Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen, wie sie im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist, sowie auf einen Reinraum mit einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zur gasförmigen Dekontamination eines solchen Reinraums.
In der Lebensmitteltechnologie wird schon seit vielen Jahren Wasserstoffperoxid (H2O2) in flüssiger Form als Dekontaminationsmittel eingesetzt. Da es in hohen Konzentrationen (> 3%) auf verschiedene Materialien korrosiv wirken kann, hat es in der Reinraumtechnologie zunächst keinen Eingang gefunden. Seit Beginn der 80er Jahre wurden die mikrobioziden Eigenschaften von H2O2 in geringen Konzentrationen eingehend untersucht. Dabei kam zu Tage, dass H2O2 in Dampfform bereits in niedriger Konzentration (1500-2500 ppm) sowohl Bakterien und deren Sporen als auch Pilze, Hefen und Viren abtöten kann. Da H2O2 nicht selektiv wirkt, ist es breit einsetzbar. Neben Formalin und Peressigsäure wurde daher H2O2 in den vergangenen Jahren zur raschen und sicheren Dekontamination von Reinräumen verwendet.
Im Rahmen dieser Beschreibung und der Patentansprüche wird unter Dekontamination auch Sterilisation und Desinfektion verstanden. Reinraum steht für alle gasdicht abschliessbaren Räume wie z.B. Isolatoren, Schleusen und mikrobiologische Sicherheitswerkbänke für die Pharmaindustrie, Kosmetik, Chemie, Lebensmitteltechnologie, Elektronik, Nuklearindustrie, Versuchstierhaltung, Medizin usw.
Es ist bekannt, zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen Vorrichtungen einzusetzen, die eine Verdampfereinheit, einen H2O2-Vorratsbehälter, eine H2O2-Fördereinrich tung zur Förderung des flüssigen H2O2 vom Vorratsbehälter zur Verdampfereinheit und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Förderns und des Verdampfens des H2O2 umfassen (z.B. VHP 1000-Generator der Firma AMSCO Scientific, Apex, North Carolina/USA). Dabei wird ausserhalb des zu dekontaminierenden Reinraums der Verdampfereinheit flüssiges H2O2 zugeführt, verdampft und dann über einen ersten Schlauch in den Reinraum eingeführt. Über einen zweiten Schlauch wird dem Reinraum Luft entzogen, in einer Trocknereinheit getrocknet und dann mit frisch verdampftem H2O2 versehen über den ersten Schlauch wieder in den Reinraum eingeführt.
Dieser Zyklus wird mehrmals durchlaufen, bis im Reinraum die gewünschte H2O2-Konzentration bei ausreichend niedriger relativer Feuchtigkeit erreicht ist. Die Trocknung der Luft ist notwendig, da sich dampfförmiges H2O2 in Wasser sofort auflöst und aufgrund der hohen Verdünnung seine mikrobioziden Eigenschaften verliert.
Diese Vorrichtungen und Verfahren haben den Nachteil, dass die Aufrechterhaltung des für die Dekontamination üblicherweise geforderten Überdrucks im Reinraum kompliziert ist, da hierfür zusätzlich zur normalen Druckregelung des Reinraums auch noch der Dekontaminationskreislauf berücksichtigt werden muss. Zudem ist der H2O2-Verbrauch relativ gross, da für die Trocknung der Luft dem Reinraum wieder H2O2 entzogen und in einem Katalysator in H2O und O2 zersetzt wird. Ein weiterer Nachteil ist, dass die bekannten Vorrichtungen ziemlich gross und teuer sind.
Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen der eingangs erwähnten Art, die eine einfa che Druckaufrechterhaltung in dem zu dekontaminierenden Reinraum ermöglichen und einen geringen H2O2-Verbrauch aufweisen. Die Vorrichtung soll zudem kleiner und kostengünstiger sein als die bekannten Vorrichtungen.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 bzw. im unabhängigen Patentanspruch 10 definiert sind. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Die Patentansprüche 8 und 9 betreffen Reinräume mit derartigen Vorrichtungen.
