ES2219769T3 - Sistema y metodo de descontaminacion de bucle cerrado de funcionamiento en continuo. - Google Patents
Sistema y metodo de descontaminacion de bucle cerrado de funcionamiento en continuo.Info
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Abstract
UN VAPORIZADOR (18) VAPORIZA PEROXIDO DE HIDROGENO LIQUIDO U OTROS ESTERILIZANTES LIQUIDOS PARA PRODUCIR UN VAPOR DESCONTAMINANTE. LOS CALENTADORES (60, 61, 62) CONTROLAN LA TEMPERATURA DEL VAPOR DESCONTAMINANTE Y UN GAS PORTADOR COMO EL AIRE. EL VAPOR ESTERILIZANTE SALE DEL VAPORIZADOR A TRAVES DE UN ORIFICIO DE ENTRADA (12) DE UNA CAMARA SELLABLE (10), A TRAVES DE LA CAMARA , A TRAVES DE UN ORIFICIO DE SALIDA (14) Y A TRAVES DE UN CIRCUITO FLUIDICO (16) DEL ORIFICIO DE SALIDA Y REGRESA AL ORIFICIO DE ENTRADA. HAY UN CONVERTIDOR (20) QUE TRANSFORMA EL PEROXIDO DE HIDROGENO EN AGUA. LOS VENTILADORES (22A, 22B) HACEN CIRCULAR EL GAS PORTADOR A TRAVES DEL CIRCUITO FLUIDICO. HAY MONITORES (44, 46, 48, 54) QUE HACEN UN SEGUIMIENTO DE LA TEMPERATURA, LA HUMEDAD RELATIVA, LA CONCENTRACION DE VAPOR Y LA PRESION EN EL INTERIOR DE LA CAMARA. HAY UN PROCESADOR (42) QUE CONTROLA UNA UNIDAD DE AJUSTE FINO DE LA PRESION (70) QUE AGREGA O EVACUA AIRE PARA AJUSTAR LA PRESION Y CONTROLA UN SECADOR REGULABLE (24) DE ACUERDO CON LA TEMPERATURA, LA HUMEDAD RELATIVA Y LA CONCENTRACION DE VAPOR DE LAS QUE SE HA HECHO EL SEGUIMIENTO.
Description
Sistema y método de descontaminación de bucle
cerrado de funcionamiento en continuo.
La presente solicitud se refiere a un sistema y
un método de descontaminación de fase de vapor. En particular, se
aplica a sistemas del tipo flujo pasante o de bucle cerrado, y se
describirá con referencia particular a los mismos.
Los instrumentos médicos, farmacéuticos y
biológicos reusables generalmente se esterilizan antes de cada uso.
Adicionalmente, los recipientes reusables empleados en aplicaciones
médicas, farmacéuticas y biológicas, tales como guantes e
incubadoras, generalmente se esterilizan antes de cada uso. En las
instalaciones y aplicaciones donde se usan estos tipos de
instrumentos y recipientes varias veces al día, es importante
conseguir la esterilización de un modo eficiente y económico. Se han
desarrollado varios métodos para descargar un esterilizante en
fase vapor a un recinto o cámara para esterilizar una carga o el
anterior de los mismos. En una opción, la solución de "alto
vacío", se usa un alto vacío del orden de un torr o menor para
introducir un esterilizante líquido en un vaporizador con calor.
Una vez vaporizado, el vapor esterilizante se descarga en una cámara
evacuada y sellada. En otra opción, la solución de "flujo
pasante", el vapor esterilizante se mezcla con un gas portador
que transporta al vapor esterilizante al interior, a través de y
fuera de la cámara. Generalmente la cámara está casi a la presión
atmosférica, pero podría estar a una presión positiva o
negativa.
La patente de EE.UU. Nº 4.956.145, expedida el 11
de septiembre de 1990, describe un método de alto vacío de
esterilización de fase vapor en el que una concentración
predeterminada de peróxido de hidrógeno se mantiene en una cámara
evacuada y sellada. La cantidad de vapor esterilizante inyectada a
la cámara se regula o ajusta de modo que se tenga en cuenta la
descomposición en el transcurso del tiempo del vapor esterilizante
de peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno en el sistema cerrado.
En otra solución, ilustrada en las patentes de EE.UU. Nº 5.445.792 y
Nº 5.508.009, un porcentaje predeterminado de saturación se
mantiene en una esterilización de sistema abierto, de flujo
pasante. El régimen de inyección de vapor de peróxido de hidrógeno
en el gas portador se regula o ajusta en respuesta a características
predeterminadas del gas portador. Asimismo, se han desarrollado
otros sistemas para llevar a cabo la esterilización de fase vapor.
En la patente de EE.UU. Nº 4.909.999, expedida el 20 de marzo de
1990, se describe un sistema abierto de flujo pasante diseñado para
descargar los vapores esterilizantes residuales.
