ES2278408T3 - Autoclave. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un esterilizador de vapor de agua, conocido como autoclave, que consiste en un generador de vapor (5), una cámara (13), un condensador (19) y una bomba de vacío (20), en el que un tubo (9) conecta el generador de gas (5) con la cámara (13) y un tubo (35) conecta con la cámara (13) con el generador de gas (5) en el que aparece una válvula (16) en la tubería (34) entre la cámara (13) y el condensador (19).El autoclave de la invención se caracteriza en que las válvulas (10, 17) aparecen en los tubos (9) y (35) respectivamente.La presente invención describe además a un procedimiento para esterilizar por vapor una carga en una cámara.

Description

Autoclave.

La presente invención se refiere a un esterilizador de vapor de agua, denominado autoclave.

Dichos dispositivos se requieren especialmente en el campo médico y, debido al constante crecimiento de la resistencia de los gérmenes, deben soportar procedimientos de esterilización cada vez más costosos.

A partir de esta consideración y de acuerdo con las necesidades actuales, resulta absolutamente necesario prácticamente en todo el mundo que, al inicio de cada ciclo de esterilización, el aire existente al inicio en la cámara y la carga se extraigan sustancialmente en su totalidad por medio de un procedimiento específico que consiste en un vacío sucesivo y pulsos de presión denominado vacío fraccionado.

Esto significa que, después de una primera fase de vacío y calentamiento, se debe inyectar vapor en la cámara, con el fin de aumentar la temperatura y la presión interior (> 0 bar relativos, por motivos prácticos la presión siempre se da con respecto a la presión atmosférica). A continuación se drena la cámara antes de que se inicie una fase de vacío sucesiva. Esto se repite una pluralidad de veces, hasta que se garantiza la suficiente expulsión del aire inicial.

A continuación, en la siguiente fase, comienza el inicio del procedimiento de esterilización, alcanzando una temperatura y una presión correspondiente más elevadas que hasta el momento.

Obviamente, se precisa más tiempo, también se incrementan significativamente la cantidad de energía necesaria, así como el consumo de agua, dado que se requieren varios llenados y vacíos de la cámara, sin que éstos se puedan considerar fases de esterilización.

Además de la duración, se debe prestar atención en particular a la energía y al consumo de agua (no se puede utilizar agua de distribución doméstica).

En el documento DE-A-44 45 054 se describe un aparato próximo a este tipo de tecnología. El aparato según dicho documento utiliza un condensador no enfriado con agua, así como una bomba de vacío que funciona sin agua.

Además, cumple con algunas de las condiciones mencionadas anteriormente. El inconveniente de este dispositivo, que además no se detalla en el documento especificado, es que, durante el inicio, entre cada vacío y cada pulso de presión (fase), no sólo se drena la cámara, sino también el generador de vapor.

Esto significa que, en primer lugar, se gasta una gran cantidad de agua y energía necesarias para generar vapor, y, en segundo lugar, se precisa un tiempo correspondiente para reconstruir el vapor y volver a alcanzar el parámetro del proceso para el pulso de presión siguiente.

Obviamente, se pueden reducir las pérdidas de tiempo utilizando sistemas de calentamiento potentes, sin embargo, esto no varía nada con respecto a las pérdidas de agua y energía, o mejor dicho, su residuo.

Como consecuencia, el objetivo de la invención es proporcionar una autoclave, y su principio de funcionamiento, que no adolezca de los inconvenientes mencionados anteriormente y que sea capaz de gestionar el vacío y los pulsos de presión predeterminados, utilizando menos agua y energía, sin incrementar la duración del ciclo.

Gracias a la invención, los objetivos se alcanzan principalmente utilizando válvulas dispuestas entre la cámara y el generador de vapor y entre la cámara y el grupo bomba de vacío/condensador. Durante las fases de drenaje de la cámara, las válvulas aíslan completamente la cámara del generador de vapor, con el fin de no drenarlo y de que la mezcla aire/vapor/agua cruce el condensador y la bomba de vacío, antes de que se drene en el depósito de agua usada.

Como bomba de vacío se utiliza preferentemente una bomba de vacío de membrana, debido a su capacidad para succionar aire, vapor o agua, así como cualquier mezcla de aire/vapor/agua.

En una forma de realización preferida, el dispositivo se equipa adicionalmente con un acumulador de condensación, con el fin de extraer el vapor concentrado (agua) de la cámara y, a intervalos regulares, drenar en el generador de vapor que se va a volver a calentar.

