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Title:
METHOD FOR EVAPORATING AND SUCTIONING CONDENSATE FROM A STERILISATION CHAMBER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/078752
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for evaporating and suctioning condensate comprising water and hydrogen peroxide from a sterilisation chamber. The evaporated condensate is pumped out with the co-operation of an oil-tight rotation pump and is re-directed for further condensing by a heat exchanger. The condensate can then be removed as an expelled condensate in a sufficiently diluted form with waste water in a sewage removal system.

Inventors:
FROST ROBERT (DE)
AWAKOWICZ PETER (DE)
STAHLECKER WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/002267
Publication Date:
October 10, 2002
Filing Date:
March 02, 2002
Export Citation:
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Assignee:
RUEDIGER HAAGA GMBH (DE)
FROST ROBERT (DE)
AWAKOWICZ PETER (DE)
STAHLECKER WERNER (DE)
International Classes:
A61L2/18; A61L2/20; (IPC1-7): A61L2/18
Domestic Patent References:
WO1999056892A11999-11-11
Foreign References:
US5480610A1996-01-02
DE19818224A11999-10-28
DE3237082A11984-04-12
Attorney, Agent or Firm:
Wilhelm, Hans-h (Wilhelm Beier, Dauster & Partne, Kronenstrasse 30 Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verdampfen und Absaugen von aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehendem Kondensat aus einer Sterilisations kammer, dadurch gekennzeichnet, dass das verdampfte Kondensat un ter Mitwirkung einer ölgedichteten Rotationspumpe abgepumpt und zum erneuten Kondensieren durch einen Wärmetauscher geleitet wird, wo nach es als ausgestoßenes Kondensat in mit Abwasser oder derglei chen ausreichend verdünnter Form abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus gestoßene Kondensat mit dem Abwasser oder dergleichen im Anschluss an den Wärmetauscher verdünnt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus gestoßene Kondensat bereits im Wärmetauscher mit dem Abwasser o der dergleichen verdünnt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ab wasser oder dergleichen im Wärmetauscher als Kühlwasser verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass in der Rotationspumpe ein Kondensieren des verdampften Kondensates durch Gasballastbetrieb und/oder Temperaturregelung verhindert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass der als Drehschieberpumpe ausgebildeten Rotationspumpe eine Wälzkolbenpumpe vorgeschaltet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass immer dann, wenn die Rotationspumpe für andere Gase als das verdampfte Kondensat eingesetzt wird, der Wärmetauscher durch einen Bypass umgangen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, dass dem Wärmetauscher ein Ölabscheider zugeordnet wird.
Description:
Beschreibung VERFAHREN ZUM VERDAMPFEN UND ABSAUGEN VON KONDENSAT AUS EINER STERILISATIONSKAMMER Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdampfen und Absaugen von aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehendem Kondensat aus einer Sterifisationskammer.

Ein solches Verfahren ist aus der JP (B2) 61-4543 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zum Sterilisieren von Gegenständen aus einer Was- serstoffperoxid enthaltenden wässrigen Lösung ein Dampfgemisch aus Wasserdampf und Wasserstoffperoxiddampf in einem Verdampfer er- zeugt und danach in eine evakuierte Sterilisationskammer geleitet, in welcher das Dampfgemisch an den Oberflächen der zu sterilisierenden Gegenstände kondensiert. Bei dem bekannten Verfahren soll dabei die desinfizierende Wirkung sowohl durch die wässrige Lösung als auch durch den gasförmigen Zustand des Mediums erreicht werden. Um nach dem Sterilisieren den Kondensatfilm zu entfernen, wird er mit gefilterter Luft zum Verdampfen gebracht und aus der Sterilisations-kammer abge- saugt.

