DE2745961A1

DE2745961A1 - Verfahren und gassterilisator zum sterilisieren mit hilfe von sterilisiergas

Info

Publication number: DE2745961A1
Application number: DE19772745961
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Echle; Johann Huber; Kurt Werner
Original assignee: MUENCHNER MEDIZIN MECHANIK
Current assignee: MUENCHNER MEDIZIN MECHANIK
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: CH637543A5; DE2745961C2; ATA734578A; AT363608B

Description

Verfahren und Gassterilisator zum
Sterilisieren mit Hilfe von Sterilisiergas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sterilisieren mit Hilfe von Sterilisiergas, das verdampft und in gasförmiger Phase in eine geschlossene Sterilisierkammer eingeleitet wird, dort zur Keimtötung wirksam wird und dann -vorzugsweise zum Zwecke seiner Wiederverwendung- wieder aus der Sterilisierkammer abgeleitet wird, sowie auf einen Gassterilisator zur Durcführung des Verfahrens.
Bei den bisherigen Gassterilisatoren wird flüssiges, in Stahlflaschen oder in Einwegkartuschen enthaltenes Sterilisiergas verdampft und in gasförmiger Phase in einer geschlossenen Sterilisierkammer zur Keimtötung verwendet. Nach Abschluß des Sterilisiervorganges wird das Sterilisiergas mit einer Saugpumpe oder in Kombination mit Druckentlastung und Saugpumpe ins Freie abgeleitet, wobei jedoch strenge Sicherheitsvorschriften und Auflagen für den Umweltschutz erfüllt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Gassterilisator der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in einfacher Weise das Sterilisiergas vom in der Sterilisierkammer vorhandenen Wasserdampf getrennt werden kann, ohne daß dadurch jedoch Aufbau und Funktion des Gassterilisators wesentlich komplizierter werden.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zum Ableiten des Sterilisiergases aus der Sterilisierkammer dieses unter seine Verflüssigungstemperatur abgekühlt und im flüssigen Zustand abgeleitet wird.
Bei dem neuen Verfahren wird also das die Keimtötung innerhalb der geschlossenen Sterilisierkammer ausgeführte Sterilisiergas durch Abkühlung unter seine Verflüssigungstemperatur verflüssigt und erst dann abgeleitet, wobei dieses abgeleitete verflüssigte Sterilisiergas zu einer erneuten Verwendung in der Sterilisierkammer zur Verfügung steht.
Gemäß einer Ausführungsform des neuen Verfahrens wird zuerst der in der Sterilisierkammer nach dem Sterilisiervorgang vorhandene Wasserdampfanteil bei einer über der Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases liegenden Temperatur kondensiert, von dem noch gasförmigen Sterilisiergas getrennt und dann in einem absperrbaren Behälter gesammelt.
Dieses geschieht vorzugsweise dadurch, daß das mit Wasserdampf gemischte Sterilisiergas von der Sterilisierkammer durch ein Kondensationsgefäß hindurch und zurück in die Sterilisierkammer umgepumpt wird, wobei die Temperatur zuerst unter den Kondensationspunkt von im Gasgemisch enthaltenen Wasserdampf abgesenkt wird, um diesen Wasserdampfanteil in dem Kondensationsgefäß in Wasser zu kondensieren. Dieses Wasser wird aus dem Kondensationsgefäß in einen absperrbaren Behälter abgeleitet. Erst danach wird die Temperatur weiter, nämlich unter die Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases gesenkt, um auch dieses in dem Kondensationsgefäß zu verflüssigen. Das flüssige Sterilisiergas im Eondensationsgefäß kann entweder unmittelbar wieder zur erneuten Verwendung in der Sterilsierkammer verdampft werden oder aber in einen weiteren Zwischenbehälter abgeleitet werden, wo es zu einem ungefährlichen Abtransport oder aber einer erneuten Wiederverwendung ebenfalls zur Verfügung steht.