En el esquema adjunto se explica la invención con más detalle. Este único esquema describe una representación esquemática de la circulación del fluido de una autoclave según la invención.

La combinación condensador y bomba de vacío se utiliza del modo siguiente. Durante el primer pulso de vacío (arranque frío) la bomba de vacío de membrana únicamente succiona aire sin agua. En los otros pulsos, el vacío que permite la succión de la mezcla aire/vapor/agua se produce principalmente por medio del condensador, reduciéndose el volumen del vapor hasta el volumen de agua correspondiente (reducción 1700/1).

La consecuencia es que a un determinado nivel de vacío, la eficiencia de la bomba de membrana sería inferior que la del condensador. Tanto el trabajo una contra la otra, como el efecto sería que el agua permanecería en el interior del condensador, lo llenaría progresivamente y reduciría su eficiencia (reducción), de modo que no se podría alcanzar un vacío preseleccionado.

Para evitar este efecto, con el fin de asegurar un drenaje del agua continuado y de mantener la máxima eficiencia del condensador, se introduce una cantidad de aire calibrada aguas arriba del condensador, pero aguas abajo de la cámara de autoclave, permitiendo que la bomba de vacío succione el agua y drene el condensador de forma continua.

Se deberá entender que el nivel de vacío, la duración de los sucesivos pulsos de vacío y, por lo tanto, la eficiencia, están en proporción directa con el tamaño del condensador (si se drena) y no con el caudal de flujo de la bomba de vacío. El caudal de flujo de las bombas de vacío únicamente influye en la duración del primer pulso de vacío sin agua (arranque frío), para el que sería necesario más tiempo utilizando una bomba más pequeña pero económica.

Tal como se puede apreciar en la figura, la invención proporciona una autoclave con las características siguientes:

El agua de proceso, tomada de un depósito 1 a través de un filtro 2, se inyecta por medio de una bomba 3 en un generador de vapor 5. Dicho generador de vapor 5 está equipado con un elemento de calor dispuesto excéntricamente 4, y un detector de temperatura 6.

Se conecta una válvula de seguridad 7 a dicho generador de vapor. Un tubo 9 une la cúpula de vapor 8 del generador 5 a una válvula de tres vías 10 y, dependiendo de su posición, a la cámara 13 o al acumulador de condensación 11.

Cuando se conmuta la válvula de tres vías 10, el vapor alcanza la cámara 13 y aumenta la presión en la misma. Cuando se drena dicha cámara 13, el vapor sale por una válvula antirretorno 14, una ramificación 15, a través de un conducto 34 y una válvula de drenaje 16 a un condensador 19 y se bombea hacia el exterior por medio de la bomba de vacío 20 en el depósito de recogida 31.

Durante los pulsos de presión y los procedimientos de esterilización, se mantiene cerrada la válvula de drenaje 16 y se conecta la cámara al colector de condensación 11 a través de una ramificación 15 a un conducto 35 a otra válvula de tres vías 17, cuya posición en estas fases depende de la posición de la válvula de tres vías mencionada anteriormente 10. El colector de condensación 11 está unido directamente a la cámara, pero su temperatura es inferior. Este "punto frío" crea un fenómeno físico similar a un pequeño vacío, succionando la condensación de la cámara 13. A partir de ahí, se descarga a intervalos regulares en el generador de vapor 5 que se va a volver a calentar. El proceso según la invención ahorra agua, energía y tiempo.

Se conecta una válvula de entrada de aire 18 al conducto 34 aguas abajo de la válvula 15, pero aguas arriba del condensador 19. A través de esta válvula 18 y de su conducto 36, se añade una cantidad de aire predeterminada de forma precisa al vapor limitador del condensador por dos razones: en primer lugar, para obtener un drenaje perfecto y continuo del condensador y, en segundo lugar, para permitir que la bomba de membrana 20 succione agua directamente, garantizando un nivel de ruido reducido.

Obviamente, las denominadas pérdidas de vacío se determinan con respecto al caudal de flujo de la bomba de membrana 20 de un modo que permita que se alcancen fácilmente los valores óptimos predeterminados en todas las fases de vacío.

Mientras tanto, durante dichas fases de vacío, se puede calentar el generador de vapor 5, con el fin de "acumular" vapor para el pulso de presión siguiente. Tan pronto como caiga la presión en la cámara 13 hasta el valor predeterminado, se cierra la válvula de drenaje 16 y ambas válvulas de tres vías10 y 17 se conmutan de manera que el vapor preparado en el generador de vapor 5 se inyecte en la cámara 13 y la condensación, que se ha formado en la cámara 13, se extrae y se retorna a través del colector de condensación 11 al generador de vapor 5, hasta que se vuelven a alcanzar valores de presión y de temperatura predeterminados en la cámara 13.

