ES2235136T3 - Sistema y metodo de descontaminacion de bucle cerrado de funcionamiento en continuo. - Google Patents
Sistema y metodo de descontaminacion de bucle cerrado de funcionamiento en continuo.Info
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Abstract
Un sistema de descontaminación de fase vapor de bucle cerrado y flujo pasante que incluye una cámara sellable (10) que tiene un orificio (12) de entrada y un orificio (14) de salida, un circuito (16) de bucle cerrado para paso de fluido que tiene un primer extremo conectado para paso de fluido con el orificio de salida de la cámara que proporciona un camino para recircular un gas portador al interior, a través de y al exterior de la cámara (10), unos medios (22 a, 22b) para circular gas a través del circuito de bucle cerrado para paso de fluido, un vaporizador (18) conectado para paso de fluido al circuito para paso de fluido adyacente al orificio (12) de entrada para descargar un vapor descontaminante al gas portador recirculante, caracterizado por: un monitor (44) de temperatura para vigilar la temperatura en la cámara (10); un monitor (40) de caudal para vigilar un caudal del gas portador; el vaporizador que tiene un camino interno sinuoso entre una entrada de recepción de gas portador yel orificio de entrada a la cámara sellable; unos medios de calentamiento (60, 61, 62) dispuestos al menos en uno de los siguientes lugares: (a ) aguas arriba de la entrada del vaporizador; (b) a lo largo y en la parte externa al camino sinuoso, y (c ) entre el vaporizador y la cámara; una unidad de tratamiento (42) que recibe las salidas de los monitores de temperatura y de caudal (40, 44) y controla a los medios de calentamiento (60, 61, 62) de acuerdo con las mismas para controlar al menos una temperatura del vapor descontaminante y del gas portador.
Description
Sistema y método de descontaminación de bucle
cerrado de funcinamiento en continuo.
La presente solicitud se refiere a un sistema y
un método de descontaminación de fase de vapor. En particular, se
aplica a sistemas del tipo de flujo pasante o de bucle cerrado, y
se describirá con referencia particular a los mismos.
Los instrumentos médicos, farmacéuticos y
biológicos reusables generalmente se esterilizan antes de cada uso.
Adicionalmente, los recipientes reusables empleados en aplicaciones
médicas, farmacéuticas y biológicas, tales como guantes e
incubadoras, generalmente se esterilizan antes de cada uso. En las
instalaciones y aplicaciones donde se usan estos tipos de
instrumentos y recipientes varias veces al día, es importante
conseguir la esterilización de un modo eficiente y económico. Se
han desarrollado varios métodos para descargar un esterilizante en
fase vapor a un recinto o cámara para esterilizar una carga o el
anterior de los mismos. En una opción, la solución de "alto
vacío", se usa un alto vacío del orden de un Torr o menor para
introducir un esterilizante líquido en un vaporizador con calor.
Una vez vaporizado, el vapor esterilizante se descarga en una
cámara evacuada y herméticamente cerrada. En otra opción, la
solución de "flujo pasante", el vapor esterilizante se mezcla
con un gas portador que transporta al vapor esterilizante al
interior, a través de y fuera de la cámara. Generalmente la cámara
está casi a la presión atmosférica, pero podría estar a una presión
positiva o negativa.
La patente de EE.UU. Nº 4.956.145, expedida el 11
de septiembre de 1990, describe un método de alto vacío de
esterilización de fase vapor en el que una concentración
predeterminada de peróxido de hidrógeno en fase vapor se mantiene
en una cámara evacuada y herméticamente cerrada. La cantidad de
vapor esterilizante inyectada a la cámara se regula o ajusta de
modo que se tenga en cuenta la descomposición en el transcurso del
tiempo del vapor esterilizante de peróxido de hidrógeno en agua y
oxígeno en el sistema cerrado. En otra solución, ilustrada en las
patentes de EE.UU. Nº 5.445.792 y Nº 5.508.009, un porcentaje
predeterminado de saturación se mantiene en una esterilización de
sistema abierto, de flujo pasante. El régimen de inyección de vapor
de peróxido de hidrógeno en el gas portador se regula o ajusta en
respuesta a características predeterminadas del gas portador.
Asimismo, se han desarrollado otros sistemas para llevar a cabo la
esterilización de fase vapor. En la patente de EE.UU. Nº 4.909.999,
expedida el 20 de marzo de 1990, se describe un sistema abierto de
flujo pasante diseñado para manejar la descarga de los vapores
esterilizantes residuales.
