DE2934167A1

DE2934167A1 - Sterilisationsverfahren unter berechnung des letaleffektes

Info

Publication number: DE2934167A1
Application number: DE19792934167
Authority: DE
Inventors: Johann 8000 München Huber; Kurt 8000 München Werner
Original assignee: MUENCHNER MEDIZIN MECHANIK
Current assignee: MUENCHNER MEDIZIN MECHANIK
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1981-03-26
Also published as: AT370318B; ATA395680A

Description

Beschreibung
Sterilisationsverfahren, bei denen das Temperatur-Zeit-Integral ermittelt wird, umz.B, bei der Dampfsterilisation dem zu sterilisierenden Gut nicht länger als notwendig Wärme und hohe Temperatur zuzuführen, sind bekannt.
Es ist ferner bekannt, daß der sogenannte Letaleffekt für unterschiedliche Keimarten berechnet werden kann. Die in einem zu sterilisierenden Gut vorhandenen möglichen Keimarten sind dabei nach dem bekannten pH-Wert des jeweiligen Gutes zu bestimmen. Aus der möglichen Keimart ergibt sich der Z-Wert, der in der folgenden bekannten Gleichung für den Letaleffekt benutzt wird: wobei Fo der tetaleffekt, T die Kerntemperatur des zu sterilisierenden Gutes und T0 die sogenannte Basis-Temperatur ist, die üblicherweise mit 121,OC angenommen wird und die Erhitzbarkeit des zu sterilisierenden Gutes berücksichtigt. Der Wert für Fo ist vorgegeben und gibt die jeweils gewünschte Sicherheit an, mit der die möglichen Keimarten abzutöten sind. Ein solcher Wert liegt z.B. zwischen 8 und 14.
Während des Sterilisationsvorganges kann bei vorgegebenem Z-Wert in Abhängigkeit von der jeweils gefahrenen Kerntemperatur die augenblickliche Letalrate ermittelt werden, die gleich ist. Die Letalität oder der erreichte Ietaleffekt eines Sterilisationsprozesses ist dann das Zeitintegral der einzelnen Letalraten, so daß gilt F =rL dt.
Durch diese Beziehungen ist für das jeweils zu sterilisierende Gut mit Hilfe des Temperatur-Zeit-Integrals zu jedem Augenblick des Sterilisationsvorganges der bis zu diesem Augenblick erreichte Letaleffekt zu bestimmen, so daß die WärmezuSuhr und damit auch der Sterilisationsvorgang beendet werden kann, sobald der erreichte Letaleffekt gleich dem vorgegebenen Letaleffekt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die Prozeßzeiten weiter verkürzt werden können, ohne daß das zu sterilisierende Gut hohen Prozeßtemperaturen ausgesetzt werden muß.
Bei einem Sterilisationsverfahren ist diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Die erforderlichen Prozeßzeiten zum Sterilisieren eines Gutes unter Erreichen des vorgegebenen Letaleffektes werden dadurch verkürzt, daß auch das zum wirksamen Letaleffekt des Sterilisationsvorganges beitragende Temperatur-Zeit-Integral des Abkühlungsvorganges mitberücksichtigt wird.
Für jede augenblicklich erreichte Kerntemperatur können unter Berücksichtigung der sonstigen Parameter des durchgeführten Sterilisationsvorganges, wie z.B. die Größe der Charge, das Volumen der Sterilisationskammer und die aktiven Abkühlungsgegebenheiten, Abkühlungskurven ermittelt werden, die die Verminderung der Kerntemperatur über der Zeit nach der Beendigung der Wärmezufuhr und der Einschaltung der Kühlung angeben. Zu jeder dieser Kurven läßt sich gleichzeitig aus ihrem jeweiligen emperatur-Zeit-Integral auch noch der durch sie zusätzlich wirksame Letaleffekt berechnen.
Die Abkühlungskurven werden dabei vorzugsweise bei einer aktiven Kühlung des Sterilisiergutes z.B. empirisch ermittelt, wobei die Sterilisationskammer z.B. durch Einleiten von Kühlwasser relativ rasch abgekühlt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Sterilisationsverfahrens wird eine Vielzahl solcher Abkühlungskurven bzw. ihrer Gemperatur-Zeit-Integrale in einem adressierbaren Speicher gespeichert, wobei bei jeder erreichten Kerntemperatur an einer dieser bestimmten Kerntemperatur und auch gegebenenfalls weiteren Parametern zugeordneten Adresse des Speichers die jeweils gespeicherte Abkühlungskurve ausgelesen wird. Diese ausgelesene Kurve bzw. das ihr zugeordnete Demperatur-Zeit-Integral wird zu dem bisher während des Sterilisationsvorganges erreichten Temperatur-Zeit-Integral der Letalraten hinzu addiert und die erhaltene Summe mit dem vorgegebenen Letaleffekt verglichen. Wird Koinzidenz festgestellt, so wird die Wärmezufuhr beendet und die Kühlung eingeschaltet, um den Sterilisationsvorgang zu beenden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Wärmezufuhr unterbrochen und die Kühlung zur Beendigung des Sterilisationsvorganges bereits eingeschaltet, bevor der vorgeschriebene Letaleffekt erreicht ist. Dieser vorgeschriebene Letaleffekt wird vielmehr erst unter Einbeziehung des Abkühlvorganges erreicht.