Die Erfindung betrifft eine Entkeimungs- und Sterilisations¬ anlage für Medizinal-Müll unter Einsatz von Mikrowellen¬ strahlung, ge äss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage.

Aus hygienischen Gründen wird organischer und anorganischer Krankenhaus-, Operations- und Arztpraxen-Müll einer Sonder¬ behandlung unterzogen, da er mindestens teilweise infektiös wirkt und demgemäss mit Ansteckungsrisiken während der Zeit seiner Aufbewahrung bzw. auf den Transportwegen behaftet ist. Es ist daher eine Entkeimung und Sterilisation von derartigem Medizinal-Müll erforderlich, bevor er endgültig entsorgt wird. Die Sterilisation erfolgt im allgemeinen zentral in grösseren dazu speziell geeigneten Anlagen, die z.B. in Spitälern ein¬ gerichtet sind.

Bekannte zentrale Gross-Anlagen dieser Art arbeiten mit der bewährten DampfSterilisation, bei welcher das zu behandelnde Gut in einem geschlossenen druckfesten Behälter durch Einlei¬ ten von Heissdampf über eine bestimmte Zeitspanne behandelt und somit entkeimt wird. Das vorschriftsgemäss behandelte Gut gilt danach als hygienisch unbedenklich und kann dann gefahr¬ los entsorgt, z.B. einer Müllverbrennungsanlage zugeführt werden.

Solche Groεsanlagen sind jedoch nur stossweise ausgelastet und werden aus ökonomischer Sicht wenig effektiv betrieben. Ausser- de besteht auf dem Transportweg von der Quelle bis zur Anlage nach wie vor eine Verletzungs- und Infektionsgefahr. Schliess- lich hat ein Störungsfall zur Folge, dass grössere Müllmengen unter Umständen über längere Zeit gelagert werden müssen, wodurch sich das Hygiene-Risiko vergrössert, oder dass der Müll auf längeren öffentlichen Transportwegen zu einer benach¬ barten Anlage tranportiert werden muss, womit das Risiko auf unerwünschte Weise auf die Transportwege ausgedehnt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die erwähnte Lücke im hygienischen Sicherheitssystem zwischen der Quelle, also dem Ort des Müllanfalls, und dem Standort der Müll-Be¬ handlungsanlage zu schliessen und gleichzeitig eine rationel¬ lere Betriebsweise und dadurch eine weitere Riεikominderung sicherzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Massnahmen gemäss der Definition der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.

Die Vorteile dieser Lösung liegen.in der Möglichkeit, durch ein hermetisch verschliessbares dezentrales Sa melsyεtem die Sterilisation von kleinen, jeweils anfallenden Mengen prak¬ tisch am Ort des Entstehens und je nach Bedarf, z.B. täglich, vornehmen zu können. Das Sammelsystem und die darauf abge¬ stimmte Sterilisationsanlage sind durch verschiedene Schutz- und Sicherheitsvorrichtungen so aufeinander abgestimmt, dass eine Gefahr aus hygienischer Sicht auf den stark reduzierten Transportwegen praktisch ausgeschlossen ist und dass die Be¬ handlung selbst mit hohen Sicherheitsvorgaben und damit prak¬ tisch ohne Risiko abläuft.

Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiels ^' . •

Die Figur zeigt das beschriebene Ausführungsbeispiel einer Entkeimungs- und Sterilisationsanlage im Schnitt.

Grundsätzlich besteht die Anlage aus einem druckfesten metal¬ lischen Applikationsraum 1, der nach mikrowellentechnolo¬ gischen Grundsätzen exakt als stehender Hohlraum dimensioniert und ausgebildet ist. Der Applikationsraum 1 ist mit einem Bodenblech 2 leitend verbunden. Nach oben ist der Raum 1 durch einen Sicherheits-Gehäusedeckel 3 mit eine steuerbare Zwangs¬ verriegelung 7 abgeschlossen. Mit Hilfe exakt dimensionierter Einkoppelungsschlitze 4 wird über Hohlleiter 5 zugeführte Mikrowellenstrahlung in den Raum eingespeist. Die Mikrowel¬ lenenergie wird im hier gezeigten Ausführungsbeispiel von zwei standardisierten Hochfreguenzteilen 6A, 6B geliefert. Im Bei¬ spiel sind dies zwei 2,450 GHz HF-Teile mit einer Spitzen- Leistungsabgabe von je 1,2 kW bzw. einer Dauer-Leiεtungsabgabe von 2,4 kW.

