WO2018045439A1 - Método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado - Google Patents
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- WO2018045439A1 WO2018045439A1 PCT/BR2017/050260 BR2017050260W WO2018045439A1 WO 2018045439 A1 WO2018045439 A1 WO 2018045439A1 BR 2017050260 W BR2017050260 W BR 2017050260W WO 2018045439 A1 WO2018045439 A1 WO 2018045439A1
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- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/26—Accessories or devices or components used for biocidal treatment
- A61L2/28—Devices for testing the effectiveness or completeness of sterilisation, e.g. indicators which change colour
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
Definitions
- the present invention relates to a method of detecting noncondensable gases in the saturated steam sterilization process used in a sterilization equipment for real time automatic monitoring of the presence of noncondensable gases in the inside a sterilization chamber.
- Non-condensable gas detection equipment and devices within sterilization chambers are known to the art.
- sterilization processes consist of establishing unbearable environmental conditions for the life of microorganisms, such as viruses and bacteria, present in equipment commonly used in medical and hospital procedures.
- the pressure-saturated steam sterilization process is the most widely used method and offers the highest safety to the hospital, since this steam is capable of convection circulation, allowing its penetration in porous materials.
- Saturated steam used in sterilization processes is approximately 37% owned and, as can be seen from the Mollier diagram, is in a biphasic state, in which temperature and pressure are directly proportional.
- Non-condensable gases such as air and CO2 have low thermal conductivity, acting as an insulator against heat transfer from saturated steam to the surface of articles to be sterilized.
- the Bowie & Dick Test is one of the most commonly used methods for verifying air removal, specifically non-condensable gases, in sterilization processes.
- the effectiveness of the test depends on the correct assembly of the package by an operator and, even when properly assembled and performed, this test cannot identify the presence of non-condensable gases inside the sterilization chamber efficiently.
- the operation of the Bowie & Dick Test depends on the use of several layers of filler materials such as paper or fabric, among which a substrate with a color-changing paint is positioned as gases are present. non-condensable inside the sterilization chamber during the sterilization process. Thus, disadvantageously, a large amount of paper is discarded with each performance of this test.
- the Bowie & Dick Test is usually performed only once a day. Thus, if any problems occur that result in failure to properly remove air from the sterilizer chamber, even assuming such a failure would be identified by the Bowie & Dick Test, this failure will only be realized when the Bowie Test & Dick is performed, and there may be up to a full day between the time of the first failure and the time of detection of that failure.
- the present invention proposes a method of detecting noncondensable gases in the saturated steam sterilization process, which is designed to identify unacceptable conditions for performing sterilization processes, indicating with high precision the non-condensable gases inside a sterilization chamber.
- the present invention provides a method of detecting noncondensable gases in the saturated steam sterilization process, which utilizes a detection module that can be easily adapted to existing sterilization equipment and can be added to the current non-condensable gas detection procedures, having low installation and maintenance costs, and performing automated and uninterrupted measurements within the maintenance chamber in all sterilization processes performed by sterilization equipment.
- the present invention describes a non-condensable gas detection module which is installed next to a sterilizing apparatus, each module having a temperature sensor positioned within a process challenge device, which is installed inside a sterilization chamber, so that the temperature sensor is connected with a programmable logic controller.
- the sterilization equipment is equipped with a vacuum pump responsible for removing air from the sterilization chamber and a steam supply device for the injection of saturated steam into the sterilization chamber.
- a vacuum pump responsible for removing air from the sterilization chamber
- a steam supply device for the injection of saturated steam into the sterilization chamber.
- the vacuum pump has greater difficulty in removing air within the process challenge device.
- the steam generator has greater difficulty in injecting saturated steam into the process challenge device when there are air pockets within the process challenge device. process. [021] Therefore, when the fine injection step! of saturated steam inside the sterilization chamber after phase I closure for stabilization of sterilization conditions, known as Phase II or heating and sterilization phase, any amount of non-condensable gases remaining within the challenge device
- the process temperature together with the amount of saturated steam entering that device, results in a temperature difference, identified by the sensor, from the temperature of the saturated steam injected into the remainder of the sterilization chamber,
- the process challenge device creates a barrier that enables detection of non-condensable gases, whereby such detection occurs through readings taken by the temperature sensor within that process challenge device.
- the sensor then identifies variations in temperature according to the variation in the presence of non-condensable gases within the sterilization chamber. Calculation for detection of noncondensable gases from temperature sensor measurements is performed by software integrated with the sterilization equipment, indicating problems related to the presence of noncondensable gases within the sterilization chamber in real time. .
- the non-condensing gas detection module is used for the operation of an automatic real-time non-condensing gas detection method during the operation of each sterilization cycle performed within the sterilization chamber of the sterilization equipment. This method comprises the following steps:
- Figure 1 illustrates a schematic view of the operation of the automatic (M) non-condensable gas detection method
- Figure 2 illustrates a schematic view of the operation of the automatic non-condensable gas detection method (M), additionally using a pressure sensor (4);
- FIG. 3 illustrates a schematic view of the operating flowchart of the automatic non-condensable gas detection method (M);
- Figure 4 illustrates a partial view of the sterilization chamber (E1), with a preferred embodiment of the process challenge device (3);
- Figure 5 illustrates a partial view of the sterilization chamber (E1), with another embodiment of the process challenge device (3);
- Figure 6 illustrates a partial view of the sterilization chamber (E1), with another embodiment of the process challenge device (3).