Después de llegar a esta etapa se pueden iniciar nuevos pulsos vacío/presión y continuar así.

Con las fases de vacío y presión sucesivas, se puede alcanzar un porcentaje de aire residual de menos del 0,1%. En una forma de realización preferida, con el fin de reducir y mejorar la duración del procedimiento de expulsión de aire y el ciclo total, se ha fijado un límite de tiempo para los tres primeros pulsos de vacío (por ejemplo 3 minutos). Si los pulsos de vacío no alcanzan en dicho límite de tiempo el valor predeterminado (por ejemplo -0,80 bar), se registra la presión negativa máxima y el ciclo continúa.

Al final de los tres pulsos, el microprocesador calcula el vacío complementario teórico y define el valor del cuarto pulso adicional con los valores registrados, de modo que se pueda alcanzar el porcentaje residual de aire teórico.

Incluso después de la expulsión del aire por el vacío fraccionado, durante la construcción de las fases de esterilización y de presión, la condensación se tiene que drenar regularmente de la cámara 13. Para conseguir dicho drenaje, ambas válvulas de tres vías 10 y 17 se conmutan en una posición que, tal como se ha explicado anteriormente, separa la cámara 13 completamente del generador de vapor 5 y lleva la condensación al colector de condensación 11.

Las ventajas adicionales de esta parte de la invención son que la cámara 13 y especialmente su contenido, la carga, permanecen incluso durante el pulso de presión tan secas como resulta posible, lo que lleva a una reducción de la condensación que pasa a través del condensador 19 y la bomba de vacío 20 durante la fase de vacío. Toda esta condensación los calienta y reduce innecesariamente su eficiencia, de modo que cualquier reducción de condensación que pase a través del condensador y la bomba de vacío es un progreso valioso.

Además, el estado seco de la cámara 13 y su carga mejora el proceso de secado y reduce su duración.

De manera que la invención permite seguir el conocido imperativo de: "Para conseguir un secado perfecto, evítese mojar la carga".

Durante la fase de secado, la temperatura interior del generador de vapor 5 se puede reducir a unos 105ºC, lo que permite un drenaje directo abriendo la válvula de residuos 21 que lleva al depósito de residuos 31 sin enfriar el vapor.

Además de los componentes descritos y los conductos adecuados de la forma de realización preferida de la presente invención, el dibujo también da a conocer otras características, elementos y partes:

La cámara 13 está provista de dos detectores de temperatura 6' y 6'', con el fin de obtener, en cada fase del ciclo de proceso, la temperatura prevaleciente en la cámara con la suficiente fiabilidad. Para comprobación y control se pueden utilizar las conexiones 22 para un test de presión y las 23 para un test de temperatura. La cámara 13, con un aislamiento térmico, se calienta por medio de un elemento de calor 12, cuya temperatura se controla mediante un detector exterior 24 completamente independiente de los interiores.

Con el fin de introducir aire estéril exterior, se conecta la cámara 13 a una entrada de aire por medio de un conducto 25, a través de una válvula 28, una válvula antirretorno 27 y un filtro bacteriológico 26. Resulta necesario, al finalizar el proceso de esterilización, equilibrar la cámara con la presión atmosférica con anterioridad a la abertura de la puerta.

Para el vacío de ambos depósitos 1 y 31, se prevén unos grifos de drenaje para el agua pura 29, y para los residuos 29', respectivamente. Además, se prevé una conexión a un depósito de agua pura exterior, de manera que se rellene el depósito de agua pura 1 de forma automática mediante una bomba 30. Ambos depósitos 1 y 31 son casi completamente estancos al agua y precisan conexiones externas 32 y 32'.

Los depósitos están equipados con detectores de nivel de agua 33, 33' y 33'', con el fin de evitar el poco llenado o un exceso del mismo. El condensador 19 se enfría con aire, pero se puede utilizar un condensador enfriado con agua sin alterar el concepto genérico de la invención. La bomba de membrana 20 representada se puede sustituir por cualquier otra bomba utilizada para una aplicación de este tipo.

En el dibujo, se muestran los conductos de un modo meramente esquemático, para aquellos expertos en la técnica resulta obvio que se deben tener en cuenta varios detalles que no forman parte de la invención. La posición de las partes las unas con respecto a las otras, la necesidad de utilizar otras bombas o diferentes alturas de las partes con el fin de provocar una circulación natural y todas las características mecánicas no se pueden representar en un diagrama de fluido que es lo que es el dibujo.