Dadurch, dass die Verdampfereinheit bzw. -einheiten zur Anordnung innerhalb eines zu dekontaminierenden Reinraums ausgebildet sind und die Verdampfung des Dekontaminationsmittels innerhalb des Reinraums erfolgt, kann auf einen Dekontaminationskreislauf verzichtet werden. Die Ausbildung des bzw. der Dekontaminationsmittel-Vorratsbehälter zur Anordnung ausserhalb des Reinraums ermöglicht ein einfaches Ersetzen eines leeren Vorratsbehälters.
Da in der Dekontaminationsphase, d.h. nach einer allenfalls notwendigen Trocknung der Luft im Reinraum, im allgemeinen keine Luft mehr dem Reinraum entnommen oder zugeführt wird, da das Dekontaminationsmittel im Reinraum selbst in die Luft verdampft wird, reicht die normale Druckregelung des Reinraums zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks aus.
Der Verzicht auf einen Dekontaminationskreislauf führt zudem zu einem geringeren Dekontaminationsmittel-Verbrauch und ermöglicht es, die erfindungsgemässe Vorrichtung kleiner und kostengünstiger herzustellen als die bekannten vergleichbaren Vorrichtungen.
Im folgenden wird die erfindungsgemässe Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Isolators mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination;
Fig. 2 eine Perspektivansicht der Verdampfereinheit der Vorrichtung von Fig. 1, wobei gewisse Gehäuseteile transparent dargestellt sind, und
Fig. 3 eine Seitenansicht der Verdampfereinheit von Fig. 2, wobei gewisse Gehäuseteile transparent dargestellt sind.
Figur 1
Ein Reinraum 10, hier ein Isolator, weist einen Zuluftkanal 8 und einen Abluftkanal 9 auf. Der Zuluftkanal 8 ist mit einem Zuluftfilter 83 versehen und mit einer Zuluftklappe 81 verschliessbar, während der Abluftkanal 9 mit einem Abluftfilter 93 versehen und mit einer Abluftklappe 91 verschliessbar ist. Über Magnetventile 82, 92 kann eine Druckregelung erfolgen. Im Reinraum 10 sind ein Drucksensor 61 und ein Temperatursensor 62 angeordnet, deren Messwerte über Leitungen 65, 66 zu einer Kontrolleinrichtung 6 gelangen, wo sie dargestellt und ausgedruckt werden können.
Zur kontrollierten Durchführung von Dekontaminationen sind im Reinraum 10 zusätzlich ein Feuchtigkeitssensor 63 und ein Dekontaminationsmittel-Sensor 64, z.B. ein Draeger Polytron II der Firma Draegerwerke Lübeck, Deutschland, ange ordnet, deren Messwerte über Leitungen 67, 68 zur Kontrolleinrichtung 6 gelangen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen umfasst zudem eine Verdampfereinheit 2, der mittels einer Förderpumpe 3 über einen Dekontaminationsmittel-Schlauch 4 Dekontaminationsmittel in flüssiger Form aus einem Dekontaminationsmittel-Vorratsbehälter 1 zugeführt wird. Förderpumpe 3 und Dekontaminationsmittel-Schlauch 4 bilden zusammen eine Dekontaminationsmittel-Fördereinrichtung. Die Verdampfereinheit 2 weist eine Heizplatte auf, auf der das flüssige Dekontaminationsmittel verdampft wird. Sie ist weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 näher beschrieben.
Das Fördern und Verdampfen des Dekontaminationsmittels wird mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 5 gesteuert und geregelt, die beispielsweise als speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet sein kann, um eine einfache und gute Einbindung der Dekontamination in die Reinraumsteuerung zu gewährleisten. Die Steuer- und Regeleinrichtung 5 umfasst eine Einheit 51 zur Regelung der Stromzufuhr zur Heizplatte der Verdampfereinheit 2 in Abhängigkeit von der mittels eines Temperatursensors gemessenen Temperatur der Heizplatte, eine Einheit 52 zur Regelung der Leistung der Förderpumpe 3 in Abhängigkeit von der mittels des Dekontaminationsmittel-Sensors 64 gemessenen Dekontaminationsmittel-Konzentration im Reinraum 10 und eine Einheit 53 zur Regelung der Leistung der Förderpumpe 3 in Abhängigkeit von der Temperatur der Heizplatte der Verdampfereinheit 2.
