DE19626672A1

DE19626672A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sterilisieren von kontaminiertem Material

Info

Publication number: DE19626672A1
Application number: DE1996126672
Authority: DE
Inventors: Norbert Stauder; Peter Ott; Arno Endres
Original assignee: ELASTOMERE TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: ELASTOMERE TECHNOLOGY GmbH
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-08
Also published as: WO1998001165A1; AU3442797A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von kontaminiertem Material, insbesondere von infektiösem Krankenhausmüll. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Sterilisation von kontaminiertem Material mit einer Behandlungskammer.

Infektiöser Abfall entsteht überall im Krankenhaus, wo Erreger meldepflichtiger übertragbarer Krankheiten auftreten. Der Patient mit einer infektiösen Erkrankung, z. B. Typhus, scheidet infektiösen Stuhl aus, der in diesem Fall den Übertragungsweg darstellen kann. Alle mit Stuhl verunreinigten Abfälle gehören daher zu dieser Abfallkategorie. Krankenhauslaboratorien, die Proben von Virushepatitis-Patienten untersuchen, müssen das Blut oder die Serumsreste als infektiösen Abfall deklarieren und entsorgen. Zu den Infektionskrankheiten zählen beispielsweise auch Brucellose, Cholera, Milzbrand oder Scharlach.

Infektiöse Abfälle aus dem Krankhausbereich sind daher beispielsweise Spritzen, Kanülen, Skalpelle, Infektionsbestecke, Infusionsflaschen, Wundverbände, Stuhlwindeln, Einwegwäsche oder Einwegartikel wie z. B. Einweghandschuhe. Hinzu kommt infektiöser und unhygienischer Abfall aus anderen Einrichtungen, wie z. B. Blut- und Serumsreste, Untersuchungsproben und wissenschaftliches Versuchsmaterial. Um eine Entsorgung dieses Abfalls als Hausmüll möglich zu machen, muß dieser Müll steril sein.

Unter der Sterilisation versteht man gemäß "Praxis der Sterilisation, Desinfektion - Konservierung" von Karl-Heinz Wallhäuser, Georg-Thieme- Verlag, 1988, S. 213 "die Eliminierung (Abtrennung, Abtötung) aller Mikroorganismen sowie die Inaktivierung aller Viren, die sich in oder an einem Produkt oder Gegenstand befinden". Sterilisation geht somit weiter als die ledigliche Desinfektion von Krankenhausmüll.

Aus der DE 38 00 821 C2 ist eine Desinfektionsanlage für kontaminierten Krankenhausmüll bekannt, die mit Wasserdampf arbeitet. Der zu behandelnde Krankenhausmüll wird zunächst einem Schneidwerk zugeführt, wo bereits Wasserdampf eingesprüht wird. Von dort gelangt der zerkleinerte Krankenhausmüll in einen beheizten Schneckenförderer, der ebenfalls mit Heißdampf beaufschlagt wird, so daß dort die Desinfektion des zerkleinerten Mülls vollendet wird. Danach soll der so behandelte Müll als normaler Hausmüll entsorgt werden können, was jedoch nicht in allen Fällen möglich ist, weil nicht alle Mikroorganismen abgetötet sind. Dieses Verfahren hat weiterhin den Nachteil, daß aufgrund der hohen Temperaturen u. U. Kunststoffgegenstände über ihre Erweichungstemperatur erhitzt werden, so daß Schadstoffe freigesetzt werden, die aus dem Dampf herausgefiltert werden müssen.

Aus der DE 28 42 407 C2 ist eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken durch Entladung ionisierter Gase und ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung bekannt. Das auf der Kammerwand angeordnete keramische Fasermaterial oder die Silikatfasern haben die Wirkung einer Wärmeisolierung der Kammer, so daß aufgrund der Gasentladung vergleichsweise hohe Temperaturen erreichbar sind, die die Ionisierung des Gases begünstigen. Dieses Verfahren ist daher nur für die Behandlung von wärmestabilen Materialien geeignet. An einen Einsatz zur Behandlung und Sterilisierung von Krankenhausmüll wurde noch nicht gedacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine vollständige Sterilisation von kontaminiertem Material in kurzer Zeit gewährleistet wird, ohne daß zusätzliche Schadstoffe während der Behandlung entstehen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.

Es hat sich gezeigt, daß die Behandlung von kontaminiertem Material mit einem ionisierten Gas zur vollständigen Abtötung aller Mikroorganismen führt, so daß das Material nach der Behandlung wie normaler Hausmüll entsorgt werden kann. Das ionisierte Gas zerstört die Moleküle der Mikroorganismen so nachhaltig, daß auch eine Rekombination nicht mehr möglich ist.