- each non-condensable gas detection module (1) is installed next to equipment sterilizer (E), each module (1) having a temperature sensor (2) positioned within a process challenge device (3) which is installed within a sterilization chamber (E1) preferably near one of the walls (E2) of said chamber (E1).
- said temperature sensor (2) is connected with a control means (PLC), such as a programmable logic controller, such connection being preferably performed by means of a wire (not shown) through the wall (E2), together to which the process challenge device (3) is preferably installed.
- PLC control means
- the equipment (E) is equipped with a vacuum pump (B) for removing air from the sterilization chamber (E1) and a steam supply device (G) for the injection of saturated steam within said sterilization chamber (E1).
- a vacuum pump (B) for removing air from the sterilization chamber (E1)
- a steam supply device (G) for the injection of saturated steam within said sterilization chamber (E1).
- said sterilization chamber (E1) is subjected to successive air removal steps from the interior of the sterilization chamber (E1), interspersed by injection steps. saturated steam inside this chamber (E1) in order to remove as much air as possible from the interior of the sterilization chamber (E1).
- Such steps are known as Phase I, or conditioning phase.
- the vacuum pump (B) has greater difficulty in removing air within the process challenge device (3).
- the steam generator (G) has greater difficulty injecting saturated steam into the process challenge device (3) when pockets are present. inside the process challenge device (3).
- the process challenge device (3) creates a barrier that enables the detection of non-condensable gases, as such! Detection occurs through readings taken by the temperature sensor (2) within this process challenge device (3).
- the sensor (2) identifies variations in temperature according to the variation in the presence of non-condensable gases within the sterilization chamber (E1).
- the calculation for detection of non-condensable gases from temperature sensor measurements (2) is performed by software integrated with the sterilization equipment (E), indicating the occurrence of problems related to the presence of non-condensable gases within the sterilization chamber (E1) in real time.
- Said process challenge device (3) comprises an open end and a sealed end, the temperature sensor (2) being installed within that sealed end of the process challenge device (3).
- the process challenge device (3) is configured by a serpentine shaped tubular body.
- the process challenge device (3) is configured by a spiral tubular body, such as a PCD.
- said process challenge device (3) can be configured by any body capable of creating a barrier that hinders the removal of air and the passage of saturated vapor injected into the sterilization chamber (E1), to the temperature sensor (2), without compromising the scope of protection of the present invention.
- said temperature sensor (2) is configured by a Pt100 sensor.
- said temperature sensor (2) may be configured by any sensor conveniently capable of reading the temperature within the process challenge device (3) positioned in the sterilization chamber (E1) under the conditions imposed by the saturated steam sterilization process, without departing from the scope of protection of the present invention.
- said non-condensable gas detection module (1) is provided with a pressure sensor (4) which is positioned within the sealed end of the process challenge device (3) together with the temperature sensor (2).
- Said pressure sensor (4) is also connected with a control means (PLC), preferably by means of a wire (not shown) through the wall (E2), near which the process challenge device (3) is preferably installed.
- PLC control means
- T is the temperature of the saturated vapor in Kelvin
- P is the pressure measured in megapascal
- A is 42.677 6K
- B is -3 892.70K
- C is -9.486 54.
- This non-condensable gas detection module (1) is used for the operation of an automatic real-time non-condensable gas detection (M) method during the operation of each sterilization cycle carried out within the chamber.
- This method (M) of detection of non-condensable gases comprises the following steps:
- steps “c” through “g” are repeated a few times until a condition determined by the control means (PLC) is met.
- said control means (PLC) defines a fixed number of repeats from steps “c” through “g", usually four repeats, for fulfillment of Phase I and transition to Phase II of the sterilization process.
- control means defines a variable number of repetitions from steps “c" to “g", the number of such repetitions being the minimum necessary for the amount of non-condensable gases within the chamber. calculated at step “g" is less than the maximum acceptable value, and such maximum acceptable value is normally equal to or less than 3,5% of the total volume of the sterilization chamber (E1 ⁇ ,
- a lethality assessment criterion may be adopted.
- a calculation known as the lethality calculation F0 is used, which indicates the relationship between the total elimination of living organisms according to their exposure to certain temperatures over certain periods of time, and F0 is calculated as from temperature sensor readings (2) applied in a formula defined by
- T is the temperature
- t is the time
- z is the Z value used in determining process lethality
- this lethality assessment criterion is applied immediately after step "g" of the non-condensable gas detection method (M), so that the lethality calculation is performed and, if no maximum lethality is identified, Step “h” occurs, canceling the sterilization cycle automatically, even if non-condensable gases are identified inside the sterilization chamber (E1).