Kann die relative Feuchtigkeit im Reinraum 10 durch die Reinraumklimatisierung allein nicht ausreichend reduziert werden, so muss vor der Verdampfung des Dekontaminationsmittels die Luft im Reinraum 10 zuerst getrocknet werden, um ein Auflösen des Dekontaminationsmittels im Wasser und eine zu hohe Vedünnung zu verhindern. Bei H2O2 als Dekontaminationsmittel liegt die Grenze bei ca. 40% rF. Die Trocknung erfolgt mittels einer von der Reinraumgrösse abhängigen Trocknereinheit 7, beispielsweise Luftentfeuchter M 120 der Firma Munters, Hamburg/Deutschland, die eine erste Trocknerleitung 71 zur Entnahme von Luft aus und eine zweite Trocknerleitung 72 zur Rückführung von getrockneter Luft in den Reinraum 10 aufweist. Die beiden Trocknerleitungen 71, 72 sind durch Klappen 73, 74 verschliessbar.
Zur Dekontamination des Reinraums 10 wird nach Schliessen der Zuluftklappe 81 und der Abluftklappe 91 zuerst falls notwendig mittels der Trocknereinheit 7 die Luft im Reinraum 10 getrocknet. Danach wird auf der Heizplatte der Verdampfereinheit 2 flüssiges Dekontaminationsmittel verdampft, bis die Dekontaminationskonzentration erreicht ist. Diese beträgt bei H2O2 ca. 1500-2500 ppm und wird normalerweise ca. 30 bis 45 Minuten beibehalten. Im Reinraum 10 wird während der ganzen Dekontamination ein kleiner Überdruck aufrechterhalten, der mittels der Magnetventile 82, 92 einstellbar ist.
Nach der Dekontamination wird die Abluftklappe 91 geöffnet und die Abluft über den Abluftkanal 9 abgeleitet, wobei im Abluftkanal 9 vorzugsweise ein Katalysator 94 angeordnet ist, der das Dekontaminationsmittel zersetzt, z.B. H2O2 in H2O und O2.
Figuren 2 und 3
Die dargestellte Verdampfereinheit 2 umfasst ein Gehäuse in Form eines Vierkantrohrs 23, an dessen beiden Enden Tragbleche 24, 25 angeordnet sind, die im Bereich des Vierkantrohrs gitterförmig ausgestanzt sind und als Schutzgitter wirken. Innerhalb des Gehäuses ist eine Heizplatte 21 ange ordnet, die durch Stromzufuhr erhitzbar ist. Ein in der oberen Wand des Vierkantrohrs 23 angebrachtes Röhrchen 26 dient zum Auftropfen von Dekontaminationsmittel auf die Heizplatte 21. An sein ausserhalb des Vierkantrohrs 2 gelegenes Ende wird der Dekontaminationsmittel-Schlauch 4 angekoppelt.
Zwischen der Heizplatte 21 und dem durch das Tragblech 24 gebildeten Schutzgitter ist ein Gebläse 22 angeordnet (in Fig. 2 nicht dargestellt). Dieses Gebläse 22 sorgt dafür, dass bei der erfindungsgemässen Vorrichtung das verdampfte Dekontaminationsmittel besser verteilt wird als bei den bekannten Dekontaminationsvorrichtungen.
Zu der vorbeschriebenen Vorrichtung zur gasförmigen Dekontamination von Reinräumen sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt seien noch:
- Die Verdampfereinheit 2 kann auch mehrere Röhrchen 26 zum Auftropfen von Dekontaminationsmittel umfassen, um die Verdampfungsleistung zu erhöhen. Das Gehäuse muss nicht unbedingt die Form eines Vierkants haben, sondern kann z.B. auch zylinderförmig sein.
- Die Steuer- und Regeleinrichtung 5 kann als Mikrocomputer ausgebildet sein.
The present invention relates to a device for gaseous decontamination of clean rooms, as defined in the preamble of independent claim 1, and to a clean room with such a device and a method for gaseous decontamination of such a clean room.