In der Behandlungskammer, wo das kontaminierte Material dem Plasma ausgesetzt wird, wird zwischen Kathode und Anode eine Basisspannung U_B angelegt, die im Bereich von vorzugsweise 10 bis 200 Volt liegt. Hierbei wird die Spannung vorzugsweise zwischen der Wand der Behandlungskammer und der Unterlage, z. B. Tisch, ausgelegt, auf der das zu behandelnde Material aufliegt. Es wird hierbei vorteilhafterweise im Bereich der fallenden Spannungsstromcharakteristik gearbeitet, so daß bei relativ niedrigen Spannungen hohe Stromstärken auftreten. Infolge der dadurch erhöhten Ionisation können kurze Behandlungszeiten erreicht werden.

Dieser Basisspannung wird vorzugsweise eine hochfrequente Spannung mit Frequenzen im Kilohertz bis Megahertz-Bereich, insbesondere im Bereich von 300 kHertz bis 100 MHertz überlagert. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, die Frequenz um so höher zu wählen, je größer die zu behandelnde Oberfläche ist. Größere Oberflächen bedeuten in der Regel auch kompliziertere Oberflächen. Insofern kann z. B. bei glatten Oberflächen im unteren Frequenzbereich gearbeitet werden. Diese durch die Hochfrequenzspannung bewirkten kurzzeitigen Umpolungen führen dazu, daß sich die Ionen ungerichtet im Raum bewegen, so daß ein turbulentes Plasma entsteht, das das zu behandelnde Material wie einen Nebel umgibt. Die hochfrequente Spannung unterstützt offensichtlich die Zerstörung der Molekülbindungen und damit der Molekülstrukturen, wobei Spannungsspitzen im Kilovolt-Bereich, insbesondere zwischen 2 kVolt und 3 kVolt besonders vorteilhaft sind.

Vorzugsweise wird die hochfrequente Spannung kurzzeitig angelegt. Impulslängen im Mikrosekundenbereich sind vorteilhaft, die von ebenso langen Impulspausen getrennt sind. Dadurch treten nur geringe Temperaturerhöhungen auf, die sich durch die Wahl der Impulslänge und der Impulspause auf maximal 40°C begrenzen lassen.

Die Behandlung wird vorzugsweise bei einem Druck von 0,1 mbar-1000 mbar durchgeführt, was von dem zu behandelnden Material abhängt. Wenn z. B. "weiche" Materialien, wie Windeln, Mullbinden, Wäschestücke oder Handschuhe sterilisiert werden sollen, reicht ein leichter Unterdruck in der Behandlungskammer von z. B. 900-980 mbar aus, weil wegen der hohen Feuchtigkeit in diesen Abfällen kein größerer Unterdruck erreichbar ist. Wenn hingegen metallische Teile, wie Skalpelle oder dgl., Glas-, Kunststoff- und Keramikteile oder Implantate und medizinische Geräteteile sterilisiert werden sollen, wird vorzugsweise bei Drücken zwischen 0,5 und 3 mbar gearbeitet.

Vorzugsweise wird die Behandlung bei Raumtemperatur durchgeführt, wobei je nach Art des zu behandelnden Materials dieses sich während der Behandlung erwärmen kann. Hierbei werden jedoch lediglich Temperaturen bis maximal 60°C erreicht, so daß auch die üblicherweise im Krankenhausbereich verwendeten Kunststoffmaterialien noch keine Schadstoffe abgeben.

Es hat sich gezeigt, daß eine Behandlungsdauer von 5 min durchaus ausreichend ist, um das kontaminierte Material zu sterilisieren. Um insbesondere bei Krankenhausabfällen den geforderten Sicherheitsstandard zu erfüllen, wird eine Behandlungsdauer von ca. 15-20 min bevorzugt.

Um das zu behandelnde Volumen im Hinblick auf die bereitzustellende Behandlungskammer möglichst gering zu halten, wird das zu behandelnde Material vor der Behandlung zerkleinert. Bei Krankenhausmüll wird dadurch eine Verdichtung um etwa den Faktor vier erreicht.

Die Vorrichtung weist als Behandlungskammer eine Plasmakammer auf, die mit den üblichen Zusatzeinrichtungen, wie Vakuumeinrichtungen und Spannungsversorgungseinrichtungen, ausgerüstet ist.

Die Spannungsversorgungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß einerseits eine vorgegebene Basisspannung an Kathode und Anode angelegt werden kann und daß andererseits eine Hochfrequenzspannung dieser Basisspannung überlagert werden kann. Als Anode dienen die Wände der Behandlungskammer, als Kathode ist vorzugsweise ein Tisch in der Behandlungskammer vorgesehen, auf der das zu behandelnde Material abgelegt wird.

