DE4319405C2

DE4319405C2 - Dampfsterilisator mit verbesserter Trocknungswirkung

Info

Publication number: DE4319405C2
Application number: DE19934319405
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Kammermeier
Original assignee: C Stiefenhofer 86971 Peiting De GmbH; Stiefenhofer C GmbH
Current assignee: Kammermeier Bernhard 82396 Pahl De
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1993-06-14
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2013-06-15
Also published as: DE4319405A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfsterilisationsanlage, bei der der Wärmeübergang durch Strahlung von den beheizten Flächen auf die Sterilisiergüter dadurch verbessert wird, daß die wärmeübertragenden Flächen einen dunkeln Farbton erhalten.

Zur Sterilisation von medizinischen Gütern (Operationsinstrumente u. ä.) werden diese üblicherweise in sogenannten Sterilsiersiebkörben angeordnet und in tragbare Container verpackt. In dieser Verpackung werden sie in der Druckkammer eines Dampfsterilisators einem entsprechenden Sterilisationszyklus unterworfen. Der Dampf kann über Öffnungen in den Container eindringen. Das zunächst kalte Gut wird aufgeheizt, indem der Dampf seine Wärme abgibt. Dabei entsteht Kondensat. Dieses Kondensat bleibt zum einen Teil am Gut in Form von Tröpfchen haften, zum anderen Teil fließt es ab und sammelt sich am geschlossenen Boden des Containers. Zum Ende des Sterilisationsprozesses sollen die Güter und auch der Boden des Containers wieder völlig trocken sein, da Feuchtigkeit im Container das Wachstum von Keimen ermöglicht, und deshalb feuchtes Gut bereits nach kurzer Lagerdauer als nicht mehr zuverlässig steril gilt.

Aus diesem Grunde ist es gängige Technologie, nach der Aufheizung und Sterilisationshaltezeit den Druck in der Behandlungskammer unter den Siededruck des Kondensats abzusenken und stetig bis zum technischen Vakuum zu erniedrigen. Dadurch beginnt das heiße Kondensat zu verdampfen. Durch die Verdampfung sinkt die Temperatur des zurückbleibenden Kondensats stetig ab. Der Verdampfungsvorgang kommt zum Stillstand sobald die Temperatur des Kondensats unter der Siedetemperatur liegt, die dem jeweils herrschenden Druck in der Behandlungskammer entspricht.

Falls dem Kondensat durch direkte Berührung Wärme von den heißen Sterilisiergütern zufließen kann, verdampft es vollständig.

Die Erfahrung hat aber gezeigt, daß insbesondere dem Kondensat, das sich am Boden des Containers angesammelt hat nicht ausreichend Wärme zufließt, da der Container selbst über zuwenig thermische Masse verfügt, d. h., er kühlt selbst zu schnell ab.

Die übrigen heißen Sterilisiergüter im Container werden durch den beschriebenen Sterilisierkorb auf Distanz zum Containerboden gehalten und stehen somit nicht in unmittelbarer Berührung mit dem Kondensat, so daß von diesen keine wirksame Wärmemenge auf das Kondensat übertragen werden kann.

Insbesondere wenn Güter sterilisiert werden, die beim Aufheizvorgang viel Wärme aufnehmen uns somit viel Kondensat verursachen, gelingt die Trocknung des Containderbodens nur unvollständig.

Häufig wird das Vakuum zum Ende des Sterilisationsprozesses für eine gewisse Zeit aufrechterhalten, um durch Übertragung von Strahlungswärme von den beheizten Flächen der Druckbehälterwand auf die Sterilisiercontainer der Trocknungswirkung zu unterstützen. Dies zeigt aber wegen der ungünstigen Auswahl der Materialien und Oberflächen nur geringe Wirkung.

Nach derzeitigem Stand der Technik bestehen die Innenwände des Druckbehälters aus Edelstahl und z. T. Aluminium. Die Oberfläche ist entweder glänzend, z. B. durch Elektropolierung, oder matt, z. B. durch Glasperlenstrahlen oder Beizen.

In gleicher Weise werden üblicherweise die Sterilisiercontainer ausgeführt.