Innerhalb des Applikationsraums befindet sich, zentriert ange¬ ordnet, eine drehbare Aufnahme- und Positioniervorrichtung 10 für einen standardisierten Müll-Einwegbehälter 11. Durch Seiten¬ führungen 13 wird der Behälter auf der drehbaren Aufnahmevor¬ richtung 10 automatisch mit Hilfe einer Zentriereinrichtung 8 zentriert. Die Drehbewegung des Applikationsgutes erfolgt im Beispiel um die vertikale Symmetrieachse des Applikations¬ raumes 1. Zur Erzeugung der Drehbewegung dient ein im Gehäuse¬ deckel 3 integrierter Drehantrieb 9, welcher über eine Mit¬ nehmerscheibe 9A auf den Behälter 11 einwirkt. Im Beispiel rotiert die Mitnehmerscheibe mit ca. 12 bis 18 Umdrehungen pro Minute.

Der Müll-Einwegbehälter 11 besteht aus nichtmetallischem Mate¬ rial, vorzugsweise aus einem Kunststoff. Der Deckel 12 dieses Behälters ist zwangsverriegelt und damit gegen unbefugtes Öff¬ nen gesichert. Der Deckel ist mit einem Flüsεigkeitszuführungs-

loch von im Beispiel ca. 8 mm Durchmesser versehen, welches mit einem ebenfalls am Deckel befestigten selbstarretierenden Ver¬ schlusszäpfchen nach Prozessende verschlossen wird.

Ferner ist eine Vorrichtung zur zwangsweisen Flüssigkeitszu¬ führung in das Innere des Müllbehälters und in den Zwischen¬ raum zwischen Müllbehälter und Innenwand des Applikationsraums 1 vorgesehen. Vorzugsweise ist die Einbringvorrichtung 14 im Gehäuεedeckel 3 derart integriert, daεs sie beim Schliessen des Gehäusedeckels automatisch den vorgelochten Deckel 12 des Müllbehälters 11 durchdringt. Bei geöffnetem Gehäusedeckel 3 iεt die Einbringvorrichtung 14 im Gehäuεedeckel 3 verεenkt, εo daεs eine Verletzungsgefahr ausgeεchloεεen iεt. Geεteuert wird die Funktion der Einbringvorrichtung 14 durch eine Hydraulik¬ einheit 15.

Zur Steuerung deε im folgenden näher geεchilderten Verfahrens- ablaufε iεt ein in der Figur nicht näher gezeigter Steuerungs¬ teil, z.B. ein mit einer entsprechenden Ablaufsteuerung pro¬ grammierter Computer, vorgesehen. Überwachungs- und Sicher¬ heitskomponenten, z.B. ein Endschalter 16 zur Überprüfung der Deckelposition, ein Drucksensor 20, ein Überdruck-Sicherheitε- ventil 21 εowie ein Senεor 17 zur Überwachung der Drehbewegung des Müllbehälters 11, ergänzen die Steuerung der Anlage. Zur Unterstützung der Schliessbewegungen dient im Beispiel die erwähnte Servo-Hydraulik 15.

Am Ort des Entstehenε, alεo im OP-Saal oder in der Arztpraxiε, wird der infektiöεe Müll im Einwegbehälter 11 geεammelt und mit dem Deckel, der sich nur durch gewaltsame Zerεtörung öff¬ nen läεεt, verschlosεen. So kann der Müll ohne Vermiεchung mit anderen Abfällen direkt, z.B. täglich der Sterliεationεanlage zugeführt werden. Vorzugsweise steht diese Anlage unmittelbar in der Arztpraxis oder direkt vor dem OP-Saal.