In food technology, hydrogen peroxide (H2O2) in liquid form has been used as a decontamination agent for many years. Since it can have a corrosive effect on various materials in high concentrations (> 3%), it was initially not used in clean room technology. The microbiocidal properties of H2O2 in low concentrations have been studied in detail since the early 1980s. It came to light that H2O2 in vapor form can kill bacteria and their spores as well as fungi, yeasts and viruses in low concentrations (1500-2500 ppm). Since H2O2 is not selective, it can be used widely. In addition to formalin and peracetic acid, H2O2 has therefore been used for the quick and safe decontamination of cleanrooms in recent years.
In the context of this description and the claims, decontamination is also understood to mean sterilization and disinfection. Clean room stands for all gas-tight lockable rooms such as Isolators, locks and microbiological safety cabinets for the pharmaceutical industry, cosmetics, chemistry, food technology, electronics, nuclear industry, laboratory animals, medicine, etc.
It is known to use devices for gaseous decontamination of clean rooms, the device an evaporator, an H2O2 storage container, an H2O2-Fördereinrich device for conveying the liquid H2O2 from the storage container to the evaporator unit and a control and / or regulating device for controlling and / or regulating the Pumping and evaporation of H2O2 include (eg VHP 1000 generator from AMSCO Scientific, Apex, North Carolina / USA). In this case, liquid H2O2 is supplied to the evaporator unit outside the clean room to be decontaminated, evaporated and then introduced into the clean room via a first hose. Air is extracted from the clean room via a second hose, dried in a dryer unit and then re-introduced with freshly evaporated H2O2 into the clean room via the first hose.
This cycle is repeated several times until the desired H2O2 concentration is reached in the clean room with a sufficiently low relative humidity. The drying of the air is necessary because vaporous H2O2 dissolves in water immediately and loses its microbiocidal properties due to the high dilution.
These devices and methods have the disadvantage that the maintenance of the excess pressure usually required for decontamination in the clean room is complicated, since in addition to the normal pressure control of the clean room, the decontamination circuit must also be taken into account. In addition, the H2O2 consumption is relatively high, since H2O2 is extracted from the clean room for drying the air and decomposed into H2O and O2 in a catalyst. Another disadvantage is that the known devices are quite large and expensive.
In view of the disadvantages of the previously known devices and methods described above, the invention is based on the following object. A device and a method for the gaseous decontamination of clean rooms of the type mentioned at the outset are to be provided which enable simple pressure maintenance in the clean room to be decontaminated and have a low H2O2 consumption. The device should also be smaller and less expensive than the known devices.
This object is achieved by the device according to the invention and the method according to the invention as defined in independent claim 1 and in independent claim 10, respectively. Preferred design variants result from the dependent patent claims. Claims 8 and 9 relate to clean rooms with such devices.
Because the evaporator unit or units are designed to be arranged within a clean room to be decontaminated and the evaporation of the decontaminant takes place within the clean room, a decontamination circuit can be dispensed with. The design of the decontamination agent reservoir (s) for arrangement outside the clean room enables an empty reservoir to be replaced easily.
Since in the decontamination phase, i.e. After any necessary drying of the air in the clean room, generally no more air is removed or supplied to the clean room, since the decontaminant is evaporated into the air itself in the clean room, the normal pressure control of the clean room is sufficient to maintain an excess pressure.
Dispensing with a decontamination circuit also leads to lower decontamination agent consumption and makes it possible to manufacture the device according to the invention in a smaller and more cost-effective manner than the known comparable devices.
The device according to the invention for gaseous decontamination of clean rooms is described in more detail below with reference to the accompanying drawings and using an exemplary embodiment. Show it:
1 shows a diagram of an isolator with a device for gaseous decontamination according to the invention;
Fig. 2 is a perspective view of the evaporator unit of the device of Fig. 1, with certain housing parts are shown transparently, and
Fig. 3 is a side view of the evaporator unit of Fig. 2, with certain housing parts are shown transparently.
