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Verfahren und Vorrichtung zur Auf-
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bereitung von Verschlußstopfen für Injektions- und Infusionslösungen.
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Die Verwendung von Verschlußstopfen aus Elastomeren für Injektions-
und Infusionslösungen erfordert nicht nur völlige Keimfreiheit, sondern ebenfalls
Beseitigung aller exogenen und endogenen Teilchen, welche einerseits von Partikeln
herrühren, die sich im Laufe der verschiedenen Fertigungs- und Gebrauchs schritte
an der Oberfläche des Stopfens angesammelt haben, und andererseits aus der von der
Masse des Stopfens abgestoßenen organischen und anorganischen Stoffen.
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Eine Reinigung durch Massenspülung, z.B. in sogenannten Trommelwaschmaschinen,
ist ungenügend und erzeugt einen zusätzlichen Abrieb, welcher die Injektions- oder
Infusionslösungen verunreinigt.
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Nur die Einzelspülung kann das Problem der Partikelverminderung lösen,
indem die zu reinigenden Stopfen sich zueinander in Ruhe befinden, gegenseitig fixiert
sind, während das Waschmittel und die Stopfen gegeneinander bewegt werden.
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Der zweite Schritt ist die Sterilisation im Wasserdampf bei z.B. 121
0C oder 136°C.
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Beim dritten Schritt, der Trocknung, müssen Verfahren angewendet werden,
welche ein absolut trockenes, sterili--siertes Gut, auch im Hinblick auf die Gefriertrocknung,
erzeugen und zum Stand der Technik nur mit nachgeschalteten Lufttrocknungsanlagen
erzielt werden können.
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Es ist bekannt, Verschlußstopfen derart einzeln aufzubereiten, indem
diese auf Siebschalen oder Gitter lose aufgesetzt werden, wobei das Waschmittel
aufgesprüht und somit gegenüber dem Stopfen in Bewegung gehalten wird.
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Dabei ist das Waschmittel nur in vorgegebener Richtung einzusetzen,
damit die lose aufliegenden Stopfen in ihrer Lage verbleiben. Somit ist der Reinigungseffekt
nicht allseitig. Ein solcher Reinigungsprozeß mit Einzelaufbereitung erfolgt bekanntlich
in einer dem Autoklaven vorgeschalteten Waschanlage.
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Der Sterilisationsprozeß läuft nach den bekannten bakteriologischen
Bedingungen im Wasserdampf ab, entweder bei 121 0C oder 1360C, je nach dem Grad
der bakteriologischen Forderung.
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Bei Einzelaufbereitung ist bekannt, daß die Anwendung von 1210C Wasserdampf
mit den herkömmlichen Sterilisierverfahren ein außerordentlich naßes Produkt für
den Lufttrocknungsprozeß liefert, welches lange Trocknungszeiten erfordert. Die
Trocknung selbst wird in einer dem Sterilisierprozeß nachgeschalteten Lufttrocknung
in bekannter Weise durchgeführt, welche sterile Luft als Medium verlangt.
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So gesehen erfolgt bisher die Aufbereitung von Verschlußstopfen in
Einzelbehandlîmg in drei getrennten Arbeitsschritten und Anlagen: waschen - sterilisieren
- trocknen.
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Solche Einrichtungen behindern aus den vorgenannten Gründen eine Massenfertigung
von Verschlußstopfen in der Größenordnung von bis zu 10 000 Einheiten/h außerordentlich.
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Die vorliegende Erfindung stellt diese Mängel ab.
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Für die Reinigung der Stopfen werden diese gegeneinander einzeln fixiert
und bewegen sich zum Waschmittel, welches selbst mit einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit
die Stopfenoberfläche allseitig beaufschlagt.
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Nach der Erfindung werden alle drei Verfahrensschritte in einem Autoklaven
durchgeführt, so daß nur eine Maschineneinheit eingesetzt zu werden braucht. Die
Stopfen werden auf dem äußeren Umfang einer Trommel mit entsprechenden Einrichtungen
aufgesetzt und gegenseitig fixiert. Das Waschmittel strömt mit entsprechender Geschwindigkeit
im unteren Teil des Autoklaven ein und schwemmt die Verunreinigungen am oberen Teil
des Autoklaven aus diesem ab. Hierbei kann die beaufschlagte Trommel in ihrer langsamen
Drehrichtung reversiert werden. Nach der Reinigung wird das Wasch- und Nachspülmittel
abgelassen und der Sterilisationsprozeß beginnt. Dieser besteht aus den Schritten:
Vorvakuum - Sterilisation - Trocknung.