La patente de EE.UU. Nº 5.173.258, expedida el 22
de diciembre de 1992, describe otro sistema de flujo pasante en el
que se introduce peróxido de hidrógeno en fase vapor en un flujo
recirculante y cerrado de gas portador. El vapor de peróxido de
hidrógeno se introduce y mantiene en una concentración
preseleccionada elegida de modo que se optimice el ciclo de
esterilización. Un secador deshumidifica el flujo recirculante,
preferiblemente hasta al menos un 10% de humedad relativa, para
impedir la acumulación de humedad resultante de la descomposición
del vapor de peróxido de hidrógeno en el transcurso del tiempo.
Mediante la eliminación de la acumulación de humedad, el sistema
puede mantener la cámara de esterilización en concentraciones
mayores de vapor de peróxido de hidrógeno durante períodos de
tiempo más largos. El gas pre-secado acepta más
vapor esterilizante. Además, para evitar la condensación del vapor
esterilizante, preferiblemente se reduce la humedad relativa en el
interior de la cámara, hasta al menos alrededor del 10%, antes de
introducir el vapor esterilizante. Una vez que se ha completado la
descomposición, el recinto se puede rehumidificar o acondicionar si
se desea para la aplicación seleccionada. Aunque los métodos y
sistemas anteriormente descritos proporcionan ciclos efectivos de
esterilización, existe una necesidad de perfeccionar adicionalmente
y de aumentar el rendimiento de la esterilización.
En un aspecto, el presente invento proporciona un
sistema de descontaminación de fase de vapor del tipo de flujo
pasante y bucle cerrado que incluye una cámara que se puede cerrar
herméticamente que tiene un orificio de entrada y un orificio de
salida, un circuito para paso de fluido en bucle cerrado que tiene
un primer extremo conectado para paso de fluido con el orificio de
salida de la cámara que proporciona un camino para recircular un
gas portador en el interior, a través, y fuera de la cámara, unos
medios para recircular gas a través del circuito de paso de fluido
de bucle cerrado, y un vaporizador conectado para paso de fluido al
circuito de paso de fluido adyacente al orificio de entrada para
descargar un vapor descontaminante al gas portador recirculante,
cuyo sistema se caracteriza
por:
por:
un monitor para vigilar al menos uno de los
parámetros de temperatura, humedad relativa, y concentración del
vapor descontaminante en la cámara;
el vaporizador que tiene un camino interno
sinuoso entre una entrada de recepción de gas portador y el
orificio de entrada a la cámara herméticamente sellable;
unos medios de calentamiento dispuestos al menos
en uno de los siguientes lugares: ( a) aguas arriba de la entrada
del vaporizador, (b) a lo largo y externos al camino sinuoso, y (
c) entre el vaporizador y la cámara;
una unidad de tratamiento que recibe las salidas
del monitor y controla los medios de calentamiento, de acuerdo con
las mismas, para controlar al menos una temperatura del vapor
descontaminante y del gas portador.
En otro aspecto, el presente invento proporciona
un método de descontaminación en fase vapor de flujo pasante y
bucle cerrado que incluye recircular un gas portador a un orificio
de entrada de una cámara sellable, a través de la cámara sellable,
salir por un orificio de salida de la cámara sellable, y desde el
orificio de salida de la cámara sellable alrededor de un circuito de
paso de fluido de bucle cerrado de retorno al orificio de entrada
de la cámara sellable, y descargar un vapor descontaminante al gas
portador recirculante aguas arriba del orificio de entrada de la
cámara, caracterizado por:
vigilar al menos uno de los parámetros de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor
descontaminante en la cámara;
vaporizar con calor un líquido descontaminante a
lo largo de un camino sinuoso para formar el vapor
descontaminante;
calentar una parte del circuito de paso de fluido
a lo largo de al menos uno de los siguientes lugares: (a) aguas
arriba del vaporizador, para controlar la temperatura y la
capacidad de absorción de vapor del gas portador que entra al
vaporizador, (b) un gradiente de temperatura a lo largo del camino
sinuoso, y (c) entre el camino sinuoso y la cámara para mantener el
gas portador y el vapor descontaminante a una temperatura elevada
que inhiba la condensación.
Todavía más ventajas del presente invento
resultarán aparentes a los expertos en la técnica tras la lectura y
comprensión de la siguiente descripción detallada de las
realizaciones preferidas.
El invento puede llevarse a cabo en diversos
componentes y disposiciones de componentes, y en diversas etapas y
disposiciones de etapas. Los dibujos son únicamente a título
ilustrativo de una realización preferida, y no se considerarán como
limitativos del invento.
