DE2403526C3 - Dampfsterilisator - Google Patents

Description

beschrieben zu werden. Die vorliegende Erfindung, welche eine Verbesserung eines solchen bekannten Sterilisatortyps darstellt, wird nun im Detail beschrieben.

Mit einem kurzen Bezug auf den in F i y. 4 gezeigten Stand der Technik besteht ein wohlbekanntes Problem von in sich abgeschlossenen, dampferzeugenden Einschalen-Sterilisationsbehälter darin, daß Kondensation auftritt an der hochgelegenen, inneren Oberfläche während der Abkühlperiode des Zyklus, wenn der Motor 26 erregt ist und den Ventilator 24 dreht und eine rasche Kondensation in der Kammer 16 bewirkt F i g. 4 zeigt den Stand der Technik, wobei eine innere Oberfläche 30 eine in hohem Maße polierte, glatte Oberfläche hat, auf der sich Kondensat mit sehr geringer Oberflächenspannung zwischen dem Kondensat und der inneren Oberfläche 30 zu Tropfen 34 ausbildet mit einer sehr kleinen Berührungsfläche 36 zwischen dem Tropfen und der Oberfläche 30. Die latente Hitze, welche im oberen Abschnitt „!es Behälters 12 beim Abkühlen zurückbleibt, reicht nicht aus, um den Tropfen 34 von der Oberfläche 30 wegzunehmen. Ferner neigen sich Wassertropfen aus Kondensat an unregelmäßigen Stellen auszubilden, wie z. B. öffnungen und Bereiche mit uneinheitlicher Dicke an der inneren Oberfläche 30 eines oberen Bereiches 42.

In den F i g. 1 bis 3 (insbesondere in F i g. 3 ersichtlich) ist dieses Problem entsprechend der vorliegenden Erfindung durch folgende Maßnahmen gelöst:

1. Anbringung einer inneren Oberfläche 40, von der wenigstens ein oberer Bereich 42 des Behälters 12, welcher über dem die Charge aufnehmenden Bereich des Sterilisators liegt, mit einer aufgerauhten Ausführung versehen ist, und

2. Isolation der äußeren Oberfläche des oberen Bereichs 42 des Behälters IZ

Die Oberfläche 40 ist derart aufgerauht, daß das Kondensat 44 sich nicht »einrändert« oder Tropfen bildet, welche auf die Charge tropfen können, sondern daß das Kondensat sich vielmehr über einen weiten Bereich der Oberfläche 40 mit einer niedrigen Profilgestaltung ausbildet (in scharfem Kontrast zur Ausbildung der Tropfen 34). Die Rauhigkeit kann beispielsweise durch Sandstrahlen der metallischen Behälteroberfläche 40 erzielt werden. Die erreichte Rauhigkeit hängt natürlich von dem verwendeten Grit ab und kann zweckmäßigerweise in Mikrometern ausgedrückt werden. Eine Rauhigkeit von 6,35 bis 7,62 μΐη (250 i)is 300 Mikrozoll) hat die besten Ergebnisse geliefert beim Verhindern der Ausbildung von Feuchtigkeitstropfen 34, während man herausgefunden hat, daß eine matte Ausführung von 1,143 μπι (45 Mikrozoll) Rauhtiefe die Ausbildung von Tropfen erlaubt. Der verwendbare Rauhigkeitsbereich liegt oberhalb 1,27 μπι (50 Mikrozoll) und der bevorzugte Bereich zwischen 6,35 und 7,62 μπι (250 bis 300 Mikrozoll). Natürlich können auch andere Verfahren der Behandlung der inneren Oberfläche 40 als Sandstrahlen benutzt werden, um die rauhe Oberfläche zu erzielen. Während die Rauhigkeit nur in dem oberen Bereich 42 erforderlich ist, kann sie auch über der gesamten inneren Oberfläche der Kammer benutzt werden, wenn dies erwünscht ist Zum Beispiel kann es einfacher sein, die gesamte innere Oberfläche zu sandstrahlen, als die Sandstrahlung nur auf einen Bereich davon zu begrenzen.