Vor der Behandlungskammer ist vorzugsweise eine Zerkleinerungseinrichtung angeordnet, von der das zerkleinerte Material der Behandlungskammer, z. B. über einen Schneckenförderer zugeführt wird. Um einen möglichst hohen Durchsatz zu erzielen, muß die Zerkleinerungseinrichtung kontinuierlich betrieben werden. Das zerkleinerte Material wird daher zunächst einer Zwischenkammer zugeführt, die zwischen der Zerkleinerungseinrichtung und der Behandlungskammer angeordnet ist und während der Behandlungsdauer die nächste Charge aufnimmt. Das Volumen der Zwischenkammer ist daher an das Aufnahmevolumen der Behandlungskammer angepaßt.

Um das Befüllen der Behandlungskammer zu erleichtern, ist die Zwischenkammer vorteilhafterweise oberhalb der Behandlungskammer angeordnet. Zum Befüllen der Behandlungskammer fällt das zu behandelnde Material aus der Zwischenkammer nach unten in die Behandlungskammer. Es muß allerdings sichergestellt werden, daß die Wände der Behandlungskammer nicht verschmutzen, was das Plasma erheblich beeinträchtigen würde. Da insbesondere die Zuführöffnung der Behandlungskammer durch den herunterfallenden Müll kontaminiert werden kann, ist vorzugsweise zwischen der Zwischenkammer und der Behandlungskammer eine Schleuse angeordnet. Die zur Zwischenkammer führende erste Schleusenöffnung besitzt einen kleineren Querschnitt als die zur Behandlungskammer führende zweite Schleusenöffnung, so daß das herabfallende Material allenfalls mit der Begrenzung der ersten Schleusenöffnung in Berührung kommen kann.

Die Schleusenöffnungen sind vorzugsweise mit je einem Paar Verschlußklappen verschließbar, die zum Öffnen in die Schleusenkammer verschwenkbar angeordnet sind, damit sowohl die Zwischenkammer als auch die Behandlungskammer durch die Verschlußmittel nicht beeinträchtigt werden.

Im Bereich der Schleusenöffnungen sind vorteilhafterweise aufblasbare Dichtungen vorgesehen, an die sich die Verschlußmittel in Schließstellung anlegen. Zum Öffnen der Schleusenöffnungen kann das Druckmedium in den Dichtungen abgelassen werden, so daß je nach Ausgestaltung die Bewegung der Verschlußmittel nicht behindert wird.

In der Behandlungskammer können noch metallische oder nicht-metallische Inhibitoren angeordnet sein, die sich während der Plasmabehandlung auf den zu behandelnden Materialien niederschlagen und dort eine antibakterielle Wirkung entfalten. Als metallische Inhibitoren eignet sich insbesondere Gold.

Die gesamte Vorrichtung mit Zerkleinerungseinrichtung, Fördereinrichtung, Plasmakammer und Versorgungseinrichtungen kann auf einem Lastkraftwagen installiert werden, so daß die Sterilisation vor Ort, also z. B. bei den Krankenhäusern durchgeführt werden kann.

Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Sterilisieren von Krankenhausmüll,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Schleusenkammer im Vertikalschnitt,

Fig. 3 eine Teilschnittdarstellung des unteren Schleusentors und

Fig. 4 ein Diagramm der Stromspannungscharakteristik.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Sterilisieren von Krankenhausmüll schematisch dargestellt. Das kontaminierte Material wird meist in handelsüblichen Rollcontainern gesammelt, die zunächst auf einer elektronischen Wägeeinrichtung gewogen werden. Mit dem Start des Prozeßablaufs wird die exakte Masse zwecks Abrechnung erfaßt und automatisch dokumentiert. Über der Wägeeinrichtung, die in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, befindet sich eine ebenfalls nicht dargestellte, hydraulische Hubkipp-Vorrichtung, wie sie von herkömmlichen Mülltransportfahrzeugen bekannt ist. Die Hubkipp-Vorrichtung ist mittels Hubstangen mit dem Verschlußdeckel 3 des Aufnahmetrichters 2 verbunden. Hierdurch wird der Verschlußdeckel 3 gleichzeitig in der Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung der Hubkipp-Vorrichtung geöffnet oder geschlossen. Der Rollcontainer wird am Scheitelpunkt der Hubkipp-Vorrichtung über dem Aufnahmetrichter 2 um 180° gedreht, damit eine vollständige Entleerung gewährleistet ist. In dieser Stellung wird der Rollcontainer mit einem Dampfstoß gereinigt, um den Rollcontainer zu desinfizieren und die eventuell noch darin befindlichen Abfälle ebenfalls in den Einfülltrichter zu verbringen.

Mit dem Absenken der Hubkipp-Vorrichtung wird der Aufnahmetrichter verschlossen und mit einer hydraulischen Verriegelung herrnetisch verriegelt. Der Verschlußdeckel 3 kann nur nach Ablauf des Prozesses und bei Störung nach Ablauf des Notfällprogramms geöffnet werden.