- the lethality assessment criterion may be defined by a reference value compared to the ratio of the value calculated from the temperature sensor (2) of the process challenge device (3) to the value calculated from of a control sensor, normally positioned in the sterilization chamber drain (E1). It is understood that the F0 value obtained from the control sensor will always be greater than the F0 value obtained inside the process challenge device (3), where the removal of noncondensable gases is difficult, resulting in lower temperatures. obtained during the sterilization process.
- sterilization equipment (E) may comprise a result display (not shown) digitally, representing color changes that occur on physical surfaces used in the Bowie & Dick Test on a display. (not shown) of sterilization equipment (E).
- result display (not shown) digitally, representing color changes that occur on physical surfaces used in the Bowie & Dick Test on a display.
- sterilization equipment (E) may comprise a result display (not shown) digitally, representing color changes that occur on physical surfaces used in the Bowie & Dick Test on a display. (not shown) of sterilization equipment (E).
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Abstract
A presente invenção descreve um módulo (1) de detecção de gases não condensáveis instalado junto a um equipamento esterilizador (E), sendo que cada módulo (1) é dotado de um sensor de temperatura (2) posicionado no interior de um dispositivo de desafio de processo (3), o qual é instalado no interior de uma câmara de esterilização (E1), de modo que o sensor de temperatura (2) é conectado com um meio de controle (CLP). Dessa forma, quando de uma etapa de injeção final de vapor saturado no interior da câmara (E1), a eventual quantia de gases não condensáveis presente no interior do dispositivo de desafio de processo (3), juntamente com a quantia de vapor saturado que adentrou no dito dispositivo (3), resulta numa diferença de temperatura, identificada pelo sensor (2), em relação à temperatura do vapor saturado injetado no restante da câmara de esterilização (E1).
Description
"MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO"
[01 ] A presente patente de invenção refere-se a um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado, utilizado em um equipamento de esterilização para realização do monitoramento automático e em tempo real da presença de gases não condensáveis no interior de uma câmara de esterilização.
Histórico da Invenção
[02] São conhecidos do homem da técnica equipamentos e dispositivos detectores de gases não condensáveis no interior de câmaras de esterilização.
[03] Um dos grandes desafios no âmbito hospitalar é o controle de infecções que podem apresentar um aumento significativo no índice de morbimortalidade. As infecções relacionadas aos serviços de saúde são complicações decorrentes de procedimentos hospitalares, adquiridos pelo paciente desde a entrada no hospital até a sua alta. A preocupação com contaminação nos procedimentos cirúrgicos invasivos é bastante expressiva, assim como a quantidade de estudos abordados nessa temática. Entre as formas de mitigação dos riscos potenciais no controle de infecção hospitalar, destacam-se os processos de esterilização dos artigos críticos utilizados nos procedimentos cirúrgicos.
[04] Basicamente, os processos de esterilização consistem em estabelecer condições de ambiente insuportáveis para a vida de microrganismos, tais como vírus e bactérias, presentes em equipamentos normalmente utilizados em procedimentos médicos e hospitalares. O processo de esterilização pelo vapor saturado sob pressão é o método mais utilizado e o que maior segurança oferece ao meio hospitalar, pois esse vapor é capaz de circular por convecção, permitindo sua penetração em materiais porosos. O vapor saturado utilizado nos processos de esterilização apresenta titularidade de aproximadamente 37% e, conforme pode ser verificado no diagrama de Mollier, encontra-se no estado bifásico, no qual a temperatura e a pressão apresentam relação diretamente proporcional.
[05] Diferente de outros métodos de esterilização para artigos termo lábeis que requerem insumos químicos para a ação antimicrobiana, o processo de esterilização por calor úmido realiza a destruição dos microrganismos pela ação
combinada de tempo, temperatura, pressão e umidade. Porém, mesmo em um processo tão difundido como a esterilização por vapor saturado, existem riscos potencias de falhas no treinamento operacional, falsos negativos de indicadores biológicos ou químicos, falhas no processo de manutenção ou validação dos equipamentos, qualidade nas utilidades do esterilizador, entre tantos outros. Um risco pouco discutido entre os profissionais na área de esterilização tem sido os gases não condensáveis no processo de esterilização.
[06] Os gases não condensáveis, tais como ar e CO2, possuem baixa condutividade térmica, funcionando como um isolante contra a transferência de calor do vapor saturado para a superfície dos artigos a serem esterilizados.
[07] Os indicadores biológicos, ou os melhores indicadores químicos no mercado, não sinalizam a presença de um teor de gases não condensáveis em valores consideráveis, que podem prejudicar um processo de esterilização, sendo que tal quantidade de gás é mais que suficiente para impedir a penetração de vapor em alguns materiais e, consequentemente, não alcançar a temperatura requerida e a condensação, as quais são pré-requisitos para uma esterilização bem-sucedida.
[08] O Teste Bowie & Dick é um dos métodos mais utilizados para verificação da remoção do ar, mais especificamente gases não condensáveis, nos processos de esterilização. A eficácia do teste depende da correta montagem do pacote por parte de um operador e, mesmo quando montado e realizado corretamente, esse teste não é capaz de identificar presenças de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização com eficiência.