Beim Sterilisieren unter Verwendung von Wasserstoffperoxid, das immer in wässriger Lösung vorliegt, erfolgt die eigentliche Keimabtötung rein chemisch, durch die Einwirkung"aktivierten"Wasserstoffperoxids. Der hierbei gebrauchte Begriff"Aktivieren"ist an sich undefiniert, doch hat man herausgefunden, dass durch geeignete Wärmezufuhr am Was- serstoffperoxid eine chemische und/oder physikalische Veränderung stattfindet, die letztlich die Keimabtötung bewirkt. Die Anmelderin vermu- tet, dass die"Aktivierung"des Wasserstoffperoxids durch die beim Kon- densieren frei werdende Verdampfungsenthalpie hervorgerufen wird, was offensichtlich bei dem bekannten Verfahren nicht erkannt worden war. Die bei der Kondensation auf den zu sterilisierenden Oberflächen frei werdende Verdampfungsenthalpie liefert offenbar die nötige Energie, um ein Wasserstoffperoxidmolekül derart dissoziieren zu können, dass ein Sauerstoffatom frei wird. Vermutlich ist dieser chemisch hoch reakti- ve atomare Sauerstoff für die keimabtötende Wirkung verantwortlich.

Bei dem bekannten Verfahren entsteht ein Problem, welches in der ge- nannten Druckschrift allerdings nicht angesprochen ist. Das abgepumpte Kondensat enthält nämlich eine nicht unbeträchtliche Menge von Was- serstoffperoxid, die entsorgt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das in beschriebener Weise zum Sterilisieren benutzte Wasserstoffperoxid praxisgerecht zu entsorgen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das verdampfte Kondensat unter Mitwirkung einer ölgedichteten Rotationspumpe abgepumpt und zum erneuten Kondensieren durch einen Wärmetauscher geleitet wird, wo- nach es als ausgestoßenes Kondensat in mit Abwasser oder derglei- chen ausreichend verdünnter Form abgeführt wird.

Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass das abzu- saugende Kondensat nicht unbedingt mit gefilterter Luft und eventuell zusätzlicher Erwärmung zum Verdampfen gebracht werden muss, son- dern durch eine entsprechende Reduzierung des in der Sterilisations- kammer vorhandenen Druckes in die gasförmige Phase überführt wer- den kann. Es hat sich gezeigt, dass hierfür in der Sterilisationskammer das Erzeugen eines Druckes von etwas unter 4 mb zweckmäßig ist.

Wegen des sehr niedrigen Druckniveaus, bei welchem wegen der Volu- menvergrößerung beim Verdampfen des Kondensates ein sehr großes Gasvolumen abzupumpen ist, wird hier zweckmäßig eine Wälzkolben- pumpe benutzt, welcher allerdings, da das abgesaugte verdampfte Kon- densat letztlich auf Atmosphärendruck gebracht werden muss, zweck- mäßig eine Drehschieberpumpe nachgeordnet ist. Letztere ist in be- kannter Weise ölgedichtet, so dass das abgesaugte verdampfte Kon- densat, das stündlich in einer Menge zwischen 5 und 20 Litern anfallen kann, leicht mit Öl vermengt ist. Aus diesem Grunde erscheint es prak- tisch nicht möglich, das noch zu einem guten Teil Wasserstoffperoxid enthaltende Kondensat durch einen Peroxid-Katalysator zu schicken, da dessen Oberflächen sich über kurz oder lang mit einem Ölfilm überzie- hen und damit unwirksam würden. Aus diesem Grund wird gemäß der Erfindung der ölgedichteten Rotationspumpe ein Wärmetauscher nach- geschaltet, der als Kondensator arbeitet, also das verdampfte abgesaugte Kondensat erneut zum Kondensieren bringt. Das gesammelte Kondensat kann aus dem Wärmetauscher in die Kanalisation eingeleitet werden, sobald die Konzentration des Waserstoffperoxids unter 0, 1% gesenkt wird, was sich durch Verdünnen mit entsprechenden Mengen Abwassers oder Brauchwassers oder dergleichen leicht bewerkstelligen lässt. Hierzu werden etwa 300 Liter Brauch-oder Abwasser pro Liter Kondensat benötigt, also beispielsweise 2 m3/h. Das Öl kann vor dem Verdünnen in einem separaten Ölabscheider abgetrennt werden, oder es wird später in einem größeren Ölabscheider abgetrennt, der vom gesamten Abwasser oder dergleichen passiert wird.

