ES2349852T3 - Sistema de esterilización y vaporizador correspondiente. - Google Patents

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ES2349852T3 ES06253430T ES06253430T ES2349852T3 ES 2349852 T3 ES2349852 T3 ES 2349852T3 ES 06253430 T ES06253430 T ES 06253430T ES 06253430 T ES06253430 T ES 06253430T ES 2349852 T3 ES2349852 T3 ES 2349852T3
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James P. Kohler
Szu-Min Lin
Richard Jed Kendall
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Abstract

Un método de suministrar un esterilizante en fase vapor a una cámara de esterilización (12), incluyendo el método: calentar una superficie de vaporización (506), incluyendo la superficie de vaporización una primera cara inclinada (508) que se extiende en una primera dirección y una segunda cara inclinada (510) que se extiende en una segunda dirección que es diferente de la primera dirección, donde las caras inclinadas primera y segunda están dispuestas formando un caballete (512) entremedio; derramar gotitas de solución de esterilizante líquido uniformemente sobre el caballete (512); hacer circular una porción de las gotitas de solución de esterilizante líquido sobre la primera cara inclinada (508); hacer circular otra porción de las gotitas de solución de esterilizante líquido sobre la segunda cara inclinada (510); vaporizar la solución de esterilizante líquido que circula sobre las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) para formar una solución de esterilizante en fase vapor; y suministrar la solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización (12).

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a la esterilización de artículos, y más en concreto a la vaporización de una solución de esterilizante líquido para proporcionar un vapor esterilizante.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es conocido esterilizar artículos con un esterilizante químico vaporizado, tal como peróxido de hidrógeno, ácido peracético y glutaraldehído. Wu y colaboradores, Patente de Estados Unidos número 6.365.102, describen un sistema de esterilización por peróxido de hidrógeno/plasma de gas incluyendo una cámara de vacío, una fuente de vapor de peróxido de hidrógeno y una fuente de energía RF para crear un plasma. Tales sistemas comercializados bajo el nombre STERRAD® se pueden obtener de la división Advanced Sterilization Products de Ethicon, In-c., Irvine, California.
La vaporización rápida y eficiente de una solución de esterilizante líquido para producir el vapor esterilizante acelera el proceso general de esterilización, asegura la vaporización completa y asegura que la fase de vaporización de un ciclo de esterilización se termine oportunamente y de forma repetible.
US 2005/0084415 describe un sistema de esterilización incluyendo una cámara de esterilización y un vaporizador y método asociado de suministrar una solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización. El vaporizador tiene un agujero interno de diámetro creciente e incluye varias vueltas pronunciadas. El peróxido de hidrógeno líquido es convertido de un líquido, pulverización o neblina a un vapor por vaporización en contacto con la pared del agujero.
US 4.898.713 describe un sistema de esterilización incluyendo una cámara de esterilización y un vaporizador y método asociado de suministrar una solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización. Se suministra agente esterilizante al vaporizador (un evaporador de nivel constante) por gravedad.
US 3.211.633 describe un aparato de intercambio térmico para desalinización. Una cámara de evaporación incluye una superficie de evaporación que incluye una serie de estructuras de chapa inclinada con chapas adyacentes unidas para formar crestas alternas y canales. Se rocía agua salina sobre la superficie de evaporación desde un par de colectores, teniendo cada uno múltiples agujeros, en lados opuestos de la cámara.
US 4.909.999 y EP 0243003 describen un sistema de esterilización incluyendo una cámara de esterilización y un vaporizador y método asociado de suministrar una solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización. Puede haber múltiples entradas al vaporizador desde múltiples fuentes de esterilizante. El vaporizador de EP 0243003 puede incluir medios, tal como ranuras, una malla, o paredes divisorias para evitar la coalescescencia de gotitas de líquido en una superficie de evaporación.
EP 1378250 describe un sistema de esterilización incluyendo una cámara de esterilización y un vaporizador y método asociado de suministrar una solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización como se describe con referencia a las figuras acompañantes 1 a 19 y la descripción asociada.
US 880.404 describe un aparato para desinfectar edificios. Un difusor de tratamiento térmico incluye una superficie cónica calentada sobre la que se lanza un líquido desinfectante, por lo que los ingredientes volátiles del líquido desinfectante son liberados como gases al edificio.
GB 2089226 describe un evaporador del intercambiador de calor del tipo de chapas. Las chapas paralelas pueden incluir canales ondulados de flujo de evaporación.
US 3.244.601 describe un aparato de intercambio térmico para desalinización. Puede incluir tubos ondulados de intercambio térmico.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención mejora la velocidad con que se puede completar un ciclo de esterilización.
Un método, según la presente invención, se expone en la reivindicación acompañante 1 y suministra un esterilizante en fase vapor a una cámara de esterilización. Otros aspectos del método se exponen en las reivindicaciones acompañantes dependientes 2 a 13.
Un sistema de esterilización según la presente invención se expone en la reivindicación acompañante 14; se exponen otros aspectos en las reivindicaciones acompañantes 15 a 25.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un vaporizador y recorrido de difusión del sistema de esterilización de la figura 1.
La figura 3 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 3A es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 3B es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 3B-3B de la figura 3A.
La figura 4 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 6-6 de la figura 5.
La figura 7 es un diagrama de bloques de una realización alternativa de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 8 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 8-8 de la figura 7.
La figura 9 es un diagrama de bloques de un sistema de esterilización no según la presente invención.
La figura 10 es una vista cortada de un condensador/vaporizador de salida no según la invención para uso en el sistema de la figura 9.
La figura 11 es una vista cortada de un condensador/vaporizador de entrada no según la invención para uso en el sistema de la figura 9.
La figura 12 es una vista en perspectiva de un condensador/vaporizador de entrada alternativo no según la invención para uso en el sistema de la figura 9.
La figura 13 es una vista en perspectiva despiezada del condensador/vaporizador no según la invención de la figura 12.
La figura 14 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 14-14 de la figura 12 no según la invención.
La figura 14A es una vista detallada en sección del conjunto de válvula no según la invención representado en la figura 14.
La figura 15 es una vista en perspectiva despiezada de un conjunto de bomba de calor termoeléctrica y varilla no según la invención empleado en el condensador/vaporizador de la figura 12.
La figura 16 es un sistema alternativo de esterili
zación no según la presente invención.
La figura 17 es un sistema alternativo de esterilización no según la presente invención.
La figura 18 es un sistema alternativo de esterilización no según la presente invención.
La figura 19 es un sistema alternativo de esterilización no según la presente invención.
La figura 20 es una vista en perspectiva de un condensador/vaporizador de entrada alternativo no según la invención para uso en el sistema de la figura 9.
La figura 21 es un bloque de válvulas no según la invención empleado en el condensador/vaporizador de entrada de la figura 20.
La figura 22 es una vista cortada del bloque de válvulas de la figura 21 empleado en el condensador/vaporizador de entrada no según la invención de la figura 20.
Y la figura 23 es una vista en perspectiva de un vaporizador según la presente invención.DESCRIPCIÓN DETALLADA
La figura 1 representa en forma de diagrama de bloques un sistema de esterilización 10 incluyendo una cámara de esterilización 12, un vaporizador 14, y una bomba de vacío 16. La bomba de vacío es capaz de hacer vacío en la cámara, preferiblemente de sólo 67 N/m2 (0,5 torr). Entre la bomba de vacío 16 y la cámara 12 está situada preferiblemente una válvula de mariposa 18 y opcionalmente una chapa de orificios 20. La válvula de mariposa 18 también tiene preferiblemente buena capacidad de cierre. Un manómetro 22, situado preferiblemente junto a la válvula de mariposa 18, indica el vacío en la cámara 12. Una válvula de ventilación 23 que emplea un filtro antimicrobiano HEPA permite que entre aire limpio estéril a la cámara 12. El vaporizador 14 conecta con la cámara 12 por medio de un recorrido de difusión alargado 24. Volviendo también a la figura 2, el recorrido de difusión 24 incorpora elementos de control de temperatura 26 para controlar la temperatura a lo largo del recorrido de difusión 24.