Die in dem Kondensationsgefäß frei werdende Kondensationswärme wird vorzugsweise über einen geeigneten Kühlkreislauf, z.B. über Wärmeträger, an den Boden der Sterilisierkammer gegeben, wo diese rückgewonnene Wärme zum Erwärmen der Sterilisierkammer und zur Förderung der Resorption des Sterilisiergutes verwendet wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des neuen Verfahrens wird das Sterilisiergas zusammen mit dem in der Sterilisierkammer vorhandenen Wasserdampf z.B. über eine Gasdruckpumpe in eine Kühleinrichtung gepumpt, in der dieses Gasgemisch so stark abgekühlt wird, daß der vorhandene Wasserdampfanteil ausgefroren, d.h. in Form von Eis z.B. an den Kühlschlangen oder Kühlplatten der Kühleinrichtung niedergeschlagen wird. Bei dieser niedrigen Temperatur innerhalb der Kühleinrichtung wird aber auch das Sterilisiergas, z.B. Äthylenoxid, verflüssigt, so daS dieses auf den Boden der Kühleinrichtung tropft, von wo es in einen besonderen Behälter abgeleitet werden kann, um entweder zu einer Wiederverwendung zur Verfügung zu stehen oder aber in kontrollierter Weise vernichtet zu werden. Nach dem Ableiten des flüssigen Sterilisiergases aus der Kühleinrichtung wird diese erwärmt, was z.B. durch Zufüiirung von Warmwasser unmittelbar in die Kühleinrichtung selbst oder aber durch das Zuführen eines Wärmeträgers über Heizschlangen oder Heizplatten geschehen kann. Das in der Kühleinrichtung vorhandene Eis wird also aufgetaut und das dabei entstehende Wasser an einen weiteren Behälter zu seiner Wiederverwendung oder aber kontrollierten Ableitung abgeführt.
Diese Ausführungsform des neuen Verfahrens hat den Vorteil, daß durch das Ausfrieren des in dem Gasgemisch vorhandenen Wasserdampfanteils dieser praktisch vollständig von dem Sterilisiergas getrennt werden kann und auch das Sterilisiergas bei diesem Vorgang keine Verbindung mit Wasser eingehen kann.
Gemäß einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung wird ein Gassterilisator zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, der sich auszeichnet durch ein Kondensationsgefäß, das einmal über eine Vakuumpumpe und einmal über ein Absperrventil mit der Sterilisierkammer verbunden ist, durch eine Kältepumpe, die so in einem Kühlkreislauf angeordnet ist, daß Kälte an das Kondensationsgefäß und Wärme an den Boden der Sterilisierkammer abgegeben wird, und durch mindestens ein über ein Absperrventil mit dem Kondensationsgefäß verbundenes Flüssigkeitssammelgefäß.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Gassterilisators mündet die Zuleitung für das flüssige Sterilisiergas über ein Absperrventil in das Kondensationsgefäß.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Gassterilisators und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des neuen Gassterilisators.
In Fig. 1 ist eine Sterilisierkammer 1 mit einer Tür 2 versehen, durch die hindurch die Sterilisierkammer 1 mit dem Sterilisiergut beschickt werden kann. Vorzugsweise an der Decke der Sterilisierkammer ist eine Ableitung 14 angeschlossen, die über eine Vakuumpumpe 6 in ein Kondensationsgefäß 3 mündet. Auf einer bestimmten Füllstandshöhe des Kondensationsgefäßes 3 ist eine weitere Ableitung 15 mit diesem verbunden, die wiederun in der Sterilisationskammer 1 mündet. In dieser zweiten Ableitung 15 ist ein erstes Absperrventil 11 vorgesehen. In dem Kondensationsgefäß 3 ist ein Verdampfer 9 angeordnet, der in einem Kühlkreislauf 13 angeordnet ist, der über eine Kältemaschine 7 zu einem Verflüssiger 8 geführt ist, der örtlich unterhalb des Bodens der Sterilisierkammer 1 angeordnet ist. Der tiefste Teil des Kondensationsgefäßes 3 ist über ein zweites Absperrventil 11' mit einem Flüssigkeitssammelbehälter 4 verbunden, dem eine Elektroheizung 12 zugeordnet ist. Von dem Flüssigkeitssammelbehälter 4 führt über ein drittes Absperrventil 11'' eine Verbindungsleitung an die Sterilisationskammer 1. In dem Kondensationsgefäß 3 mündet außerdem eine Zuleitung für flüssiges Sterilisiergas 5, die ein viertes Absperrventil 11"' enthält.
