich, in dem die Elektronen in die Molekularstruktur eingehen und dabei Keime usw. zerstören. Hierauf beruht die Sterilisationswirkung dieses Verfahrens.

Es war bisher üblich, das angelieferte, kontaminierte Material in einer Zerkleinerungseinrichtung (einem Häcksler, Shredder o. dgl.) zu zerkleinern, bevor es desinfiziert/sterilisiert wurde. Dann gelangte es lose und noch immer unsteril in die Behandlungskammer, wo es ebenso wie die Innenoberfläche dieser Behandlungskammer desinfiziert/sterilisiert wurde. Nun erst konnte die sterile Behandlungskammer geöffnet werden; das desinfizierte/sterilisierte Material bzw. der sterile Abfall wurde entnommen und schließlich in üblicher Weise weiterbearbeitet oder zur Deponie gebracht.

Die Zerkleinerungseinrichtung und auch die Behandlungskammer, soweit sie noch unsteriles Material enthielt, wurden unter min­ destens geringem Unterdruck gehalten, damit aus der Kammer nicht Luft oder Gas, die gegebenenfalls unsterile Partikel mit sich führten, durch undichte Stellen nach außen gelangen konn­ ten. Zum Herstellen und Aufrechterhalten des Unterdrucks mußte Luft oder Gas aus der Zerkleinerungseinrichtung oder der Be­ handlungskammer durch Filter abgesaugt werden, die ihrerseits rechtzeitig gewechselt oder sterilisiert werden mußten.

Bei Reparaturen in der Zerkleinerungseinrichtung mußte diese zunächst insgesamt desinfiziert werden. Es mußte auch sorgfäl­ tig darauf geachtet werden, daß nicht ungeeignete Fremdkörper in das zu sterilisierende Material gelangten: etwa ein Stück Wasserrohr, das bei einer Installationsarbeit im Krankenhaus versehentlich in den unsterilen Abfall gelangt war, brachte die Zerkleinerungseinrichtung zum Stillstand und mußte von Hand aus dieser entfernt werden - natürlich erst nach Entfernen des ge­ samten Abfalls aus der Einrichtung und nach deren Desinfizierung. So konnte eine geringe Unachtsamkeit zu erheblichen Störungen führen.

Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die Aufga­ be zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Einrich­ tung dahingehend zu verbessern, daß die obengenannten Nachteile mindestens teilweise ausgeräumt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das kon­ taminierte Material vor der Desinfektion/Sterilisation in mindestens einen keimdicht verschlossenen, mindestens begrenzt temperaturbeständigen Behälter aus nicht-abschirmendem Werkstoff verpackt und in diesem in die Behandlungskammer eingeführt wird, wonach das die Behandlungskammer dann im wesentlichen bei Atmosphärendruck ausfüllende, turbulente Plasma die Plasmabildung innerhalb des Behälters anregt.

Da bei der Desinfektion/Sterilisation eine Temperatur von etwa 60°C entsteht, muß der Werkstoff der Behälter so beschaffen sein, daß er dieser Temperatur ohne weiteres standhält.

Der Behälter wird in der Regel ein nicht Baumuster-geprüfter Einweg-Behälter sein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bisher als zweckmäßig angesehene Druckabsenkung nicht erforderlich ist. Da das kontaminierte Material in die Behälter hermetisch einge­ schlossen ist, ist auch die bisher aus Sterilitätsgründen er­ forderliche Druckabsenkung in kontaminierten Innenräumen nicht erforderlich.