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so gefahren werden, daß die Warmez;ufUhr+ beendet und die aktive Kühlung begonnen wird, wenn der vorgeschriebene ietaleffekt erreicht ist. Das durch die bekannte Abkühlungskurve dann noch zusätzlich hinzukommende fflemperatur-Zeit-Integral vergrößert dann den vorgeschriebenen Letaleffekt, um eine zusätzliche Sicherheit zu erreichen, die als größerer Letaleffekt angegeben werden kann.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung mit einem Temperaturfühler für die Kerntemperatur, einem Taktgeber und einem mit beiden verbundenen Integrator erfindungsgemäß weitergebildet durch einen nach Maßgabe der augenblicklichen Kerntemperatur und der anderen Parameter adressierbaren Speicher, in dem die unterschiedlichen Abkühlungskurven bzw. deren Zeitintegrale gespeichert sind, durch einen Addierer für das augenblickliche Ausgangssignal des Integrators und das aus dem Speicher ausgelesene Zeitintegral und durch einen Vergleicher zum Vergleichen des Ausgangssignals des Addierers mit einem den vorgegebenen Letaleffekt angebenden Bezugssignal.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Kurve, die als Ausschnitt den gerntemperaturverlauf bei einem Sterilisationsvorgang angibt, und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der in Fig. 1 gezeigten Kurve ist zu erkennen, daß etwa oberhalb eines mit A bezeichneten Temperaturpegels die für das jeweils zu sterilisierende Gut zu berechnenden Letalraten einen Wert von größer 0 haben, so daß der in jedem Augenblick der Kurve erreichte Letaleffekt durch das unterhalb der Kurve und oberhalb des Temperaturpegels A vorhandene und schraffiert gekennzeichnete Temperatur-Zeit-Integral gegeben ist. Aus der Kurve ist auch zu erkennen, daß bei einer Beendigung der Wärmezufuhr und einer evtl. Einschaltung der Kühlung die Kerntemperatur nicht plötzlich, d.h. senkrecht abfällt, sondern vielmehr über ein bestimmtes Zeitintervall abnimmt, so daß das unter dieser Abkühlungstemperatur und oberhalb des Temperaturpegels A liegende emperatur-Zeit-Integral ebenfalls noch zum wirksamen Letaleffekt des gesamten Sterilisationsvorganges beiträgt; vgl. Punkt B und die Kreusschraffur.
Das Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt einen Temperaturfühler 1, der die Kerntemperatur des zu sterilisierenden Gutes mißt und z.B. in einem Testbehälter für das zu sterilisierende Gut angeordnet ist. Das Ausgangssignal gelangt zusammen mit Eaktimpulsen von einem Taktgeber 2 auf ein UND-Glied 3, so daß in bestimmten durch den Takt gegebenen Zeitintervallen ein Integrator 4 einen bestimmten Kerntemperaturwert erhalt. Der Integrator 4 integriert die ihm zugeführten Kerntemperatur werte über die Zeit, so daß an seinem Ausgang ein z.B. die Kurve in Fig. 1 angebendes Ausgangssignal erhalten wird. In einem Speicher 5 sind unterschiedliche Abkühlungskurven an bestimmten Adressen gespeichert, wobei diese unterschiedlichen Abkühlungskurven unterschiedlichen Parametern und auch Kerntemperaturen zugeordnet sind, so daß die jeweilige Adresse des Speichers nach Maßgabe der jeweils erreichten Kerntemperatur und nach Maßgabe evtl. weiterer Parameter aufgerufen wird, die z.B. durch die Art des zu sterilisierenden Gutes, die Abmessungen der Sterilisationskammer und dergl. gegeben sind.
Die aus dem Speicher ausgelesene Abkühlungskurve bzw. das durch sie bestimmte Demperatur-Zeit-Integral wird zusammen mit dem Ausgangssignal des Integrators 4 an einen Addierer 6 gegeben, der die Summe aus beiden bildet. Die Summe wird in einem Vergleicher 7 mit dem vorgegebenen Letaleffekt verglichen. Ist das Ausgangssignal des Addierers 6 kleiner als das an den Vergleicher gegebene und dem vorgegebenen Letaleffekt entsprechende Bezugssignal, so wird der Sterilisationsvorgang fortgesetzt, d.h. beim Auftreten eines nächsten Taktimpulses vom Taktgenerator 2 eine weitere Letalrate in dem Integrator 4 integriert und gleichzeitig aus dem Speicher eine neue oder aber die gleiche Abkühlungstemperatur je nach der gerade gemessenen Kerntemperatur ausgelesen und erneut in dem Addierer 6 zu dem dann erreichten Ausgangssignal des Integrators 4 hinzuaddiert.
Wird von dem Vergleicher 7 Gleichheit festgestellt, so gibt er ein Ausgangssignal an eine Erwärmungs-Kühlungs-Steuerung für das Sterilisationsgerät, wodurch die Wärmezufuhr beendet und die Kühlung eingeschaltet wird. Auch danach wird jedoch der für den Gesamt-Letaleffekt wirksame Sterilisationsvorgang noch solange fortgesetzt, bis die tatsächliche Abkühlungskurve der Kerntemperatur unter den in Fig. 1 gezeigten Temperaturpegel A fällt.