[09] Ainda, o funcionamento do Teste Bowie & Dick depende da utilização de diversas camadas de materiais de preenchimento, tais como papel ou tecido, dentre as quais é posicionado um substrato com uma tinta que muda de cor, conforme houver a presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização, durante o processo de esterilização. Assim, de maneira desvantajosa, uma grande quantidade de papel é descartada, a cada realização desse teste.
[010] Também de maneira desvantajosa, por questões de economia de recursos, o Teste Bowie & Dick é normalmente realizado apenas uma vez por dia. Assim, caso ocorra qualquer problema que resulte em falha na remoção adequada de ar da câmara esterilizadora, mesmo assumindo que tal falha seria identificada pelo Teste Bowie & Dick, essa falha somente será percebida quando o Teste Bowie
& Dick for realizado, podendo haver um intervalo de até um dia inteiro entre o momento da primeira falha e o momento da detecção dessa falha.
[01 1 ] Além disso, a avaliação do resultado apresentado pelo Teste Bowie & Dick é extremamente subjetiva, dependendo de uma análise humana para decidir se houve, ou não, mudança de cor na superfície do substrato utilizado no teste suficiente para indicar a presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização.
[012] Dessa forma, avaliações adicionais devem ser feitas para garantir a efetividade na remoção do ar das câmaras de esterilização. Porém, atualmente, não existem soluções eficientes para realização dessas avaliações com um detector de ar no interior da câmara de esterilização. Inclusive, a norma NBR ISSO 17665-2, que instrui quanto à esterilização de produtos para saúde por meio de vapor, em seu anexo A.7, indica que devem ser realizados ensaios com detector de ar, caso exista tal detector de ar, deixando claro que não são conhecidas soluções definitivas para o problema abordado.
[013] Visando solucionar esses inconvenientes, a presente invenção propõe um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado, o qual é projetado para identificar condições não aceitáveis para a realização de processos de esterilização, indicando com alta precisão a presença de gases não condensáveis no interior de uma câmara de esterilização.
[014] Assim, é um objetivo da presente invenção prover um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado, o qual é capaz de identificar a presença de gases não condensáveis no interior de uma câmara de esterilização, mesmo em pouquíssima quantidade.
[015] É um outro objetivo da presente invenção prover um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado, o qual se utiliza de um módulo de detecção que é instalado no interior da câmara de esterilização e que pode se comunicar com um controlador lógico programável do equipamento de esterilização por meio de fios.
[016] É também um objetivo da presente invenção prover um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado inteiramente automatizado, não dependendo de habilidades manuais,
atenção ou interpretação de operadores para aferição da existência de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização, realizando a tomada de decisão pelo aborto do processo de esterilização de maneira autónoma.
[017] Vantajosamente, a presente invenção apresenta um método de detecção de gases não condensáveis no processo de esterilização por vapor saturado, o qual se utiliza de um módulo de detecção que pode ser facilmente adaptado em um equipamento de esterilização existente, podendo ser agregado aos procedimentos atuais de detecção de gases não condensáveis, possuindo baixos custos de instalação e manutenção, e realizando medições automatizadas e ininterruptas no interior da câmara de manutenção, em todos os processos de esterilização realizados pelo equipamento de esterilização.
Breve Descrição da Invenção
[018] Sintetizadamente, a presente invenção descreve um módulo de detecção de gases não condensáveis, o qual é instalado junto a um equipamento esterilizador, sendo que cada módulo é dotado de um sensor de temperatura posicionado no interior de um dispositivo de desafio de processo, o qual é instalado no interior de uma câmara de esterilização, de modo que o sensor de temperatura é conectado com um controlador lógico programável.
[019] O equipamento de esterilização é dotado de uma bomba de vácuo, responsável pela remoção do ar presente no interior da câmara de esterilização, e de um dispositivo fornecedor de vapor, responsável pela injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização. Dessa forma, quando do início de um ciclo de esterilização, a referida câmara de esterilização é submetida a sucessivas etapas de remoção de ar, intercaladas por etapas de injeção de vapor saturado no interior dessa câmara, com o intuito de remover a maior quantidade possível de ar do interior da câmara de esterilização. Tais etapas são conhecidas como Fase I, ou fase de condicionamento.
[020] Durante as etapas de remoção de ar da câmara de esterilização, a bomba de vácuo tem maior dificuldade na remoção do ar no interior do dispositivo de desafio de processo. De maneira similar, durante as etapas de injeção de vapor no interior da câmara de esterilização, o gerador de vapor tem maior dificuldade em injetar vapor saturado no interior do dispositivo de desafio de processo, quando existirem bolsas de ar no interior do dispositivo de desafio de processo.
