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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sterilisieren von Sterilisiergut mit Hilfe von Sterilisiergas in einer geschlossenen Sterilisierkammer, wobei man Sterilisierflüssiggas verdampft, das erhaltene Sterilisiergas in die Sterilisierkammer einleitet, nach beendetem Sterilisieren das Sterilisiergas zusammen mit Wasserdampf aus der Sterilisierkammer in ein Kondensationsgefäß ableitet und das Sterilisiergas in dem Kondensationsgefäß durch Abkühlen unter seine Verflüssigungstemperatur wieder in Sterilisierflüssiggas überführt.
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Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 35 49 312 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das als Sterilisiermedium verwendete Äthylenoxid aus einem feuchten Gasgemisch wiedergewonnen. Diese Wiedergewinnung geschieht durch Kühlen des Gasgemisches und anschließendem Trocknen, wobei eine Trocknungsart vorgeschlagen wird, bei der ein feuchtigkeitsabsorbierendes Material, wie z. B. Kalziumchlorid, verwendet wird. Danach wird das Gasgemisch in einem Kondensator bis auf seine Verflüssigungstemperatur abgekühlt und in einem Sammeltank aufgefangen. Dieses Verfahren zur Wiedergewinnung des Sterilisiergases erfordert zum einen eine aufwendige Anlage und ist zudem zeitaufwendig.
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Weiterhin ist aus der DE-OS 24 34 473 ein Verfahren bekannt, bei dem das Sterilisiergas nach dem Sterilisiervorgang aus der Sterilisationskammer in eine zweite Kammer abgesaugt wird. Bei einem Verfahren nach der DE-OS 23 13 484 wird vorgeschlagen, das Sterilisiergas nach erfolgter Sterilisation ebenfalls abzusaugen und in einem Zwischenspeicher aufzubewahren. Bei diesen Verfahren wird die Feuchtigkeit aus dem Sterilisationsgemisch nicht entfernt.
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Schließlich zeigt die DE-OS 24 50 765 ein Verfahren, bei dem freiwerdendes Schwefeldioxid in einem Frischwassernebel gebunden und dem Verfahren wieder zugeführt wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine schnelle und einfache Wiedergewinnung des zum Sterilisieren verwendeten Sterilisiergases gestattet, ohne daß dadurch jedoch Aufbau und Funktion des Sterilisators wesentlich komplizierter werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in dem Kondensationsgefäß das Sterilisiergas zusammen mit dem Wasserdampf so stark abkühlt, daß sich der Wasserdampf als Eis niederschlägt, und daß man nach Ableiten des Sterilisierflüssiggases aus dem Kondensationsgefäß das niedergeschlagene Eis durch Erwärmen schmilzt und das Schmelzwasser aus dem Kondensationsgefäß abführt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile. Durch das Abkühlen des Sterilisiergases nach der Verwendung in dem Sterilisator auf eine so tiefe Temperatur, daß der Wasserdampfanteil als Eis niedergeschlagen wird, wird eine schnelle Trennung des Sterilisiergases von der aus dem Sterilisator mitgeführten Feuchte erreicht. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feuchtigkeit restlos aus dem Gasgemisch entfernt, so daß das Auftreten einer Polymerisation von z. B. Äthylenoxid unter Einwirkung von Wasser zu - für eine Sterilisation nicht mehr verwendbarem - Äthylenglycol nicht mehr beobachtet werden kann. Es wird also reines Äthylenoxid wiedergewonnen, so daß sich bei dessen Wiederverwendung für den nächsten Sterilisationsvorgang keine Dosierungsprobleme ergeben, da das wiedergewonnene Äthylenoxid genauso wie neues Äthylenoxid dosiert werden kann. Die beim Ausfrieren des Wasserdampfs freiwerdende Kondensationswärme kann an den Boden der Sterilisierkammer abgegeben werden, wodurch die für die Wiedergewinnung des Sterilisiergases aufgewendeten Energiekosten gering gehalten werden.
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Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigt
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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines neuen Gassterilisators und
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Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines neuen Gassterilisators.
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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 wiederum 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&min; mit einem Flüssigkeitssammelbehälter 4 verbunden, dem eine Elektroheizung 12 zugeordnet ist. Von dem Flüssigkeitssammelbehälter 4 führt über ein drittes Absperrventil 11&min;&min; eine Verbindungsleitung an die Sterilisationskammer 1. In dem Kondensationsgefäß 3 mündet außerdem eine Zuleitung für flüssiges Sterilisiergas 5, die ein viertes Absperrventil 11&min;&min;&min; enthält. Mit der Sterilisierkammer 1 ist außerdem über ein fünftes Absperrventil 11IV ein Steril-Luftfilter verbunden.
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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&min; in das Flüssigkeitssammelgefäß 4 abgeleitet. Nach Verstreichen einer ausreichenden Zeitdauer, um den neben dem Restwasser vorhandenen Wasserdampfanteil zu kondensieren, wird das zweite Absperrventil 11&min; 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.
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Bei der Kühlung des Kondensationsgefäßes 3 durch den Kühlkreislauf 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.
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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 das Kondensationsgefäß 3 eingeleitet werden, um dort verdampft und in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet zu werden.
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Das im Flüssigkeitssammelgefäß 4 gesammelte Wasser kann mit Hilfe der Elektroheizung 12 wieder teilweise verdampft werden und bei geöffnetem dritten Absperrventil 11&min;&min; ebenfalls in die Sterilisierkammer 1 eingeleitet zu werden, um dort den erforderlichen Wasserdampfanteil herzustellen.
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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.
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Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird das Sterilisiergas über eine Leitung 15&min; 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&min; an das Kondensationsgefäß 3 geleitet, das diesmal mit Hilfe des Kühlkreislaufes 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 10,5°C auf, so daß das Sterilisiergas beim 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.
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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 Kondensationsgefäßes 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 Abführleitung 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.
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Wie in Fig. 2 näher zu erkennen ist, wird die über den Kühlkreislauf zurückgewonnene Wärme an einen den Mantel der Sterilisierkammer 1 einschließenden Umlauf 22 gegeben, der z. B. ebenfalls Wasser oder ein anderes Wärmeträgermittel enthält.
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Gemäß einer von der Zeichnung abweichenden Ausführungsform kann in Fig. 1 die Vakuumpumpe 6 oder in Fig. 2 die Gasdruckpumpe 6&min; fortgelassen werden, da durch die Kondensation in dem Kondensationsgefäß 3 ein Vakuum entsprechend den Sattdampfdrücken der einzelnen Medien erreicht wird.
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Das neue Verfahren hat also nicht nur den Vorteil, daß keine besonderen Vorrichtungen und Maßnahmen 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.