Unterhalb des Aufnahmetrichters befindet sich eine Zerkleinerungseinrichtung 4, deren Aufbau an sich bekannt ist. Nach der Verriegelung des Verschlußdeckels 3 wird über die am Aufnahmetrichter 2 und am Schneidwerk der Zerkleinerungseinrichtung 4 befindlichen Dampfdüsen Sattdampf mit einer Temperatur von 140-160°C und einem Druck von 3,5-5 bar injiziert. Hierdurch wird erreicht, daß nach dem Öffnen des Verschlußdeckels 3 eine Sattdampfwolke über den bereits vorzerkleinerten, kontaminierten Abfällen die Keime unten hält und diese somit nicht in die Umgebung abgegeben werden. Vor dem Öffnen des Verschlußdeckels 3 wird mittels einer Absaugvorrichtung in einer speziellen Filteranlage die Atmosphäre im Aufnahmetrichter abgesaugt und über einen Dampfkondensator geführt. Die abgesaugte Atmosphäre wird entweder mit einer UV-Bestrahlung oder mittels einer Ozonbegasung entkeimt. Somit wird das Kondensat in dem Dampfgenerator vorgewärmt und entkeimt wieder zugeführt. Erst nach Eindüsen des frischen Sattdampfes wird der Verschlußdeckel 3 geöffnet.

Die Atmosphäre im Aufnahmetrichter 2 wird nach Beendigung der Behandlung und während eines Störfalles durch vermehrtes Eindüsen von Sattdampf in eine Sattdampfatmosphäre vorzugsweise mit 105°C und 150 mbar eingeregelt und durch eine Parameterkontrolle von Druck und Temperatur gesteuert. Durch mehrmaliges Austauschen der Dampfatmosphäre wird das Dampfströmverfahren zum Desinfizieren der gesamten Anlage verwendet.

Gleichzeitig mit der Injizierung des Sattdampfes startet das Schneidwerk der Zerkleinerungseinrichtung 4 und das Material wird mittels einer Niederdrückvorrichtung auf einen Einzugsarm gedrückt, wo die Zerkleinerung des Abfalls beginnt. Die Zerkleinerung erfolgt über ein mehrstufiges Schneidwerk, wobei die erste Stufe des Schneidwerks zum Zerreißen von Säcken und Einwegbehältern mit Hilfe von stehenden Reißmessern und einem rotierenden Einzugsarm dient. In der zweiten Stufe werden die Abfälle durch die Geometrie in die Rotation des Einzugsarms gegen das Standmesser gedrückt und mittels des Rotormessers, das sich auf der gleichen Antriebswelle wie der Einzugsarm befindet, weiter zerkleinert. In der dritten und letzten Stufe wird der so zerkleinerte Abfall durch den nachschiebenden Abfall aus der ersten Stufe durch das Standmesser auf das Spiralmesser gedrückt und durch die Rotation des Spiralmessers, das mit mehreren Schnittkanten versehen ist, gegen das Standmesser endzerkleinert. Der so zerkleinerte Abfall wird dann durch eine Durchlaßverringerung, die auf Basis eines Plattenschiebers aufgebaut ist und dazu dient, die Schnittgutgröße zu bestimmen, in den ersten Schneckenförderer 6 verbracht.

Über dem Schneckenförderer 6 wird das zerkleinerte Material in eine Zwischenkammer 8 transportiert, wo das Material zunächst zwischengelagert wird, bis die darunter befindliche Plasmakammer 25 zur Aufnahme von neuem Material bereit ist. Das Volumen der Zwischenkammer 8 ist an das Aufnahmevolumen der Plasmakammer 25 angepaßt. Zwischen der Zwischenkammer 8 und der Plasmakammer 25 befindet sich eine Schleusenkammer 10, die zwei unterschiedlich große Öffnungen aufweist. Die der Zwischenkammer 8 zugewandte erste Schleusenöffnung 12 besitzt einen kleineren Querschnitt als die der Plasmakammer 25 zugewandte zweite Schleusenöffnung 14. Die der Zwischenkammer 8 zugewandte erste Schleusenöffnung 12 besitzt einen kleineren Querschnitt als die unter der Plasmakammer 25 zugewandte zweite Schleusenöffnung 14. Diese beiden Schleusenöffnungen 12, 14 werden mittels Verschlußklappen 11a, b, 13a, b heimetisch abgeschlossen, die im Zusammenhang mit der Fig. 2 näher erläutert werden. Der herrnetische Abschluß ist insbesondere im Bereich der zweiten Schleusenöffnung 14 von Bedeutung, weil die Behandlungskammer 25 mindestens bei einem geringen Unterdruck betrieben wird. Nach erfolgter Entleerung der Behandlungskammer 25 und gefüllter Zwischenkammer 8 werden zuerst die Verschlußkappen 11a, b in der zweiten Schleusenkammer 14 geöffnet und die beiden Verschlußklappen seitlich in der Schleusenkammer 10 hochgestellt. Erst dann öffnen sich die Verschlußklappen 11a, b der ersten Schleusenöffnung 12. Somit wird garantiert, daß keinerlei Material an den Verschlußklappen der zweiten Schleuse anhaften kann und somit kein genügender Abschluß erfolgen kann. Nach dem Öffnen der Schleusenöffnungen 12 und 14 fällt das in der Zwischenkammer 8 befindliche Material durch die Öffnungen nach unten, wobei eine Berührung der Begrenzung der zweiten Schleusenöffnung 14 aufgrund des größeren Querschnitts ausgeschlossen ist. Da beide Schleusenöffnungen 12 und 14 übereinander angeordnet sind, fällt das zu behandelnde Material durch die beiden Öffnungen nach unten auf einen in der Plasmakammer 25 angeordneten Tisch 24 und bildet dort einen Haufen aus zu behandelndem Material 26. Danach werden die beiden Schleusenöffnungen 12 und 14 geschlossen. In der hier gezeigten Darstellung ist die untere Schleusenöffnung 14 in der Deckenwand 20 der Behandlungskammer 25 angeordnet.