[021 ] Portanto, quando da etapa de injeção fina! de vapor saturado no interior da câmara de esterilização, após o encerramento da Fase I, para estabilização das condições de esterilização, conhecida como Fase II ou fase de aquecimento e esterilização, a eventual quantia de gases não condensáveis que permaneceu no interior do dispositivo de desafio de processo, juntamente com a quantia de vapor saturado que adentrou nesse dispositivo, resulta numa diferença de temperatura, identificada pelo sensor, em relação à temperatura do vapor saturado injetado no restante da câmara de esterilização,
[022] Assim, o dispositivo de desafio de processo cria uma barreira que possibilita a detecção dos gases não condensáveis, sendo que tal detecção ocorre por meio de leituras realizadas pelo sensor de temperatura no interior desse dispositivo de desafio de processo. Então, o sensor identifica variações na temperatura de acordo com a variação da presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização. O cálculo para detecção de gases não condensáveis, a partir das medições do sensor de temperatura, é realizado por um software integrado ao equipamento de esterilização, indicando a ocorrência de problemas relacionados à presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização em tempo real.
[023] O módulo de detecção de gases não condensáveis é utilizado para o funcionamento de um método automático de detecção de gases não condensáveis em tempo real, durante o funcionamento de cada ciclo de esterilização realizado no interior da câmara de esterilização do equipamento de esterilização, sendo que esse método compreende as seguintes etapas:
[024] a) selamento da câmara de esterilização;
[025] b) criação de uma barreira que dificulte a passagem de vapor saturado até o sensor de temperatura;
[026] c) acionamento da bomba de vácuo para remoção do ar do interior da câmara de esterilização;
[027] d) desligamento da bomba de vácuo e alimentação de vapor a partir do dispositivo fornecedor de vapor, para injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização;
[028] e) detecção da temperatura na região da extremidade fechada do dispositivo de desafio de processo;
[029] f) interrupção do abastecimento de vapor a partir do dispositivo fornecedor de vapor;
[030] g) cálculo da quantidade de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização, por meio da detecção de temperatura realizada pelo sensor;
[031 ] h) repetição das etapas "c" até "g", conforme definido pelo controlador lógico programável;
[032] i) cancelamento automático do ciclo de esterilização, caso seja identificada presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização.
[033] São apresentadas a seguir figuras esquemáticas de uma realização particular da invenção, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois as figuras têm apenas a finalidade de apresentar didaticamente seus diversos aspectos, cuja abrangência de proteção está determinada apenas pelo escopo da reivindicação anexa.
Breve descrição dos desenhos
[034] A figura 1 ilustra uma vista esquemática do funcionamento do método (M) automático de detecção de gases não condensáveis;
[035] A figura 2 ilustra uma vista esquemática do funcionamento do método (M) automático de detecção de gases não condensáveis, utilizando adicionalmente um sensor de pressão (4);
[036] A figura 3 ilustra uma vista esquemática do fluxograma de funcionamento do método (M) automático de detecção de gases não condensáveis;
[037] A figura 4 ilustra uma vista parcial da câmara de esterilização (E1 ), com uma forma de realização preferencial do dispositivo de desafio de processo (3);
[038] A figura 5 ilustra uma vista parcial da câmara de esterilização (E1 ), com outra forma de realização do dispositivo de desafio de processo (3);
[039] A figura 6 ilustra uma vista parcial da câmara de esterilização (E1 ), com outra forma de realização do dispositivo de desafio de processo (3).
Descrição Detalhada da Invenção
[040] Conforme representado pelas figuras anexas, cada módulo (1 ) de detecção de gases não condensáveis é instalado junto a um equipamento
esterilizador (E), sendo que cada módulo (1 ) é dotado de um sensor de temperatura (2) posicionado no interior de um dispositivo de desafio de processo (3), o qual é instalado no interior de uma câmara de esterilização (E1 ), preferencialmente próximo a uma das paredes (E2) da referida câmara (E1 ). Assim, dito sensor de temperatura (2) é conectado com um meio de controle (CLP), tal como um controlador lógico programável, sendo tal conexão realizada preferencialmente por meio de um fio (não ilustrado) que atravessa a parede (E2), junto à qual o dispositivo de desafio de processo (3) está preferencialmente instalado.
[041 ] O equipamento (E) é dotado de uma bomba de vácuo (B), responsável pela remoção do ar presente no interior da câmara de esterilização (E1 ), e de um dispositivo fornecedor de vapor (G), responsável pela injeção de vapor saturado no interior da dita câmara de esterilização (E1 ). Dessa forma, quando do início de um ciclo de esterilização no equipamento (E), a referida câmara de esterilização (E1 ) é submetida a sucessivas etapas de remoção do ar do interior da câmara de esterilização (E1 ), intercaladas por etapas de injeção de vapor saturado no interior dessa câmara (E1 ), com o intuito de remover a maior quantidade possível de ar do interior da câmara de esterilização (E1 ). Tais etapas são conhecidas como Fase I, ou fase de condicionamento.
[042] Durante as etapas de remoção de ar da câmara de esterilização (E1 ), a bomba de vácuo (B) tem maior dificuldade na remoção do ar no interior do dispositivo de desafio de processo (3). De maneira similar, durante as etapas de injeção de vapor no interior da câmara de esterilização (E1 ), o gerador de vapor (G) tem maior dificuldade em injetar vapor saturado no interior do dispositivo de desafio de processo (3), quando existirem bolsas de ar no interior do dispositivo de desafio de processo (3).