De forma similar, no se han mencionado todos los tipos de materiales y medios de control electrónicos, ya que resulta obvio para los expertos en la técnica que tanto los materiales como la electrónica normalmente utilizados en conexión con las autoclaves se pueden utilizar también para la presente invención.

Obviamente, se prefiere una autoclave completamente automática que únicamente se tenga que cargar y descargar y que detecte todos los tipos de fallos por sí misma, detenga su funcionamiento y dé los avisos pertinentes, pero resulta obvio que se pueden utilizar también autoclaves manuales.

Tal como se pone de manifiesto a partir de la presente invención, una de las características principales de la invención, si no la principal, es reutilizar la condensación reciclándola de la cámara hasta el generador de vapor, normalmente por medio de un colector de condensación, y no desperdiciarla.

Claims (7)

1. Autoclave que comprende: un generador de vapor (5), una cámara (13), un condensador (19) y una bomba de vacío (20), en la que un conducto (9) conecta el generador de vapor (5) con la cámara (13) y un conducto (35) conecta la cámara (13) con el generador de vapor (5), estando prevista una válvula (16) en un conducto (34) ente la cámara (13) y el condensador (19), caracterizada porque se prevén unas válvulas (10, 17) en el conducto (9) y el conducto (35) respectivamente.

2. Autoclave según la reivindicación 1, caracterizada porque se conecta un colector de condensación (11) al conducto (9) y al conducto (35) respectivamente, y porque por lo menos una de las conexiones está provista de una válvula.

3. Autoclave según la reivindicación 2, caracterizada porque las válvulas (10, 17) son válvulas de tres vías y el colector de condensación está conectado a los conductos (9, 35) por medio de dichas válvulas.

4. Autoclave según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se prevé una entada de aire (18), preferentemente calibrada, que se puede cerrar, entre la válvula (16) y el condensador (19).

5. Autoclave según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el generador de vapor (5) está provisto de una salida de condensado de residuos (37), que se puede cerrar.

6. Procedimiento para esterilizar con vapor una carga en una cámara (13) que comprende las etapas siguientes:

a) conectar la cámara con una bomba de vacío (20) y reducir la presión en la cámara, forzando la salida de una parte esencial del aire encerrado inicialmente,

b) cerrar la conexión entre la cámara (13) y la bomba de vacío (20) y conectar dicha cámara con un generador de vapor (5), aumentando la presión y la temperatura en la cámara hasta un primer valor predeterminado,

c) cerrar la conexión entre la cámara (13) y el generador de vapor (5) y conectar la cámara con un condensador (19), haciendo descender la presión y la temperatura en dicha cámara y forzando la salida de otras partes esenciales del aire encerrado inicialmente,

d) repetir eventualmente las etapas b) y c) hasta forzar la salida del aire encerrado en un principio esencialmente en su totalidad, pero con la condición para la etapa b) de que también se cierre la conexión entre la cámara (13) y el condensador (19),

e) cerrar la conexión entre la cámara (13) y la bomba de vacío (20) y conectar la cámara con un generador de vapor (5), subiendo la presión y la temperatura en la cámara hasta un segundo valor predeterminado, el valor del proceso, que es mayor que dicho primer valor predeterminado,

f) cerrar la conexión entre la cámara (13) y el generador de vapor (5) y conectar la cámara con un condensador (19), haciendo descender la presión y la temperatura de dicha cámara,

g) cerrar todas las conexiones de la cámara al generador de vapor, el condensador y la bomba de vacío y abrir una entrada de aire (26) con el fin de conseguir un equilibrio de presión de la cámara con el exterior, abriendo dicha cámara y extrayendo la carga esterilizada,

en el que por lo menos durante y/o después de una de las etapas b) y/o e) se drena la condensación de la cámara (13) directamente o mediante un colector de condensación (11) hasta el generador de vapor (5).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se ha fijado un límite de tiempo para los primeros tres pulsos de vacío, etapas b) y c) y porque, si los pulsos de vacío no alcanzan en dicho límite de tiempo el valor predeterminado, se registra la presión negativa máxima y el ciclo continúa, y porque al final de los tres pulsos, un microprocesador calcula el vacío complementario teórico y define el valor de un cuarto pulso adicional con los valores registrados, de manera que se pueda alcanzar el porcentaje residual de aire teórico.