La patente de EE.UU. Nº 5.173.258, expedida el 22
de diciembre de 1992, describe otro sistema de flujo pasante en el
que se introduce peróxido de hidrógeno en fase vapor en un flujo
recirculante y cerrado de gas portador. El vapor de peróxido de
hidrógeno se introduce y mantiene en una concentración
preseleccionada elegida de modo que se optimice el ciclo de
esterilización. Un secador deshumidifica el flujo recirculante,
preferiblemente hasta al menos un 10% de humedad relativa, para
impedir la acumulación de humedad resultante de la descomposición
del vapor de peróxido de hidrógeno en el transcurso del tiempo.
Mediante la eliminación de la acumulación de humedad, el sistema
puede mantener la cámara de esterilización en concentraciones
mayores de vapor de peróxido de hidrógeno durante períodos de
tiempo más largos. El gas pre-secado acepta más
vapor esterilizante. Además, para evitar la condensación del vapor
esterilizante, preferiblemente se reduce la humedad relativa en el
interior de la cámara, hasta al menos alrededor del 10%, antes de
introducir el vapor esterilizante. Una vez que se ha completado la
descomposición, el recipiente se puede rehumidificar o acondicionar
si se desea para la aplicación seleccionada. Aunque los métodos y
sistemas anteriormente descritos proporcionan ciclos efectivos de
esterilización, existe una necesidad de perfeccionar adicionalmente
y de aumentar el rendimiento de la esterilización.
De acuerdo con el presente invento, se
proporciona un sistema de descontaminación de fase vapor de bucle
cerrado y flujo pasante. Una cámara que se puede sellar tiene un
orificio de entrada y un orificio de salida. Un circuito para paso
de fluido de circuito cerrado tiene un primer extremo conectado
para paso de fluido con el orificio de entrada de la cámara, y un
segundo extremo conectado para paso de fluido con el orificio de
salida de la cámara. El circuito para paso de fluido proporciona un
camino para recircular un gas portador al interior, a través de y
al exterior de la cámara. Unos medios hacen circular el gas a
través del circuito para paso de fluido de bucle cerrado. Un
vaporizador está conectado para paso de fluido al circuito de
fluido adyacente al orificio de entrada para descargar vapor
descontaminante al gas portador recirculante. Un monitor vigila al
menos dos de los parámetros de temperatura, humedad relativa y
concentración de vapor descontaminante en la cámara. Un secador
ajustable está conectado para paso de fluido con el circuito de
paso de fluido aguas arriba del vaporizador, para secar
selectivamente el gas recirculante que entra al vaporizador. Una
unidad de tratamiento recibe las salidas del monitor y controla al
secador de acuerdo con las
mismas.
mismas.
De acuerdo con otro aspecto del presente invento,
se proporciona un método de descontaminación de fase vapor de bucle
cerrado y flujo pasante. Un gas portador se recircula a un orificio
de entrada de una cámara sellable, pasa a través de la cámara, sale
por un orificio de salida de la cámara, y del orificio de salida
pasa alrededor de un circuito para paso de fluido de bucle cerrado
volviendo al orificio de entrada. Un gas descontaminante se descarga
al gas portador recirculante aguas arriba del orificio de entrada
de la cámara. Se vigilan al menos dos de los parámetros de
temperatura, humedad relativa, y concentración del vapor
descontaminante. El gas portador se seca selectivamente aguas
arriba de la descarga del vapor descontaminante de acuerdo con los
valores de temperatura, humedad relativa y concentración de vapor
descontaminante, con el fin de mantener en la cámara un
porcentaje preseleccionado de saturación del vapor
descontaminante.
Una ventaja del presente invento es que mejora el
rendimiento de la esterilización.
Otra ventaja del presente invento reside en el
perfeccionamiento de su consistencia y de su garantía de
esterilización.
Todavía más ventajas del presente invento
resultarán aparentes a los expertos en la técnica tras la lectura y
comprensión de la siguiente descripción detallada de las
realizaciones preferidas.
El invento puede llevarse a cabo en diversos
componentes y disposiciones de componentes, y en diversas etapas y
disposiciones de etapas. Los dibujos son únicamente a título
ilustrativo de una realización preferida, y no se considerarán como
limitativos del invento.
La Figura 1 es un gráfico que muestra ejemplos de
valores de descontaminación (en adelante valores D) de un
intervalo de concentraciones de peróxido de hidrógeno;
La Figura 2 es un gráfico que muestra ejemplos de
valores D de un intervalo de porcentajes de saturación de peróxido
de hidrógeno;
La Figura 3 es un gráfico que muestra las
concentraciones de esterilizante y los porcentajes de saturación de
esterilizante en el transcurso de un ciclo de esterilización para
un método de esterilización de bucle cerrado y flujo pasante de la
técnica anterior, que mantiene una concentración predeterminada de
vapor esterilizante;
La Figura 4 es un gráfico que muestra las
concentraciones de esterilizante y los porcentajes de saturación de
esterilizante en el transcurso de un ciclo de esterilización para
el método de esterilización del presente invento, que mantiene un
porcentaje predeterminado de saturación de vapor esterilizante;
La Figura 5 es un gráfico que compara las tasas
de exterminación de bacterias en el transcurso de un ciclo de
esterilización para los métodos de esterilización de las Figuras 3
y 4;
La Figura 6 es una ilustración esquemática de una
realización del sistema de bucle cerrado, flujo pasante y
funcionamiento continuo del presente invento;
La Figura 7 es una ilustración esquemática de
otra realización del sistema de bucle cerrado, flujo pasante y
funcionamiento continuo del presente invento;
La figura 8 es una ilustración esquemática del
vaporizador descontaminante de líquidos, que incluye calentadores
del vaporizador; y,
La Figura 9 es una parte de vista recortada de
las ilustraciones de las Figuras 7 y 8, que ilustran
esquemáticamente los precalentadores de gas portados instalados en
serie.