Die Sterilisationsbehandlung in der Plasmakammer 25 beruht auf der Entladung ionisierten Gases, hier insbesondere von ionisierter Luft. Die Plasmakammer 25 ist auf der Innenseite mit einem wärmeisolierenden, feuerfesten, keramischen Fasermaterial auf der Basis von Tonerde-Silikatfaser ausgekleidet.

Nach dem Einbringen der zu behandelnden Materialien wird die Kammer mittels einer Hochleistungsvakuumpumpe im Falle von weichen Materialien auf etwa 900 mbar und im Falle von metallischen bzw. "festen" Materialien auf ca. 1 mbar evakuiert. Die evakuierte Luft wird über ein Ionengitter desinfiziert und einem Filtersystem (nicht dargestellt) zugeführt. Zur Ionisation der restlichen, in der Plasmakammer 25 befindlichen Luft werden die Kammerwände, insbesondere die Seitenwände 21 als Anode und der auf der Bodenwand angeordnete Tisch 24 als Kathode an eine Spannungsquelle angeschlossen, die in der mit 34 bezeichneten Versorgungs- und Steuereinheit untergebracht ist. Als Basisspannung U_B wird eine konstante Spannung angelegt, der eine hochfrequente Wechselspannung überlagert wird.

Während des Sterilisationsprozesses werden von einem Ionisationsplasmabrenner 36 extern erzeugte Ionen 38 in die Plasmakammer 25 emittiert, die eine Vorionisierung der Luft verursachen und damit die Gasentladung zwischen der Kammerseitenwand 21 und den zu behandelnden Materialien 26 verstärken. Die überlagerte Hochfrequenzspannung führt zu einer Flächenentladung mit hoher Entladungsenergie. Auf diese Weise wird ein turbulentes Plasma erzeugt, das quasi wie ein "Ionennebel" die zu behandelnden, zerkleinerten Materialien 26 von allen Seiten umschließt. Die Ionen heben die molekularen Bindungen in den Mikroorganismen auf und zerstören sie dadurch.

Nach der Behandlung wird das dekontaminierte Material durch die in der Bodenwand 22 befindliche dritte Schleusenöffnung 23 nach unten einem zweiten Schneckenförderer 28 zugeführt und dann über einen dritten Schneckenförderer 30 durch die Austrittsöffnung 32 ausgetragen. Diese untere Schleuse mit der Schleusenöffnung 23 ist in der Fig. 3 dargestellt und wird im Zusammenhang mit dieser Figur näher erläutert. Zwischen dem Schneckenförderer 28 und der Schleusenöffnung 23 befindet sich eine optische Kontrolle. Wenn die optische Kontrolle freigibt, also kein Abfall mehr im Schleusenbereich ist, kann die Schleusenöffnung 23 geschlossen werden. Nach Verschluß der Schleusenöffnung 23 werden die oberen Schleusenöffnungen 12, 14 geöffnet und der noch nicht behandelte Abfall kann nun in die Plasmakammer 25 einfallen und nach Verschluß des oberen Schleusensystems behandelt werden.