Das ausgestoßene Kondensat kann entweder nach dem Wärmetau- scher oder bereits im Wärmetauscher verdünnt werden. Die letzte- nannte Variante wird dann möglich, wenn etwa das Abwasser oder der- gleichen im Wärmetauscher zugleich als Kühlwasser verwendet wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Kondensieren des verdampften Kondensates in der Rotationspumpe durch Gasbal- lastbetrieb und/oder Temperaturregelung verhindert wird. Beim so ge- nannten Gasballastbetrieb wird während des Verdichtungsvorganges Fremdgas in die Rotationspumpe zugeführt, damit die relative Feuchte des Gas-Kondensat-Gemisches verringert und damit der Taupunkt zu höheren Drücken verschoben wird. Zum anderen wird die Rotations- pumpe mit speziellem Öl bei ca. 110° bis 120°C betrieben, um die Tem- peratur des geförderten Gasstromes hochzuhalten.

Wie erwähnt, wird beim Durchpumpen des aus der Sterilisationskammer abgesaugten verdampften Kondensates letzteres im Wärmetauscher in der Flüssigphase aufgefangen. Um dabei eine übermäßige Dimensionie- rung des Wärmetauschers zu vermeiden, kann ein ventilgesteuerter By- pass den Abgasstrom umleiten, falls dieser kein Kondensat führt.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand zweier sehr schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 eine Blockdarstellung für das erfindungsgemäße Verfahren zum Entsorgen des zum Sterilisieren benutzten Wasserstoffperoxids, Figur 2 einen als Kondensatabscheider ausgebildeten Wärmetauscher, bei welchem das ausgestoßene Kondensat bereits im Wärmetauscher mit dem Abwasser oder dergleichen verdünnt wird.

Bei der Anlage nach Figur 1 wird in einem Verdampfer 1 ein Dampfge- misch aus Wasserdampf und Wasserstoffperoxiddampf erzeugt. Dem Verdampfer 1 wird dabei über eine Zuleitung 2 und ein Ventil 3 unter Druck eine Wasserstoffperoxid enthaltende wässrige Lösung mit der er- wünschten Konzentration in Richtung A zugeführt.

Dem Verdampfer 1 ist eine Sterilisationskammer 4 nachgeordnet, in welcher sich Gegenstände 5, beispielsweise einer Abfülleinrichtung zu- geordnete Behälter, befinden, deren Oberflächen sterilisiert werden sol- len.

Zunächst wird die Sterilisationskammer 4 evakuiert, und zwar durch eine als Drehschieberpumpe 6 ausgebildete Rotationspumpe, wobei eine zu einem späteren Verfahrensschritt benötigte vorgeschaltete Wälzkolben- pumpe 7 zunächst durch eine Bypass-Leitung 8 umgangen wird. An- schließend wird die Sterilisationskammer 4 durch Schließen eines Ven- tils 9 von der Drehschieberpumpe 6 isoliert, so dass nicht mehr gesaugt wird.

Durch Öffnen eines Ventils 10 wird nun dafür Sorge getragen, dass das im Verdampfer 1 befindliche Dampfgemisch über die Leitung 11 in die Sterilisationskammer 4 gelangt. Der Druck im Verdampfer 1 muss dem- zufolge höher sein als der Druck in der Sterilisationskammer 4. Während der Expansion vergrößert sich das vom Dampfgemisch eingenommene Volumen, wodurch das Dampfgemisch deutlich unter den Taupunkt ab- kühlt und an allen ihm zugänglichen Oberflächen der Gegenstände 5 und der Innenflächen der Sterilisationskammer 4 kondensiert, was in- nerhalb weniger Sekunden das Sterilisieren in bereits erwähnter Weise bewirkt. Danach wird mit Hilfe des aus Wälzkolbenpumpe 7 und Dreh- schieberpumpe 6 bestehenden Pumpstandes das Kondensat verdampft und abgesaugt und danach die Sterilisationskammer 4 über eine Zulei- tung 12 und ein Ventil 13 mit in Richtung B zugeführtem Spülgas belüf- tet.

Das abgepumpte verdampfte Kondensat erscheint natürlich am Auspuff der Drehschieberpumpe 6 wieder. Da schon aus Kostengründen prak- tisch kein anderer Pumpentyp als eine ölgedichtete Drehschieberpumpe 6 in Betracht kommt, ist dieses Kondensat, welches stündlich in einer Menge zwischen 5 und 20 Litern anfallen kann, auch noch leicht mit Öl vermengt. Aus diesem Grund ist es praktisch unmöglich, das Was- serstoffperoxid in einem Peroxid-Katalysator in herkömmlicher Weise zu entsorgen. Ein Verzicht auf den Peroxid-Katalysator bedeutet jedoch, größere Mengen Wasserstoffperoxid in die Umwelt zu blasen, was natürlich vermieden werden muss.