Se entenderá que el término
"descontaminación" incluye la esterilización, la desinfección
y el saneamiento. Para los fines de describir las realizaciones
preferidas en la presente memoria, el objetivo expuesto será la
esterilización.
El vapor esterilizante comprende preferiblemente
peróxido de hidrógeno generado a partir de un
30-35% en peso de solución acuosa de peróxido de
hidrógeno. El gas portador está constituido preferiblemente por
aire. Se contempla que puedan usarse también otros esterilizantes
de gases condensables y otros portadores de gases inertes, tales
como nitrógeno. Para los fines de describir las realizaciones
preferidas, el gas portador y el vapor esterilizante serán
respectivamente aire y peróxido de hidrógeno en fase vapor,
generado a partir de una solución acuosa de peróxido de
hidrógeno.
En el método, un flujo de gas portador se
recircula en un circuito de conducto de bucle cerrado que conduce
al interior, a través de y fuera de una cámara sellable de
esterilización. Un esterilizante líquido se vaporiza y descarga al
flujo de gas portador que entra en la cámara, y luego se convierte
a una forma adecuada para su distribución después de salir de la
cámara, es decir, agua y oxígeno en el caso de un esterilizante de
peróxido de hidrógeno.
El método cumple el objetivo de optimizar la
esterilización mediante la vigilancia de los parámetros de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor de la
cámara. El gas portador se seca luego sólo parcial y selectivamente
en respuesta a estos parámetros, para mantener en la cámara de
esterilización un porcentaje predeterminado de saturación de vapor
esterilizante. Se define como porcentaje de saturación, a la
relación entre la concentración real de vapor esterilizante y la
concentración de punto de rocío de vapor esterilizante.
En el método del presente invento, la
concentración de vapor de agua del gas portador que entra en la
cámara podría ser mayor que la que previamente se obtuvo o deseó.
Todavía, se pueden obtener capacidades superiores de exterminación
de bacterias y una esterilización más eficiente.
El perfeccionamiento aportado por el presente
invento se puede apreciar a la vista de las Figuras 1 y 2. La
Figura 1 ilustra la relación entre el valor D para el Bacillus
sterothermophilus y concentraciones de vapor esterilizante de
peróxido de hidrógeno que abarcan desde 1,5 mg/l hasta 3,7 mg/l. El
porcentaje de saturación se mantiene constante en el valor 80%.
Como se indica, el rendimiento de la esterilización aproximadamente
se duplica (el valor de D se divide por la mitad) cuando se duplica
la concentración.
En los sistemas de bucle cerrado y flujo pasante
de la técnica anterior se reconocía la relación anteriormente
indicada, y se intentó maximizar la concentración de vapor
esterilizante en el gas portador que circula al interior de la
cámara de esterilización. Sin embargo, la cantidad de esterilizante
que se puede inyectar en un gas portador es limitada, por
consideraciones del punto de rocío. La TABLA 1 presenta las
concentraciones de punto de rocío para un 35% de peróxido de
hidrógeno que se vaporiza por vaporización súbita (según se
describe en la patente de EE.UU. Nº 4.642.165) en un recinto con la
temperatura y humedad relativa del aire que aparecen en la
tabla.
| Temperatura | ||||
| en el recinto | 0% | 10% | 20% | 30% |
| 15ºC | 1,103 | 0,903 | 0,731 | 0,585 |
| 20ºC | 1,562 | 1,284 | 1,044 | 0,839 |
| 25ºC | 2,184 | 1,805 | 1,477 | 1,185 |
| 30ºC | 3,008 | 2,497 | 2,051 | 1,651 |
| 35ºC | 4,097 | 3,410 | 2,810 | 2,270 |
| 40ºC | 5,485 | 4,599 | 3,803 | 3,081 |
La Figura 2 ilustra la relación entre el valor de
D para el Bacillus sterothermophilus y la concentración del
vapor de peróxido de hidrógeno mantenida en 1,6 mg/l. Como se ha
indicado, el rendimiento de la esterilización casi se cuadruplica
(el valor D va desde 4 hasta casi 1) cuando el porcentaje de
saturación de vapor esterilizante ha alcanzado un valor de un poco
más del doble. Mediante el control del porcentaje de saturación
independientemente de la concentración, el presente invento obtiene
una esterilización significativamente perfeccionada.