La Figura 1 es un gráfico que muestra ejemplos de
valores de descontaminación (en adelante valores D) de un intervalo
de concentraciones de peróxido de hidrógeno;
La Figura 2 es un gráfico que muestra ejemplos de
valores D de un intervalo de porcentajes de saturación de peróxido
de hidrógeno;
La Figura 3 es un gráfico que muestra las
concentraciones de esterilizante y los porcentajes de saturación de
esterilizante en el transcurso de un ciclo de esterilización para
un método de esterilización de bucle cerrado y flujo pasante de la
técnica anterior, que mantiene una concentración predeterminada de
vapor esterilizante;
La Figura 4 es un gráfico que muestra las
concentraciones de esterilizante y los porcentajes de saturación de
esterilizante en el transcurso de un ciclo de esterilización para
el método de esterilización del presente invento, que mantiene un
porcentaje predeterminado de saturación de vapor esterilizante;
La Figura 5 es un gráfico que compara las tasas
de exterminación de bacterias en el transcurso de un ciclo de
esterilización para los métodos de esterilización de las Figuras 3
y 4;
La Figura 6 es una ilustración esquemática de una
realización del sistema de bucle cerrado, flujo pasante y
funcionamiento continuo del presente invento;
La Figura 7 es una ilustración esquemática de
otra realización del sistema de bucle cerrado, flujo pasante y
funcionamiento continuo del presente invento;
La Figura 8 es una ilustración esquemática del
vaporizador descontaminante de líquidos, que incluye calentadores
del vaporizador; y,
La Figura 9 es una parte de vista recortada de
las ilustraciones de las Figuras 7 y 8, que ilustran
esquemáticamente los precalentadores de gas portador instalados en
serie.
Se entenderá que el término
"descontaminación" incluye la esterilización, la desinfección
y el saneamiento. Para los fines de describir las realizaciones
preferidas en la presente memoria, el objetivo descrito será la
esterilización.
El vapor esterilizante comprende preferiblemente
peróxido de hidrógeno generado a partir de un
30-35% en peso de solución acuosa de peróxido de
hidrógeno. El gas portador comprende preferiblemente aire. Se
contempla que puedan usarse también otros esterilizantes de gases
condensables y otros portadores de gases inertes, tales como
nitrógeno. Para los fines de describir las realizaciones
preferidas, el gas portador y el vapor esterilizante serán
respectivamente aire y peróxido de hidrógeno en fase vapor,
generado a partir de una solución acuosa de peróxido de
hidróge-
no.
no.
En el método, un flujo de gas portador se
recircula en un circuito de conducto de bucle cerrado que conduce
al interior, a través de y fuera de una cámara sellable de
esterilización. Un esterilizante líquido se vaporiza y descarga al
flujo de gas portador que entra en la cámara, y luego se convierte a
una forma adecuada para su distribución después de salir de la
cámara, es decir, agua y oxígeno en el caso de un esterilizante de
peróxido de hidrógeno.
El método cumple el objetivo de optimizar la
esterilización mediante la vigilancia de los parámetros de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor de la
cámara. El gas portador se seca luego sólo parcial y selectivamente
en respuesta a estos parámetros, para mantener en la cámara de
esterilización un porcentaje predeterminado de saturación de vapor
esterilizante. Se define como porcentaje de saturación, a la
relación entre la concentración real de vapor esterilizante y la
concentración de punto de rocío de vapor esterilizante.
En el método del presente invento, la
concentración de vapor de agua del gas portador que entra en la
cámara podría ser mayor que la que previamente se obtuvo o deseó.
Todavía, se pueden obtener capacidades superiores de exterminación
de bacterias y una esterilización más eficiente.
El perfeccionamiento aportado por el presente
invento se puede apreciar a la vista de las Figuras 1 y 2. La
Figura 1 ilustra la relación entre el valor D para el Bacillus
sterothermophilus y concentraciones de vapor esterilizante de
peróxido de hidrógeno que abarcan desde 1,5 mg/l hasta 3,7 mg/l. El
porcentaje de saturación se mantiene constante en el valor 80%. Como
se indica, el rendimiento de la esterilización aproximadamente se
duplica (el valor de D se divide por la mitad) cuando se duplica la
concentración.
En los sistemas de bucle cerrado y flujo pasante
de la técnica anterior se reconocía la relación anteriormente
indicada, y se intentó maximizar la concentración de vapor
esterilizante en el gas portador que circula al interior de la
cámara de esterilización. Sin embargo, la cantidad de esterilizante
que se puede inyectar en un gas portador es limitada, por
consideraciones del punto de rocío. La Tabla 1 presenta las
concentraciones de punto de rocío para un 35% de peróxido de
hidrógeno que se vaporiza por vaporización súbita (según se describe
en la patente de EE.UU. Nº 4.642.165) en un recinto con la
temperatura y humedad relativa del aire que aparecen en la
tabla.