[043] Portanto, quando da etapa de injeção final de vapor saturado no interior da câmara (E1 ), após o encerramento da Fase I, para estabilização das condições de esterilização, conhecida como Fase II ou fase de aquecimento e esterilização, a eventual quantia de gases não condensáveis que permaneceu no interior do referido dispositivo de desafio de processo (3), juntamente com a quantia de vapor saturado que adentrou no dito dispositivo (3), resulta numa diferença de temperatura, identificada pelo sensor (2), em relação à temperatura do vapor saturado injetado no restante da câmara de esterilização (E1 ).
[044] Assim, o dispositivo de desafio de processo (3) cria uma barreira que possibilita a detecção dos gases não condensáveis, sendo que ta! detecção ocorre por meio de leituras realizadas pelo sensor de temperatura (2) no interior desse dispositivo de desafio de processo (3). Então, o sensor (2) identifica variações na temperatura de acordo com a variação da presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ). O cálculo para detecção de gases não condensáveis, a partir das medições do sensor de temperatura (2), é realizado por um software integrado ao equipamento de esterilização (E), indicando a ocorrência de problemas relacionados à presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ) em tempo real.
[045J Dito dispositivo de desafio de processo (3) compreende uma extremidade aberta e de uma extremidade selada, sendo que o sensor de temperatura (2) é instalado no interior dessa extremidade selada do dispositivo de desafio de processo (3). Ainda, de maneira preferencial, o dispositivo de desafio de processo (3) é configurado por um corpo tubular, em formato de serpentina.
[046J De maneira opcional, o dispositivo de desafio de processo (3) é configurado por um corpo tubular espiral, tal como um PCD. Porém, será compreendido que o referido dispositivo de desafio de processo (3) pode ser configurado por qualquer corpo capaz de criar uma barreira que dificulte a remoção do ar e a passagem de vapor saturado, injetado no interior da câmara de esterilização (E1 ), até o sensor de temperatura (2), sem comprometer o escopo de proteção da presente invenção.
[047] Em um exemplo particular de realização da presente invenção, dito sensor de temperatura (2) é configurado por um sensor Pt100. Porém, será compreendido que o referido sensor de temperatura (2) pode ser configurado por qualquer sensor convenientemente capaz de realizar a leitura da temperatura no interior do dispositivo de desafio de processo (3) posicionado na câmara de esterilização (E1 ), sob as condições impostas pelo processo de esterilização por vapor saturado, sem se desviar do escopo de proteção da presente invenção.
[048] De maneira opcional, dito módulo (1 ) de detecção de gases não condensáveis é dotado de um sensor de pressão (4), o qual é posicionado no interior da extremidade selada do dispositivo de desafio de processo (3), juntamente com o sensor de temperatura (2). Dito sensor de pressão (4) também é conectado
com um meio de controle (CLP), preferencialmente por meio de um fio (não ilustrado) que atravessa a parede (E2), junto à qual o dispositivo de desafio de processo (3) está preferencialmente instalado.
[049] Assim, a detecção de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ) ocorre por meio da identificação da temperatura do vapor saturado, a qual é calculada a partir de leituras do sensor de pressão (4) aplicada em uma fórmula definida por
onde T é a temperatura do vapor saturado em Kelvin, P é a pressão medida em megapascal, A é 42,677 6K, B é -3 892,70K e C é -9,486 54.
[050] Dito módulo (1 ) de detecção de gases não condensáveis é utilizado para o funcionamento de um método (M) automático de detecção de gases não condensáveis em tempo real, durante o funcionamento de cada ciclo de esterilização realizado no interior da câmara de esterilização (E1 ) do equipamento de esterilização (E).
[051 ] Dito método (M) de detecção de gases não condensáveis compreende as seguintes etapas:
[052] a) selamento da câmara de esterilização (E1 );
[053] b) criação de uma barreira que dificulte a passagem de vapor saturado até o sensor de temperatura (2);
[054] c) acionamento da bomba de vácuo (B) para remoção do ar do interior da câmara de esterilização (E1 );
[055] d) desligamento da bomba de vácuo (B) e alimentação de vapor a partir do dispositivo fornecedor de vapor (G), para injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização (E1 );
[056] e) detecção da temperatura na região da extremidade fechada do dispositivo de desafio de processo (3);
[057] f) interrupção do abastecimento de vapor a partir do dispositivo fornecedor de vapor (G);
[058] g) cálculo da quantidade de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ), por meio da detecção de temperatura realizada pelo sensor (2);
[059] h) repetição das etapas "c" até "g", conforme definido pelo meio de controle (CLP);
[060] i) cancelamento automático do ciclo de esterilização, caso seja identificada presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ).
[061 ] Conforme indicado pela etapa "h", as etapas "c" até "g" são repetidas algumas vezes, até que seja cumprida uma condição determinada pelo meio de controle (CLP). Preferencialmente, dito meio de controle (CLP) define um número fixo de repetições das etapas "c" até "g", sendo normalmente quatro repetições, para cumprimento da Fase I e transição para Fase II do processo de esterilização.