Las Figuras 3 a 5 ilustran los resultados
perfeccionados obtenidos con el presente invento. La Figura 3
ilustra una representación gráfica típica de concentración de vapor
esterilizante y porcentajes de saturación para un ciclo de
esterilización de la técnica anterior que intenta maximizar la
concentración. La Figura 4 ilustra una representación gráfica
típica de la concentración de vapor esterilizante y porcentajes de
saturación para el presente invento. El porcentaje de saturación es
inferior al 70% durante la primera mitad del ciclo de
esterilización de la técnica anterior. En el presente invento, el
porcentaje de saturación es inferior al 70% solamente para los diez
primeros minutos del ciclo de esterilización, y es de alrededor del
90% para la mayor parte del ciclo.
Se puede determinar la capacidad de exterminación
para un ciclo de esterilización representando gráficamente la tasa
instantánea de exterminación en función del tiempo para un ciclo de
esterilización, y calculando el área del recinto subtendido por la
curva. En la Figura 5 se han representado gráficamente las tasas de
exterminación para el sistema de la técnica anterior y para el
presente invento, usando los valores de D de la Figura 2 y las
curvas de las Figuras 3 y 4. El área cuadriculada muestra la
capacidad de exterminación significativamente perfeccionada para el
presente
invento.
invento.
A continuación se describe el método del invento
con referencia adicional al ejemplo de sistema ilustrado en la
Figura 6. Como se muestra en la figura, el sistema de
esterilización de fase vapor con flujo pasante del invento incluye
una cámara sellable (10) que tiene un orificio 12 de entrada y un
orificio 14 de salida. Un circuito (16) de conducto o de paso de
fluido está conectado para paso de fluido a los orificios de la
cámara con el fin de proporcionar un camino de flujo de bucle
cerrado para recircular un gas portador que entra, atraviesa y sale
de la cámara
(10).
(10).
El sistema incluye también una unidad (18) de
vaporizador de esterilizante líquido para descargar esterilizante
líquido vaporizado al flujo de gas portador. La unidad de
vaporizador (18) está conectada para paso de fluido al circuito de
conducto entre la unidad de secado y el orificio de entrada a la
cámara. El esterilizante líquido preferiblemente se pulveriza en un
atomizador (56) conectado para paso de fluido al vaporizador (18),
y se descarga al vaporizador en la forma de una fina neblina, para
aumentar la probabilidad de una vaporización completa.
Como se ha ilustrado en las Figuras 7 y 8, se
emplean preferiblemente una serie de calentadores espaciados (60),
(61) y (62) de vaporizador de potencias decrecientes para
proporcionar un gradiente de calor desde la parte superior hasta la
parte inferior del vaporizador (18) cuando el esterilizante es un
vapor sensible al calor, tal como el vapor de peróxido de
hidrógeno. La mayor parte de la vaporización súbita del
esterilizante líquido y de la neblina tiene lugar en la parte más
alta del camino sinuoso (64) del vaporizador. A medida que la
mezcla de vapor y líquido desciende a través del camino sinuoso,
los calentadores de potencia más baja suministran menos calor en la
parte central y en la parte del fondo del vaporizador, con el fin
de no degradar el vapor ya formado, y de vaporizar cualquier
líquido remanente. Preferiblemente, los calentadores están
espaciados y son controlables en grupos de dos (60a) y (60b); (61a)
y (61b); (62a) y (62b). Por ejemplo, donde existe un caudal elevado
de aire y vapor atravesando el vaporizador, todos los calentadores
pueden estar conectados. Donde existe un caudal pequeño, se pueden
desconectar selectivamente algunos de los calentadores.
Adicionalmente, el sistema incluye un convertidor
(20) para convertir el vapor esterilizante a una forma adecuada
para descarga, y conectado para paso de fluido al circuito de
conducto aguas abajo del orificio (14) de salida de la cámara.
Cuando el vapor esterilizante es peróxido de hidrógeno, el
convertidor (20) preferiblemente comprende un convertidor
catalítico para descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y
oxígeno.
El sistema incluye también una unidad (22a) y
(22b) de ventilación de impulsión y una unidad (24) de secado
ajustable, cada una de ellas conectadas para paso de fluido al
circuito de conducto. La unidad de ventilación de impulsión sirve
para impulsar o forzar al gas portador alrededor del camino del
flujo de bucle cerrado. Como se ha ilustrado en la Figura 7 y se
describe adicionalmente más adelante, el sistema incluye una unidad
adicional (70) de ajuste fino de presión de la cámara, conectada
para paso de fluido al circuito de conducto, que se puede usar para
el ajuste fino de la presión en el camino del flujo mediante la
adición de diminutas cantidades de aire atmosférico o la extracción
de cantidades diminutas del gas portador en el circuito de
conducto. Esta unidad se emplea preferiblemente cuando se usan
flujos de gas portador que tienen caudales elevados, y la unidad se
puede usar para el ajuste fino de la presión en el recinto sin
cambiar la velocidad de los ventiladores de impulsión de la unidad
de ventilación de impulsión.