Zum Einεetzen des Behälters 11 in den Applikationsraum 1 musε zuvor deεεen drucksicherer Gehäusedeckel 3 geöffnet werden. Mehrfach-Sicherheitskomponenten verunmöglichen, dass das Gerät im geöffneten Zuεtand in Betrieb genommen werden kann. Beim Einsetzen des Behälterε 11 wird dieεer durch die Seitenfüh¬ rungen 13 auf der drehbaren Aufnahmevorrichtung 10 εelbεttätig zentriert. Danach wird der Gehäusedeckel 3 geschloεεen und seitlich zweifach verriegelt. Mit dem Schlieεsen des Gehäuse¬ deckels 3 durchdringt die in den Deckel integrierte, als Zu- leitungεrohr auεgebildete Flüεεigkeitε-Einbringvorrichtung 14 daε Loch deε Deckelε 12 am Müllbehälter 11. Damit iεt daε Gerät bereit zum Start deε im folgenden beεchriebenen Pro¬ grammablaufs.

Das Behandlungsverfahren, welches im Beispiel durch Druck auf eine START-Taste an der Programmεteuerung ausgelöst wird, be¬ ginnt mit der Aktivierung der Hydraulikvorrichtung 15. Diese öffnet ein Ventil für die Flüsεigkeitεzufuhr durch die Ein¬ bringvorrichtung 14 in den Applikationεraum 1 und in den Müll¬ behälter 11. Im Beispiel wird Leitungswasser durch den vorhan¬ denen Netzleitungsdruck zwangsweise eingebracht. Dies ge¬ schieht während- einer programmierten Zeitdauer, so dasε eine definierte Wassermenge in den Applikationsraum 1 bzw. in den Müllbehälter 11 eingeführt wird. Die so bestimmte Flüsεig- keitsmenge ist zur Durchführung des an sich bekannten Dampf¬ strömungsverfahrens erforderlich, wie dies später beschrieben wird. Bewährt hat sich eine Flüεεigkeitszugabe von ca. 1,5 bis 2 Prozent des Müllbehälter-Volumens, alεo für einen Müllbe¬ hälter von 30 Liter z.B. 5 Deziliter Waεεer.

Mit dem Schlieεεen des Gehäusedeckelε 3 senkt sich die Mitneh¬ merscheibe 9A des Drehantriebs 9 auf den Deckel 12 des -Müll¬ behälters 11. Vorzugsweise erfolgt dies mit einer Vorspannung auf den elastiεchen Behälterdeckel 12, εo daεs dieser um ca. 10 mm nach unten, in Richtung auf die Zentriervorrichtung 8,

deformiert wird.- Durch dieεe Maεεnah e erhöht εich die Stabi¬ lität der Halterung und Führung für den Müllbehälter und damit die Zuverlässigkeit einer homogenen Behandlung des Mülls.

Nach Ablauf der vorprogrammierten Dosierzeit für die Zugabe der Flüssigkeit wird die Einbringvorrichtung 14, gesteuert durch die Hydraulikeinheit 15, wieder in ihre Grundstellung innerhalb des Gehäusedeckelε 3 zurückgezogen. Dieεe Bewegung führt durch Betätigung eineε entsprecheden Endschalter zur Auslösung einer Programmposition "Bereit für den Mikrowellen¬ feldaufbau". Sollte sich jedoch die Einbringvorrichtung 14, z.B. infolge Druckabfalls im Netz oder Bruch der Wasεerleitung im Gerät, zu früh zurückziehen oder ihre Funktion gar nicht erfüllt haben, führt dieε programmgeεteuert zu einem Signal "Funktionεεtörung". Dieε hat zur Folge, daεs das Mikrowellen¬ feld zunächst nicht zugeschaltet werden kann. Der bisherige Funktionsablauf muεs, evtl. nach Beheben der Fehlerquelle, durch einen Neustart wiederholt werden.

Sind die bisherigen Programmschritte ungestört abgelaufen, beginnt das eigentliche Desinfektionsprogramm, welches zwei¬ stufig abläuft: In einer ersten Stufe wird das Mikrowellenfeld mit seiner vollen Leistungsεtärke von im Beispiel 2,4 kW für eine vorgegebene Zeit, im Beispiel für 10' bis 12 min, pro¬ grammgesteuert zugeεchaltet, bis ein Betriebsdruck von 150 mbar erreicht ist. Durch diese Maεsnah e werden eventuell vor¬ handene Zellkulturen vernichtet, welche bereits bei mittleren Temperaturen abεterben. Andererεeitε wird durch den plötz¬ lichen Temperaturanstieg ein überproportional schnelleε Wachs¬ tum derjenigen Zellkulturen verhindert, die εolche Wachεtumε- eigenschaften im sich verändernden Temperaturbereich aufweiεen.