[062] Alternativamente, o meio de controle (CLP) define um número variável de repetições das etapas "c" até "g", sendo que o número dessas repetições é o mínimo necessário para que a quantidade de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ), calculada na etapa "g", seja inferior ao valor máximo aceitável, sendo que tal valor máximo aceitável é normalmente igual ou inferior a 3,5% do volume total da câmara de esterilização (E1 },
[063] Opcionalmente, um critério de avaliação de letalidade pode ser adotado. Para isso, é utilizado um cálculo conhecido como cálculo de letalidade F0, o qual indica a relação existente entre a eliminação total de organismos vivos de acordo com a exposição desses organismos a determinadas temperaturas, durante determinados períodos de tempo, sendo que F0 é calculado a partir de leituras do sensor de temperatura (2) aplicada em uma fórmula definida por
onde T é a temperatura, t é o tempo e z é o valor Z utilizado na determinação da letalidade de processo.
[064] Preferencialmente, esse critério de avaliação de letalidade é aplicado logo após a etapa "g" do método (M) de detecção de gases não condensáveis, de forma que o cálculo de letalidade seja realizado e, caso não seja identificada letalidade máxima, a etapa "h" ocorra, cancelando o ciclo de esterilização automaticamente, mesmo que não seja identificada a presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ).
[065] Além disso, o critério de avaliação de letalidade pode ser definido por um valor de referência comparado com a razão do valor calculado a partir do sensor de temperatura (2) do dispositivo de desafio de processo (3) pelo valor calculado a partir de um sensor de controle, normalmente posicionado no dreno da câmara de esterilização (E1 ). Entende-se que o valor de F0 obtido a partir do sensor de controle será sempre maior que o valor de F0 obtido no interior do dispositivo de desafio de processo (3), onde a remoção de gases não condensáveis é dificultada, resultando em menores temperaturas obtidas durante o processo de esterilização.
[066] Dessa forma, caso a diferença entre ambos os valores de F0 seja demasiadamente grande, a razão entre esses valores de F0 resultará em um valor inferior ao valor de referência, indicando o não cumprimento desse critério de avaliação de letalidade. Pelo contrário, caso essa diferença esteja dentro de limites considerados aceitáveis para o correto processo de esterilização, entende-se então que o critério de avaliação de letalidade foi cumprido.
[067] Também de maneira opcional, o equipamento de esterilização (E) pode compreender um meio de apresentação de resultado (não ilustrado) de forma digital, representando as alterações de cores que ocorrem em superfícies físicas utilizadas no Teste Bowie & Dick em um display (não ilustrado) do equipamento de esterilização (E). Dessa forma, tais alterações de cores na representação digital do Teste Bowie & Dick ocorrem gradualmente, conforme a quantidade de gases não condensáveis detectados no interior da câmara de esterilização (E1 ), numa relação na qual quanto maior for a quantidade desses gases, mais nítida será a alteração de cores mostrada pela representação digital do Teste Bowie & Dick.
[068] Visando comprovar a eficácia da presente invenção, uma série de testes foram realizados para comparar a capacidade de detecção de ar no interior de câmaras de esterilização, utilizando-se diversos meios atualmente disponíveis no mercado e também o objeto da presente invenção, identificado na tabela abaixo como "air detector", para avaliar se os mesmos seriam capazes de identificar diferentes porcentagens de volume de ar no interior da câmara de esterilização. Os resultados são demonstrados na tabela abaixo:
[069] As linhas dessa tabela representam testes realizados com diferentes meios de desafio de processo, com diferentes formas construtivas, para simular cargas porosas ou ocas, representando diferentes dificuldades ao processo de esterilização. Basicamente, os indicadores químicos são aqueles que mudam de cor de acordo com a integração de temperatura, ou tempo, ou aqueles que são emuladores que simulam um processo; os indicadores biológicos possuem esporos, micro-organismos na forma esporolada, e de acordo com o seu crescimento ou não são capazes de indicar visualmente se houve ou não o correto processo de esterilização; e os indicadores físicos trabalham sobre variações ocorridas na temperatura e pressão do processo de esterilização.
[070] As colunas dessa tabela representam variações, em porcentagem, do volume de ar inserido na câmara de esterilização para cada teste realizado, indicando se o indicador detectou a presença de ar na câmara, indicando se houve falha "F" no processo de esterilização ou se esse processo foi aprovado "P". Idealmente, os indicadores somente deveriam apontar aprovação "P" na coluna que indica 0% de ar na câmara de esterilização. Porém, o único indicador que atingiu esse resultado em todos os testes foi o "air detector", que representa a presente invenção, comprovando sua superioridade frente aos demais indicadores.
[071 ] O homem da técnica prontamente perceberá, a partir da descrição e dos desenhos representados, várias maneiras de realizar a inovação sem fugir do escopo das reivindicações em anexo.