Los vaporizadores adecuados para vaporizar un esterilizante líquido, tal como solución de peróxido de hidrógeno, son conocidos en la técnica. Kohler y colaboradores, Patente de Estados Unidos número 6.106.772 y Nguyen y colaboradores, Solicitud de Patente de Estados Unidos número 09/728.973, presentada el 10 de Diciembre de 2000, ilustran vaporizadores adecuados para la presente aplicación. En su forma más simple, el vaporizador puede incluir una cámara pequeña a la que se inyecta la solución de peróxido de hidrógeno líquido. La presión baja en el vaporizador producida por el vacío en la cámara hace que la solución de peróxido de hidrógeno se vaporice.
Preferiblemente, el vaporizador 14 propiamente dicho incorpora elementos de calentamiento 28 que controlan la temperatura en el vaporizador para optimizar el proceso de vaporización. Preferiblemente, donde el vaporizador 14 conecta con el recorrido de difusión 24, en la interface se dispone alguna forma de aislamiento térmico 30 de modo que las altas temperaturas del vaporizador 14 no afecten excesivamente a la temperatura en el recorrido de difusión 24. El vaporizador 14 y el recorrido de difusión 24 se forman preferiblemente de aluminio; el aislamiento térmico 30 puede tomar la forma de una junta de cloruro de polivinilo (PVC) que conecta los dos.
Los elementos de calentamiento 28 incluyen preferiblemente calefactores de resistencia eléctrica, aunque se puede emplear otros tipos de calentamiento tal como calefactores de inducción, calefactores de efecto Peltier, calefactores químicos, calefactores a base de combustible, tal como quemadores de gas natural, etc.
Además, es preferible incluir un calentador 32 dentro de la cámara 12, preferiblemente cerca de una porción inferior de la cámara 12 para volver a vaporizar el peróxido de hidrógeno condensado dentro de la cámara 12.
La cámara 12 incluye preferiblemente un mecanismo (no representado) para crear plasma en él. Tal mecanismo puede incluir una fuente de energía radio o de baja frecuencia como describen Jacobs y colaboradores, Patente de Estados Unidos número 4.643.867, o Platt, Jr. Y colaboradores en el documento publicado de la Solicitud de Estados Unidos número 20020068012.
La presente invención logra su efecto beneficioso permitiendo que parte del peróxido de hidrógeno vaporizado de la solución en el vaporizador 14 se condense sobre el recorrido de difusión 24. Después de haberse vaporizado la mayor parte de la solución de peróxido de hidrógeno, los elementos de control de temperatura 26 elevan la temperatura del recorrido de difusión para permitir que el peróxido de hidrógeno condensado se vuelva a vaporizar. El agua tiene una presión de vapor más alta que el peróxido de hidrógeno, de modo que el peróxido de hidrógeno en el vapor se condensa más fácilmente que el agua. Así, el material que se condensa en el recorrido de difusión tendrá una concentración más alta de peróxido de hidrógeno que la concentración inicial de la solución de peróxido de hidrógeno en el vaporizador 14.
Los elementos de control de temperatura 26 en forma simple pueden incluir simples calefactores de resistencia eléctrica. En tal caso, la baja temperatura ambiente del recorrido de difusión 24 proporciona la baja temperatura para condensar peróxido de hidrógeno encima, y los elementos de control 26 calientan más tarde el recorrido de difusión 24 para volver a vaporizar el peróxido de hidrógeno ahora más altamente concentrado del recorrido de difusión 24. Dado que la presión de vapor de peróxido de hidrógeno cae con las temperaturas más bajas, las temperaturas iniciales más bajas en el recorrido de difusión 24 permiten una presión inferior en la cámara 24 sin evitar posteriormente la condensación de peróxido de hidrógeno en el recorrido de difusión. Las presiones más bajas de la cámara promueven la eficiencia del sistema y así los elementos de control de temperatura 26 pueden incluir también un componente de enfriamiento para bajar la temperatura del recorrido de difusión por debajo de la temperatura ambiente. Los componentes de enfriamiento adecuados incluyen refrigeradores termoeléctricos o un sistema de refrigeración mecánico típico. En tal caso, el recorrido de difusión 24 se enfriaría, preferiblemente a aproximadamente 10°C, y después, algún tiempo después de que la vaporización haya empezado o incluso después de haber finalizado, el recorrido de difusión 24 se calienta entonces, preferiblemente hasta 50°C o 110°C.
Cuando está verticalmente orientado como en la figura 2, el recorrido de difusión 24 puede hacer potencialmente que el esterilizante de vaporización se condense en regiones más frías entre los elementos de control de temperatura 26 y después se vuelva a vaporizar cuando pase por el elemento de control de temperatura 26.
El ejemplo siguiente ilustra los beneficios de controlar el calor en el recorrido de difusión. EJEMPLO 1
Las pruebas de eficacia se realizaron poniendo una bandeja con envoltura CSR (89 x 254 x 508 mm (3,5x10x20 pulgadas)) que constaba de dispositivos médicos y lúmenes de prueba representativos en una cámara de aluminio de 20 litros (112 x 305 x 559 mm (4,4x12x22 pulgadas)). En el centro de cada uno de los lúmenes de prueba se colocó un alambre de acero inoxidable de 25,4 mm (una pulgada) inoculado con al menos 1x106 esporas de Bacillus stearothermophilus. Los efectos con y sin control de temperatura
del recorrido de difusión se investigaron con un lumen de TEFLON, poli(tetrafluoroetileno) que tenía un diámetro interno de 1 mm y una longitud de 700 mm, y un lumen de acero inoxidable que tenía un diámetro interno de 1 mm, y 5 una longitud de 500 mm. Todos los lúmenes estaban abiertos en ambos extremos. Cada muestra se sometió a un ciclo de esterilización en una cámara de vacío de 20 litros, que se mantuvo a 40°C y 3 torr durante 5 minutos. Se inyectó 1,44 ml de una solución de peróxido de hidrógeno al 10 59% en agua a presión atmosférica al vaporizador que se mantuvo a 60°C. Entonces se puso en marcha el reloj de 5 minutos y la cámara se bombeó a 3 torr, lo que tardó menos de un minuto. En un caso el recorrido de difusión 24 tenía una temperatura inicial de 30°C durante el primer 15 minuto mientras que la cámara se rarificó a 400 N/m2 (3 torr) y después se calentó a 50°C para liberar el peróxido condensado del recorrido de difusión a la cámara durante el resto del ciclo mientras la presión se mantuvo a 400 N/m2 (3 torr). En el otro caso, el recorrido de difu20 sión se mantuvo a 50°C durante todo el ciclo. Manteniendo el recorrido de difusión a 50°C, se retuvo poco o nada de peróxido en el recorrido de difusión. La efectividad de esterilización se midió incubando las muestras de prueba en medios de crecimiento a 55°C y verificando el creci
25 miento del organismo de prueba. La tabla 1 muestra los resultados de estas pruebas. TABLA 1
Tipo de lumen
ID y longitud Recorrido de difusión a 50°C en todo el proceso Recorrido de difusión a 30°C durante un minuto, aumentándose después a 50°C
Teflon
1x700 2/2 0/3
Acero inoxidable
1x500 1/2 0/3
Cuando la temperatura del recorrido de difusión se mantuvo a temperatura alta durante todo el proceso, todas las muestras en el lumen de TEFLON dieron positivo en crecimiento de bacterias, indicando fallo de esterilización, y una de dos muestras en el lumen de acero inoxidable dio positivo. En las mismas condiciones, pero con un recorrido de difusión a temperatura inicialmente más baja que se calentó comenzando un minuto después de iniciarse la difusión, ninguna muestra dio positivo. La condensación del peróxido en el recorrido de difusión durante la etapa de vaporización inicial y la posterior revaporización del peróxido condensado desde el recorrido de difusión a la cámara mejoran en gran medida la eficacia.
