DE2427651C3

DE2427651C3 - Vorrichtung zur Herstellung von destilliertem Wasser für medizinische Zwecke

Info

Publication number: DE2427651C3
Application number: DE19742427651
Authority: DE
Inventors: Werner W. Dr.-Ing. 8000 Muenchen Kullmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1978-07-27
Also published as: DE2427651A1; DE2427651B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von destilliertem Wasser für medizinische Zwecke mit einem Verdampfungsgefäß, einer elektrischen Heizeinrichtung, einem Kühler unH einer zwischen dem Verdampfungsgefäß und dem Kühler angeordneten Fraktionierschicht mit großer Oberfläche.

Vorrichtungen der genannten Art sind bekannt und im Laufe der Zeit ständig verbessert worden. Neben konstruktiven Weiterentwicklungen brachten auch neue Werkstoffe wichtige Fortschritte. Von verzinntem Kupfer über Alkali- und Borsilikatglas zum Quarzglas ergab sich eine Steigerung der Reinheit des erhaltenen Destillats.

Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gerichtet, welche insbesondere in Arztpraxen, Krankenhäusern und Apotheken verwendet werden kann.

Die Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgefäß, die Fraktionierschicht und gegebenenfalls der Kühler aus Polytetrafluoräthylen oder aus einem auf der Innenseite porenfrei rrit Polytetrafluoräthylen beschichteten Material bestehen.

Die Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Auskleidungsmaterial im Verdampferkreislauf einer Acrylsäuredestillationsanlage ist an sich bereits aus der DT-OS 21 04 890 bekannt In diesem Falle geht es aber lediglich damm, eine Polymerisation der Acrylsäure zu verhindern oder zumindest eine Ablagerung der Polymerisationsprodukte zu vermeiden. Im übrigen sind als typische Eigenschaften des Polytetrafluorethylene aus »Verfahrenstechnik« 5 (1971), S. 464, die besonders gute Temperaturbeständigkeit, nahezu vollkommene Chemikalienbeständigkeit und das Antihaftvermögen sowie physiologische Unbedenklichkeit bei Normaltemperaturen und die Vermeidung von Kontamination bekannt.

Es war jedoch nicht vorherzusehen, daß Polytetrafluoräthylen unter Bedingungen der Wasserdestillation derart unangreifbar ist, daß das erhaltene destillierte Wasser reiner ist als die Vorschriften des Deutschen Arzneimittelbuches (DAB 7) verlangen.

Es ist auch überraschend, daß medizinisch reines Wasser erhalten werden kann. Die Wände des Verdampfungsgefäßes bei Vorrichtungen der obengenannten Art sind nämlich st?ts etwas kalter als die Innentemperatur, so daß sich hier ein dünner Wasserfilm kondensiert, der durch den Darnpfstrom mitgerissen und in das Destillat übergeleitet werden kann. Außer der Gefahr, daß auf diese Weise undestilliertes Speisewasser in das Destillat gelangt, besteht die weitaus schwerwiegendere Gefahr, daß über diesen wandernden Kondensatfilm nicht verdampfbare Pyrogene das Destillat erreichen, so daß dieses für eine medizinische Verwendung unbrauchbar wird.

Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen ist, daß das Material des Verdampfungsgefäßes auch dann angegriffen wird, wenn es aus Metall oder Glas besteht, selbst wenn künstlich enthärtetes Wasser als Speisewasser Verwendung findet. Bei kalkhaltigem Speisewasser setzt sich der ausgefallene Kalk an den Metall-, Glasoder Querwänden fest und wächst dort sehr schnell zu einer harten, auch mit Säuren schlecht entfernbaren Schicht zusammen. Infolge der Hydrophobie des Polytetrafluorethylen ist die Bildung eines kontinuierlichen Kondenswasserfilmes ausgeschlossen. Die antiadhäsiven Eigenschaften verhindern zudem das Festsetzen von Kalk. Der ausfallende Kalk bleibt feinkörnig und wird bei kontinuierlichem Betrieb größtenteils abgeschwemmt. Die sonst erforderliche Vorreinigung des Wassers ist nicht mehr nötig.

Im übrigen kann die Vorrichtung nach der Erfindung in kompakter Bauart ausgeführt werden und ist infolgedessen leicht zu transportieren sowie billig in der

Herstellung.

