Systemlösungen für die Dampfsterilisation: Wie sich mit maßgeschneiderten Ventillösungen Platz und Kosten sparen lassen

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1 Systemlösungen für die Dampfsterilisation: Wie sich mit maßgeschneiderten Ventillösungen Platz und Kosten sparen lassen White Paper Mai 2011

2 Systemlösungen für die Dampfsterilisation: Wie sich mit maßgeschneiderten Ventillösungen Platz und Kosten sparen lassen Greg Sutcliffe, Segment Management Steam Die Dampfsterilisation ist das in den meisten Labors und Krankenhäusern eingesetzte Standardverfahren zur Sterilisation von medizinischen Instrumenten, OP-Bekleidung und Verbandsmaterialien. Entscheidend für eine effektive Sterilisation ist dabei, dass die Luft in der Sterilisationskammer vollständig und ausreichend lange durch Wasserdampf in der richtigen Menge und Temperatur ersetzt wird. Der Fluidtechnikspezialist Bürkert bietet den Herstellern von Dampfsterilisationsgeräten aus einer Hand kompakte und maßgeschneiderte Systemlösungen zur Steuerungund Kontrolle von trockenem, gesättigtem Dampf, Zweiphasen- Dampf und Kondensat. Die komplette Entlüftung der Sterilisationskammer inklusive der Luft in und um die zu sterilisierenden Objekte ist bei der Dampfsterilisation Grundvoraussetzung für einen zuverlässigen Prozessablauf. Nur in einer hundertprozentigen Dampfatmosphäre ist eine homogene Temperaturverteilung gewährleistet. Eventuell in der Sterilisationskammer verbleibende Luft würde sich mit dem Dampf vermischen. So trägt sie zwar zum Druckaufbau bei, reduziert aber zugleich die Temperatur des Dampfes. Die wirkungsvollste Methode zur Entlüftung, die heute in modernen Sterilisationsgeräten eingesetzt wird, ist eine pulsierende Vakuumphase bei der die Luft aus der Sterilisationskammer entfernt und mehrfach zwischen und aus den zu sterilisierenden Objekten herausgepresst wird. Systemlösungen für die Dampfsterilisation 2

3 Kompakte Lösung aus einer Hand Für die Steuerung dieser Prozesse hat Bürkert als Spezialist für Systemlösungen in der Fluidtechnik eine kompakte Systemlösung auf Basis eines multifunktionalen Blockdesigns entwickelt. Das Konzept basiert auf mehreren 2/2- Wege Sitzventilen des Typs 2000 INOX inklusive Zubehör, die durch einen Multifunktionsblock mit platzsparender und flexibler interner Leitungsführung verbunden werden. Bei der Konstruktion von Dampfsterilisationsgeräten entfällt damit das aufwändige, individuelle Zusammensetzen der erforderlichen Ventile, Sensoren, Filter und Rückschlagventile durch Rohrverbindungen und Bögen. Die kompakte Blocklösung spart Zeit bei der Entwicklung, Planung und Installation sowie Kosten und nicht zuletzt auch wertvollen Bauraum. Neben der Möglichkeit, kompaktere Geräte zu entwickeln, bietet der Verzicht auf externe Rohrleitungen, Verbindungen und Anschlüsse in der aktuellen Systemlösung von Bürkert höhere Funktionssicherheit und Verfügbarkeit, da viele potenzielle Schwachstellen für Leckagen entfallen. Im nachfolgend beschriebenen Anwendungsbeispiel kontrolliert ein Typ 2000 Verschweißte Lösung mit DN20/DN25 für die Steuerung von Sterilisationsdampf und Luft Type 2000 INOX Block mit DN10 für die Steuerung des Kondensats in Dampfsterilisationsgeräten INOX Multifunktionsblock die Verbindungen am Boden der Sterilisationskammer. Typischerweise steuert ein oberhalb der Kammer montierter Block die Dampfzufuhr, Türversiegelung und Ummantelung während ein weiterer Block unterhalb der Kammer die Evakuierung kontrolliert. Diese Aufgabe übernimmt hier der Typ 2000 INOX Block. In der ersten Prozessphase wird die Luft aus der Kammer und in und um den zu sterilisierenden Inhalt in diesem Fall OP-Bekleidung und Verbandsmaterial mit poröser Oberfläche entfernt. Nachdem der luftdichte Verschluss der Kammertür geprüft wurde, öffnen sich die Ventile vom Typ 2000 INOX damit die angeschlossenen Vakuumpumpen die Luft aus der Kammer absaugen können. Kurz darauf schließen sie sich, Dampf wird über den oberen Block eingeleitet und der Druck in der Kammer steigt wieder auf Atmosphärendruck. Beim wiederholten Durchführen dieses Prozesses pulsiert der Druck in der Kammer typischerweise zwischen mbar absolut und Atmosphärendruck. Auf diese Weise können sich die in den porösen Oberflächen, zwischen den zu sterilisierenden Gegenständen sowie in den Ecken der Kammer festsitzenden Luftblasen lösen. Da die Kammer oder angeschlossene Teile möglicherweise nicht völlig leckagefrei sein könnten, Systemlösungen für die Dampfsterilisation 3