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Nach der Erfindung wird als Wasserdampf solcher von 2,5 bar und 1360C
angewendet, wobei die Untersuchungen ergeben haben, daß die durch den Sterilisationsprozeß
aufgenommene latente Wärme in den Elastomeren der Stopfen im Unterdruck nur bei
dieser Sterilisiertemperatur ein trockenes Produkt 0 ergeben. Bei 121 C ist dies
nicht der Fall, die latente Wärme ist nicht ausreichend, um die nach dem Waschprozeß
völlig mit Wasser benetzten Stopfen trocken herauszubringen.
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Die Anwendung von Temperaturen bei oder unterhalb von 121 0C verlangt
andere Verfahrenstechniken im Sterilisier- und Trocknungsprozeß
als
bei 1360C. Um die latente Wärme der Stopfen zu erhöhen, wird nach der Erfindung
mit pulsierendem Wasserdampf zwischen 1,8 bar und 500 mbar bei einer mittleren Temperatur
von 1210C sterilisiert. Bei dem anschließenden Trocknungsprozeß ist der Doppelmantel
des Autoklaven auf 2,5 bar 0 = 136 C aufgeheizt, der Wasserdampf wird über Düsen
auf die Innenwand des Autoklaven gesprüht und im Unterdruck mit einem Volumen von
300-500 mbar konstant gehalten.
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Aus bakteriologischen Gründen sieht die vorliegende Erfindung vor,
daß der Be- und Entlademechanismus der Stopfen es erlaubt, diese vorzugsweise im
Autoklaven auf eine z.B. durch den Prozeß mit sterilisierte Auffangeinrichtung einzeln
abzusetzen, ohne gegenseitigen Abrieb zu erzeugen und sie von hier der Abpack- oder
Verschlußmaschine zuzuführen. Die Erfindung schließt nicht aus, daß die Entladung
der Stopfen außerhalb des Autoklavens auf der reinen Seite erfolgt.
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Die Erfindung wird wie folgt beschrieben.
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Fig.1 zeigt das Schema der Einrichtung des Autoklaven.
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Fig.2 eine Ansicht der einzeln auf die Trommel aufgesetzten und fixierten
Verschlußstopfen mit der Entladevorrichtung.
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Fig.3 eine Seitenansicht mit der Fixier- und Entladevorrichtung.
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In der Fig.1 ist bezeichnet mit 1 der Autoklav mit seinem Duppelmantel,
welcher über eine Dampfquelle 2 und dem Ventil 3 unter Wasserdampf von 2,5 bar liegt.
Das Ventil 4 steuert den Wasserdampf über ein Düsenverteilersystem 5 zum Sterilisierprozeß
in den Autoklaven ein. Die Ventile 7 und 8 fördern das Waschmedium mittels der Pumpe
9 in den unteren Teil des Autoklaven ein, überfluten den Innenraum des Autoklaven
1 und fließt über das Ventil 8 ab. Der Autoklav ist ferner ausgerüstet mit dem Ventil
10, um ihn
nach dem Waschprozeß zu entleeren.
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Für den Sterilisationsprozeß besteht die Ausrüstung ferner aus einem
Vakuumventil 11, einem Kondensator 12 und einer Vakuumpumpe 13.
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Die Trommel 14 nimmt auf ihrem Umfang die Verschlußstopfen 15 auf,
in der Fig.2 im Maßstab 1 : 1 gezeigt. Die Stopfen lagern mit ihrem Bund in den
Längsschlitzen der Trommel 14, wie in der Fig.3 gezeigt. Zur Fixierung wird nach
der Erfindung ein Bügelsystem benutzt, welches aus einem Gitter 16 besteht, wobei
die Gitterstäbe verschiebbar mit einem geringen Winkel "a" derart in Segmenten 17
beiderseits der Trommelstirnflachen gelagert sind, daß eine Verschiebung um den
Winkel "a" eine Fixierung der Stopfen oder Entarretierung 16a zuläßt.
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Nach der Erfindung wird dasBügelsystem 16 auf dem Trommelumfang von
z.B. 90-120 Grad in einem Segment 17 zusammengefaßt, so daß stets nur in diesem
Bereich Beladen oder Entladen durch Drehung der Trommel stattfinden kann.
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Eine außerhalb der Trommel liegende Vorrichtung (nicht dargestellt),
treibt durch mechanische oder magnetische Kupplung in bekannter Weise die Achse
der Trommel reversierbar an.