Se pueden lograr eficiencias adicionales alternando regiones frías y calientes en el recorrido de difusión 24 como se ilustra primariamente en la figura 2. Los elementos de control de temperatura 26, en forma de elementos calefactores simples, están espaciados uno de otro. También, preferiblemente, el recorrido de difusión 24 es vertical a este respecto. Cuando la solución de peróxido de hidrógeno se vaporiza y pasa a través del recorrido de difusión 24, se piensa que se puede condensar y revaporizar alternativamente cuando pasa sobre las secciones calentadas y no calentadas del recorrido de difusión 24. El recorrido de difusión podría incluir alternativamente elementos de calentamiento y enfriamiento alternos.
El calentador 32 dentro de la cámara 12 actúa igual que el calentamiento del recorrido de difusión 24. Controlando la temperatura del calentador 32, el peróxido se puede condensar primero en el calentador 32 y entonces revaporizar a la cámara 12 para concentrar el peróxido.
Un ciclo preferido sería una modificación de un ciclo descrito en la Patente de Estados Unidos número
6.365.102 de Wu y colaboradores. Una serie de adiciones de energía preplasma con ventilación entremedio seca la humedad de la cámara 12. Entonces se aspira vacío de la cámara 12 y se inyecta la solución de peróxido de hidrógeno al vaporizador 14. Alternativamente, la solución de peróxido también puede ser inyectada a presión atmosférica. Parte de la solución de vaporización se condensa sobre el recorrido de refrigeración de difusión 24. Después de un tiempo suficiente para que se vaporice la mayor parte o toda la solución de peróxido de hidrógeno del vaporizador 14, el recorrido de difusión 24 es calentado por los elementos de control de temperatura 26 y la solución de peróxido de hidrógeno condensado se vuelve a vaporizar. Aproximadamente entonces, se cierra la válvula de mariposa 18 y se apaga la bomba 16 para sellar la cámara 12. Gran parte de la fracción de agua de la solución de peróxido de hidrógeno ha sido sacada así de la cámara 12 por la bomba de vacío 16 y la solución de peróxido de hidrógeno restante que se revaporiza del recorrido de difusión 24, o del calentador 32 en la cámara 12 si lo hay, es de una concentración más alta de peróxido de hidrógeno que la solución inicial. Preferiblemente, un sistema de control basado en ordenador (no representado) controla las funciones del proceso para facilidad y repetibilidad.
El vapor de peróxido de hidrógeno así producido contacta un artículo 34 o artículos 34 en la cámara 12 y efectúa su esterilización. Si dichos artículos 34 tienen zonas de difusión restringidas, tal como lúmenes largos y estrechos, puede ser preferible ventilar la cámara 12 y dejar que entre aire limpio estéril para mover el vapor de peróxido de hidrógeno a las zonas de difusión restringidas más profundas. Entonces la cámara 12 se somete de nuevo a vacío y se repite una inyección adicional de peróxido de hidrógeno, preferiblemente con la secuencia de calentamiento en el recorrido de difusión. Después de transcurrir un período de tiempo suficiente para efectuar la esterilización del artículo 34, preferiblemente con una reducción 6 log de los organismos infecciosos tales como Bacillus stearothermophilus, se enciende un plasma dentro de la cámara 12, mejorando por ello la esterilización y descomponiendo el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.
La chapa de orificios 20 puede mejorar el efecto de concentrar el peróxido de hidrógeno durante su vaporización. Como describen Lin y colaboradores en la Patente de Estados Unidos número 5.851.485, una extracción por bombeo controlada o lenta de la cámara 12 saca inicialmente más agua que peróxido de hidrógeno de solución puesto que el agua tiene una presión de vapor más alta, dejando detrás por ello un peróxido de hidrógeno de concentración más alta. Controlar la extracción por bombeo puede ser difícil puesto que las bombas de vacío generalmente no cierran bien y las válvulas estranguladoras en dicho servicio son difíciles de controlar y caras. Colocando la chapa de orificios 20 en el recorrido de flujo a la bomba 16, la cantidad de atmósfera de la cámara 12 agotada por la bomba 16 es limitada, y la selección de un orificio de tamaño apropiado 36 en la chapa 20 puede ser controlada a una tasa que concentra efectivamente peróxido de hidrógeno en la cámara 12.
Volviendo también a la figura 3, un sistema 10a, similar en muchos aspectos al sistema 10 de las figuras 1 y 2, añadiéndose el sufijo “a” a los números que designan partes análogas, también incorpora una chapa de orificios 20a. Sin embargo, para permitir un rápido bombeo de extracción de la cámara 12a, pero reteniendo los beneficios del bombeo de extracción controlado de la chapa de orificios 20a, incorpora dos recorridos desde la bomba 16a a la cámara 12a. Un primer recorrido 40 contiene una válvula de mariposa 42 y un segundo recorrido 44 contiene una válvula de mariposa 46 y la chapa de orificios 20a. Así, durante el bombeo de extracción inicial, la primera válvula de mariposa 42 se abre dejando la bomba 16a libremente conectada a la cámara 12a. Cuando la cámara 12a se aproxima a la presión de vapor de agua, la primera válvula de mariposa 42 se cierra, haciendo por ello que la bomba 16a evacue a través de la chapa de orificios 20a y así extraiga de la cámara 12a a una tasa menor controlada más idónea para sacar preferentemente agua de la solución de peróxido de hidrógeno y de la cámara 12a.
Pasando también a las figuras 3A y 3B, se representa un sistema 110 similar al de la figura 1. Aquí, en vez de usar dos recorridos como en el sistema 10a de la figura 3, una válvula 112 incluye un cuerpo de válvula 114, un asiento de válvula 116 y un elemento de válvula 118, tal como un disco mariposa, tapón o análogos. Se ha previsto un orificio 120 a través del elemento de válvula. Así, cuando la válvula 112 se abre, la evacuación puede tener lugar rápidamente, y cuando la válvula 112 se cierra, puede tener lugar más lentamente. Dicha válvula también se podría emplear entre el vaporizador 14 y la cámara 12 para controlar más la vaporización y extracción preferentes del agua de la solución germicida.
Pasando ahora a la figura 4, aunque una alta concentración del vapor esterilizante es útil para lograr la eficiencia y eficacia de esterilización, poner el vapor en contacto con los artículos a esterilizar también es un problema. Típicamente, las bajas presiones (67 N/m2 a 1333 N/m2 (0,5 torr a 10,0 torr)) dentro de una cámara 12 promueven la rápida difusión del vapor esterilizante a todas las zonas.
La figura 4 ilustra un sistema de esterilización 60 incluyendo una cámara 62 que tiene un vaporizador 64, bomba de vacío 66 y ventilación 68 conectadas a ella. Preferiblemente, un recorrido de difusión alargado de temperatura controlada 70 como se ha descrito previamente conecta el vaporizador 64 con la cámara 62. Una válvula de mariposa 72 y un manómetro 74 están dispuestos en la bomba 66.
Los artículos 76 a esterilizar se colocan en bandejas o recipientes 78. Suelen usarse dos tipos de recipientes para preparar artículos 76 para esterilización. En uno, los artículos 76 se colocan en una bandeja que tiene una pluralidad de agujeros, y la bandeja se envuelve posteriormente con un material tal como una envuelta CSR que deja pasar gases esterilizantes y bloquea microorganismos contaminantes. Dicha bandeja se describe en la Patente de Estados Unidos número 6.379.631 de Wu. Un paquete alternativo incluye un depósito sellable con varios orificios, preferiblemente en sus superficies superior e inferior, cubriéndose cada uno de los orificios con una membrana semipermeable que deja pasar gases esterilizantes y bloquea la admisión de microorganismos contaminantes. Dicho depósito se describe en la Patente de Estados Unidos número 4.704.254 de Nichols. El primer tipo de envase se denomina típicamente una “bandeja” y el segundo un “recipiente”. Sin embargo, el término “recipiente” en el sentido en que se usa aquí se entiende referido a cualquier depósito, envase o recinto adecuado para contener artículos a esterilizar en un entorno de vapor químico vapor.