Die Schleusenöffnung 23 wird nach Ablauf der Behandlung geöffnet, indem die beiden Schleusentore 25 seitlich mittels eines Hydraulik- oder Elektroantriebes (nicht dargestellt) verschoben werden und somit der Abfall auf den zweiten Schneckenförderer 28 gelangt. Die Schleusenöffnung 23 bleibt so lange geöffnet, bis der zweite Schneckenförderer 28 sämtlichen Abfall ausgetragen hat. Dies wird mittels eines Füllstandanzeigers oder über eine zeitliche Abfrage in der Plasmakammer 25 gesteuert. Die Schleusenöffnung 23 wird hermetisch verschlossen, indem die beiden Schleusentore 29 (s. Fig. 3) ineinandergefahren werden. Um die Restfeuchte im Abfall noch weiter zu reduzieren, wird der desinfizierte/sterilisierte "homogen" zerkleinerte Abfall nach dem zweiten Schneckenförderer 28 in den dritten Schneckenförderer 30 eingeschoben. Dieser Schneckenförderer 30 steigt um ca. 70° an, wodurch die in der Schnecke gepreßten Abfälle entfeuchtet werden. Diese Feuchtigkeit sammelt sich in dem unter der Schnecke angebrachten und mit einem Sieb versehenen Behälter (nicht dargestellt). Dieses so gesammelte Kondensat kann anhand einer normalen Abwasserleitung der kommunalen Abwasserentsorgung zugeführt werden. In diesem Kondensat sind keinerlei infektiöse Keime mehr enthalten, da dieses Kondensat am Ende der Sterilisationskammer aus dem Schneckenförderer 30 entnommen wird. Ein Anschluß der Filteranlage am Kopf des Schneckenförderers 30 ermöglicht ein Absaugen der anfallenden flüchtigen Kondensate. Am Ende des dritten Schneckenförderers 30 befindet sich ein Plattenschieber, mit dem die gesamte Anlage in Verbindung mit dem Verschlußdeckel 3 hermetisch verschlossen werden kann. Dies benötigt man nur im Störfall der Anlage, um diese mit dem Dampfströmverfahren komplett desinfizieren zu können. Während des Ablaufs eines Notfällprogramms kann die gesamte Anlage nicht geöffnet werden, es muß die definierte Desinfektionszeit unter Einhaltung der Desinfektionsparameter erst abgelaufen sein, um die Anlage öffnen zu können. Die Steuerung und Regelung der Anlage über die Einrichtung 34 erfolgt über eine SPS-Steuerung, die in einem Schaltschrank integriert ist. Alle Parameter werden mittels einer zentralen Prozeßeinheit erfaßt und laufend dokumentiert, um der Nachweispflicht Genüge zu tun.

In der Fig. 2 ist die Schleusenkammer 10 vergrößert im Schnitt dargestellt. Die obere Schleusenöffnung 12, die der Zwischenkammer 8 benachbart ist, besitzt einen geringeren Querschnitt als die untere Schleusenöffnung 14, die an die Plasmakammer 25 angrenzt. Die Schleusenöffnungen 12 und 14 werden durch Begrenzungswände 12a und 14a begrenzt. Unterhalb der Begrenzungswand 12a sind in den Gelenkpunkten 15a und 15b zwei Verschlußklappen 11a und 11b angelenkt. Beide Verschlußklappen 11a und 11b sind um eine horizontale Achse schwenkbar, so daß beim Öffnen der Verschlußklappen diese in das Innere der Schleusenkammer 10 verschwenkt werden, wie dies gestrichelt angedeutet ist. In der Verschlußstellung (durchgezogenen Linien der Verschlußklappen 11a, 11b) liegen die Verschlußklappen an der Unterseite der Begrenzungswand 12a an, in denen Dichtungen, insbesondere aufblasbare Dichtungen 18a und 18b angeordnet sind. Ferner besitzt eine der beiden Klappen 11a oder 11b eine Dichtung 19a, die mit der jeweils benachbarten Verschlußklappe 11a, 11b in der Verschlußstellung zusammenwirkt.

Eine entsprechende Ausgestaltung befindet sich im Bereich der unteren Schleusenöffnung 14. Die beiden unteren Verschlußklappen 13a und 13b sind ebenfalls um eine horizontale Achse in den Gelenkpunkten 16a und 16b oberhalb der Begrenzungswand 14a gelagert. Zum Öffnen der unteren Schleusenöffnung 14 werden die beiden Verschlußklappen 13a und 13b in der Schleusenkammer 10 aufgestellt, wie dies ebenfalls gestrichelt dargestellt ist. Damit sichergestellt ist, daß kein Abfall in der Schleusenkammer 10 hängenbleibt, werden zunächst die unteren Verschlußklappen 13a, 13b aufgestellt und anschließend die oberen Verschlußklappen 11a, 11b nach unten geschwenkt, so daß diese die unteren Verschlußklappen am oberen Randbereich überdecken. U.U. kann auch eine geringe Schrägstellung der oberen Verschlußklappen 11a, 11b von Vorteil sein, damit sichergestellt wird, daß tatsächlich der gesamte aus der Zwischenkammer 8 herunterfallende Abfall innerhalb des Querschnitts der unteren Schleusenöffnung 14 in die Behandlungskammer 25 fällt.