Al menos un calentador (58) está conectado para
paso de fluido al circuito de conducto aguas abajo de la unidad
(24) de secado, con el fin de controlar la temperatura del gas
portador que entra al vaporizador (18). Como se ha ilustrado en las
Figuras 7 y 9, preferiblemente se instalan al menos dos calentadores
(58a) y (58b) de diferentes potencias, conectados en serie para
paso de fluido. Los calentadores son controlables con independencia
mediante la unidad (42) de tratamiento (descrita más adelante),
basándose en el caudal de gas portador detectado por el detector
(40) de caudal y en el régimen conocido de inyección de
esterilizante al vaporizador. Por tanto, se pueden activar
selectivamente los calentadores para precalentar el gas portador a
una temperatura deseada. Por ejemplo, en condiciones de bajo caudal
(menos de 568 dm^{3} estándar por minuto, 20 pies cúbicos
estándar por minuto o SCFM) y/o bajos regímenes de inyección, se
conecta selectivamente un calentador de pequeña potencia. En
condiciones de caudales de valores medios (568-1136
dm^{3} estándar por minuto, 20-40 pies cúbicos
estándar por minuto o SCFM), y/o regímenes de inyección de valores
medios, se puede usar selectivamente un calentador de mayor
potencia. En condiciones de caudales elevados
(1136-1988 dm^{3} estándar por minuto,
40-70 pies cúbicos estándar por minuto o SCFM), se
puede usar selectivamente una combinación de calentadores de alta y
baja potencia. Los calentadores pueden funcionar también por
impulsos de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN mediante la unidad de tratamiento,
en respuesta a una temperatura detectada por el detector (44) de
temperatura, para mantener una temperatura deseada del gas
portador.
portador.
La unidad (24) de secado ajustable sirve para
extraer selectivamente la humedad del flujo de gas portador que
entra a la cámara. La unidad de secado comprende preferiblemente una
válvula variable (26) que tiene un camino (A-B) de
primer flujo y un camino (B-C) de segundo flujo
y un secador (28) de aire regenerativo que tiene un orificio (30)
de entrada y un orificio (32) de salida. El secador (28) de aire
está instalado aguas abajo de la válvula variable (26). Una
tubería (34) de primer flujo de fluido conecta el camino de primer
flujo de fluido al orificio (30) de entrada del secador, mientras
que una tubería (36) de segundo flujo de fluido está en derivación
con el secador (28) y se conecta al circuito de conducto aguas
abajo de la unidad de secado. Mediante la variación de la cantidad
de flujo que circula por los caminos del primero y segundo de flujo
de la válvula, se puede dirigir una parte seleccionada del flujo de
gas portador para conectarla en derivación al secador (28).
Alternativamente, se puede ajustar directamente un régimen de
secado, por ejemplo, condensación de vapor de agua, mediante el
secador (28). De este modo, se puede regular o ajustar la humedad
del gas portador (es decir, el gas portador se puede secar
selectivamente) para mantener un porcentaje predeterminado de
saturación de vapor esterilizante en la cámara a medida que
transcurre el ciclo de
esterilización.
esterilización.
Aguas abajo del convertidor (20) está instalado
un primer detector (50) de humedad para medir la humedad absoluta
del flujo de aire que sale del convertidor (20). Aguas abajo del
secador (28) de aire está instalado un segundo detector (52) de
humedad para medir la humedad absoluta del flujo de aire que sale
del secador (28) de aire. Suponiendo, por ejemplo, que la corriente
de aire que sale del convertidor tiene una humedad de 11,5 mg/l y
que el secador de aire reduce la humedad de la corriente de aire que
pasa a través de él a 2,3 mg/l ; entonces, la humedad de la
corriente de aire que entra en el vaporizador se puede calcular
como se indica en la Tabla 2.
\newpage
| Fracción | Fracción | Humedad absoluta | |
| derivada | secada | de corriente de aire | |
| (lectura del detector 52 | |||
| de humedad) | |||
| 0 | 1,0 | 2,3 mg/litro | |
| 0,1 | 0,9 | 3,22 | |
| 0,2 | 0,8 | 4,14 | |
| 0,3 | 0,7 | 5,06 | |
| 0,4 | 0,6 | 5,98 | |
| 0,5 | 0,5 | 6,9 | |
| 0,6 | 0,4 | 7,82 | |
| 0,7 | 0,3 | 8,74 | |
| 0,8 | 0,2 | 9,66 | |
| 0,9 | 0,1 | 10,58 | |
| 1,0 | 0 | 11,5 |
La unidad de ventilación de impulsión comprende
un primer ventilador (22a) de impulsión instalado aguas arriba y un
segundo ventilador (22b) de impulsor instalado aguas abajo de la
unidad de secado. Con más preferencia, los ventiladores de impulsión
se pueden ajustar basándose en la realimentación desde detectores
(38) y (40) de caudal para suministrar una presión ligeramente
negativa o positiva dentro de la cámara (10) de esterilización,
según se controle mediante un transductor (54) de presión.