Der raεante Temperaturaufbau im infizierten Dielektrikum bringt die beigemiεchte Flüεsigkeit nach ca. 5 Minuten Be¬ triebszeit zum Verdampfen. Dabei wird durch den Einfluss der

Mikrowellenenergie eine Dampfεtrö ung erzeugt, welche bezüg¬ lich der Wirkungεweiεe und hinεichtlich der Klaεεifizierung den klaεεiεchen Dampfdesinfektionsverfahren zuzurechnen ist. Dadurch werden sämtliche Zellkulturen mikrobiologisch einwand¬ frei abgetötet. Typiεch erfolgt die Dampfdeεinfektion während 20 Minuten.

Die zweite Stufe dient der Aufrechterhaltung eineε öglichεt gleichmäεsigen und stabilen Dampfdruckes. Dazu erfolgt die Zuεchaltung der Mikrowellenenergie nur noch in Intervallen, und zwar druckgesteuert. Sobald der Drucksenεor 20 einen Druck von 150 bar anzeigt, wird die Mikrowellenenergie auf Inter¬ vallbetrieb umgeεtellt, εo daεε der Druck während der geεamten erforderlichen Inkubinationεzeit konstant bleibt.

Bei einem eventuellen störungεbedingten Überεchreiten deε Druckeε, z.B. bei Erreichen eineε Überdruckε von 200 mbar, öffnet sich das Sicherheitsventil 21 im Gehäusedeckel 3 selbsttätig. Dieser Vorgang ist unbedenklich, da ab ca. 100 mbar Druck keine Zellkulturen mehr existieren. Dadurch wird der Arbeitsprozess nicht unbedingt selbεttätig unterbrochen. Wird hingegen die programmierte Inkubinationεzeit z.B. infolge Stromausfalls oder eines sonstigen Defektes nicht erreicht, wird dies in Form einer Störungsmeldung angezeigt. In einem solchen Fall wird aus Sicherheitsgründen der gesamte Prozeεε- ablauf nach Behebung der Störung wiederholt.

Auε Sicherheitεgründen bleibt ferner der Gehäusedeckel 3 so¬ lange automatiεch geεperrt, bis der erfolgreiche Abschluεs des Programms zur Steuerung des Behandlungsverfahrenε angezeigt wird.

Bei ordnungεge äεser Beendigung des Verfahrens, also nach Ab¬ lauf der für die Durchführung des Dampfεtrömungsverfahrens erforderlichen Inkubinationszeit, wird zunächst das Mikrowel-

lenfeld abgeschaltet. Anεchlieεsend läuft eine zeitlich pro¬ grammierte Relaxationsphaεe ab. Erst danach wird die ord- nungsgemässe Beendigung des Prozesses angezeigt, und der Ge¬ häusedeckel 3 wird zum öffnen und zur Entnahme des jetzt bak¬ teriologisch sauberen Mülls freigegeben. Dieser Müll kann un¬ bedenklich der weiteren "normalen" Entsorgung, z.B. zusammen mit Hausmüll, zugeführt werden.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Prozessüberwachung sowie den Sicherheitsaspekten gewidmet. Als wesentliche Komponente dient dabei die erwähnte Prozesεüberwachung durch Drucküber¬ wachung im Applikationεraum 1 alε primäre und zuverlässige Messgröεεe. Der Druckaufbau kann nur erfolgen, wenn der Ver- fahrensprozess regelkonform abläuft. Ferner kann der Druck nur aufrechterhalten bleiben, wenn das Dampfströmungsverfahren einwandfrei abläuft.

Im Sichheitskonzept werden insbesondere die folgenden Kompo¬ nenten beachtet: Sicherheit des Personals vor dem Mikrowellen¬ feld, Schutz vor bakteriologischer Kontaminierung, Überdruck¬ sicherheit, Elektrische Sicherheit, Bedienungskomfort sowie Sicherheit gegen Fehlmanipulationen.