Die beschriebenen Oberflächen weisen eine sehr niedrige Strahlungszahl auf, so daß die Wärmeübertragung durch Strahlung von den beheizten Flächen des Sterilisierdruckbehälters auf die Sterilisiercontainer sehr niedrig ausfällt.

Strahlungszahl C [W/m²K⁴]
absolut schwarzer Körper\|5,67 DIN 5496
polierte Metalle	ca. 0,012 . . . 0,173
Stahl blankgeschmirgelt	ca. 1,395

(Quelle: Omnical Handbuch, Prof. Dr.-Ing. Heinrich Netz, Resch-Verlag, 2. Aufl. S. 50-51)

eigene Schätzung:
Edelstahl glasperlengestrahlt ca. 1,0

Die Wärmeleistung durch Strahlung [kW], die über parallele Flächen übertragen werden kann, läßt sich aus nachfolgender Formel berechnen.

(Strahlungsgesetzt von Stephan-Boltzmann)

C=Strahlungszahl [W/m²K⁴]
A=Austauschfläche [m²]
T₁=absolute Temperatur der heißeren Fläche [K]
T₂=absolute Temperatur der kälteren Fläche [K]

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeübertragung durch Strahlung von der beheizten Wandung des Sterilisationsdruckbehälters auf die Verpackungseinheiten erheblich zu verbessern, indem sowohl die Wandung des Druckbehälters als auch die der Verpackungseinheiten mit einer Oberfläche versehen werden, die eine höhere Wärmeabstrahlung bzw. Wärmeabsorption bewirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenwand des Sterilisierdruckbehälters durch Lackierung oder Eloxierung mit einer Oberfläche versehen wird, deren Strahlungszahl annähernd dem "absolut schwarzen Körper" entspricht, insbesondere mindestens 3,0 beträgt.

Da eine dunkle Oberfläche sowohl die Wärmeabstrahlung als auch die Wärmeabsorption fördert, ist es vorteilhaft, auch die Sterilisierungscontainer mit einer entsprechenden Oberfläche zu versehen.

Die Abb. 1 zeigt an einem typischen Beispiel die Verhältnisse in einer Sterilisierkammer.

Die zu sterilisierenden Güter 1 (z. B. Operationsinstrumente) werden in einem Sterilisierkorb 2 angeordnet und in einen Container 3 gestellt. Der Container ist mit einem Deckel 4 verschlossen, der über Öffnungen verfügt, über die der Dampf eindringen kann. Auf Profilen 5 oder einem Tablar, die an der Innenseite der Sterilisierkammer 6 befestigt sind, wird der Container in der Sterilisierkammer abgestellt. Die Sterilisierkammer ist von einem Doppelmantel umgeben, der in allen Phasen des Sterilisationszyklusses mit Dampf beheizt ist.

Das während der Aufheizphase angefallene Kondensat 8 sammelt sich am Boden des Containers.

Da die Wärmeleistung [kW] sich direkt proportional zur Strahlungszahl verhält, wie aus der obigen Gleichung zu ersehen ist, kann bei Wahl einer mattschwarzen Oberfläche an der Kammerwand und an den Containern eine ca. 5mal so gute Wärmeübetragung von der Wand der Sterilisierkammer auf die Container erreicht werden als bei bisher üblicher Gestaltung der Oberflächen. Damit kann die Verdampfung von Kondensat am Containerboden erheblich gefördert werden.

Falls der Container auf einem Tablar steht, ist es vorteilhaft, auch diese mattschwarz auszuführen.

Falls der Sterilisierkorb nicht in einem Container untergebracht ist, sondern in sogenanntes Sterilisierpapier eingeschlagen ist, sollte auch dieses in dunkler Farbe ausgeführt sein.

Claims

Dampfsterilisator mit verbesserter Trocknungswirkung, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Oberfläche der Behandlungskammer- Innenseite, als auch die Oberfläche der Verpackungseinheiten durch Lackierung oder Eloxierung so gestaltet werden, daß ihre Strahlungszahl C möglichst nahe der des absoluten schwarzen Körpers ist, insbes. mindestens 3,0 beträgt.