| Temperatura | Humedad relativa en el recinto | |||
| en el recinto | 0º | 10º | 20º | 30º |
| 15ºC | 1,103 | 0,903 | 0,731 | 0,585 |
| 20ºC | 1,562 | 1,284 | 1,044 | 0,839 |
| 25ºC | 2,184 | 1,805 | 1,477 | 1,185 |
| 30ºC | 3,008 | 2,497 | 2,051 | 1,651 |
| 35ºC | 4,097 | 3,410 | 2,810 | 2,270 |
| 40ºC | 5,485 | 4,599 | 3,803 | 3,081 |
La Figura 2 ilustra la relación entre el valor de
D para el Bacillus sterothermophilus y la concentración del
vapor de peróxido de hidrógeno mantenida en 1,6 mg/l. Como se ha
indicado, el rendimiento de la esterilización casi se cuadruplica
(el valor D va desde 4 hasta casi 1) cuando el porcentaje de
saturación de vapor esterilizante ha alcanzado un valor de un poco
más del doble. Mediante el control del porcentaje de saturación
independientemente de la concentración, el presente invento obtiene
una esterilización significativamente perfeccionada.
Las Figuras 3 a 5 ilustran los resultados
perfeccionados obtenidos con el presente invento. La Figura 3
ilustra una representación gráfica típica de concentración de vapor
esterilizante y porcentajes de saturación para un ciclo de
esterilización de la técnica anterior que intenta maximizar la
concentración. La Figura 4 ilustra una representación gráfica
típica de la concentración de vapor esterilizante y porcentajes de
saturación para el presente invento. El porcentaje de saturación es
inferior al 70% durante la primera mitad del ciclo de
esterilización de la técnica anterior. En el presente invento, el
porcentaje de saturación es inferior al 70% solamente para los diez
primeros minutos del ciclo de esterilización, y es de alrededor del
90% para la mayor parte del ciclo.
Se puede determinar la capacidad de exterminación
para un ciclo de esterilización representando gráficamente la tasa
instantánea de exterminación en función del tiempo para un ciclo de
esterilización, y calculando el área del recinto subtendido por la
curva. En la Figura 5 se han representado gráficamente las tasas de
exterminación para el sistema de la técnica anterior y para el
presente invento, usando los valores de D de la Figura 2 y las
curvas de las Figuras 3 y 4. El área cuadriculada muestra la
capacidad de exterminación significativamente perfeccionada para el
presente invento.
A continuación se describe el método del invento
con referencia adicional al ejemplo de sistema ilustrado en la
Figura 6. Como se muestra en la figura, el sistema de
esterilización de fase vapor con flujo pasante del invento incluye
una cámara sellable (10) que tiene un orificio (12) de entrada y un
orificio (14) de salida. Un circuito (16) de conducto o de paso de
fluido está conectado para paso de fluido a los orificios de la
cámara con el fin de proporcionar un camino de flujo de bucle
cerrado para recircular un gas portador que entra, atraviesa y sale
de la cámara (10).
El sistema incluye también una unidad (18) de
vaporizador de esterilizante líquido para descargar esterilizante
líquido vaporizado al flujo de gas portador. La unidad (18) de
vaporizador está conectada para paso de fluido al circuito de
conducto entre la unidad de secado y el orificio de entrada a la
cámara. El esterilizante líquido preferiblemente se pulveriza en un
atomizador (56) conectado para paso de fluido al vaporizador (18),
y se descarga al vaporizador en la forma de una fina neblina, para
aumentar la probabilidad de una vaporización completa.
Como se ha ilustrado en las Figuras 7 y 8, se
emplean preferiblemente una serie de calentadores espaciados (60),
(61) y (62) de vaporizador de potencias decrecientes para
proporcionar un gradiente de calor desde la parte superior hasta la
parte inferior del vaporizador (18) cuando el esterilizante es un
vapor sensible al calor, tal como el vapor de peróxido de
hidrógeno. La mayor parte de la vaporización súbita del
esterilizante líquido y de la neblina tiene lugar en la parte más
alta del camino sinuoso (64)del vaporizador. A medida que la
mezcla de vapor y líquido desciende a través del camino sinuoso,
los calentadores de potencia más baja suministran menos calor en la
parte central y en la parte del fondo del vaporizador, con el fin
de no degradar el vapor ya formado, y de vaporizar cualquier
líquido remanente. Preferiblemente, los calentadores están
espaciados y son controlables en grupos de dos (60 a 60b; 61a y 61b;
62a y 62b). Por ejemplo, donde existe un caudal elevado de aire y
vapor atravesando el vaporizador, todos los calentadores pueden
estar conectados. Donde existe un caudal pequeño, se pueden
desconectar selectivamente algunos de los calentadores.
Adicionalmente, el sistema incluye un convertidor
(20) para convertir el vapor esterilizante a una forma adecuada
para descarga, y conectado para paso de fluido al circuito de
conducto aguas abajo del orificio (14) de salida de la cámara.
Cuando el vapor esterilizante es peróxido de hidrógeno, el
convertidor (20) preferiblemente comprende un convertidor
catalítico para descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y
oxígeno.