La bomba 66 conecta con la cámara 62 mediante un colector de escape 80. El colector 80 incluye uno o más estantes 82 para soportar y recibir uno o más recipientes 78 y que conectan por fluido a través de la válvula de mariposa 72 con la bomba 66. Un agujero, o preferiblemente una pluralidad de agujeros 84 en las superficies superiores de los estantes 82 permiten que la bomba 66 aspire la atmósfera dentro de la cámara 62 a través de los agujeros 84, a través del colector 80 y la expulse a través de la bomba 66.
Los recipientes 78 tienen preferiblemente agujeros 86 en una superficie inferior 88 encima y agujeros adicionales 90 en al menos otra superficie. Cuando los recipientes 78 están colocados en los estantes 82, la atmósfera extraída por la bomba 66 es aspirada parcialmente a través de los agujeros 90 al depósito 78, a través del depósito a contacto con el artículo o artículos 76 que contiene y después expulsada a través de los agujeros 86 al colector 80 a través de sus agujeros 84. Cuando la atmósfera así expulsada contiene un gas esterilizante mejora su penetración a los recipientes 78 y a contacto con los artículos 76 que contienen.
Los gases esterilizantes son expulsados así durante el ciclo previamente descrito cuando la solución de esterilizante se vaporiza e inmediatamente antes de la segunda admisión de peróxido de hidrógeno. Dicho ciclo también puede proporcionar un bombeo de extracción después de algún período de difusión. Después de admitir el vapor esterilizante, la presión de la cámara 62 se eleva ligeramente debido a la presencia de gas adicional en ella, típicamente de aproximadamente 67 N/m2 (0,5 torr) a aproximadamente 1333 N/m2 (10 torr). Las presiones más altas son tan eficientes con carga y temperaturas más altas de la cámara.
Pasando también a las figuras 5 y 6, un diseño alternativo (en el que a los números de partes análogas a los del diseño de la figura 4 se les añade el sufijo “b”) sustituye el colector 80 del diseño de la figura 4 por un simple orificio 92. El orificio 92 está cubierto por un soporte 94 para el depósito 78, teniendo el soporte 94 una pluralidad de agujeros 96 a su través de modo que la cámara 62b esté en comunicación de fluido con la bomba 66b a través del depósito 78, el soporte 94 y el orificio
92. El soporte 94 puede ser extraíble. Pasando también a las figuras 7 y 8 (en las que a los números de partes análogas a los de los diseños de las figuras 4 a 6 se les añade el sufijo “d”) representa un soporte 100 que descansa en una superficie 102 en la cámara 62c a través de la que penetra el orificio 92c. El soporte 100 rodea el orificio 92c. De esta forma, la mayor parte o toda la atmósfera expulsada por la bomba 66c pasa a través del depósito 78 a un espacio 104 formado entre el depósito 78, el soporte 100 y la superficie 102 y después sobre la bomba 66c a través del orificio 92c.
La figura 9 describe un sistema alternativo en el que, de forma similar al sistema de la figura 1, se puede condensar una porción de la solución germicida vaporizada y el solvente, típicamente agua, que no se ha condensado tan rápidamente, se saca de la atmósfera para concentrar más el germicida. El germicida se vuelve a vaporizar entonces para producir un vapor germicida más concentrado para esterilización más eficiente. El sistema incluye una cámara de esterilización 200 conteniendo una carga 202 de artículos a esterilizar. Una fuente 204 de solución germicida líquida proporciona la solución a través de una válvula 206 a un primer vaporizador/condensador 208 donde es vaporizado y posteriormente suministrado a la cámara
200. Se puede disponer una válvula 210 al objeto de aislar el vaporizador/condensador 208 de la cámara 200. La cámara 200 también está provista de ventilación con válvula 212.
Una bomba de vacío 214 disminuye la presión de la cámara como se ha descrito con referencia a las realizaciones anteriores. Entre la bomba 214 y la cámara 200 se dispone un segundo vaporizador/condensador 216 para condensar la solución vaporizada. Las válvulas 218 y 220 aíslan preferiblemente el segundo vaporizador/condensador 216 de la bomba 214 y la cámara 200, respectivamente.
Volviendo también a la figura 10, una versión simple del segundo vaporizador/condensador 216 incluye preferiblemente paredes 222 que definen un recinto 224 que tiene una entrada 226 conectada a la cámara 200 y una salida 228 conectada a la bomba 214. Una pluralidad de chapas deflectoras 230 proporciona un recorrido de flujo tortuoso 232 a través del vaporizador/condensador 216. Las paredes 222, y potencialmente las chapas deflectoras 230, son de temperatura controlable para mejorar la condensación y la revaporización de la solución.
También se puede emplear una estructura similar con una entrada en el primer vaporizador/condensador 208. Volviendo también a la figura 11, se ilustra una versión simple del primer condensador/vaporizador 208. Incluye un recinto 240 que tiene una entrada 242 conectada a la fuente de solución 204 (no representada en la figura 11) y una salida 244 conectada a la cámara 200 (no representada en la figura 11). Una pluralidad de chapas deflectoras 246 proporciona un recorrido de flujo tortuoso a través del primer vaporizador/condensador 208. El recinto 240 y potencialmente las chapas deflectoras 246 son de temperatura controlable para mejorar la condensación y la revaporización de la solución.
En un ciclo simple, se introduce una solución germicida líquida, tal como peróxido de hidrógeno y agua, en el primer vaporizador/condensador 208 donde es vaporizado y fluye entonces a la cámara 200 que está a presión baja, todo como se ha descrito en referencia a realizaciones anteriores. Durante la vaporización y durante un cierto tiempo la bomba 214 sigue sacando atmósfera de la cámara
200. El control de la temperatura y presión vaporiza preferentemente agua de la solución sobre el peróxido de hidrógeno y el vapor de agua es extraído del sistema mediante la bomba 214 para concentrar la solución de peróxido de hidrógeno durante la fase de vaporización. Adicionalmente, el peróxido de hidrógeno, que tiene la presión inferior de vapor, tenderá a condensarse más rápidamente que el vapor de agua en el primer vaporizador/condensador 208. Cuando la bomba 214 sigue sacando atmósfera de la cámara 200, la solución vaporizada de peróxido de hidrógeno sale de la cámara y al segundo vaporizador/condensador 216 donde una porción se condensará. Debido a la condensación preferente de peróxido de hidrógeno sobre el agua, pasará más vapor de agua a través del condensador 216 sin condensar y será expulsado mediante la bomba 214, permitiendo así una concentración adicional de la solución de peróxido de hidrógeno. En algún punto, la bomba se apaga y la válvula 218 se cierra. El peróxido de hidrógeno condensado dentro del vaporizador/condensador 216 se vuelve a vaporizar entonces preferiblemente calentando el condensador 216. Este peróxido de hidrógeno tendrá una concentración más alta para una esterilización más eficiente de la carga 202.
Pasando también a las figuras 12 a 15, se ilustra un condensador/vaporizador más elaborado 250. A grandes rasgos, incluye un colector de entrada 252 que conecta con la fuente de solución esterilizante 204 y que actúa como un vaporizador para realizar la vaporización inicial, una sección de condensación/revaporización 254, un colector de salida 256 y una válvula de control 258 mediante el que el vaporizador/condensador 250 conecta con la cámara
200. Un calentador de resistencia 260 está fijado al colector de entrada 252 y al colector de salida 256 para proporcionar calor para asistir la vaporización inicial dentro del colector de entrada 252 y para evitar la condensación en el colector de salida 256. Se puede emplear otros tipos de calentamiento tal como calefactores de inducción, calefactores de efecto Peltier, calefactores químicos, calefactores a base de carburante tal como quemadores de gas natural, etc.