Als zweites geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß eine Zerkleinerung vor der Sterilisation ebenfalls nicht erforder­ lich ist; die Behandlungsdauer kann in Abhängigkeit von der in der Behandlungskammer aufgewandten Energie und von der Masse des kontaminierten Materials so festgelegt werden, daß in jedem Falle eine vollkommene Sterilisation erfolgt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zahlreich und wesentlich: wenn man davon ausgeht, daß ein dicht verschließba­ rer Behälter aus nicht-abschirmendem Werkstoff bereits an der Stelle im Krankenhaus aufgestellt wird, an der der Krankenhaus­ abfall anfällt, und in mehr oder weniger vollem Zustand ver­ schlossen wird, dann kann dieser Behälter, weil seine Außensei­ te ja nicht kontaminiert ist, beliebig und ohne jeden Sonder­ aufwand transportiert und gelagert werden. Der Transport endet letzlich in der Behandlungskammer. Bei deren Betrieb kann Gas in die Umgebung ohne Gefährdung für diese austreten, da der kontaminierte Abfall ja nach wie vor in den Behältern hermetisch eingeschlossen ist. Der bisher erforderliche, enorme Aufwand für Abluft- und Filteranlagen fällt einfach weg. Nach der Behandlung werden die Behälter im Regelfall zerkleinert.

Es ist grundsätzlich möglich, die Behandlungskammer stets so lange zu betreiben, wie es notwendig ist, um bei vollständiger Füllung der Kammer noch zuverlässig für die Desinfizierung/Sterilisierung garantieren zu können. Um die Betriebszeit der Behandlungskammer jedoch auf das jeweils notwendige Maß zu begrenzen und um dadurch letztlich den wirtschaftlicheren Betrieb zu gewährleisten, wird das Gewicht und damit die Masse des jeweils in die Kammer zu einer Behandlung eingegebenen Abfalls bestimmt, und auf der Grundlage der der Kammer zugeführten Leistung kann nun die notwendige Behandlungsdauer ermittelt werden. Durch geeignete Sensoren erfasste Daten werden in einer SPS ( = Speicherprogrammierbaren Steuerung) ausgewertet und regeln somit automatisch den Desinfektions-/Sterilisationsvorgang.

Soweit es sich bei den Behältern um Einwegbehälter handelt, können diese verschlossen und unentleert einfach in die Zer­ kleinerungseinrichtung eingegeben werden.

Wie schon eingangs vermerkt, betrifft die Erfindung auch eine Einrichtung zur Durchführung des oben umrissenen Verfahrens.

Während bei der bisherigen, bekannten Einrichtung die Beschic­ kungseinrichtung zum Beschicken der Behandlungskammer aus einer Zerkleinerungseinrichtung besteht, die abgekapselt und im Be­ trieb bei Unterdruck gehalten wird, und die natürlich desinfiziert/sterilisiert werden muß, bevor Wartungs- und Reparaturarbeiten erforderlich sind, ist die Beschickungseinrichtung der Erfindung dazu eingerichtet, die obengenannten Behälter unter Umgebungsbedingungen der Behandlungskammer zuzuführen.

Da der Krankenhausabfall hermetisch eingeschlossen ist, können die Behälter unter Umgebungsbedingungen ohne jede besondere Vorkehrung gefördert und zugeführt werden, solange sie unbeschädigt und verschlossen bleiben. Wartungs- und Reparaturarbeiten können ohne jede Vorbereitung durchgeführt werden.

Die Einwegbehälter sind bevorzugt als dichte Kunststoffbehälter ausgebildet.

Die Behandlungskammer kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Bevorzugt ist sie jedoch auf der Innenseite mit wärmeiso­ lierendem, feuerfestem, keramischem Fasermaterial ausgekleidet. Dabei ist dieses Material an der Oberfläche rauh, weil Faser­ enden abstehen. Diese Faserenden bilden eine Vielzahl von spit­ zen Nadeln, die jede Ausgangs- bzw. Endpunkt eines Strompfades sind. Im übrigen verhindert die Auskleidung das Auftreten von Lichtbögen, die in den Werkstoff der Behälter Löcher brennen könnten.

Die schon weiter oben erwähnte Beschickungseinrichtung kann entweder völlig entfallen bzw. durch eine Bedienungsperson ge­ bildet oder ersetzt werden, die die Behälter von Hand in die Behandlungskammer hineinlädt. Bevorzugt ist die Beschickungs­ einrichtung aber dazu eingerichtet, eine Palette mit mehreren Behältern und/oder Säcken der Behandlungskammer zuzuführen und diese Palette in die Kammer zu laden. So werden die Standzeiten zwischen den Betriebsperioden der Behandlungskammer minimiert.