La unidad (70) de ajuste fino de presión de la
cámara, ilustrada en la Figura 7, comprende preferiblemente una
tubería (72) de aire, situada aguas arriba del ventilador de
impulsión (22a), que conecta para paso de fluido el circuito de
conducto al aire atmosférico por medio de la válvula (74) de dos
vías y de la válvula (76) de tres vías. La válvula (76) de tres
vías está conectada para paso de fluido a una bomba (78). Cuando no
se está usando la unidad de ajuste de presión, la válvula (74) está
cerrada y la válvula (78) se ha conmutado para cerrarse a la
corriente de gas portador que circula por el circuito de conducto.
Cuando hay que extraer una cantidad diminuta de gas portador del
camino de la corriente de gas portador, la bomba (78) extrae una
pequeña cantidad de aire de la corriente de aire de proceso. Cuando
hay que añadir una cantidad diminuta de aire atmosférico a la
corriente de gas portador, se cierra la válvula (76) y se abre
momentáneamente la válvula (74). Las operaciones de adición y
extracción pueden continuar de un modo oscilante hasta que se
alcance el valor de presión deseado en el recinto, en cuyo momento
se desactiva la unidad de ajuste fino de presión. La activación o
desactivación de la unidad se controla mediante la unidad de
tratamiento basándose en la realimentación desde al menos un
detector (54) de presión.
Adicionalmente, el sistema incluye una unidad 42
de tratamiento para vigilar los tres parámetros siguientes dentro
de la cámara de esterilización durante la esterilización: 1) la
temperatura, 2) la humedad relativa, y 3) la concentración de vapor
esterilizante. La unidad de tratamiento determina o selecciona
también el grado de secado del gas portador en respuesta a estos
tres parámetros, a fin de mantener un porcentaje predeterminado de
saturación del vapor esterilizante durante la esterilización.
La unidad de tratamiento podría incluir también
un detector (44) de temperatura, un detector 46 de humedad
relativa, y un detector (48) de concentración de vapor instalados
dentro de la cámara (10) para vigilar directamente la temperatura,
la humedad relativa y la concentración en el interior de la
cámara. Como alternativa, la unida de tratamiento podría incluir
medios para vigilar indirectamente estos parámetros. La
concentración de vapor se puede vigilar indirectamente mediante
cálculos basados en el caudal medido de aire y en el régimen de
inyección de vapor esterilizante. La humedad relativa se puede
vigilar indirectamente usando el detector (50) de humedad situado
aguas abajo del convertidor, con el fin de medir la humedad
absoluta del flujo de aire de salida. De ese valor se resta el
valor de fondo de la humedad. Luego, se puede consultar el punto de
rocío estándar del vapor de agua para obtener la humedad relativa
para la diferencia en la temperatura de la cámara.
Las realizaciones preferidas del invento se
ilustran adicionalmente por los ejemplos siguientes, en los se que
sometió a una vaporización súbita una solución acuosa de peróxido
de hidrógeno al 35%:
La temperatura de la cámara es de 35ºC, la
humedad relativa es del 20%, y la concentración del vapor
esterilizante es de 2,27 mg/l. Refiriéndose a la TABLA 1 o a otro
cuadro disponible de concentraciones de punto de rocío, se determina
que la concentración de punto de rocío del vapor esterilizante es
2,810 mg/l. Por tanto, el porcentaje de saturación es el 80%.
De acuerdo con el presente invento, la humedad
del gas portador que entra en la cámara se ajusta reposicionando
la válvula variable para dejar en derivación una fracción mayor de
aire, de tal manera que la humedad relativa del recinto llegue a ser
el 30%. De acuerdo con el cuadro de concentraciones de punto de
rocío, la concentración de punto de rocío es ahora 2,27 mg/l.
Entonces, el porcentaje de saturación pasa a ser el 100%.
La temperatura de la cámara es de 40ºC y la
concentración del vapor esterilizante es 3,081 mg/l, calculada
basándose en el caudal de aire y en el régimen de descarga de vapor
esterilizante. El detector (50) de humedad indica que la humedad
absoluta en la corriente de aire de retorno es 15,94 mg/l. Para el
esterilizante vaporizado por vaporización súbita, la solución
acuosa contribuye con una humedad de 10,22 mg/l o
(65/35)\times3,081 mg/l. Restando este valor de la humedad
absoluta se obtienen 15,94-5,72 mg/l = 10,22 mg/l
de humedad de fondo. Refiriéndose a un cuadro de puntos de rocío,
a 40ºC esto resulta en una humedad relativa del 20%. A 40ºC y una
humedad relativa del 20%, la concentración de punto de rocío del
vapor esterilizante es 3,803 mg/l. Esto significa que el porcentaje
de saturación calculado es el 81%.