Preferiblemente, el colector de entrada 252 y el colector de salida 256 están formados de aluminio. Además, un aislante 262 está dispuesto entre el colector de entrada 252 y la sección de vaporización/revaporización
254.
La sección de condensación/revaporización 254 incluye un alojamiento 264, preferiblemente formado de aluminio, abierto en un primer lado 266 y un segundo lado 268. Un primer dispositivo termoeléctrico 270 y un segundo dispositivo termoeléctrico 272 están fijados al primer lado 266 y el segundo lado 268, respectivamente. Los dispositivos termoeléctricos 270 y 272 operan preferiblemente bajo el efecto Peltier, aunque en su lugar se podrían usar otras clases de dispositivos termoeléctricos. También se puede emplear bombas de calor más convencionales, tal como sistemas a base de freón o amoníaco, con una complejidad algo más grande.
Un primer conjunto de varillas 274, incluyendo una chapa 276 y una pluralidad de varillas 278 que se extienden normalmente desde ella, está fijado al primer dispositivo termoeléctrico 270 con las varillas 278 que se extienden lateralmente al alojamiento 264. Un segundo conjunto de varillas 280 se une igualmente al segundo dispositivo termoeléctrico 272 con sus varillas 278 que se extienden lateralmente al alojamiento 264 en relación frontal al primer conjunto de varillas 274. Los conjuntos de varilla 274 y 280 se forman preferiblemente de aluminio.
Preferiblemente, las varillas 278 se extienden casi, sin tocar, a la chapa opuesta 276. Además, las varillas 278 de los dos conjuntos de varilla 274 y 280 están en una relación generalmente paralela uno con otro con una espaciación entremedio diseñada, junto con el volumen dentro de la sección de vaporización/revaporización 254, para proporcionar una tasa de flujo preferida del esterilizante vaporizado a su través para realizar una eficiente condensación a las varillas 278. Preferiblemente, se facilita una tasa de flujo del rango de 3 cm/s (0,1 pie/s) a 152 cm/s (5 pie/s), y más preferiblemente una tasa de flujo de 7,3 cm/s (0,24 pie/s).
En un condensador pequeño con un recorrido de vapor de 76,2 mm (3 pulgadas) de longitud, el tiempo de residencia sería 1 segundo a una velocidad preferida de 7,3 cm/s (0,24 pie/s). Este tiempo de residencia sería suficiente para que el esterilizante vaporizado interactuase con las superficies más frías del condensador y se condensase. Para un volumen de inyección típico de 2 ml de solución de esterilizante, el área superficial de la sección de condensación/revaporización 254 sería aproximadamente 580 cm2 (90 pulgadas cuadradas) para permitir la transferencia masiva para condensación. Una temperatura alta a presión baja en el vaporizador inicial (colector de entrada 252) mantiene el agua y el peróxido de hidrógeno en la fase vapor para suministro a la sección de condensación/revaporización 254. Por ejemplo, una temperatura del vaporizador de 70 grados C o más a una presión de 125 torr o inferior asegura que 59% en peso de solución de peróxido de hidrógeno y agua esté en la fase vapor.
Cuando entra vapor en la sección de condensación/revaporización 254, que tiene una temperatura más baja, el peróxido de hidrógeno se condensa en la superficie más fría formando una solución concentrada. La temperatura y presión determinan la concentración de la solución condensada. Por ejemplo, a 50 grados C y 13 torr en la sección de condensación/revaporización 254, la concentración de peróxido de hidrógeno condensado sería 94% en peso. A 30 grados C y 507 N/m2 (3,8 torr), la concentración de peróxido de hidrógeno condensado también sería 94% en peso. Cuando se baja la presión en la sección de condensación/revaporización 254, la temperatura también se debe bajar para mantener la misma concentración de solución.
El orificio 308 ofrece la ventaja de una solución más concentrada restringiendo el flujo de la sección de condensación/revaporización 254 para proporcionar una vaporización más controlada. Las variaciones de presión en la sección de condensación/revaporización 254 y en el vaporizador debido a fluctuaciones de presión de la bomba de vacío son amortiguadas por el orificio 308 para evitar que las sobrepresiones de vapor de agua saquen gotitas de peróxido de hidrógeno de la sección de condensación/revaporización 254. Otra ventaja de la restricción de flujo por el orificio 308 es lograr una presión baja (menos de 133,3 N/m2 (1 torr)) en la cámara de esterilización 200 para mejorar el coeficiente de difusión en lúmenes manteniendo al mismo tiempo una presión mayor en el vaporizador/condensador 250 para operar a una temperatura más alta en la sección de condensación/revaporización 254. Sin un orificio 308, las presiones de la cámara de esterilización 200 y el vaporizador/condensador 250 se deben reducir a la misma presión baja conjuntamente, y el condensador debe operar a una temperatura muy baja para mantener el equilibrio de la solución. Una temperatura más baja del condensador es más difícil de controlar y puede producir hielo o condensado, que requiere un diseño más caro para proteger el equipo eléctrico.
Una junta tórica 282 sella las chapas 276 en los dispositivos termoeléctricos 270 y 272 contra el alojamiento 264. Un agujero 284 a través del alojamiento 264 se alinea con un agujero 286 a través del aislante 262 para poner una cámara 288 definida por el alojamiento 264 en comunicación de fluido con el colector de entrada 252. Un paso de salida 290 en el alojamiento 264 conecta con una porción superior de la cámara 288 y con un segundo agujero 292 a través del aislante 262 que, a su vez, se alinea con el colector de salida 256 para poner la cámara 288 en comunicación de fluido con el colector de salida
256. Un termostato de seguridad 294 encima del alojamiento 264 está cableado fuera del sistema de control para cortar el calentamiento del vaporizador/condensador 250 por encima de una temperatura predeterminada. Unos sensores de temperatura 295 y 297 miden la temperatura en el colector de entrada 252 y la sección de condensación/revaporización 254, respectivamente. Un sensor de presión 296 está en interface con el colector de salida
256. Colectores de calor 298 que tienen cajas de ventilador están unidos a cada uno de los dispositivos termo-eléctricos 270 y 272.
El colector de salida conecta con un colector de válvula 300 que proporciona tres recorridos de flujo posibles entre el colector de salida 256 del vaporizador/condensador 250 y una salida de colector de válvula 302 del colector de válvula 300. La salida de colector de válvula 302 comunica con la cámara principal 200. Un paso principal de flujo 304 es controlado por una válvula 306 que se puede abrir para permitir el flujo a través del paso principal 304 a la salida de colector de válvula 302
o cerrarse para bloquear dicho flujo. El segundo paso es a través de un orificio 308 en una chapa de orificios 310 que proporciona una restricción de flujo para mejorar la capacidad de sacar preferentemente vapor de agua del vaporizador/condensador 250. Un tercer paso potencial es a través de un disco de rotura 312 que está diseñado para romperse en caso de una sobrepresión catastrófica dentro de la cámara de alojamiento 288, tal como en el caso improbable de que se queme un esterilizante oxidable tal como peróxido de hidrógeno. El orificio 308 podría ser movido a una posición dentro de la válvula de cierre 306, similar al descrito con referencia al elemento de válvula 118 en las figuras 3A y 3B.