El sistema incluye también una unidad (22a) y
(22b) de ventilación de impulsión y una unidad (24) de secado
ajustable, cada una de ellas conectada para paso de fluido al
circuito de conducto. La unidad de ventilación de impulsión sirve
para impulsar o forzar al gas portador alrededor del camino del
flujo de bucle cerrado. Como se ha ilustrado en la Figura 7 y se
describe adicionalmente más adelante, el sistema incluye una unidad
adicional (70) de ajuste fino de presión de la cámara, conectada
para paso de fluido al circuito de conducto, que se puede usar para
el ajuste fino de la presión en el camino del flujo mediante la
adición de diminutas cantidades de aire atmosférico o la extracción
de cantidades diminutas del gas portador en el circuito de
conducto. Esta unidad se emplea preferiblemente cuando se usan
flujos de gas portador que tienen caudales elevados, y la unidad se
puede usar para el ajuste fino de la presión en el recinto sin
cambiar la velocidad de los ventiladores de impulsión de la unidad
de ventilación de impulsión.
Al menos un calentador (58) está conectado para
paso de fluido al circuito de conducto aguas abajo de la unidad
(24) de secado, con el fin de controlar la temperatura del gas
portador que entra al vaporizador (18). Como se ha ilustrado en las
Figuras 7 y 9, preferiblemente se instalan al menos dos calentadores
(58a) y (58b) de diferentes potencias, conectados en serie para
paso de fluido. Los calentadores son controlables con independencia
mediante la unidad (42) de tratamiento (descrita más adelante),
basándose en el caudal de gas portador detectado por el detector
(40) de caudal y en el régimen conocido de inyección de
esterilizante al vaporizador. Por tanto, se pueden activar
selectivamente los calentadores para precalentar el gas portador a
una temperatura deseada. Por ejemplo, en condiciones de bajo caudal
(menos de 568 dm^{3} estándar por minuto, 20 pies cúbicos
estándar por minuto o SCFM) y/o bajos regímenes de inyección, se
conecta selectivamente un calentador de pequeña potencia. En
condiciones de caudales de valores medios (568-1136
dm^{3} estándar por minuto, 20-40 pies cúbicos
estándar por minuto o SCFM), y/o regímenes de inyección de valores
medios, se puede usar selectivamente un calentador de mayor
potencia. En condiciones de caudales elevados
(1136-1988 dm^{3} estándar por minuto,
40-70 pies cúbicos estándar por minuto o SCFM), se
puede usar selectivamente una combinación de calentadores de alta y
baja potencia. Los calentadores pueden funcionar también por
impulsos de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN mediante la unidad de tratamiento,
en respuesta a una temperatura detectada por el detector (44) de
temperatura, para mantener una temperatura deseada del gas
portador.
La unidad (24) de secado ajustable sirve para
extraer selectivamente la humedad del flujo de gas portador que
entra a la cámara. La unidad de secado comprende preferiblemente
una válvula variable (26) que tiene un camino (A-B)
de primer flujo y un camino (B-C) de segundo flujo
y un secador (28) de aire regenerativo que tiene un orificio (30)
de entrada y un orificio (32) de salida. El secador (28) de aire
está instalado aguas abajo de la válvula variable (26). Una tubería
(34) de primer flujo de fluido conecta el camino de primer flujo de
fluido al orificio (30) de entrada del secador, mientras que una
tubería (36) de segundo flujo de fluido está en derivación con el
secador (28) y se conecta al circuito de conducto aguas abajo de la
unidad de secado. Mediante la variación de la cantidad de flujo que
circula por los caminos del primero y segundo de flujo de la
válvula, se puede dirigir una parte seleccionada del flujo de gas
portador para conectarla en derivación al secador (28).
Alternativamente, se puede ajustar directamente un régimen de
secado, por ejemplo, condensación de vapor de agua, mediante el
secador (28). De este modo, se puede regular o ajustar la humedad
del gas portador (es decir, el gas portador se puede secar
selectivamente) para mantener un porcentaje predeterminado de
saturación de vapor esterilizante en la cámara a medida que
transcurre el ciclo de esterilización.