Besonders vorteilhaft ist ein Verdampfungsgefäß aus auf der Innenseite porenfrei mit Polytetrafluorethylen beschichtetem Glas. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Heizeinrichtung aus einem porenfrei mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Heizdraht, dessen Heizleistung maximal 1 Watt/cm³ beträgt. Dieses Material bietet weitere Vorteile gegenüber entsprechenden Einrichtungen in bekannten Destilliervorrichtungen, die im allgemeinen einen metallummantelten Tauchsieder aufweisen, der auf engem Raum eine hohe Heizleistung erbringt Dies bedeutet bei einer üblicherweise verwendeten Heizleistung von 6 Watt/cm² und mehr, daß an der überheißen Oberfläche das Wasser explosionsartig verdampft, ein sehr stürmisches Kochen stattfindet und Verunreinigungen aus dem Wasser in den Dampfstrom mitgerissen werden. Außerdem können sich im Laufe der Zeit fvletallanteile aus dem Heizungsmantel lösen. Zudem neigen diese Metallkörper zu einer relativ schnellen Kalkverkrustung.

Vorzugsweise besteht die Fraktionierschicht aus Polytetrafluoräthylen in Fcrm von Spänen. Dadurch wird erreicht, daß in dem aufsteigenden Dampfstrom befindliche unverdampfte Wassertröpfchen vor der Kondensation ausgeschieden werden. Zudem findet infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Polytetrafluoräthylens und der damit gegebenen Unterkühlung eine teilweise Kondensation des Dampfes in der Schicht statt, wodurch ein partieller Rücklauf erhalten wird. Hierdurch wird eine Selektierung und damit eine Erhöhung der Destillatreinheit erreicht

Anstelle von Polytetrafluoräthylen kann für das Materia! des Kühlers Glas, insbesondere Borsilikatglas, verwendet werden. Dadurch wird eine Kostenersparnis erreicht, ohne daß eine nennenswerte Verschlechterung der Qualität des destillierten Wassers eintritt.

Zur Vermeidung des Übertritts von Wasserspritzern in das Destillat wird zwischen dem Verdampfungsgefäß und der Fraktionierschicht vorzugsweise ein Prallsieb aus Polytetraluoräthylen oder aus einem mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Material oder mehrere angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im Bereich zwischen der Fraktionierschicht und dem Kühler eine mikroporöse, für Gase permeable Polytetrafluoräthylenmembran angeordnet die das System zur Atmosphäre abschließt. Im Speisewasser enthaltene Gase, z. B. Kohlensäure oder freies Chlor, die nicht in das Destillat übergehen so sollen, können somit an die Atmosphäre abgegeben werden. Die Größe der Membranporen ist so gewählt, daß die Membran für Gase, nicht jedoch für agglomerierte Wasserdampfmoleküle permeabel ist.

Die Membran besteht vorzugsweise aus einer von einer rammextrudierten Teflonmasse abgeschälten Folie, deren Dicke in der Größenordnung von etwa 50 μ liegt

Das Verdampfungsgefäß ist vorzugsweise ringförmig und nach oben offen ausgebildet, so daß der Kühler zentrisch in demselben angeordnet werden kann. Der Kühler ist mittels eines Schliffs in das Verdampfungsgefäß einsetzbar. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise sowie ein leichtes Zusammensetzen bzw. Auseinandernehmen der Vorrichtung.

Der Innenrand des Verdampfungsgefäßes wird vorzugsweise etwas n'rdriger als der Außenrand ausgebildet, so daß die Oberkante des eingesetzten Kühlers etwas unterhalb des Außenrandes des Verdampfungsgefäßes liegt Die Membran kann dann in besonders günstiger Weise auf den Außenrand des Verdampfungsgefäßes aufgesetzt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das in dem Kühler erwärmte Kühlwasser zum Teil in das Verdampfungsgefäß eingeleitet werden, so daß bereits vorgewärmtes Wasser zur Verdampfung zur Verfügung steht

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fi g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung in schematischer Darstellung und

F i g. 2 eine genauere Darstellung der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform.

Gemäß F i g. 1 umfaßt die gezeigte Ausführungsform ein ringförmiges Verdampfungsgefäß 1, in das zentrisch ein Kühler 2 mit einer Kühlschlange zur Aufnahme von Kühlwasser 3 eingesetzt ist. Das Verdampfungsgefäß 1 besteht aus porenfrei mit Polyteirdfluoräthylen beschichtetem Borsilikatglas. Weiterhin ist eine Heizeinrichtung 4 vorgesehen, die aus einem porenfrei mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Heizdraht besteht. Das zu destillierende Speisewasser wird bei 5 eingeleitet, im Verdampfungsgefäß verdampft, geht durch eine z. B. aus Polytetrafluoräthylenplättchen mit großer Oberfläche bestehende Fraktionierschicht 6 und verläßt nach der Kondensation im Kühler 2 die Vorrichtung bei 6a Kühlwasser wird bei 7 zu- bzw. abgeführt. Das Verdampfungsgefäß ist oben mit einer mikroporösen, für Gase permeablen Membran 8 aus Polytetrafluoräthylen abgedeckt die den Austritt von in dem Speisewasser gelösten Gasen an die Atmosphäre gestattet

Erfindungsgemäß soll die Heizleistung der Heizeinrichtung 4 nicht mehr als 1 Watt/cm² betragen. Es kann zwar auch eine höhere Heizleistung verwendet werden, es muß dann aber Sorge getragen werden, daß die Heizeinrichtung ständig mit Wasser bedeckt ist.