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Nach dem Waschen, der Sterilisation und der Trocknung sowie dem öffnen
der Tür auf der reinen Seite, wird die Trommel derart in die Stellung gebracht,
daß jeweils das untere Segment von z.B. 90-120 Grad entleert wird, so daß die Stopfen
im Sterilisator sich auf eine mit sterilisierte Transportvorrichtung (nicht dargestellt)
einzeln ablegen, ohne Abrieb zu erzeugen.
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Der Prozeß wird wie folgt beschrieben Nachdem die Trommel 14 außerhalb
des Autoklaven 1 auf der unreinen Seite mit Stopfen 15 belegt ic-t und die Fallbugc'1-vorrichtung
16
eingerastet ist, wird sie über ein Schienensystem 6 in den Autoklaven eingefahren,
und die Türen auf der reinen und unreinen Seite verschlossen. Eine mechanische Kupplung
zwischen Trommelachse und Antrieb wird eingerastet.
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Die Ventile 7 und 8 werden geöffnet und die Pumpe 9 fördert die entsprechenden
Waschmedien durch den Autoklaven 1. Hierbei wird die Trommel 14 reversierend in
langsame Drehbewegung versetzt, so daß jede Oberfläche der Stopfen 15 mit dem strömenden
Waschmedium in Berührung kommt. Der Autoklav 1 liegt vom Beginn des Prozesses an
mit seinem Doppelmantel unter Wasserdampf von 2,6 bar und 1360C. Das Waschmittel
wird dabei 0 auf ca 90 C erhitzt. Nach der Klarspülung schliessen Ventile 7, 8 und
10 und die Pumpe 9 wird stillgesetzt. Danach wird der Autoklav 1 über das Ventil
10 entleert.
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Der Sterilisationsprozeß wird eingeleitet durch eine Vorvakuumphase,
um die Luft im Autoklaven auf einen Verdünndungsgrad zu bringen, welche als Restluft
bei der Dampfsterilisation nicht mehr schädlich ist, gegebenenfals unter Zusatz
von Dampf. Dies geschieht durch öffnen des Ventils 11, der Beschickung des Kondensators
12 mit Kühlwasser und Inbetriebsetzen der Vakuumpumpe 13. Nach Beendigung der Vorvakuumphase
schließt das Ventil 11 und die Pumpe 13 wird stillgesetzt.
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Der Autoklav 1 steht am Ende der Vurvakuumphase unter ca 100 mbar.
Jetzt erfolgt die Dampfsterilisation durch öffnen des Ventils 4, z.B. mit Wasserdampf
2,5 bar, welcher die Verschlußstopfen nach einem Dampfaufbau und einer Temperaturausgleichszeit
auf 1360C erhitzt mit anschließender Einwirkungszeit von ca. 3 min. Hierbei ist
zur Vermeidung von zusätzlicher Feuchtigkeit aus dem Dampf nach der Erfindung erforderlich,
den Sterilisierdampf über Düsen 5 auf die vorgeheizte Autoklavenwand zu leiten,
um schon von Beginn an die durch den Waschvorgang mit Wasser benizten Stopfen während
des Dampfdruckaufbaues abzutrocknen. Eine Bewegung der Trommel 14 während der Sterilisation
kann nützlich sein.
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Nach Beendigung der Dampfeinwirkungszeit schließt das Ventil 4. Die
Vakuumpumpe 13 läuft an, das Ventil 11 öffnet und der Kondensator 12 wird mit Kühlwasser
beaufschlagt.
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Eine Trocknungszeit im Vakuum auf ca 40 mbar und die latente Wärme
der Stopfen sorgt dafür, daß absolut trockene Stopfen am Ende des Prozesses vorliegen.
Nach Druckausgleich im Autoklaven über ein Bakterienfilter mit der Atmosphäre, wird
die Tür auf der reinen Seite des Autoklaven geöffnet.
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Die Entladung durch Verschieben des Bügelsystems 16 in die Stellung
"a" beginnt.
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Sollte aus bakteriologischen Gründen eine Sterilisation bei 121 0c
oder darunter notwendig sein, so wird der Trocknungsprozeß dadurch unterstützt,
das über das Ventil 4 Wasser-'dampf über die Düsen 5 auf die durch den Doppelmantel
des Autoklaven 1 vorgeheizte Innenwand gesprüht wird mit einem Volumen, welches
bei einem Druck von 300-500 mbar unter Mitwirkung der Vakuumpumpe 13 bei geöffnetem
Ventil und Betrieb des Kondensators 12 über eine vorgegebene Zeit gehalten wird.