Zur Isolation des oberen Bereichs 42 des Behälters 12 ist bei der bevorzugten Ausführungsform eine Schicht 46 aus Glasfaserisolation mit einer dünnen Unterlage, ca. 19 mm (³/₄Zoll) dick, auf der oberen Hälfte des Behälters 12 durch Bänder befestigt Die Isolationsschicht 46 erstreckt sich nur über die Seiten der oberen Hälfte des zylindrischen Behälters 12 und bedeckt nicht die Vorderseite oder die Rückwand 52. Die Isolationsschicht 46 stellt ein Mittel dar zur Verhinderung einer raschen Temperaturabnahme im oberen Bereich 42 des Behälters 12, wie sie in dem verbleibenden, nicht isolierten Bereich des Behälters 12 auftritt Die Verwendung der Isolationsschicht 46 nur auf dem oberen Bereich 42 des Behälters I^ bewirkt einen Temperaturunterschied zwischen dem oberen Bereich 42 und den unteren oder verbleibenden Bereichen des Behälters 12, wodurch ein schnellerer Wärmeverlust (und dadurch eine raschere Temperaturabnahme) auf den unteren oder verbleibenden Bereichen des Behälters 12 und eine größere Wärmebeharrung auf dem oberen Bereich 42 des Behälters 12 während der Abkühlung erfolgt Der obere Bereich 42 wird so wärmer gehalten und eine Kondensation bildet sich aus und verbleibt nur in den übrigen Bereichen (d. h. der Unterseite 50 und der Rückwand 52). Der Zweck liegt darin, ein Mittel vorzusehen, um sicherzustellen, daß die Temperatur der inneren Oberfläche 40 des oberen Bereichs 42 des Behälters 12 ausreichend hoch gehalten wird, um das Kondensat wegzunehmen, welches sich darauf bildet oder entwickelt Die Isolationsschicht 46 hält die Temperatur des oberen Bereichs 42 während des Abkühlens in einer ausreichenden Höhe, um alles Kondensat wegzunehmen (oder rasch zu verdampfen), welches sich auf dem oberen Bereich 42 des Behälters 12 bildet. Dieser Punkt der Erfindung bildet so eine »Abgaszone« an der Oberseite der Kammer und eine Kondensationszone (welche nicht über der Charge liegt und so das Kondensat zu dem Wasserreservoir 20 zurückbringt ohne jedes Tropfen auf die Charge). Die Kondensationszone wird durch äußere Kühlungsmittel gekühlt (wie Luftkühlung, Wasserkühlung oder andere Mittel).

Anstelle der Isolationsschicht 46 können auch andere Mittel zu diesem Zweck verwendet werden, falls dies erwünscht ist. Der Ausdruck »wegnehmen« soll für die Verwendung in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen dahingehend definiert werden, daß er die sofortige, nahezu sofortige und sehr rasch erfolgende Verdampfung oder Umwandlung des Kondensates vom flüssigen zum gasförmigen oder dampfförmigen Zustand beschreibt Der Ausdruck »Tropfen« wird hierdurch definiert für die Verwendung in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen als Kondensat, wie es in Fig.4 gezeigt ist, worin der Bereich eines waagerechten Schnittes in einem mittleren Punkt kleiner ist als derjenige am breitesten Teil des Tropfens.

Andere Mittel zur Verhinderung oder Verringerung der Ausbildung von Tropfen 34 können benutzt werden, wie etwa andere Mittel zur Aufrauhung einer glatten Oberfläche, oder auch die Ausbildung der Oberfläche mit einer rauhen Ausführung bei ihrer ursprünglichen Herstellung. Die rauhe Oberfläche oder auch die Ausbildung der Oberfläche mit einer rauhen Ausführung bei ihrer ursprünglichen Herstellung. Die rauhe Oberfläche kann die innere Oberfläche des Behälters 12 sein, wie dies gezeigt und beschrieben ist, oder ein Streifen oder eine Einlage mit einer rauhen Oberfläche in dem Behälter. Wahlweise kann die innere Oberfläche mit einem Material beschichtet werden, welches eine

hohe Affinität für Wasser hat, was die Ausbildung von Tropfen 34 verringern wird. Auch andere Mittel zur Aufrechterhaltung der Temperatur des oberen Bereichs 42 können anstelle der Isolationsschicht 46 verwendet werden, wie etwa andere Isolations- und/oder Heizungstypen und/oder Mittel zum Abschirmen des oberen Bereichs 42 gegen den Abkühlungseffekt des auftreffenden Luftstromes. Anstelle des Ventilators 24 können andere Mittel zum Kühlen des Behälters 12 verwendet werden, wie z. B. eine Wasserkühlung. ι ο