Als praktisch durchführbare Lösung des Entsorgungsproblems wird ge- mäß der Erfindung folgendes Konzept vorgeschlagen : Der Drehschiebepumpe 6, die das verdampfte Kondensat ausstößt, wird ein Wärmetauscher 14 nachgeschaltet. Dieser arbeitet als Kondensator, wird also mit Kühlwasser betrieben, welches gemäß der Pfeilrichtung C dem Wärmetauscher 14 zugeführt und gemäß der Pfeilrichtung D von dort wieder abgeführt wird. Beim Durchpumpen des verdampften und somit gasförmigen Kondensates aus der Sterilisationskammer 4 kon- densiert dieses im Wärmetauscher 14 und wird in der Flüssigphase auf- gefangen. Um eine übermässige Dimensionierung des Wärmetauschers 14 zu vermeiden, kann ein über ein Ventil 15 gesteuerter Bypass 16 den Abgasstrom in Pfeilrichtung E umleiten, falls dieser kein Kondensat führt.

Eine hohe Kühlleistung ist nicht erforderlich, da bereits eine Verdichtung auf Atmosphärendruck zur Kondensation ausreicht. Vielmehr muss die Kondensation in der Drehschieberpumpe 6 bereits aktiv verhindert wer- den. Dies geschieht zum einen durch so genannten Gasballastbetrieb, also durch Zuführen von Fremdgas in Pfeilrichtung F in die Drehschie- berpumpe 6 während des Verdichtungsvorganges, um die relative Feuchte des Gas-Kondensat-Gemisches zu verringern und damit den Taupunkt zu höheren Drücken zu verschieben. Zum anderen wird die Drehschieberpumpe 6 mit speziellem Öl bei 110° bis 120° C betrieben, um die Temperatur des geförderten Gasstromes hochzuhalten, was in der Figur 1 symbolhaft mit dem Bezugszeichen 17 angedeutet ist.

Das gesammelte Kondensat 18 aus dem Wärmetauscher 14 kann in die Kanalisation eingeleitet werden, sobald die Konzentration des Was- serstoffperoxids unter 0,1% gesenkt wird. Dies lässt sich durch Verdün- nen mit entsprechenden Mengen Abwassers oder Brauchwassers oder dergleichen leicht bewerkstelligen, das in Richtung G einer entspre- chenden Sammeleinrichtung 19 zugeführt wird. Das gesamte Abwasser oder dergleichen passiert später einen größeren Ölabscheider 20, wo- nach es in Pfeilrichtung H in die Kanalisation gelangt. Die Permanentga- se hingegen, aus denen das Kondensat 18 abgeschieden wurde, gelan- gen entsprechend der Pfeilrichtung K zu einem Abluftschacht. Das Kühl- wasser, welches den Wärmetauscher 14 durchströmt, braucht nicht besonders kalt zu sein, sondern kann durchaus Raumtemperatur auf- weisen. Eventuell lässt sich das in Pfeilrichtung D abgeführte Kühlwas- ser entsprechend der gestrichelt dargestellten Leitung 26 der Sammel- einrichtung 19 direkt zuführen.

Ein Variante ist schematisch in der Figur 2 dargestellt. Ein solcher Wär- metauscher 21 lässt sich dann als Kondensatabscheider besonders ein- fach aufbauen. Er erhält lediglich eine Art"Duschkopf'22, der in einen größeren Behälter 23 montiert ist und durch den in Richtung L das Kühlwasser eintritt. Dem Behälter 23 wird der Abgasstrom, der von der Drehschieberpumpe 6 kommt, in Pfeilrichtung P zugeführt. An einer un- teren Öffnung 24 kann das gemischte Abwasser entsprechend der Pfeil- richtung M aus dem Behälter 23 austreten, während an einer oberen Öffnung 25 des Behälters 23 der Permanentgasstrom in Richtung N austritt.