4 Die komplette Entlüftung der Sterilisationskammer inklusive der Luft in und um die zu sterilisierenden Objekte ist bei der Dampfsterilisation Grundvoraussetzung für einen zuverlässigen Prozessablauf besteht immer die Möglichkeit, dass Luft durch das Pulsieren eingesogen wird, das sie eigentlich entfernen sollte. Dies ist einer der Gründe, aus dem der Prozess mehrmals wiederholt und durch mehrere positive Druckimpulse über Atmosphärendruck ergänzt wird. Während des Sterilisationsprozesses schließen sich die Ventile des Blocks und halten den eingeleiteten Dampf in der Kammer gefangen. Der Druck steigt auf den zur Sterilisation erforderlichen Wert von normalerweise mbar absolut bei einer Temperatur von 134 C. Wird das Erreichen der erforderlichen Sterilisationstemperatur durch die Messung eines Sensors im Abfluss für das kondensierte Wasser, dem Punkt der Kammer, an dem die Temperatur wahrscheinlich am niedrigsten ist, bestätigt, bleiben die Typ 2000 INOX Ventile geschlossen und helfen so, die Temperatur in der Kammer für einen Zeitraum von drei bis vier Minuten konstant zu halten. Anschließend folgt die Trocknungsphase bei der sich zunächst ein Typ 2000 INOX Ventil mit geringem Durchfluss öffnet. Kurz darauf öffnet sich ein parallel geschaltetes Ventil mit vollem Durchfluss, damit die Kammer erst langsam und dann schneller entlüftet wird. Dies geschieht, um die sterilisierten Objekten durch Verdunstung der kondensierten Feuchtigkeit zu trocknen. Dabei wird der Druck in der Kammer unter den Verdampfungspunkt des Kondensats reduziert. Typischerweise erfolgt eine Druckreduktion auf 40mbar absolut, durch die sichergestellt wird, dass alle verbleibende Feuchtigkeit von den sterilisierten Objekten verdampft. Nach Abschluss des Trocknungsprozesses schließen sich die Ventile auf dem Block und ermöglichen so, dass der Druck in der Sterilisationskammer durch Luftzufuhr wieder auf Normalniveau angehoben wird. Systemlösungen für die Dampfsterilisation 4

5 Der Sterilisationsprozess ist damit abgeschlossen und die Kammertür kann wieder geöffnet werden. Die Zukunft ist modular und verschweißt Durch das Aneinanderreihen innovativer modularer Ventilgehäuse, die im Orbitalschweißverfahren miteinander verbunden werden, optimiert Bürkert sein Konzept einer Komplettlösung für die Dampfsterilisation noch weiter. Die Vorteile einer kompakten, vorgefertigten und kosteneffizienten Systemlösung aus einer Hand bleiben dabei nicht nur erhalten, sondern werden konsequent fortgeführt. Das allerneuste verschweißte System ist noch flexibler und intelligenter als der bisherige Multifunktionsblock und zugleich leichter und kostengünstiger. Die Ventile können dabei auch über die Aktoren aus der Classic und ELEMENT-Serie von Bürkert gesteuert werden, die noch weiterreichende Möglichkeiten wie z. B. Positionsrückmeldung oder Modulationskontrolle bieten. Systemlösungen für die Dampfsterilisation 5

6 Kontakt Können wir auch Ihnen helfen, Ihre Anlagen zur Dampfsterilisation zu optimieren oder haben Sie weitere Fragen? Dann kontaktieren Sie einfach: Bürkert Fluid Control Systems Bürkert Werke GmbH Greg Sutcliffe Segment Management Steam Christian-Bürkert-Straße Ingelfingen Telefon Telefax Website: Systemlösungen für die Dampfsterilisation 6