Zusammenfassend betrifft die Erfindung also einen in sich abgeschlossenen, dampferzeugenden Einschalensterilisator, bei dem die innere Oberfläche der Kammer aufgerauht ist, um die Ausbildung von Wassertropfen während der Abkühlung zu verhindern. Die Verhinderung der Tropfenbildung en'oigi auf allen inneren Oberflächen, welche über der Charge liegen, um zu verhindern, daß Wasser auf die Charge tropft. So kann der Anteil der von der Charge während des Sterilisationsvorganges absorbierten Feuchtigkeit auf ein Minimum reduziert werden. Zusätzlich wird eine Isolationsschicht auf die äußere Oberfläche des oberen Bereichs des Behälters aufgebracht, so daß während der Abkühlung durch erzwungene Luftkühlung des Behälters die Temperatur des oberen Bereichs des Behälters ausreichend hoch bleibt, um Kondensat von dessen innerer Oberfläche wegzunehmen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird also die Ausbildung von Wassertropfen auf und das anschließende Abtropfen von Wassertropfen von der jo inneren Oberfläche des oberen Bereichs eines in sich abgeschlossenen Einschalen-Dampfsterilisators folgendermaßen verhindert: Die innere Oberfläche wenigstens des oberen Bereichs des Sterilisationsbehälters wird bearbeitet (z. B. durch Sandstrahlen), um eine Oberfläche zu erzielen, auf der die Ausbildung und Entstehung von Tropfen verhindert oder reduziert wird. Die sandgestrahlte Oberfläche hat vorzugsweise eine Rauhigkeit zwischen etwa 635 und 7,62 μπι. Die Rauhigkeit bewirkt, daß das Kondensat sich über einen weiten Bereich mit einer geringen Dicke ausbildet Dies steht in scharfem Widerspruch zu der Ausbildung von schweren Tropfen mit einem geringen Kontaktbereichsanteil zwischen dem Tropfen und der Behälteroberfläche, wenn eine in hohem MaB polierte innere Oberfläche verwendet wird, und zwar wegen der geringen Oberflächenspannung zwischen dem Kondensat und der Oberfläche. Das Kondensat wird schneller von der Oberfläche weggenommen, welche Hitze auch immer in der Behälterwand zur Verfügung steht, wenn ein größerer Kontaktbereich zwischen dem Kondensat und der Wand besteht Ferner wird die innere Oberfläche des oberen Bereichs frei von unregelmäßig gestalteten Oberflächenformen gehalten, da sich an solchen Formen gerne Tropfen ausbilden.

Zusätzlich zu der aufgerauhten inneren Oberfläche wird eine Isolationsschicht nur über den oberen Bereich des Behälters gelegt, so daß während des Abkühlens durch die über die äußere Oberfläche des Behälters strömende Luft die Temperatur des oberen Bereichs des Behälters hoch genug bleibt, um das sich daran bildende Kondensat wegzunehmen oder rasch zu verdampfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dampfsterilisator mit einem eine Sterilisierkammer enthaltenden Sterilisierbehälter, in dessen Nähe ein zur Kühlung der Außenseite des Sterilisierbehälters dienender Lüfter angeordnet ist, wobei der Sterilisierbehälter als einmanteliger Behälter ausgebildet ist, und wobei die Innenseite eines oberen Bereichs dieses Behälters, welche im wesentlichen über allen chargetragenden Bereichen der Kammer liegt, eine Oberflächenrauhigkeit von mehr als 1,3 μπι aufweist, nach Patent 24 03 525, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite nur des oberen Bereichs (42) des Sterilisierbehälters (12) mit einer Wärmeisolation (46) versehen ist

   Die Erfindung nach dem Hauptpatent betrifft einen Dampfsterilisator mit einem eine Sterilisierkammer enthaltenden Sterilisierbehälter, in dessen Nähe ein zur Kühlung der Außenseite des Sterilisierbehälters dienender Lüfter angeordnet ist, wobei der Sterilisierbehälter als einmanteliger Behälter ausgebildet ist und wobei die Innenseite eines oberen Bereichs dieses Behälters, welche im wesentlichen über allen chargetragenden Bereichen der Kammer liegt, eine Oberflächenrauhigkeit von mehr als 13 μπι aufweist

   Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, noch besser die Bildung von Kondensattropfen an der Innenseite des oberen Bereichs des Sterilisierbehälters zu verhindern.

   Diese Aufgabe ist nach der Zusatzerfindung dadurch gelöst daß die Außenseite nur des oberen Bereichs des Sterilisierbehälters mit einer Wärmeisolation versehen ist. Dadurch wird die Abkühlung jenes oberen Bereichs behindert so daß er heiß genug bleibt um den dünnen Kondenswasserfiim schnell zu verdampfen, der sich an der Innenfläche des oberen Bereichs bildet. So kühlt sich also der obere Bereich des Sterilisierbehälvers weniger stark ab als der untere Bereich. Dadurch wird ferner das physikalische Gesetz ausgenutzt daß die Kondensation in einem geschlossenen Behälter immer an dessen kältester Stelle erfolgt Dies wäre in dem vorliegenden Fall der untere Bereich des Sterilisierbehälters, in dem die Kondensatbildung der Charge keinen Schaden zufügen kann.