En la operación, la cámara principal es evacuada primero a una presión baja suficiente para inducir la vaporización, tal como 53 N/m2 (0,4 torr) y la válvula 306 se cierra poniendo el vaporizador/condensador 250 en comunicación de fluido con la cámara 200 únicamente a través del orificio 308. El colector de entrada 252 es calentado con el calentador 260 y una cantidad de solución esterilizante tal como una solución de peróxido de hidrógeno/agua al 59% es inyectada al colector de entrada 252 donde se vaporiza y difunde al alojamiento 264 a través de los agujeros 286 y 284. Los dispositivos termo-eléctricos 270 y 272 toman entonces energía de las varillas 278 y la disipan a través de los colectores de calor 298 de modo que el esterilizante vaporizado se pueda re-condensar en las varillas 278.
La temperatura del colector de entrada 252 puede ser controlada para vaporizar lentamente el esterilizante, permitiendo así que el agua se vaporice más rápidamente y fluya a través del vaporizador 250 y salga a través del orificio 308 para concentrar el esterilizante restante. La sección de condensación/revaporización 254 concentra bastante efectivamente el esterilizante de modo que acelere el proceso. Se puede emplear vaporización rápida en el colector de entrada, logrando al mismo tiempo un alto grado de concentración.
El condensado en las varillas 278 tiende a concentrarse más en el esterilizante. Al cabo de un tiempo, cuando la carga inicial de solución de esterilizante ha sido vaporizada y una porción de ella se ha condensado en las varillas 278, los dispositivos termoeléctricos 270 y 272 son invertidos para aplicar calor a las varillas 278 y revaporizar el esterilizante. Entonces, el colector de calor 298 todavía contendrá calor que había sido extraído durante el paso anterior y dicho calor puede ser usado por los dispositivos termoeléctricos 270 y 272 para calentar muy eficientemente las varillas 278 y revaporizar el esterilizante. Esta eficiencia añadida mejora eficientemente la energía del dispositivo y permite un condensador vaporizador más pequeño y más compacto 250 para proporcionar calentamiento y enfriamiento adecuados. Después de volver a vaporizar el esterilizante, la válvula 306 se abre para permitir la difusión eficiente del vapor esterilizante a la cámara principal 200.
Si se emplea un segundo vaporizador/condensador 216, su estructura imita preferiblemente la del vaporizador/condensador 250 sin el colector de entrada 252. En tal sistema, después de la difusión inicial a la cámara principal 200, las varillas dentro del segundo condensador 216 se enfriarían y la bomba 214 giraría para extraer preferiblemente vapor de agua del esterilizante de condensación. Después de un período de tiempo cuando el esterilizante se haya condensado, las varillas se calentarán para revaporizar el esterilizante y la bomba 214 se apagará. Este esterilizante revaporizado tendría una concentración algo más alta y entonces se redifundiría a la cámara 200 para mejorar más el proceso de esterilización.
Son posibles otras disposiciones del sistema. La figura 16 ilustra una realización alternativa que puede mejorar la eficiencia al conservar y concentrar la solución germicida. En este sistema, una cámara 314 conteniendo una carga 316 tiene un primer condensador/vaporizador 318 conectado a una fuente 320 de solución germicida y un segundo condensador/vaporizador 322. El primer condensador vaporizador 318 está aislado de la fuente 320 por una válvula 323 y de la cámara 314 por una válvula 324. También conecta con una bomba de escape 325 y está aislado de ella mediante una válvula 326. El segundo condensador vaporizador 322 está aislado de la cámara 314 por una válvula 327 y conecta con la bomba 325 y está aislado de ella mediante una válvula 328. También se facilita una ventilación 329.
La figura 17 ilustra un sistema similar 330 que emplea un solo condensador/vaporizador 332 (de estructura similar al condensador/vaporizador 250 con una salida adicional) conectado a una cámara de esterilización 334 adaptada para recibir una carga 336 de instrumentos a esterilizar. Una bomba de vacío 338 conecta con la cámara 334 mediante una válvula 340 y con el condensador/vaporizador 332 mediante una válvula 342. Una válvula de tres vías puede sustituir a las válvulas 340 y 342. Una fuente de solución germicida 344 conecta con el condensador/vaporizador 332 y la cámara 334 tiene una ventilación 346. Durante la vaporización inicial y la concentración de germicida de la fuente 344, la válvula 342 está cerrada. Después de difundirse el vapor a la cámara 334, la válvula 340 se puede cerrar y la bomba 338 se puede usar para sacar vapor de la cámara a través del condensador/vaporizador 332 en su modo de condensación para concentrar más el germicida. El germicida concentrado se revaporiza entonces y difunde de nuevo a la cámara
334.
El segundo condensador/vaporizador 216 de la figura 9 puede ser usado para maximizar la utilización de germicida al realizar un proceso de esterilización con dos ciclos plenos de vacío, inyección, difusión y ventilación. Antes de la ventilación durante el primer ciclo, la bomba 214 funciona con el condensador/vaporizador 216 enfriado para condensar el germicida. Las válvulas 220 y 218 están cerradas durante el proceso de ventilación. Durante el posterior bombeo de extracción, el condensador/vaporizador se mantiene frío para evitar que el germicida se vaporice excesivamente y sea sacado del sistema.
Los sistemas de las figuras 16 y 17 permiten retener incluso más germicida entre ciclos en un proceso de dos ciclos. Antes de la ventilación en el primer ciclo, el germicida se condensa en el condensador/vaporizador 332. Sin embargo, durante el posterior bombeo de extracción puede estar aislado de la bomba mediante la válvula 342 minimizando así la tendencia de la bomba 338 a expulsar el germicida guardado del sistema durante el bombeo de extracción.
En cada tipo de sistema, los pasos de condensar y concentrar el germicida vaporizado y después revaporizarlo se pueden repetir cuando sea necesario para concentrar más el germicida.
La figura 18 ilustra un sistema 350 conectado de forma alternativa. En este sistema 350 un condensador/vaporizador 352 conecta a través de una válvula 354 con una cámara de esterilización 356 adaptada para recibir una carga 358 y que tiene una ventilación 360. Una bomba de vacío 362 conecta con el condensador/vaporizador 352 a través de una válvula 364, pero no tiene conexión separada con la cámara 356. Una fuente 366 de germicida conecta con el condensador/vaporizador 352.
La figura 19 ilustra un sistema 370 conectado como en la figura 17, que tiene un condensador/vaporizador 372 que conecta a través de una válvula 374 con una cámara de esterilización 376 adaptada para recibir una carga 378 y que tiene una ventilación 380. Una bomba de vacío 382 conecta con el condensador/vaporizador 372 a través de una válvula 384, pero no tiene conexión separada con la cámara 356. Más bien que una entrada para germicida a través del condensador/vaporizador 382, se dispone una fuente 386 de solución germicida dentro de la cámara 376. La fuente puede ser simple así como contener una cantidad de solución germicida líquida. Preferiblemente, se cubre con una membrana semipermeable o filtro de modo que el germicida líquido no se pueda derramar accidentalmente, pero el germicida se vaporice a las presiones bajas de la cámara; los vapores así generados pueden pasar a través de la membrana a la cámara. En ambos sistemas, el condensador/vaporizador 352 o 372 concentra el germicida mediante condensación y revaporización de vapor de germicida, como se ha descrito anteriormente.
La figura 20 ilustra otra realización de un condensador/vaporizador de entrada 400. Es similar en la mayoría de los aspectos al ilustrado en la figura 12. Sin embargo, como se representa primariamente en las figuras 21 y 22, incluye una válvula de control de orificio 402. Un bloque de válvulas 404 recibe una válvula de control de salida 406, un disco de rotura 408 y la válvula de control de orificio 402.
La figura 21 representa el bloque de válvulas 404 en aislamiento e ilustra tres pasos de colector que conectan el bloque de válvulas 404 con el resto del condensador/vaporizador 400: un paso grande de colector de alivio de presión 410 que conduce al disco de rotura 408, un paso de colector superior más pequeño 412 que conduce a la válvula de control de salida 406 y un paso de colector lateral más pequeño 414 que conduce a un orificio 416 y la válvula de control de orificio 402.