Mit der Sterilisierkammer 1 ist außerdem über ein fünftes Absperrventil 11IV ein Steril-Luftfilter verbunden.
Die Arbeitsweise dieses Gassterilisators erfolgt nach dem neuen Verfahren. Nach Abschluß eines Sterilisiervorganges innerhalb der Sterilisierkammer 1 wird das in der Sterilisierkammer 1 vorhandene Gemisch aus Wasserdampf und Sterilisiergas, wobei der Wasserdampf für den mikrobiologischen Abtötungsprozess notwendig ist, über die Ableitung 14 und durch die Vakuumpumpe 6 hindurch in das Kondensationsgefäß 3 sowie von diesem durch die zweite Ableitung 15 bei geöffnetem ersten Absperrventil 11 in die Sterilisierkammer zurück umgepumpt. Da das Kondensationsgefäß 3 gleichzeitig über den Kühlkreislauf auf eine solche Temperatur abgekühlt wird, die oberhalb der Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases, jedoch unterhalb der Verflüssigungstemperatur des Wasserdampfes liegt, wird der Wasserdampfanteil in dem Kondensationsgefäß kondensiert und über das zweite Absperrventil 11' in das Flüssigkeitssammelgefäß 4 abgeleitet. Nach Verstreichen einer ausreichenden Zeitdauer, um den neben dem Restwasser vorhandenen Wasserdampfanteil zu kondensieren, wird das zweite Absperrventil 11' geschlossen.
Danach wird das Kondensationsgefäß 3 über den Kühlkreislauf weiter abgekühlt, bis die Temperatur auch unter die Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases fällt. Dadurch wird jetzt beim weiteren Umpumpen des Sterilisiergases durch das Kondensationsgefäß 3 hindurch auch dieses im Kondensationsgefäß 3 kondensiert, so daß das gesamte ursprünglich in der Sterilisierkammer 1 vorhandene Sterilisiergas schließlich als Flüssigkeit in dem Kondensationsgefäß 3 vorliegt.
Bei der Kühlung des Kondensationsgefäßes 3 durch den Eühlkreislauf wird die durch den als Wärmetauscher 9 wirkenden Verdampfer in den Kühlkreislauf aufgenommene Kondensationswärme im Verflüssiger 8 des Kühlkreislaufes wieder nach außen abgegeben und zur Erwärmung des Bodens der Sterilisierkammer 1 benutzt. Es findet also auf diese Weise eine Wärmerückgewinnung statt.
Das in dem Kondensationsgefäß 3 gesammelte flüssige Sterilisiergas kann für einen erneuten Sterilisiervorgang wieder verwendet werden, wozu es verdampft und z.B. über die zweite Verbindungsleitung 15 wieder in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet wird.
Außerdem kann über die Zuleitung 5 für flüssiges Sterilisiergas zusätzlich auch neues Sterilisiergas in daslEondensationsgefäß 3 eingeleitet werden, um dort verdampft und in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet zu werden.
Das im Flüssigkeitssammelgefäß 4 gesammelte Wasser kann mit Hilfe der Elektroheizung 12 wieder teilweise verdampft werden und bei geöffnetem dritten Absperrventil 11" ebenfalls in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet zu werden, um dort den erforderlichen Wasserdampfanteil herzustellen.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des neuen Gassterilisators gezeigt, bei dem entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel versehen sind.
Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird das Sterilisiergas über eine Leitung 15' z.B. von einer Vorratsflasche 17 aus in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet. Außerdem wird die Atmosphäre innerhalb der Sterilisierkammer 1 mit Hilfe von über eine Leitung 19 zugeführten Wasserdampf oder Wasser befeuchtet, damit das Sterilisiergas eine bakterizide Wirkung auf das in der Sterilisierkammer vorhandene zu sterilisierende Gut überhaupt ausüben kann. Wird als Sterilisiergas z.B. Äthylenoxid benutzt, so muß die in der Sterilisierkammer vorhandene Atmosphäre eine relative Feuchte von 50 bis 80% haben. Nach dem Sterilisiervorgang wird das in der Sterilisierkammer 1 aus dem zugeführten Wasserdampf und dem Sterilisiergas gebildete Gasgemisch über die Leitung 14 und eine Gasdruckpumpe 6' an das Kondensationsgefäß 3 geleitet, das diesmal mit Hilfe des Eühlkreislaufes auf eine so niedrige Temperatur gekühlt wird, daß der in dem Gasgemisch vorhandene Wasserdampf ausgefroren wird, d.h. sich unmittelbar in Form von Eis an den Kühlschlangen oder Behälterwänden des Kondensationsgefäßes niederschlägt.
Bevorzugt ist die Kühlfläche, d.h. hier die Gefrierfläche, so groß, daß sich eine dünnschichtige Eisstruktur ausbildet.
Dadurch wird die Trennung zwischen Wasserdampf und Sterilisiergas optimal und schnell sowie die Gefahr von Sterilisiergaseinschlüssen in einer dickeren Eisschicht sicher unterbunden.
Die Temperatur in dem Kondensationsgefäß ist dabei so niedrig, daß auch das Sterilisiergas verflüssigt wird, d.h. auf den Boden des Kondensationsgefäßes abtropft. Diese Verflüssigung des Sterilisiergases tritt z.B. bei Äthylenoxid bei 10,50C auf, so daß das Sterilisiergas be-m Ausfrieren des Wasserdampfes sicher verflüssigt wird. Das verflüssigte Sterilisiergas kann dann durch Öffnen eines Ventils über eine erste Abführleitung 20 an ein Sammelgefäß für das Sterilisiergas abgegeben werden, das ebenfalls in geeigneter Weise gekühlt wird, um das Sterilisiergas in seinem flüssigen Zustand zu halten.
Nach dem vollständigen Ableiten des flüssigen Sterilisiergases aus dem Kondensationsgefäß 3 wird dieses z.B. durch Zuführung von Warmwasser entweder unmittelbar in das Innere des Eondensationsgefäßes oder aber über eine Leitung 16 an eine Heizschlange erwärmt, so daß das in dem Kondensationsgefäß niedergeschlagene Eis aufgetaut oder ausgespült wird und über eine zweite Abfuhrleitung 21 an ein Wassergefäß abgegeben wird. Dieses Wasser kann aus dem Wassergefäß entweder erneut wiederverwendet oder aber in kontrollierter Weise an einen Abfluß abgeleitet werden.
Wie in Fig. 2 näher zu erkennen ist, wird die über den Kühlkreislauf zuruckgewonnene Wärme an einen den Mantel der Sterilisierkaminer 1 einschließenden Umlauf 22 gegeben, der z.B.
ebenfalls Wasser oder ein anderes Wärmeträgermittel enthält.
Gemäß einer von der Zeichnung abweichenden Ausführungsform kann in Fig. 1 die Vakuumpumpe 6 oder in Fig. 2 die Gasdruckpumpe 6' fortgelassen werden, da durch die Kondensation in dem Kondensationsgefäß 3 ein Vakuum entsprechend den Sattdampfdrücken der einzelnen Medien erreicht wird.