   Aus der US-PS 33 61 517 ist ein Dampfsterilisator an sich bekannt der einen eine Sterilisierkammer enthaltenden Sterilisierbehälter aufweist in dessen Nähe ein zur Kühlung der Außenseite des Sterilisierbehälters dienender Lüfter angeordnet ist Dabei wird eine separate Kondensationsvorrichtung verwendet, die aber nicht verhindern kann, daß im Bereich der oberen Innenseite eines Mantels Kondensationstropfen während der Abkühlphase entstehen und auf die Charge niederfallen. Dadurch besteht für die Charge nach der Sterilisierung die Gefahr erneuter Infektion. Aus diesem Grunde muß bei dieser Entgegenhaltung ein zweiter innerer Mantel vorgesehen werden, der diese Kondensattropfen nach Art eines Daches von der Charge abhält. Der ganze Dampfsterilisator wird dadurch sehr kompliziert und ist nur schwer zu reinigen.

   Der an sich bekannte Dampfsterilisator gemäß der DE-AS 12 88 247 verwendet einen Sterilisierbehälter, der in seinem unteren Bereich mit einer Isolation versehen ist und deshalb in seinem oberen Bereich

   durch eine Zusatzheizung zusätzlich geheizt werden muß, da anderenfalls der obere der kälteste Bereich sein würde, was im Gegensatz zur Lehre der Zusatzerfindung steht

   Die Zusatzerfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

   F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Dampfsterilisator,

   Fig.2 einen schematischen Querschnitt durch den Sterilisator nach F i g. 1,

   Fig.3 einen vergrößerten Teilschnitt durch den oberen Bereich 42 von F i g. 2, und

   F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem oberen Bereich einer bekannten Ausführung eines Sterilisationsbehälters.

   Die F i g. 1 bis 3 der Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Konstruktion eines Dampfsterilisators, bei dem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist während F i g. 4 die Ausbildung von Wassertropfen zeigt wie sie bei bekannten Sterilisatoren auftreten. Es wird zunächst Bezug genommen auf den allgemeinen Sterilisatortyp, auf den sich diese Erfindung bezieht dann folgt eine kurze Beschreibung des Standes der Technik und anschließend wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.

   Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Dampfsterilisator 10, welcher zur Durchführung automatischer Zyklen bestimmt ist zum Sterilisieren beispielsweise von verpackten Instrumenten, von unverpackten Instrumenten zum sofortigen Gebrauch, von Baumwollbekleidungsstücken und -bandagen, zerlegten Spritzen, Flüssigkeiten und Lösungen. Das für den Sterilisationsprozeß verwendete System besteht in der Zuführung einer kontrollierten Menge von destilliertem Wasser in die Kammer, welche zur Erzeugung von Dampf erhitzt wird. Der Dampf durchdringt rasch und wirksam die Charge. Ein Ventilator-Kühlsystem kühlt den Behälter 12 nach der Sterilisationsphase rasch ab unter Kondensation des Dampfes in der Kammer und der Feuchtigkeit in der Charge. Der Sterilisator 10 enthält einen zylindrischen Druckbehälter 12 (vorzugsweise aus rostfreien: Stahl) mit einer Tür 14, welche eine Sterilisationskammer 16 verschließt. Der Sterilisator 10 enthält ferner einen Wasseryersorgungstank 18 zum Füllen eines Wasserreservoirs 20 innerhalb der Kammer 16. Eine Heizung 22 (wie z. B. eine Streifenheizung mit zwei Wattzahlen von 100 W/1500 W) sitzt am Boden des Behälters 12. Ein Ventilator 24, welcher von einem Motor 26 betätigt wird (z. B. ein Motor mit V₁₀₀ PS, 3000 U/min) beschleunigt den Kondensationsvorgang während der Abkühlung. Die zu sterilisierende Charge wird in eine Mehrzahl von schalenartigen Einsätzen in der Kammer 16 gelegt. Der bevorzugte Sterilisator ist ein Modell zum Aufstellen auf einem Tisch, welches auf eine Temperatur von ca. 138° C (270° F) in etwa 24 Minuten aufheizt. Eine Temperatur von ungefähr 132° C (27O⁰F) wird mindestens für ungefähr 3 Minuten aufrechterhalten und ungefähr 121°C (250°F) mindestens für ungefähr 8V₂ Minuten. Der Behälter 12 wird durch einen Ventilator 24 auf etwa 90,5⁰C (195°F) in ungefähr 17 Minuten abgekühlt. Die Zeit für einen Zyklus mit kaltem Start beträgt ungefähr 42 Minuten.

   Die Einzelheiten und die Wirkungsweise eines in sich abgeschlossenen, dampferzeugenden Sterilisators entsprechend der US-PS 33 61 517 sind den Fachleuten wohlbekannt und brauchen daher hier nicht im Detail