Die Polytetrafluoräthylenmembran 8 besteht aus einer von einer rammextrudierten Teflonmasse abgeschälten Folie, die sich für den angegebener Zweck als ausreichend porös erwiesen hat.

Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsfcrm umfußt ein ringförmiges, nach oben offenes Verdampfungsgefäß 9, das sich auf seiner Innenseite stufenförmig nach oben verjüngt. Im unteren Teil des Verdampfungsgefäßes ist die Heizeinrichtung 4 angeordnet Zwischen einer Wasseroberfläche 10 und der Fraktionierschicht 6 sind Prallsiebe 12 aus Polytetrafluoräthylen oder einem damit porenfrei beschichteten geeigneten Material angeordnet. Am oberen Ende der Innenseite des Verdampfungsgefäßes 9 befindet sich ein Schliff 11, durch den der Kühler 2 in das Gefäß eingeführt und zentrisch festgelegt werden kann.

Der Innenrand 12a des Verdampfungsgefäßes ist etwas niedriger ausgebildet.

Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung arbeitet wie folgt:

Das Speisewasser läuft von einem Stutzen 14 durch die Kühlschlange 3 und gelangt bei einer Abzweigung 15 zum Teil in das Verdampfungsgefäß 9 und zum Teil in ein Überlaufgefäß 16. Die Höhe eines Ablaufrohres 17 bestimmt die Höhe dss Wasserspiegels im Verdampfungsgefäß. In dem Ablaufrohr 17 befindet sich in der Höhe der Zuleitung des Kühlwassers von der Kühl-

schlange 3 ein kleines Loch 18. Bei zu geringem Wasserzulauf, der nicht ausreichen würde, um den Wasserdampf zu kühlen und zu kondensieren, läuft dieses Wasser direkt durch das Loch 18 ab, ohne in dem Überlaufgefäß 16 zu steigen. Ein pneumatischer Schalter 19 schaltet dann die Heizeinrichtung 4 nicht ein. Läuft genügend Speisewasser zu, so steigt dieses im Überlaufgefäß 16 und staut sich in einem seitlichen Rohr 20, das an dar. Überlaufgefäß 16 angeschlossen ist, und zwar etwa bei der Stelle 21. Hierdurch wirkt ein Luftdruck auf eine Membran 22 in dem hydropneumatischen Schalter 19, wodurch über Kontaktfedern 23 der Stromkreis der Heizeinrichtung 4 geschlossen wird. Der Schalter 19 dient somit als Wassermangelsicherung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von destilliertem Wasser für medizinische Zwecke mit einem Verdampfungsgefäß, einer elektrischen Heizeinrichtung, einem Kühler und einer zwischen dem Verdampfungsgefäß und dem Kühler angeordneten Fraktionierschicht mit großer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgefäß (1, 9) und die Fraktionierschicht (6) aus Polytetrafluoräthylen oder einem auf der Innenseite porenfrei mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Material bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgefäß (1, 9) aus auf der Innenseite porenfrei mit Polytetrafluoräthylen beschichtetem Glas besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (2) aus Polytetrafluoräthylen oder eineit^auf der Innenseite mit Polytetrafluoräthylen beschichtetem Material besteht

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (4) aus einem porenfrei mit Polytetrafluoräthylen beschichteten Heizdraht besteht, wobei die Heizleistung des Heizdrahtes maximal 1 Watt/cm² beträgt

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionierschicht (6) aus Polytetrafluoräthylen in Form von Spänen besteht

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekernzeichnet, daß zwischen dem Verdampfungsgefäß (1,9) und der Fraktionierschicht (6) ein Prallsieb (12) aus Poiytetrafiuoräthylen oder mit einem Polytetrafluoräthylen poren/rei beschichteten Material oder mehrere angeordne. sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Fraktionierschicht (6) und dem Kühler (2) eine mikroporöse, für Gase permeable Polytetrafluoräthylenmembran (8) angeordnet ist, die das System zur Atmosphäre abschließt

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) eine von einer rammextrudierten Polytetrafluoräthylenmasse ab- «5 geschälte Folie ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) eine Dicke von etwa 50 μ aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (2) zentrisch in dem nach oben offenen, ringförmigen Verdampfungsgefäß angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) auf den Außenrand (13) des Verdampfungsgefäßes (9) autsetzbar und der Innenrand (12a,) des Verdampfungsgefäßes (9) etwas niedriger als der Außenrand (13) ausgebildet ist.

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