Auch die unteren Verschlußklappen 13a, 13b liegen in der Verschlußstellung an Dichtungen 18c, 18d in der Begrenzungswand 14a an. Diese Dichtungen sind ebenfalls vorzugsweise aufblasbare Dichtungen. Eine der beiden unteren Verschlußklappen 13a, 13b besitzt ebenfalls eine Dichtung 19d am Klappenrand, die mit der benachbarten Verschlußklappe 13a, 13b in der Verschlußstellung zusammenwirkt. Die Verwendung von aufblasbaren Dichtungen in den Begrenzungswänden 12a, 14a hat den Vorteil, daß diese mittels des vorhandenen Dampfes aufgeblasen werden können. Dieses Aufblasen geschieht immer in dem Zeitpunkt, in dem die beiden Schleusenöffnungen 12 und 14 geschlossen werden, so daß sich die Verschlußklappen 11a, 11b sowie 13a und 13b an diese Dichtungen anlegen können. Aufgrund des in der Plasmakammer 25 herrschenden Unterdrucks ist insbesondere im Bereich der unteren Schleusenöffnung 14 eine hermetische Abdichtung notwendig. Hierbei werden die Verschlußklappen 13a, 13b aufgrund des herrschenden Unterdrucks in der Plasmakammer 25 gegen die aufblasbaren Dichtungen 18c und 18d gedrückt.

In der Fig. 3 ist die untere Schleuse, die die Schleusenöffnung 23 verschließt, im Teilschnitt vergrößert dargestellt. Unterhalb der Seitenwand 21 der Plasmakammer 25 befindet sich ein Torführungselement 40, in dem die Schleusentore 29, von denen in der Fig. 3 nur ein Schleusentor dargestellt ist, in horizontaler Richtung verschiebbar gelagert sind. Die seitliche Führung wird durch Kugeln 42 und Federn 44 im Inneren des Schleusentores 29 gewährleistet. Von oben drücken Kugeln 41 über die Feder sowie eine aufblasbare Dichtung 27 auf das Schleusentor 29. Wenn die Schleusenöffnung 23 geöffnet werden soll, wird der Druck aus der aufblasbaren Dichtung 27 abgelassen, so daß das Schleusentor 29 frei verschiebbar ist. Wenn das Schleusentor 29 in Verschlußstellung angelangt ist, wird die Dichtung 27 aufgeblasen, wobei aufgrund des in der Plasmakammer herrschenden Unterdrucks das Schleusentor 29 zusätzlich gegen die Dichtung 27 gezogen wird.

In der Darstellung der Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der Stromstärke I und der Spannung U bei einer Gasentladung aufgetragen. Die Spannung U verläuft von einer Stromstärke I = 0 ausgehend zunächst in einem Bereich a einer Dunkelentladung etwa konstant, steigt in einem Bereich b, der sogenannten Townsend-Entladung, vorübergehend auf einen höheren Wert und fällt hierauf in einem anschließenden Bereich c einer normalen Glimmentladung wieder auf einen Wert, der nur geringfügig über dem des Bereichs a liegt. Bei Überschreiten einer gewissen Stromstärke am Ende des Bereichs c wird der Bereich d für die anomale Glimmentladung erreicht, in dem die Spannung U mit zunehmender Stromstärke I stark ansteigt, um nach Erreichen eines Maximums M innerhalb eines Bereichs e wieder stark abzufallen. Während bei den bekannten Ionisationsverfahren die Gasentladung bei Spannungen zwischen 1000 und 2000 V stattfindet (steigende Strom- Spannungs-Charakteristik im Bereich d), verläuft der erfindungsgemäße Ionisationsprozeß im Bereich f zwischen 10 und 200 V (fallende Stromspannungscharakteristik). In diesem Spannungsbereich wird die Basisspannung U_B gelegt.

Die bei der Gasentladung entstehenden elektromagnetischen Wellen liegen im UV-Bereich. Die Bildung eines Lichtbogens wird durch die Innenauskleidung der Kammer verhindert. Die keramischen Fasern bilden eine Vielzahl von spitzen Nadeln, die jeweils Ausgangs- bzw. Endpunkt eines Strompfades sind. Dadurch wird der gesamte zwischen den Elektroden fließende elektrische Strom auf eine außerordentlich große Vielzahl von Wegen aufgeteilt.