Aguas abajo del convertidor (20) está instalado
un primer detector (50) de humedad para medir la humedad absoluta
del flujo de aire que sale del convertidor (20). Aguas abajo del
secador (28) de aire está instalado un segundo detector (52) de
humedad para medir la humedad absoluta del flujo de aire que sale
del secador (28) de aire. Suponiendo, por ejemplo, que la corriente
de aire que sale del convertidor tiene una humedad de 11,5 mg/l y
que el secador de aire reduce la humedad de la corriente de aire
que pasa a través de él a 2,3 mg/l, entonces, la humedad de la
corriente de aire que entra en el vaporizador se puede calcular
como se indica en la Tabla 2.
| Fracción derivada | Fracción secada | Humedad absoluta de corriente de aire |
| (lectura del detector 52 de humedad) | ||
| 0 | 1,0 | 2,3 mg/litro |
| 0,1 | 0,9 | 3,22 |
| 0,2 | 0,8 | 4,14 |
| 0,3 | 0,7 | 5,06 |
| 0,4 | 0,6 | 5,98 |
| 0,5 | 0,5 | 6,9 |
| 0,6 | 0,4 | 7,82 |
| 0,7 | 0,3 | 8,74 |
| 0,8 | 0,2 | 9,66 |
| 0,9 | 0,1 | 10,58 |
| 1,0 | 0 | 11,5 |
La unidad de ventilación de impulsión comprende
preferiblemente un primer ventilador (22a) de impulsión instalado
aguas arriba y un segundo ventilador (22b) de impulsión instalado
aguas abajo de la unidad de secado. Con más preferencia, los
ventiladores de impulsión se pueden ajustar basándose en la
realimentación desde detectores (38) y (40) de caudal para
suministrar una presión ligeramente negativa o positiva dentro de
la cámara (10) de esterilización, según se controle mediante un
transductor (54) de presión.
La unidad (70) de ajuste fino de presión de la
cámara, ilustrada en la Figura 7, comprende preferiblemente una
tubería (72) de aire, situada aguas arriba del ventilador de
impulsión (22a), que conecta para paso de fluido el circuito de
conducto al aire atmosférico por medio de la válvula (74) de dos
vías y de la válvula (76) de tres vías. La válvula (76) de tres
vías está conectada para paso de fluido a una bomba (78). Cuando no
se está usando la unidad de ajuste de presión, la válvula (74) está
cerrada y la válvula (76) se ha conmutado para cerrarse a la
corriente de gas portador que circula por el circuito de conducto.
Cuando hay que extraer una cantidad diminuta de gas portador del
camino de la corriente de gas portador, la bomba (78) extrae una
pequeña cantidad de aire de la corriente de aire de proceso. Cuando
hay que añadir una cantidad diminuta de aire atmosférico a la
corriente de gas portador, se cierra la válvula (76) y se abre
momentáneamente la válvula (74). Las operaciones de adición y
extracción pueden continuar de un modo oscilante hasta que se
alcance el valor de presión deseado en el recinto, en cuyo momento
se desactiva la unidad de ajuste fino de presión. La activación o
desactivación de la unidad se controla mediante la unidad de
tratamiento basándose en la realimentación desde al menos un
detector (54) de presión.
Adicionalmente, el sistema incluye una unidad
(42) de tratamiento para vigilar los tres parámetros siguientes
dentro de la cámara de esterilización durante la esterilización: 1)
la temperatura, 2) la humedad relativa, y 3) la concentración de
vapor esterilizante. La unidad de tratamiento determina o selecciona
también el grado de secado del gas portador en respuesta a estos
tres parámetros, a fin de mantener un porcentaje predeterminado de
saturación del vapor esterilizante durante la esterilización.
La unidad de tratamiento podría incluir también
un detector (44) de temperatura, un detector (46) de humedad
relativa, y un detector (48) de concentración de vapor instalados
dentro de la cámara (10) para vigilar directamente la temperatura,
la humedad relativa y la concentración en el interior de la cámara.
Como alternativa, la unida de tratamiento podría incluir medios para
vigilar indirectamente estos parámetros. La concentración de vapor
se puede vigilar indirectamente mediante cálculos basados en el
caudal medido de aire y en el régimen de inyección de vapor
esterilizante. La humedad relativa se puede vigilar indirectamente
usando el detector (50) de humedad situado aguas abajo del
convertidor, con el fin de medir la humedad absoluta del flujo de
aire de salida. De ese valor se resta el valor de fondo de la
humedad. Luego, se puede consultar una tabla estándar del punto de
rocío del vapor de agua para obtener la humedad relativa para la
diferencia en la temperatura de la cámara.
Las realizaciones preferidas del invento se
ilustran adicionalmente por los ejemplos siguientes, en los que se
sometió a una evaporación súbita una solución acuosa de peróxido de
hidrógeno al 35%:
La temperatura de la cámara es de 35ºC, la
humedad relativa es del 20%, y la concentración del vapor
esterilizante es de 2,27 mg/l. Refiriéndose a la Tabla 1 o a otro
cuadro disponible de concentraciones de punto de rocío, se determina
que la concentración de punto de rocío del vapor esterilizante es
2,810 mg/l. Por tanto, el porcentaje de saturación es el 80%.