Zum Schutz vor dem Mikrowellenfeld iεt der Mikrowellengene¬ rator im allεeitig geschloεεenen Fuεεteil deε Apparates unter¬ gebracht. Der Zugang ist ausεchlieεslich über eine Revisionε- öffnung möglich, welche nur mit einem SpezialWerkzeug geöffnet werden kann.

Der Schutz vor bakteriologischer Kontaminierung wird dadurch erleichtert, dasε infektiöser OP-Müll ausschliesεlich am Ort deε Entεtehens und demgemäsε durch inεtruierteε Perεonal in die Einweg-Müllbehälter eingebracht wird. Die Wahrεcheinlich- keit, dass diese Behälter durch Berührung oder durch unachtsam fallengelasεenen ^' Müll auf der Behälterauεsenseite oder an der

"[uεεeren Deckeloberfläche kontaminiert εind, iεt deεhalb von vornherein sehr gering. Sollte trotzdem eine äussere Kontami¬ nierung stattgefunden haben, so wird diese während des oben beschriebenen Behandlungsverfahres dadurch beseitigt, dasε der geεamte Behälter, alεo auch sein Auεεereε, dem Dampfsterili¬ sationsverfahren ausgesetzt ist.

Die Überdruckεicherheit iεt durch eine doppelεeitig angebrachte Zwangεverriegelung des Gehäusedeckels gewährleistet. Diese ist mechanisch so ausgelegt, daεs dass sie einem mehrfachen Über¬ druck standhält. Zusätzlich sorgt das Überdruckventil 21 für eine Druckentlastung, sobald der eingestellte Grenzdruck über¬ schritten wird.

Die elektrische Sicherheit ist durch Unterbrecherschalter gewährleistet, welche bei ffnen des Applikationsraumes für eine εofortige Unterbrechung des Prozesses bzw. Abschaltung des Mikrowellengenerators sorgen. Diese Sicherheitsεchalter verunmöglichen auch die Inbetriebnahme des Gerätes bei geöff¬ netem Deckel. Im übrigen sind die stromführenden Bauteile in einem nur durch eine verschraubte Revisionsöffnung zugäng¬ lichen Gehäuseteil untergebracht.

Dem Bedienungkomfort dient ausser einem Netzhauptschalter eine einzige START-Taste. Im übrigen läuft der Prozeεs auf die oben dargestellte Weise vollautomatisch ab, so dass Bedienungsfehler ausgeschlossen sind. Kontrolleuchten orientieren über den jeweiligen Stand des Prozesses.

Im bevorzugten Beispiel weist der Apparat eine Gesamthöhe von ca. 70 cm auf. Er ist äusεerεt kompakt und auf Rollen fahrbar. Seine Müllbehälter eignen εich zur Aufnahme von ca. 30 Liter.

Bei Prototypenverεuchen zeigte der Apparat unter den geεchil- derten Betriebεbedingungen hervorragende Resultate im Tempera-

tur-Druckbereich von über 130 Grad Celsius. Als Testkeime wurden Enterococcus faecalis, entsprechend einem Wirkungsbe¬ reich A und B des Deutschen Bundesgesundheitsamtes (BGA) sowie Sporen von Bacillus subtiliε entεprechend dem Wirkungsbereich C des BGA verwendet. Dies entεpricht den behördlichen Anfor¬ derungen zur Behandlung von Klinikmüll. Bei einer Einwirkzeit von 20 Minuten waren sowohl die mit Enterococcus faecalis beεchickten Bioindikatoren als auch die mit Bacillus subtiliε beεchickten Bioindikatoren einwandfrei abgetötet.

Durch die im Apparat erzeugte Drehbewegung um die vertikale Achεe wird eine besonders gleichmäsεige Verteilung des Mikro¬ wellenfeldes innerhalb des Behandlungsguteε und damit eine homogene Durchdringung der Zellkulturen und damit eine Zer¬ störung der Kulturen durch Eigenerhitzung in sich selbst er¬ reicht. Die Folge ist vor allem in der Startphase die Ver¬ meidung eines explosionsartigen Ausbreitens einzelner Zell¬ kulturen sowie eine feinere Flüssigkeitsverteilung für ein gleichmässiger durchzuführendes Dampfströmungsverfahren.