Das neue Verfahren hat also nicht nur den Vorteil, daß keine besonderen Vorrichtungen und Mal3nahnen erforderlich sind, um das aus der Sterilisierkammer abgeleitete Sterilisiergas unschädlich an die freie Umgebung abzugeben, sondern bewirkt gleichzeitig eine Rückgewinnung des Sterilisiergases zu seiner Wiederverwendung und auch eine teilweise Rückgewinnung der Wärme.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Sterilisieren mit Hilfe von Sterilisiergas, das verdampft und in gasförmiger Phase in eine geschlossene Sterilisierkammer eingeleitet wird, dort zur Keimtötung wirksam wird und dann -vorzugsweise zum Zwecke seiner Wiederverwendung- wieder aus der Sterilsierkammer abgeleitet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Ableiten des Sterilisiergases aus der Sterilisierkammer dieses unter seine Verflüssigungstemperatur abgekühlt und im flüssigen Zustand abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zuerst der in der Sterilisierkammer vorhandene Wasserdampfanteil bei einer über der Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases liegenden Temperatur kondensiert, von dem noch gasförmigen Sterilisiergas getrennt und in einem absperrbaren Behälter gesammelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das nach dem Sterilisiervorgang mit Wasserdampf gemischte Sterilisiergas zu seiner Trocknung zwischen der Sterilisierkammer und einem Kondensationsgefäß ungepumpt wird, wobei im letzteren der Wasserdampf kondensiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die dabei frei werdende Kondensationswärme an den Boden der Sterilisierkammer abgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch . g e -k e n n z e i c h n e t , daß nach dem Ableiten des kondensierten Wasserdampfes und der erfolgten Ableitung des Kondensates in den anschließend abgesperrten Behälter die Temperatur unter die Verflüssigungstemperatur des Sterilisiergases gesenkt und das dadurch kondensierte Sterilisiergas abgeleitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Sterilisiergas zusammen mit dem Wasserdampfanteil so weit abgekuhlt wird, daß der Wasserdampf als Eis niedergeschlagen und das Sterilisiergas als Flüssigkeit abgetropft wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß nach dem Ableiten des abgetropften Sterilisiergases das Eis durch Erwärmung in Form von Wasser abgeführt wird.
8. Gassterilisator mit einer Sterilisierkammer, einer Zuleitung für das Sterilisiergas in die Sterilisierkammer und einer Ableitung für das Sterilisiergas aus der Sterilisierkammer, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Kondensationsgefäß (3), das einmal über eine Vakuumpumpe (6) und einmal über ein Absperrventil (11) mit der Sterilisierkammer (1) verbunden ist, durch eine Kältepumpe (7), die so in einem Kühlkreislauf angeordnet ist, daß Kälte an das Kondensationsgefäß (3) und Wärme, auch über ein Wärmeträgermittel, an den Boden und/oder Mantel der Sterilisierkainmer (1) abgegeben wird,und durch mindestens ein über ein zweites Absperrventil cit') mit dem Kondensationsgefäß (3) verbundenes Flüssigkeitssammelgefäß (4).
9. Gassterilisator nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zuleitung (5) für das flüssige Sterilisiergas über ein viertes Absperrventil cit''') in das Kondensationsgefäß (3) mündet.
10. Gassterilisator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kühlkreislauf (7,8,9,13) einen im Kondensationsgefäß (3) angeordneten Verdampfer (9) und einen unter dem Boden der Sterilisierkammer (1) angeordneten Verflüssiger (8) aufweist und daß im Kühlkreislauf ein Eältemittel umgepumpt wird.
11. Gassterilisator nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kondensationsgefäß (3) eine Wärmezufuhrleitung (16) aufweist.
12. Gassterilisator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Eondensationsgefäß (3) Kühlflächen solcher Abmessungen hat, daß sich auf ihnen eine nur dünnschichtige Eisbildung ergibt.