La figura 22 ilustra mejor la válvula de control de orificio 402. Un asiento de válvula 418 en el bloque de válvulas 404 rodea el orificio 416. Un elemento de válvula 420 en la válvula de control de orificio 402 se puede extender hacia un asiento de válvula 418 para sellarlo y bloquear la comunicación de fluido a través del orificio
416. Un pasador de limpieza 422 penetra en el orificio 416 cuando la válvula de control de orificio 402 está cerrada para limpiar el orificio 416 y mantenerlo libre de materia extraña. Una guía anular 424 conectada al elemento de válvula 420 desliza dentro de un agujero 426 dentro del bloque de válvulas 404 para alinear adecuadamente el pasador de limpieza 422 con el orificio 416. Esta vista también ilustra un asiento de válvula 428 para la válvula de control de salida 406 y un paso de salida de bloque de válvulas 430 que conduce a la cámara de esterilización (no representado en las figuras 20 a 22).
La operación de un ciclo de esterilización procede casi igual que antes con respecto al sistema representado en las figuras 12 a 15. Sin embargo, después de la vaporización inicial del esterilizante en el colector de entrada 252 (véase la figura 14), la válvula de control de orificio 402 se cierra para aislar por ello el condensador/vaporizador 400 de la cámara de esterilización (no representado en las figuras 20 a 22). Esta condición puede ser supervisada muy fácilmente supervisando la presión dentro del vaporizador/condensador 400 y suponiendo que cuando se ha alcanzado una presión particular, se ha vaporizado esencialmente todo el esterilizante. Entonces se reduce la presión en la cámara de esterilización, preferiblemente a aproximadamente 67 N/m2 (0,5 Torr). La válvula de control de salida 406 se abre entonces y las varillas 278 (véase la figura 14) se calientan para vaporizar el esterilizante condensado y pasarlo a través de la válvula de control de salida 406 y el paso de salida 430 a la cámara de esterilización.
Se ha hallado que los tiempos de ciclo generales se pueden reducir disminuyendo la presión en la cámara de esterilización antes de la introducción del grueso del esterilizante. Cerrar la válvula de control de orificio 402 y reducir la presión en la cámara de esterilización lleva más tiempo. Sin embargo, la presión inferior proporciona una condición más favorable para la difusión del esterilizante a zonas de difusión restringidas, tal como lúmenes, de los instrumentos a esterilizar. Se ha hallado que el tiempo ahorrado mediante la mayor eficiencia de difusión puede más que compensar el tiempo perdido al disminuir la presión en la cámara de esterilización. La velocidad del ciclo de esterilización es un factor impor
tante para los usuarios del esterilizador.
El vapor de agua en la cámara de esterilización puede afectar al tiempo requerido para bajar la presión en él. Tal vapor de agua surge típicamente de una carga de instrumentos que no se han secado adecuadamente. Si se precisa tiempo excesivo para quitar el vapor de agua, se le puede indicar al usuario de modo que recuerde que debe estar más atento al secar la carga de ciclos futuros. Puede haber cargas de vapor de agua en las que se tarde demasiado tiempo en sacar o en sacar efectivamente. En tal caso, el ciclo deberá ser cancelado y el usuario informado de la razón.
La tabla 2 muestra puntos de control para tres ciclos diferentes: un ciclo de destello o muy rápido que no tiene lúmenes, un ciclo corto que solamente tiene lúmenes que presentan un reto pequeño, y un ciclo largo para esterilizar dispositivos con lúmenes más difíciles, largos y estrechos. Durante un bombeo de extracción inicial para sacar aire de la cámara de esterilización y del vaporizador/condensador 400, la válvula de control de salida 406 se deja abierta. Cuando la presión llega a P1, la válvula de control de salida 406 se cierra, pero la válvula de control de orificio 402 se deja abierta; esto empieza la vaporización y concentración del esterilizante. Al llegar al P2 de presión dentro del vaporizador/condensador 400, se verifica el Pc de presión dentro de la cámara. Si es superior al valor enumerado en la tabla 2, entonces la válvula de control de orificio 402 se cierra y el bombeo de extracción continúa hasta que se alcanza Pc y entonces la válvula de control de salida 406 se abre para transferir el esterilizante a la cámara de esterilización. De otro modo, la válvula de control de salida 406 se abre directamente. Si la presión de la cámara excede de Pccancelar al tiempo que la presión del vaporizador/condensador llega a P2, se supone que la cámara de esterilización contiene demasiada agua y se cancela el ciclo.
TABLA 2
Ejemplos de puntos de referencia de temperatura y presión
Destello
Corto Largo
Condición de carga
Superficie SS 1 mm x 150 mm, Plástico 1 mm x 150 mm SS 1 mm x 500 mm, Plástico 1 mm x 1000 mm
Temperatura del vaporizador
70°C 70°C 70°C
Temperatura del condensador
58°C 52°C 43°C
P1 Presión del vaporizador/condensador para quitar aire
18600 N/m2 (140 torr) 18600 N/m2 (140 torr) 18600 N/m2 (140 torr)
P2 Presión del vaporizador/condensador para concentrar esterilizan-te
2900 N/m2 (22 torr) 2100 N/m2 (16 torr) 1300 N/m2 (10 torr)
Pc Presión de la cámara para seleccionar transferencia, vacío adicional o cancelación
200 N/m2 (1,5 torr) 80 N/m2 (0,6 torr) 40 N/m2 (0,3 torr)
Pc-cancelar Presión de la cámara para cancelar ciclo
1066 N/m2 (8 torr) 800 N/m2 (6 torr) 533 N/m2 (4 torr)
Temperatura del condensador para transferir esterilizante concentrado
68°C 68°C 68°C
La figura 23 ilustra un vaporizador 500 según la presente invención. Incluye una cavidad 502 abierta en una extensión superior 504 para conexión a la sección de condensación/revaporización 254 (véase también la figura 14) y que tiene una superficie de vaporización inferior
506. La superficie de vaporización 506 incluye una primera cara 508 y una segunda cara 510 inclinadas una hacia otra para unirse en un caballete 512. La superficie de vaporización se puede formar integralmente con la cavidad 502 o ser una parte separada que encaja en ella. Una entrada 514 suministra solución de esterilizante líquido, tal como una solución de peróxido de hidrógeno y agua, a la superficie de vaporización 506.
La entrada 514 puede tomar varias formas. Preferiblemente derrama gotitas de solución de esterilizante líquido uniformemente sobre el caballete 512, dejando que las gotitas bajen por las caras primera y segunda 508 y 510, distribuyendo por ello uniformemente la vaporización sobre la superficie de vaporización 506. Puede incluir múltiples boquillas o agujeros distribuidos encima del caballete 512. Cada boquilla podría incluir múltiples agujeros. La distribución uniforme promueve la vaporización más rápida que puede reducir el tiempo para completar un ciclo de esterilización. También promueve la uniformidad de la vaporización con el fin de mantener el sincronismo con la condensación y la revaporización.
Las caras inclinadas 508 y 510 también economizan espacio y mejoran la vaporización mejorando la relación de área superficial a volumen para una huella dada, promoviendo simultáneamente la distribución uniforme de solución de esterilizante líquido sobre la superficie de vaporización 506. Preferiblemente, la primera cara y segunda cara 508 y 510 están inclinadas entre 15 a 60 grados con respecto a la horizontal, y más preferiblemente
de 25 a 50 grados.
La superficie de vaporización 506 puede estar configurada para promover una distribución uniforme de flujo sobre ella. Por ejemplo, puede tener textura o estar provista de ranuras de mejora del flujo, orientadas preferiblemente verticalmente. También puede estar provista de una pluralidad de pequeñas cavidades que retienen una pequeña cantidad del esterilizante líquido cuando fluye sobre la superficie de vaporización 506, distribuyendo por ello uniformemente la vaporización. Preferiblemente, cada cavidad atrapa aproximadamente de diez a cincuenta microlitros de solución esterilizante. En un aspecto de la invención, la cantidad total de esterilizante sería 1,8 ml de solución de peróxido de hidrógeno a 59%.