De acuerdo con el presente invento, la humedad
del gas portador que entra en la cámara se ajusta cambiando la
posición de la válvula variable para dejar en derivación una
fracción mayor de aire, de tal manera que la humedad relativa del
recinto llegue a ser el 30%. De acuerdo con el cuadro de
concentraciones de punto de rocío, la concentración de punto de
rocío es ahora 2,27 mg/l. Entonces, el porcentaje de saturación
pasa a ser el 100%.
La temperatura de la cámara es de 40ºC y la
concentración del vapor esterilizante es 3,081 mg/l, calculada
basándose en el caudal de aire y en el régimen de descarga de vapor
esterilizante. El detector (50) de humedad indica que la humedad
absoluta en la corriente de aire de retorno es 15,94 mg/l. Para el
esterilizante vaporizado por vaporización súbita, la solución acuosa
contribuye con una humedad de 10,22 mg/l o (65/35) x 3,081 mg/l.
Restando este valor de la humedad absoluta se obtienen 15,94 - 5,72
mg/l = 10,22 mg/l de humedad de fondo. Refiriéndose a una tabla de
puntos de rocío, a 40ºC esto resulta en una humedad relativa del
20%. A 40ºC y una humedad relativa del 20%, la concentración de
punto de rocío del vapor esterilizante es 3,803 mg/l. Esto
significa que el porcentaje de saturación calculado es el 81%.
Se cambia la posición de la válvula variable para
derivar una fracción mayor de flujo de aire alrededor del secador
de aire. La humedad de fondo en la corriente de aire de retorno en
las condiciones de punto de rocío a 40ºC, para una concentración de
vapor de peróxido de hidrógeno de acuerdo con la Tabla 1, es el
30%. La humedad absoluta correspondiente a una humedad relativa de
fondo del 30% se obtiene del modo siguiente:
- HA (Humedad absoluta) = (65/35) x 3,081 mg/l + 15,35 mg/l = 21,08 mg/l. Repitiendo los cálculos anteriores para la nueva humedad absoluta se ve que el porcentaje de saturación es el 100%. De ese modo, mediante el aumento de la humedad del gas portador desde el 20% al 30%, la cámara alcanza el 100% de esterilización, mejorando enormemente la esterilización.
Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión
basándose en la realimentación desde el detector (40) de caudal
para suministrar un caudal de aire de 2.514 dm^{3} por minuto (50
CFM). Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión para suministrar
un caudal menor de aire. Se aumenta (o se disminuye) la velocidad de
rotación del ventilador (22a) de impulsión basándose en la lectura
del transductor (54) de presión. De ese modo, se mantiene una
presión ligeramente positiva (5,08 mm de columna de agua \leq P
\leq 50,8 mm de columna de agua) (0,2 pulgadas de columna de agua
\leq P \leq 2 pulgadas de columna de agua) en el recinto
semi-sellado mientras se mantengan los valores
deseados de caudal de aire, concentración del vapor esterilizante y
porcentaje de saturación.
Se ajusta el ventilador (22a) de impulsión
basándose en la realimentación desde el detector (38) de caudal
para suministrar un caudal de aire de 2.514 dm^{3} por minuto (50
CFM). Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión para suministrar
un caudal menor de aire. Se aumenta (o se disminuye) la velocidad de
rotación del ventilador de impulsión basándose en la lectura del
transductor (54) de presión. De ese modo se mantiene una presión
ligeramente negativa (5,08 mm de columna de agua \leq P \leq -
3,3 mm de columna de agua) (0,2 pulgadas de columna de agua \leq
P \leq -0,13 pulgadas de columna de agua) en el recinto
semi-sellado mientras se mantengan los valores
deseados de caudal de aire, concentración de vapor esterilizante y
porcentaje de saturación.
Claims (13)
1. Un sistema de descontaminación de fase vapor
de bucle cerrado y flujo pasante que incluye una cámara sellable
(10) que tiene un orificio (12) de entrada y un orificio (14) de
salida, un circuito (16) de bucle cerrado para paso de fluido que
tiene un primer extremo conectado para paso de fluido con el
orificio de salida de la cámara que proporciona un camino para
recircular un gas portador al interior, a través de y al exterior
de la cámara (10), unos medios (22a, 22b) para circular gas a
través del circuito de bucle cerrado para paso de fluido, un
vaporizador (18) conectado para paso de fluido al circuito para paso
de fluido adyacente al orificio (12) de entrada para descargar un
vapor descontaminante al gas portador recirculante,
caracterizado por:
un monitor (44) de temperatura para vigilar la
temperatura en la cámara (10);
un monitor (40) de caudal para vigilar un caudal
del gas portador;
el vaporizador que tiene un camino interno
sinuoso entre una entrada de recepción de gas portador y el
orificio de entrada a la cámara sellable;
unos medios de calentamiento (60, 61, 62)
dispuestos al menos en uno de los siguientes lugares: (a) aguas
arriba de la entrada del vaporizador; (b) a lo largo y en la parte
externa al camino sinuoso, y (c) entre el vaporizador y la
cámara;
una unidad de tratamiento (42) que recibe las
salidas de los monitores de temperatura y de caudal (40, 44) y
controla a los medios de calentamiento (60, 61, 62) de acuerdo con
las mismas para controlar al menos una temperatura del vapor
descontaminante y del gas portador.