Se cambia la posición de la válvula variable para
derivar una fracción mayor de flujo de aire alrededor del secador
de aire. La humedad de fondo en la corriente de aire de retorno en
las condiciones de punto de rocío a 40ºC, para una concentración de
vapor de peróxido de hidrógeno de 3,081 mg/l de acuerdo con la
TABLA 1, es el 30%. La humedad absoluta correspondiente a una
humedad relativa de fondo del 30% se obtiene del modo
siguiente:
HA (Humedad absoluta) =
(65/35)\times3,081 mg/l + 15,35 mg/l = 21,08 mg/l.
Repitiendo los cálculos anteriores para la nueva humedad absoluta se
ve que el porcentaje de saturación es el 100%. De ese modo,
mediante el aumento de la humedad del gas portador desde el 20% al
30%, la cámara alcanza el 100% de esterilización, mejorando
enormemente la esterilización.
Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión
basándose en la realimentación desde el detector (40) de caudal
para suministrar un caudal de aire de 2.514 dm^{3} por minuto
(50 CFM). Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión para
suministrar un caudal menor de aire. Se aumenta (o se disminuye) la
velocidad de rotación del ventilador (22a) de impulsión basándose
en la lectura del transductor (54) de presión. De ese modo, se
mantiene una presión ligeramente positiva (5,08 mm de columna de
agua \leq P \leq 50,8 mm de columna de agua) (0,2 pulgadas de
columna de agua
\leq P \leq 2 pulgadas de columna de agua) en el recinto semi-sellado mientras se mantengan los valores deseados de caudal de aire, concentración del vapor esterilizante y porcentaje de saturación.
\leq P \leq 2 pulgadas de columna de agua) en el recinto semi-sellado mientras se mantengan los valores deseados de caudal de aire, concentración del vapor esterilizante y porcentaje de saturación.
Se ajusta el ventilador (22a) de impulsión
basándose en la realimentación desde el detector (38) de caudal
para suministrar un caudal de aire de 2.514 dm3 por minuto (50
CFM). Se ajusta el ventilador (22b) de impulsión para suministrar
un caudal menor de aire. Se aumenta (o se disminuye) la velocidad de
rotación del ventilador de impulsión basándose en la lectura del
transductor (54) de presión. De ese modo se mantiene una presión
ligeramente negativa (5,08 mm de columna de agua \leq P
\leq-3,3 mm de columna de agua) (0,2 pulgadas de
columna de agua \leq P \leq-0,13 pulgadas de
columna de agua) en el recinto semi-sellado
mientras se mantengan los valores deseados de caudal de aire,
concentración de vapor esterilizante y porcentaje de saturación.
Claims (18)
1. Un sistema de descontaminación de fase vapor
de bucle cerrado y flujo pasante que incluye una cámara sellable
(10) que tiene un orificio (12) de entrada y un orificio (14) de
salida, un circuito (16) de bucle cerrado para paso de fluido que
tiene un primer extremo conectado para paso de fluido con el
orificio de entrada de la cámara y un segundo extremo conectado
para paso de fluido al orificio de salida de la cámara que
proporcionan un camino para recircular un gas portador al interior,
a través de y al exterior de la cámara (10), unos medios (22a, 22b)
para circular gas a través del circuito de bucle cerrado para paso
de fluido, un vaporizador (18) conectado para paso de fluido al
circuito para paso de fluido adyacente al orificio (12) de entrada
para descargar un vapor descontaminante al gas portador
recirculante, caracterizado por:
un monitor (44, 46, 48) para vigilar al menos dos
de entre los parámetros de temperatura, humedad relativa y
concentración de vapor descontaminante en la cámara (10);
un secador ajustable (24) conectado para paso de
fluido con el circuito (16) para paso de fluido aguas arriba del
vaporizador (18), con el fin de secar selectivamente el gas
recirculado que entra en el vaporizador;
una unidad de tratamiento (42) que recibe salidas
del monitor (44, 46 y 48) y controla el secador (24) de acuerdo con
las mismas.
2. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que el monitor (44, 46, 48) es para vigilar los tres
parámetros de temperatura, humedad relativa y concentración de
vapor descontaminante en dicha cámara.
3. Un sistema de acuerdo con las Reivindicaciones
1 ó 2, en el que el monitor (44, 46, 48) está situado en dicha
cámara (10) para vigilar directamente la temperatura, humedad
relativa y concentración de vapor descontaminante mencionadas.
4. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la unidad (24) de secador ajustable comprende:
una válvula variable (26) que tiene un camino
(B-A) de primer flujo y un camino
(B-C) de segundo flujo; y
un secador (28) de aire regenerativo situado
aguas abajo de la válvula variable (26) y que tiene un orificio
(30) de entrada y un orificio (32) de salida, cuyo camino
(B-A) de primer flujo conecta al orificio (30) de
entrada del secador mediante una tubería (34) de primer flujo de
fluido y cuyo camino (B-C) de segundo flujo conecta
a dicho circuito para paso de fluido aguas abajo del conjunto de
secador ajustable por medio de una tubería (36) de segundo flujo de
fluido que está tendida en derivación con el secador (28), por lo
cual, mediante la variación del flujo que pasa a través de dichos
caminos de primero y segundo flujo, se puede dirigir una parte
seleccionada del flujo de gas portador para circular en derivación
con el secador (28) y de ese modo regular o ajustar la humedad del
gas portador con el fin de mantener en la cámara un porcentaje
predeterminado de saturación de vapor descontaminante a medida que
se desarrolla el ciclo de descontaminación.
5. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 1,
que incluye un convertidor (20) para convertir el vapor
descontaminante que sale de la cámara (10) en una forma adecuada
para descarga y conectado para paso de fluido al circuito de
conducto aguas abajo del orificio (14) de salida de la cámara.
6. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 5,
en el que el vapor descontaminante es peróxido de hidrógeno y el
convertidor (20) comprende un convertidor catalítico para
descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.
7. Un sistema de acuerdo con las Reivindicaciones
5 ó 6, en el que el sistema incluye un primer detector (HS1, 50) de
humedad situado aguas abajo del convertidor (20) para medir la
humedad absoluta del flujo de gas portador que sale del convertidor
(20), y
un segundo detector (HS2, 52) de humedad situado
aguas abajo del secador (28) para medir la humedad absoluta del
flujo de gas portador que sale del secador (28).
8. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 1,
que incluye una unidad de ventilación de impulsión que
comprende:
primeros y segundos ventiladores de impulsión
para el gas portador, estando situado el primer ventilador (22a) de
impulsión aguas arriba de la unidad de secador ajustable (24), y
estando situado el segundo ventilador (22b) de impulsión aguas
abajo de la unidad (24) de secador ajustable.
9. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 8,
que incluye:
un detector de caudal (FS1, 38) situado aguas
debajo de dicho primer ventilador (22a) de impulsión y un segundo
detector (FS2, 40) de caudal situado aguas debajo de dicho segundo
ventilador (22b) de impulsión para proporcionar una presión
ligeramente negativa o positiva dentro de la cámara (10) según sea
vigilada por un transductor (54) de presión.
10. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación
1, en el que la unidad de tratamiento (42) es una unidad que
también determina, selecciona o controla el grado de secado del gas
portador en respuesta a los tres parámetros de temperatura, humedad
relativa y concentración de vapor descontaminante, con el fin de
mantener un porcentaje predeterminado de saturación del vapor
descontaminante durante la esterilización.
11. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación
1, en el que la unidad de tratamiento incluye medios para vigilar
indirectamente los tres parámetros de temperatura, humedad relativa
y concentración de vapor esterilizante mediante cálculos basados en
el caudal medido de aire y en el régimen de inyección del vapor
descontaminante.
12. Un método de descontaminación de fase vapor
de bucle cerrado y flujo pasante, que incluye recircular un gas
portador a un orificio (12) de entrada de una cámara sellable (10),
atravesar la cámara sellable, salir por un orificio (14) de salida
de la cámara sellable, y desde el orificio de salida de la cámara
sellable circular alrededor de un circuito (16) de bucle cerrado
para paso de fluido de vuelta al orificio de entrada de la cámara
sellable, y descargar (18) un vapor descontaminante al gas portador
recirculante desde el orificio de entrada de la cámara,
caracterizado por:
vigilar (44,46,48) al menos dos de los parámetros
de temperatura, humedad relativa y concentración del vapor
descontaminante en la cámara;
secar (24) selectivamente el gas portador aguas
arriba de la descarga del vapor descontaminante de acuerdo con el
parámetro vigilado de entre al menos dos de los parámetros de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor
descontaminante, para mantener en la cámara un porcentaje
predeterminado de saturación del vapor descontaminante.
13. Un método de acuerdo con la Reivindicación
12, en el que dicha vigilancia se realiza en los tres parámetros de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor
descontaminante en la cámara.
14. Un método de acuerdo con las Reivindicaciones
12 ó 13, en el que dicha vigilancia se efectúa en dicha cámara (10)
para vigilar directamente los parámetros mencionados de
temperatura, humedad relativa y concentración del vapor
descontaminante.
15. Un método de acuerdo con la Reivindicación
12, en el que el secado selectivo comprende:
dividir de forma ajustable el flujo de gas
portador en flujos primero y segundo, secar uno de dichos flujos y
luego combinarlo con el otro de dichos flujos, mediante lo cual,
variando la cantidad de dichos flujos primero y segundo se ajusta la
humedad del gas portador para mantener en la cámara un porcentaje
predeterminado de saturación del vapor descontaminante a medida que
se desarrolla el ciclo de esterilización.
16. Un método de acuerdo con la Reivindicación
12, en el que el vapor descontaminante es vapor de peróxido de
hidrógeno.
17. Un método de acuerdo con la Reivindicación
16, en el que el gas portador es aire.
18. Un método de acuerdo con las Reivindicaciones
16 ó 17, en el que se dispone del vapor de peróxido de hidrógeno
por descomposición en agua y oxígeno.
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