Die Beschickungseinrichtung transportiert die Palette in die Kammer. Vor dem Einfahren in die Kammer wird auf der Beschickungseinrichtung die Masse ermittelt, die für den nachfolgenden Desinfektions-/Sterilisationsprozess notwendig ist. Die Palette ist dazu eingerichtet, die oben erwähnte Kathode oder Anode zu bilden.

Der Behandlungskammer kann eine Zerkleinerungseinrichtung nach­ geordnet sein, in der der desinfizierte/sterilisierte Abfall und ggf. die Behälter zu abtransportfähigem Abfall zerkleinert werden.

Diese Zerkleinerungseinrichtung kann einfach aufgebaut sein, da ja keine Vorkehrungen getroffen werden müssen, um die Kontami­ nierung der Umgebung zu verhindern, wie das bei der bekannten, der Behandlungskammer vorgeschalteten Zerkleinerungseinrichtung der Fall war. Reparatur- und Wartungsarbeiten sind jederzeit und ohne Vorbereitung möglich.

Wegen des einfachen, modulartigen Aufbaus und wegen des völli­ gen Wegfalls von Absaug- und Filtereinrichtungen ist die erfin­ dungsgemäße Einrichtung, die mindestens aus der Behandlungskam­ mer, bevorzugt aber auch zusätzlich aus der Beschickungsein­ richtung und/oder der Zerkleinerungseinrichtung besteht, auf einem Fahrzeug angebracht, etwa einem Anhänger, der von einem Zugfahrzeug von Krankenhaus zu Krankenhaus geschleppt werden kann. Weiter bevorzugt ist dieses Fahrzeug selbstfahrend, also etwa ein LKW.

Da der infektiöse Abfall gewissermaßen portionsweise in die Behälter gefüllt wird und die Behälter dann nahezu beliebig lange gelagert werden können, ist es möglich, bei einzelnen Krankenhäusern auf die Aufstellung einer eigenen, erfindungsgemäßen Einrichtung gänzlich zu verzichten und stattdessen eine Firma zu verpflichten, die turnusmäßig oder auf Anforderung mit einer auf einem LKW montierten, erfindungsgemäßen Einrichtung zum Krankenhaus kommt und dort den inzwischen angefallenen Abfall desinfiziert/sterilisiert und gegebenenfalls zerkleinert. Dieser Abfall kann dann entweder von der genannten Firma gleich abtransportiert oder in die üblichen Abfallbehälter des Krankenhauses abgefüllt werden und über die kommunale Abfallsammmlung beseitigt werden.

Da die erfindungsgemäßen Behälter vorzugsweise nur zusammen mit einer Palette und nicht einzeln von der Beschickungseinrichtung gehandhabt werden, brauchen sie nicht eine von Krankenhaus zu Krankenhaus gleichbleibende, besondere Ausbildung aufzuweisen, sondern dürfen nur bestimmte, maximale Abmessungen nicht über­ schreiten.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, sche­ matischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und

Fig. 2 eine Ansicht eines LKW, der eine erfindungsgemäße Ein­ richtung transportiert.

Wie in Fig. 1 zu sehen, wird bereitstehender, infektiöser Abfall, der in Behälter und Säcke verpackt ist (Bezugszeichen 1) von einer Bedienungsperson 2 oder Beschickungseinrichtung aufgehoben und mittels eines Förderers in eine Behandlungskammer 3 eingebracht.

Der Innenraum der Kammer ist mit Keramikfasern ausgekleidet. Dem Boden und den Wänden der Kammer wird von einer Versorgungs- und Steuereinrichtung Gleichstrom und gepulster Wechselstrom zugeführt. Ferner ist eine Gasversorgung für die Zündung des Plasmas in der Kammer vorgesehen. Schließlich sind ein Ventil und eine Pumpe vorgesehen, um das Zündgas aus der Kammer 3 wieder zu entfernen. Alle diese Einrichtungsteile sind bekannt und etwa in der WO 98/01165 beschrieben.