Claims

Stexilisationsverfahren unter Berechnung des Betaleffektes Patentansprüche 1. Sterilisationsverfahren, bei dem laufend die Kerntemperatur des zu sterilisierenden Gutes gemessen und über die Zeit integriert wird, um den Sterilisationsvorgang zu beenden, sobald ein vorgegebener Letaleffekt erreicht ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Abkühlung vor Erreichen des vorgegebenen Letaleffektes eingeleitet wird, um das zum wirksamen Letaleffekt beitragende Zeitintegral während der Abkühlung zu berücksichtigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß Parameter des jeweiligen Sterilisationsprozesses berücksichtigende und von der jeweils erreichten Kerntemperatur ausgehende Abkühlungskurven gespeichert werden, daß das Zeitintegral der jeweils ausgewählten Abkühlungskurve zu dem jeweils erreichten Integralwert hinzuaddiert wird, daß die Summe mit dem vorgegebenen Letaleffekt verglichen wird und daß bei festgestellter Gleichheit die Wärmezufuhr beendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Abkühlungskurven bei Anwendung einer aktiven KHh1ung des zu sterilisierenden Gutes ermittelt werden.
4. Vorrichtung mit einem Temperaturfühler für die Kerntemperatur, einem Taktgeber und einem mit beiden verbundenen Integrator zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3, gek e n n z e i c h n e t durch einen nach Maßgabe der augenblicklichen Kerntemperatur und der anderen Parameter adressierbaren Speicher (5), in dem die unterschiedlichen Abkühlungskurven bzw. deren Zeitintegrale gespeichert sind, durch einen Addierer (6) für das augenblickliche Ausgangs signal des Integrators (4) und das aus dem Speicher ausgelesene Zeitintegral und durch einen Vergleicher (7) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Addierers (6) mit einem den vorgegegenen Letaleffekt angebenden Bezugssignal.