Claims
REIVINDICAÇÕES
1 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", caracterizado por compreender um módulo (1 ) de detecção de gases não condensáveis que é instalado junto a um equipamento esterilizador (E) e é dotado de um sensor de temperatura (2) posicionado no interior de um dispositivo de desafio de processo (3), o qual é instalado no interior da câmara de esterilização (E1 ) de modo que o sensor de temperatura (2) seja conectado com um meio de controle (CLP) para execução de um método (M) automático de detecção de gases não condensáveis em tempo real durante o funcionamento de cada ciclo de esterilização realizado no interior da câmara de esterilização (E1 ) do equipamento de esterilização (E).
2 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado por o método (M) automático de detecção de gases não condensáveis operar durante um processo de esterilização iniciado por etapas de remoção do ar presente no interior da câmara de esterilização (E1 ) alternada com etapas de injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização (E1 ).
3 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a remoção do ar presente no interior da câmara de esterilização (E1 ) ser realizada por meio de uma bomba de vácuo (B), e a injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização (E1 ) ser realizada por meio de um dispositivo fornecedor de vapor (G).
4 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo de desafio de processo (3) compreender uma extremidade aberta e uma extremidade selada.
5 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o sensor de temperatura (2) ser instalado no interior da extremidade selada do dispositivo de desafio de processo (3).
6 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma
das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo de desafio de processo (3) ser instalado próximo a uma das paredes (E2) da câmara (E1 ) e o sensor de temperatura (2) ser conectado com o meio de controle (CLP) por meio de um fio que atravessa essa parede (E2).
7 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o módulo (1 ) de detecção de gases não condensáveis compreender um sensor de pressão (4) posicionado no interior do dispositivo de desafio de processo (3), juntamente com o sensor de temperatura (2).
8 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com as reivindicações 8 e 7, caracterizado por o sensor de pressão (4) ser conectado com o meio de controle (CLP) por meio de um fio que atravessa a parede (E2) junto à qual o dispositivo de desafio de processo (3) está instalado.
9 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações de 7 a 8, caracterizado por o sensor de pressão (4) ser instalado no interior da extremidade selada do dispositivo de desafio de processo (3).
10 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações de 7 a 9, caracterizado por a detecção de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ) ocorrer por meio da identificação da temperatura do vapor saturado, a qual é calculada a partir de leituras do sensor de pressão (4) aplicada em uma fórmula definida por
onde T é a temperatura do vapor saturado, P é a pressão, A é 42,677 6K, B é -3 892,70K e C é -9,486 54.
11 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dispositivo de desafio de processo (3) ser configurado por um corpo tubular, em formato de serpentina.
12 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado por o dispositivo de desafio de processo (3) ser configurado por um corpo tubular espiral.
13 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o dispositivo de desafio de processo (3) ser configurado por um dispositivo de simulação de carga do tipo PCD,
14 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sensor de temperatura (2) ser configurado por um sensor Pt100.
15 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o equipamento de esterilização (E) compreender um meio de apresentação de resultado de forma digital, representando alterações de cores em um display do equipamento de esterilização (E) conforme ocorrer identificação de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ).
16 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o método (M) compreende as seguintes etapas:
a) selamento da câmara de esterilização (E1 );
b) criação de uma barreira que dificulte a passagem de vapor saturado até o sensor de temperatura (2);
c) remoção do ar do interior da câmara de esterilização (E1 );
d) injeção de vapor saturado no interior da câmara de esterilização (E1 ); e) detecção da temperatura na região da extremidade fechada do dispositivo de desafio de processo (3);
f) interrupção do abastecimento de vapor à câmara de esterilização (E1 );
g) cálculo da quantidade de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ), por meio da detecção de temperatura realizada pelo sensor (2);
h) repetição das etapas "c" até "g", conforme definido pelo meio de controle (CLP);
i) cancelamento automático do ciclo de esterilização, caso seja identificada presença de gases não condensáveis no interior da câmara de esterilização (E1 ).
17 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por as etapas de "c" até "g" serem repetidas por quatro vezes.
18 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por as etapas de "c" até "g" serem repetidas por um número variável de vezes definidas pelo meio de controle (CLP).
19 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações de 16 a 18, caracterizado por compreender um critério de avaliação de letalidade, utilizando o cálculo de letalídade FO, aplicado logo após a etapa "g".
20 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o critério de avaliação de letalidade ser definido por um valor de referência comparado com a razão do valor calculado a partir do sensor de temperatura (2) do dispositivo de desafio de processo (3) pelo valor calculado a partir de um sensor de controle da câmara de esterilização (E1 ).
21 - "MÉTODO DE DETECÇÃO DE GASES NÃO CONDENSÁVEIS NO PROCESSO DE ESTERILIZAÇÃO POR VAPOR SATURADO", de acordo com uma das reivindicações de 19 a 20, caracterizado por o cálculo de letalidade FO determinar a relação existente entre a eliminação total de organismos vivos de acordo com a exposição desses organismos a determinadas temperaturas, durante
determinados períodos de tempo, sendo que FO é calculado a partir de leituras do sensor de temperatura (2) aplicada em uma fórmula definida por
onde T é a temperatura, t é o tempo e z é o valor Z utilizado na determinação da letalidade de processo.
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