Lastfühler ermitteln Gewicht und damit Masse des Abfalls in der Kammer 3 und steuern die Stromversorgung während einer Zeitdau­ er an, die von der Masse des Abfalls abhängt.

Nach Abschluß der Behandlung werden die Behälter mit dem nun­ mehr desinfizierten/sterilen Müll mittels einer Einrichtung 4 zum Wegfördern aus der Kammer 3 entfernt und in eine Zerkleinerungseinrichtung (einen Häcksler) 5 entleert.

Fig. 2 zeigt schematisch eine mobile Anlage: im Zentrum ist die Kammer 3 gezeigt, unterhalb deren die Behälter 1, die infektiösen Abfall enthalten, palettenweise zugeführt werden. In der Beschickungseinrichtung 2 werden die Paletten mit den Behältern 1 angehoben und in die Kammer 3 eingeführt. Nach der Desinfektion/Sterilisation werden die Paletten durch eine Einrichtung 4 entnommen und einem Shredder 5 zugeführt. Ein Schneckenförderer (kein Bezugszeichen) führt den zerkleinerten Abfall dann ab.

Die Elektronik und die Stromversorgungseinrichtung sind eben­ falls auf dem LKW untergebracht aber hier der besseren Ein­ fachheit halber nicht dargestellt. Die Elektronik und die Stromversorgungseinrichtung können vom Krankenhaus-Hausnetz oder von einem auf dem LKW montierten, motorbetriebenen Strom­ aggregat mit Kraftstrom versorgt werden.

Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Zeichnun­ gen dargestellten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Der Schutzumfang der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombi­ nation.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr stellt dieses nur eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des Erfindungsgedankens dar.

Claims (10)

1. Verfahren zum Desinfizieren/Sterilisieren von kontaminiertem Material, das in einer Behandlungskammer turbulentem Plasma ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das kontaminierte Material vor der Desinfektion/Sterilisation in mindestens einen keimdicht verschlossenen, mindestens begrenzt temperaturbeständigen Behälter aus nicht-abschirmendem Werkstoff verpackt und in diesem in die Behandlungskammer eingeführt wird, wonach das die Behandlungskammer dann im wesentlichen bei Atmosphärendruck ausfüllende, turbulente Plasma die Plasmabildung auch innerhalb des Behälters anregt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf­ grund der Masse des kontaminierten Materials und der der Be­ handlungskammer zugeführten Energiemenge mittels einer "SPS"(Speicherprogrammierbaren Steuerung) die Zeitdauer der Behandlung ermittelt und gesteuert wird.

3. Verfahren nach einem der Anspüche 1 oder 2, durch welches zerkleinertes, steriles Material herzustellen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zerkleinerung nach der Desinfizierung/Sterilisierung unter Umgebungsbedingungen erfolgt.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Beschickungseinrichtung für das kontaminierte Material und einer nachgeordneten Behand­ lungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungs­ einrichtung dazu eingerichtet ist, der Behandlungskammer (3) die keimdicht verschlossenen Behälter (1) unter Umgebungsbedin­ gungen zuzuführen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (1) als dichte Kunststoffbehälter und/oder Kunst­ stoffsäcke ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wände der Behandlungskammer (3) auf der Innenseite mit einem wärmeisolierenden, feuerfesten, kerami­ schen Fasermaterial ausgekleidet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor der Behandlungskammer (3) eine Beschic­ kungseinrichtung (2) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, eine Palette mit mehreren Behältern (1) und/oder Säcken der Be­ handlungskammer (3) zuzuführen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung (2) ein Transportband aufweist, das zum Rückführen einer Palette eingerichtet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß hinter der Behandlungskammer (3) eine Zer­ kleinerungseinrichtung (5) zum Zerkleinern des desinfizierten/sterilen Materials unter Umgebungsbedingungen angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens die Behandlungskammer (3) und die zu deren Betrieb erforderlichen Einrichtungen, vorzugsweise auch die Beschickungseinrichtung (2) und/oder die Zerkleine­ rungseinrichtung (5), auf einem Fahrzeug, vorzugsweise einem LKW, angebracht sind (Fig. 2).