La superficie de vaporización 506 también puede estar cubierta con salientes para aumentar su área superficial. Una superficie de semiesferas densamente empaquetadas aumentaría el área superficial aproximadamente 78%. El área superficial adicional promueve la vaporización más rápida de la solución de esterilizante líquido.
Además de la forma de prisma triangular de la superficie de vaporización 506 representada, otras formas lograrían un objetivo similar. Por ejemplo, la superficie de vaporización podría incluir una superficie exterior de un cono vertical, una pirámide o una semiesfera, aunque tales alternativas caen fuera del alcance de la invención reivindicada.
Aunque se ha descrito en conexión con la sección de condensación/revaporización 254 y otro equipo para concentrar vapores de esterilización, el vaporizador 500 mejoraría igualmente un sistema de esterilización en fase vapor más típico en el que la solución de esterilizante líquido sea vaporizada y alimentada directamente a una cámara de esterilización sin intentar su concentración.

Claims (25)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método de suministrar un esterilizante en fase vapor a una cámara de esterilización (12), incluyendo el método:
    calentar una superficie de vaporización (506), incluyendo la superficie de vaporización una primera cara inclinada (508) que se extiende en una primera dirección y una segunda cara inclinada (510) que se extiende en una segunda dirección que es diferente de la primera dirección, donde las caras inclinadas primera y segunda están dispuestas formando un caballete (512) entremedio;
    derramar gotitas de solución de esterilizante líquido uniformemente sobre el caballete (512);
    hacer circular una porción de las gotitas de
    solución de esterilizante líquido sobre la primera
    cara inclinada (508);
    hacer circular otra porción de las gotitas de
    solución de esterilizante líquido sobre la segunda
    cara inclinada (510);
    vaporizar la solución de esterilizante líquido que circula sobre las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) para formar una solución de esterilizante en fase vapor; y
    suministrar la solución de esterilizante en fase vapor a la cámara de esterilización (12).
  2. 2.
    Un método según la reivindicación 1, donde la superficie de vaporización (506) tiene una pluralidad de canales que se extienden hacia abajo, incluyendo los pasos de hacer circular la solución de esterilizante sobre las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) hacer bajar la solución de esterilizante por los canales.
  3. 3.
    Un método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la solución de esterilizante líquido incluye peróxido de hidrógeno y agua.
  4. 4.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde la superficie de vaporización (506) incluye una pluralidad de cavidades y donde las cavidades capturan porciones de la solución de esterilizante líquido cuando baja por las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) y mantienen estas porciones hasta que son vaporizadas.
  5. 5.
    Un método según la reivindicación 4, donde el volumen individual de las porciones capturadas dentro de las cavidades es de entre 10 y 50 microlitros.
  6. 6.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde la superficie de vaporización (506) incluye una pluralidad de protuberancias donde aumentar su área superficial.
  7. 7.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) de la superficie de vaporización (506) están inclinadas un ángulo de entre 15 a 60 grados con respecto a la horizontal, preferiblemente un ángulo de entre 25 a 50 grados con respecto a la horizontal.
  8. 8.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde el paso de derramar la solución de esterilizante líquido incluye usar una entrada (514) que tiene múltiples boquillas o agujeros distribuidos encima del caballete (512).
  9. 9.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde el paso de derramar la solución de esterilizante líquido incluye usar una entrada (514) incluyendo una boquilla que tiene múltiples agujeros.
  10. 10.
    Un método según la reivindicación 9, donde el caballete (512) incluye un primer extremo y un segundo extremo, y donde se define un eje entre el primer extremo y el segundo extremo, incluyendo el paso de derramar una solución de esterilizante líquido pasar un flujo de la solución de esterilizante líquido a través de los aguje
    ros en una dirección a lo largo del eje del caballete (512).
  11. 11.
    Un método según la reivindicación 10, donde la boquilla está colocada con relación al caballete (512) de tal manera que al menos un agujero esté situado en un primer lado del eje y al menos un agujero esté situado en un segundo lado del eje.
  12. 12.
    Un método según cualquier reivindicación precedente, donde la superficie de vaporización (506) está situada dentro de una cavidad (502) que está abierta en una extensión superior (504).
  13. 13.
    Un método según la reivindicación 12, donde la cavidad (502) está delimitada por dos pares de paredes laterales opuestas que se extienden hacia arriba rodeando la superficie de vaporización (506).
  14. 14.
    Un sistema de esterilización incluyendo una cámara de esterilización (12) y un vaporizador (14) para suministrar un esterilizante químico en fase vapor a la cámara de esterilización, incluyendo el vaporizador un paso entre el vaporizador (14) y la cámara de esterilización (12), caracterizado por
    una superficie de vaporización (506), incluyendo la superficie de vaporización una primera cara inclinada
    (508) que se extiende en una primera dirección y una segunda cara inclinada (510) que se extiende en una segunda dirección que es diferente de la primera dirección, donde las caras inclinadas primera y segunda están dispuestas formando un caballete (512) entremedio;
    medios para calentar la superficie de vaporización (506); una entrada (514) para derramar gotitas de solución de esterilizante líquido uniformemente sobre el caballete
    (512) de tal manera que una porción de las gotitas de solución de esterilizante líquido fluya sobre la primera cara inclinada (508) y otra porción de las gotitas de solución de esterilizante líquido fluya sobre la segunda cara inclinada (510).
  15. 15.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 14, donde la superficie de vaporización (506) tiene una pluralidad de canales que se extienden hacia abajo para dirigir por ello el flujo hacia abajo sobre la superficie de vaporización (506).
  16. 16.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, donde la superficie de vaporización (506) incluye una pluralidad de cavidades adaptadas para capturar porciones de la solución de esterilizante líquido cuando baja por la superficie de vaporización y mantener estas porciones hasta que sean vaporizadas.
  17. 17.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 16, donde las cavidades están dimensionadas para capturar un volumen individual de entre 10 y 50 microlitros.
  18. 18.
    Un sistema de esterilización según cualquier reivindicación precedente, donde la superficie de vaporización (506) incluye una pluralidad de protuberancias donde aumentar su área superficial.
  19. 19.
    Un sistema de esterilización según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, donde las caras inclinadas primera y segunda (508, 510) de la superficie de vaporización (506) están inclinadas un ángulo de entre 15 a 60 grados con respecto a la horizontal, preferiblemente un ángulo de entre 25 a 50 grados con respecto a la horizontal.
  20. 20.
    Un sistema de esterilización según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, donde dichos medios de derrame incluyen una entrada (514) que tiene múltiples boquillas o agujeros distribuidos encima del caballete (512).
  21. 21. Un sistema de esterilización según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, donde dichos medios de derrame incluyen una entrada (514) incluyendo una boquilla que tiene múltiples agujeros.
  22. 22.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 21, donde el caballete (512) incluye un primer extremo y un segundo extremo, y donde se define un eje entre el primer extremo y el segundo extremo, incluyendo el paso de derramar una solución de esterilizante líquido pasar un flujo de la solución de esterilizante líquido a través de los agujeros en una dirección a lo largo del eje del caballete (512).
  23. 23.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 22, donde la boquilla está colocada con relación al caballete (512) de tal manera que al menos un agujero esté situado en un primer lado del eje y al menos un agujero esté situado en un segundo lado del eje.
  24. 24.
    Un sistema de esterilización según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, donde la superficie de vaporización (506) está situada dentro de una cavidad (502) que está abierta en una extensión superior (504).
  25. 25.
    Un sistema de esterilización según la reivindicación 24, donde la cavidad (502) está delimitada por dos pares de paredes laterales opuestas que se extienden hacia arriba rodeando la superficie de vaporización (506).
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