Figure 1
A clean room 10, here an insulator, has an inlet air duct 8 and an exhaust air duct 9. The supply air duct 8 is provided with a supply air filter 83 and can be closed with an supply air flap 81, while the exhaust air duct 9 is provided with an exhaust air filter 93 and can be closed with an exhaust air flap 91. Pressure control can take place via solenoid valves 82, 92. A pressure sensor 61 and a temperature sensor 62 are arranged in the clean room 10, the measured values of which reach a control device 6 via lines 65, 66, where they can be displayed and printed out.
In order to carry out decontamination in a controlled manner, a moisture sensor 63 and a decontamination agent sensor 64, e.g. a Draeger Polytron II from the company Draegerwerke Lübeck, Germany, is arranged, the measured values of which reach the control device 6 via lines 67, 68.
The device according to the invention for gaseous decontamination of clean rooms also comprises an evaporator unit 2, which is supplied by means of a feed pump 3 via a decontamination agent hose 4 from a decontamination agent storage container 1 in liquid form. Delivery pump 3 and decontamination agent hose 4 together form a decontamination agent delivery device. The evaporator unit 2 has a heating plate on which the liquid decontamination agent is evaporated. It is described in more detail below in connection with FIGS. 3 and 4.
The conveying and evaporation of the decontamination agent is controlled and regulated by a control and regulating device 5, which can be designed, for example, as a programmable logic controller in order to ensure simple and good integration of the decontamination in the clean room control. The control and regulating device 5 comprises a unit 51 for regulating the current supply to the heating plate of the evaporator unit 2 as a function of the temperature of the heating plate measured by means of a temperature sensor, and a unit 52 for regulating the output of the feed pump 3 as a function of that by means of the decontamination agent sensor 64 measured decontamination agent concentration in the clean room 10 and a unit 53 for regulating the output of the feed pump 3 as a function of the temperature of the heating plate of the evaporator unit 2.
If the relative humidity in the clean room 10 cannot be reduced sufficiently by the clean room air conditioning alone, the air in the clean room 10 must first be dried before the decontamination agent evaporates in order to prevent the decontamination agent from dissolving in the water and preventing excessive dilution. With H2O2 as a decontamination agent, the limit is around 40% RH. Drying is carried out by means of a dryer unit 7 which is dependent on the size of the clean room, for example an M 120 dehumidifier from Munters, Hamburg / Germany, which has a first dryer line 71 for taking air out and a second dryer line 72 for returning dried air to the clean room 10. The two dryer lines 71, 72 can be closed by flaps 73, 74.
To decontaminate the clean room 10, after closing the supply air flap 81 and the exhaust air flap 91, the air in the clean room 10 is first dried if necessary by means of the dryer unit 7. Then liquid decontamination agent is evaporated on the heating plate of the evaporator unit 2 until the decontamination concentration is reached. With H2O2 this is approx. 1500-2500 ppm and is normally maintained for approx. 30 to 45 minutes. In the clean room 10, a small excess pressure is maintained during the entire decontamination, which can be set by means of the solenoid valves 82, 92.
After the decontamination, the exhaust air flap 91 is opened and the exhaust air is discharged via the exhaust air duct 9, a catalyst 94 which decomposes the decontamination agent, e.g. H2O2 in H2O and O2.
Figures 2 and 3
The evaporator unit 2 shown comprises a housing in the form of a square tube 23, on the two ends of which support plates 24, 25 are arranged, which are punched out in a grid shape in the area of the square tube and act as a protective screen. Within the housing, a heating plate 21 is arranged, which can be heated by supplying electricity. A tube 26 attached in the upper wall of the square tube 23 serves to drop decontamination agent onto the heating plate 21. The decontamination agent tube 4 is coupled to its end located outside the square tube 2.
A fan 22 is arranged between the heating plate 21 and the protective grid formed by the support plate 24 (not shown in FIG. 2). This blower 22 ensures that the vaporized decontamination agent is better distributed in the device according to the invention than in the known decontamination devices.
Further design variations can be implemented for the device for gaseous decontamination of clean rooms described above. Here are also explicitly mentioned:
The evaporator unit 2 can also comprise a plurality of tubes 26 for dropping decontamination agent in order to increase the evaporation capacity. The housing does not necessarily have to have the shape of a square, but can e.g. also be cylindrical.
- The control and regulating device 5 can be designed as a microcomputer.