Wenn die Plasmakammer 25 so ausgelegt wird, daß etwa 1 m³ zerkleinerten Krankenhausmülls aufgenommen werden kann und eine Behandlungsdauer von nicht mehr als 20 min vorgesehen ist, können in einer Stunde insgesamt 3 m³ zerkleinerter Krankenhausabfälle sterilisiert werden, was ca. 12 m³ unzerkleinerter Abfälle oder ca. 1,2 t Krankenhausmüll entspricht. Für solche Chargenmengen wird die Plasmakammer auf eine Leistung von etwa 10 kW ausgelegt. Dies ergibt sich aus dem in der DEN EN 552 zugrundelegten Werten, die sich allerdings mit der Validierung und Routineüberwachung der Sterilisation mit ionisierenden Strahlen befaßt. Die dort für γ-Strahlen angegebene Sterilisationsdosis kann auch auf den Plasmaprozeß übertragen werden. Unter der Sterilisationsdosis versteht man die absorbierte Energiedosis pro Masseneinheit Material, die zum Erreichen eines bestimmten Sterilisationssicherheitsniveaus erforderlich ist. Die Energiedosis wird üblicherweise in Gray (Gy) = Joule/Kilogramm angegeben. Gemäß dieser Vorschrift muß das zu behandelnde Material mit einer Mindestdosis von 25 kGy behandelt werden.

Mit der Plasmakammer wurden mikrobiologische Tests zum Nachweis der Sterilisationswirkung durchgeführt. Hierzu wurden je 5 Teststreifen mit dem Bazillus Subtilus in einem Prüfkörper nach DIN 58949, Teil 13 eingesetzt und unmittelbar auf den Tisch in der Behandlungskammer gelegt. Der Kammerinnendruck wurde auf 700 mbar eingestellt und die elektrische Leistung lag bei 0,2 kW. Die Behandlungsdauer war 20 min. Im Verlauf des Versuchs erhitzten sich die Prüfkörper von Raumtemperatur auf etwa 35°. Die Untersuchung des behandelten Materials ergab, daß sämtliche Mikroorganismen abgetötet wurden.

Bezugszeichenliste

1 Sterilisationsvorrichtung
2 Aufnahmetrichter
3 Deckel
4 Zerkleinerungseinrichtung
6 erster Schneckenförderer
8 Zwischenkammer
10 Schleuse
11a, b Verschlußklappe
12 erste Schleusenöffnung
12a Begrenzungswand
13a, b Verschlußklappe
14 zweite Schleusenöffnung
14a Begrenzungswand
15a, b Gelenkpunkt
16a, b Gelenkpunkt
17 Schleusenwand
18a, b, c, d Dichtung
19a, b Dichtung
20 Deckenwand
21 Seitenwand
22 Bodenwand
23 dritte Schleusenöffnung
24 Tisch
25 Plasmakammer
26 zu behandelndes Material
27 Dichtung
28 zweiter Schneckenförderer
29 Schleusentor
30 dritter Schneckenförderer
34 Versorungs- und Steuereinrichtung
36 Plasmabrenner
38 Ionen
40 Torführungselement
41 Kugel
42 Kugel
43 Feder
44 Feder

Claims

1. Verfahren zum Sterilisieren von kontaminiertem Material, insbesondere von infektiösem Krankenhausmüll, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in einer Behandlungskammer einem ionisierten Gas ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Luft verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch eine Basisspannung U_B im Bereich von 10 bis 200 V angeregt und ionisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisspannung U_B ein hochfrequentes elektrisches Feld mit Frequenzen im Kilohertz- bis Megahertz-Bereich überlagert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsamplitude des Hochfrequenzfeldes im Kilovoltbereich liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einem Druck zwischen 0,1 mbar und 1000 mbar durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungszeit 5 Minuten beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei Temperaturen bis 60°C durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vor der Behandlung zerkleinert wird.

10. Vorrichtung zur Sterilisation von kontaminiertem Material, insbesondere von infektiösem Krankenhausmüll, mit einer Behandlungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer eine Plasmakammer (25) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Hochfrequenzfeldes vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwände (20, 21, 22) die Anode und ein in der Behandlungskammer (25) angeordneter Tisch (24) zur Aufnahme des zu behandelnden Materials (26) die Kathode bildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (25) evakuierbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlungskammer (25) eine Zerkleinerungseinrichtung (4) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zerkleinerungseinrichtung (4) und der Behandlungskammer (25) eine Zwischenkammer (8) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (8) an das Aufnahmevolumen der Behandlungskammer (25) angepaßt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (8) oberhalb der Behandlungskammer (25) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Behandlungskammer (25) und der Zwischenkammer (8) eine Schleusenkammer (10) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zwischenkammer (8) führende erste Schleusenöffnung (12) einen kleineren Querschnitt aufweist als die zur Behandlungskammer (25) führende zweite Schleusenöffnung (14).

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schleusenöffnung (12) oberhalb der zweiten Schleusenöffnung (14) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenöffnungen (12, 14) mittels je einem Paar Verschlußklappen (11a, b, 13a, b) verschließbar sind, die zum Öffnen in die Schleusenkammer (10) verschwenkbar angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schleusenöffnungen (12, 14, 23) aufblasbare Dichtungen (18a-d, 27) angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (25) metallische oder nichtmetallische Inhibitoren zur dauerhaften antibakteriellen Behandlung des Materials (26) aufweist.