2. El sistema según se ha reivindicado en la
Reivindicación 1, caracterizado además por:
un secador ajustable (24) conectado para paso de
fluido con el circuito (16) de paso de fluido aguas arriba del
vaporizador (18) para secar el gas recirculado que entra al
vaporizador a una humedad seleccionada.
3. El sistema según se ha reivindicado en
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 1 y 2,
caracterizado además por:
una tubería (72) conectada para paso de fluido
entre el bucle de paso de fluido y una fuente externa de gas
portador;
una válvula (76) conectada con la tubería para
controlar el paso de gas portador a través de la misma;
un monitor (54) para vigilar la presión de la
cámara;
la unidad de tratamiento (42) que además controla
a la válvula (76) de acuerdo con la presión vigilada de la cámara
para añadir y extraer selectivamente gas portador del circuito (16)
de paso de fluido de acuerdo con la presión vigilada.
4. El sistema como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 1 a 3,
caracterizado además por:
los medios de calentamiento que están situados
aguas arriba del vaporizador para ajustar una temperatura y una
capacidad de absorción de vapor del gas portador que entra al
vaporizador.
5. El sistema como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 1 a 3,
caracterizado además por:
los medios de calentamiento que están situados
aguas abajo del vaporizador para mantener la temperatura del gas
portador y del vapor entre el vaporizador y la cámara y para
impedir la condensación de vapor.
6. El sistema como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 1 a 3,
caracterizado además por:
la unidad de tratamiento que controla a los
medios de calentamiento para proporcionar un gradiente seleccionado
de temperatura desde la parte superior hasta la parte inferior del
vaporizador.
7. El sistema como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 1 a 6,
caracterizado además porque:
el descontaminante es peróxido de hidrógeno.
8. Un método de descontaminación de fase vapor de
flujo pasante y bucle cerrado que incluye recircular un gas
portador a un orificio (12) de entrada de una cámara sellable (10),
a través de la cámara sellable, salir por un orificio (14) de
salida de la cámara sellable, y desde el orificio de salida de la
cámara sellable alrededor de un circuito (16) de paso de fluido de
bucle cerrado de retorno al orificio de entrada de la cámara
sellable, descargar (18) un vapor descontaminante al gas portador
recirculante aguas arriba del orificio de entrada de la cámara,
caracterizado además por:
vigilar (44) al menos una temperatura, y un
caudal (40) del gas portador en la cámara;
vaporizar (18) con calor un líquido
descontaminante a lo largo de un camino sinuoso para formar el
vapor descontaminante;
en respuesta a la temperatura y caudal vigilados,
calentar selectivamente (60, 61, 62) una parte del circuito de paso
de fluido a lo largo de al menos uno de los lugares siguientes: (a)
aguas arriba del vaporizador para controlar la temperatura y la
capacidad de absorción de vapor del gas portador que entra al
vaporizador, (b) un gradiente de temperatura a lo largo del camino
sinuoso, y (c) entre el camino sinuoso y la cámara para mantener al
gas portador y al vapor descontaminante en una temperatura elevada
que inhiba la condensación.
9. El método como se ha reivindicado en la
Reivindicación 8, caracterizado además por:
secar (24) selectivamente el gas portador aguas
arriba de la descarga del vapor descontaminante de acuerdo con la
temperatura, humedad relativa y concentración de vapor contaminante
vigiladas, para mantener un porcentaje de saturación predeterminado
del vapor descontaminante en la cámara.
10. El método como se ha reivindicado en
cualquiera de las dos Reivindicaciones 8 y 9, caracterizado
además por:
vigilar (54) la presión en la cámara;
introducir y extraer selectivamente gas portador
del circuito (16) de paso de fluido de bucle cerrado de acuerdo con
la presión vigilada.
11. El método como se ha reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes 8 a 10,
caracterizado además por:
en respuesta a la vigilancia, controlar el
calentamiento para establecer un perfil térmico seleccionado de
aguas arriba de la entrada del vaporizador al orificio (12) de
entrada de la cámara.
12. El método como se ha reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones 8 a 11, caracterizado
además por:
controlar los medios de calentamiento para
proporcionar un gradiente seleccionado de temperatura desde la
parte superior hasta la parte inferior del vaporizador.
13. El método como se ha reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones 8 a 12, caracterizado
además porque:
el descontaminante es peróxido de hidrógeno.
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