ES2240729T3 - Sistemas de generacion de vapor instantaneo de alta capacidad. - Google Patents

Abstract

Un sistema de descontaminación de vapor para descontaminar un área definida (10, 144), comprendiendo el sistema al menos un primer conducto (23, 94, 102, 140, 142) para el paso de un primer flujo de gas portador al área definida, incluyendo el conducto una admisión de conducto, estando conectada una descarga de conducto con el área definida, y un vaporizador instantáneo (34) para vaporizar un líquido, que incluye un compuesto antimicrobiano, en vapor, incluyendo el vaporizador: un bloque de metal (50); un medio de calentamiento (80, 82, 84, 86) para calentar y mantener el bloque de metal a una temperatura igual o superior a la temperatura de vaporización del compuesto antimicrobiano: y un paso (56, 58, 60, 68, 70, 72, 74, 76) que se extiende a través del bloque desde una admisión (52) a una descarga (54); una fuente (36, 126) de un segundo flujo de gas portador conectada con la admisión del vaporizador (52), para impulsar el vapor a través del vaporizador y crear un diferencial de presión positiva entre el vaporizador y la zona de mezcla, estando conectada la descarga (54) del vaporizador al conducto para la inyección del vapor y del segundo flujo de gas portador en el conducto de absorción, sobre el flujo del primer gas portador, que pasa a través del conducto en una zona de mezcla (38, 92, 112) aguas abajo de la admisión del conducto; un medio (30, 122) para introducir el líquido desde una fuente (32, 120) al vaporizador instantáneo; un calentador (20, 106) y un deshumidificador (18, 108) conectados con el conducto aguas arriba de la zona de mezcla, de tal forma que el flujo del primer gas portador puede pasar de la admisión del conducto hasta la zona de mezcla para incorporar el vapor, y a través de la descarga del conducto hasta el área definida, sin que el flujo del primer gas portador pase a través del vaporizador.

Description

Sistemas de generación de vapor instantáneo de alta capacidad.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a técnicas de esterilización. Tiene una aplicación particular conjuntamente con sistemas de vapor de peróxido de hidrógeno usados en relación con la esterilización de salas, edificios, grandes recintos cerrados, líneas de producción de embotellamiento, de empaquetado y similares, y se describirá con referencia particular a éstos. Se apreciará, sin embargo, que la invención también es aplicable a otros sistemas de vaporización químicos, tales como los que emplean otros compuestos de peróxidos o aldehídos, por ejemplo, ácido peracético o sistemas de vaporización de formaldehído.

La descontaminación microbiana de salas y edificios puede conseguirse usando gas dióxido clorado. Sin embargo, el dióxido clorado es altamente tóxico y debe recuperarse después del proceso de descontaminación microbiana. La recuperación de gases tóxicos de una dilución de aire, de una fuga de aire, o la desgasificación de materiales absorbentes de gas de la sala o edificio descontaminado es difícil y de larga duración. Además, debe tenerse cuidado y colocar monitores para asegurar que el gas tóxico no escapa a las áreas adyacentes.

Los recintos estériles y otras salas limpias se usan en hospitales y laboratorios para llevar a cabo pruebas en un entorno libre de microorganismos. Además, diversos artículos médicos, farmacéuticos, dentales y para empaquetado de comida se esterilizan antes de su uso o de un nuevo uso, en diversas formas de recintos. Se esterilizan ventajosamente equipos de procesamiento para productos farmacéuticos y comida, secadores de congelado y equipos de procesado de carne, típicamente confinados o transportados en grandes recintos o incluso en salas.

El peróxido de hidrógeno vaporizado es un esterilizante particularmente útil para estos objetivos, porque es efectivo a bajas temperaturas. Mantener la temperatura del recinto próxima a la temperatura de la sala elimina el potencial de degradación térmica del equipo asociado y de los artículos que se van a esterilizar dentro del recinto. Adicionalmente, el peróxido de hidrógeno se descompone fácilmente en agua y oxígeno que, por supuesto, no son dañinos para los humanos, incluyendo a los técnicos, a las personas que pasen cerca, o a las personas que entren posteriormente en el espacio tratado.

Para una esterilización óptimamente efectiva, el peróxido de hidrógeno se mantiene en estado de vapor. La eficiencia de la esterilización se reduce por la condensación. Se han desarrollado varios procedimientos diferentes para suministrar un esterilizante en fase de vapor a un recinto o cámara para esterilizar la carga (por ejemplo, instrumentos médicos) o el interior del mismo. En una opción, el enfoque de "vacío completo", se usa un vacío completo para extraer esterilizante líquido a un vaporizador calentado. Una vez vaporizado, el esterilizante se difunde debido a su presión de vapor en una cámara sellada y evacuada. En otra opción, el enfoque de "flujo pasante", el esterilizante vaporizado se vaporiza en un flujo de gas portador, tal como el aire, que sirve para llevar el esterilizante hacia, a través de, y fuera de la cámara, que puede estar bajo una ligera presión negativa o positiva. Se inyecta una solución aproximadamente al 35% de peróxido de hidrógeno en agua en el vaporizador en forma de gotitas o niebla través de las toberas de inyección. Las gotitas caen en una superficie plana calentada que las calienta para formar el vapor, sin disociarlo en agua y oxígeno. Se circula un gas portador sobre la superficie de transferencia caliente para absorber el vapor de peróxido.

A medida que el tamaño del recinto aumenta, o aumenta la demanda de peróxido de hidrógeno, la eficiencia del sistema de vaporización se vuelve más significativa. La capacidad del vaporizador está limitada por varios motivos. En primer lugar, el proceso de vaporización crea un incremento de presión, reduciendo el flujo de aire a través del vaporizador. Esto incrementa el tiempo de esterilización y limita efectivamente el tamaño del recinto a uno que sea capaz de esterilizarse en un período aceptable tiempo. En segundo lugar, para mantener la eficiencia de la esterilización, la presión a la que se genera el vapor se limita a aquélla a la que el peróxido de hidrógeno es estable en estado de vapor.

El documento estadounidense A-5.876.664 de Childers y col. describe un sistema de lazo cerrado y un procedimiento para descontaminar un área definida. El sistema comprende un primer conducto para circular un flujo de gas portador desde y hasta el área definida, incluyendo el conducto un vaporizador instantáneo para vaporizar un líquido que incluya un componente antimicrobiano, incluyendo el vaporizador un medio de calentamiento para calentar y mantener el vaporizador a o sobre la temperatura de vaporización del compuesto antimicrobiano, y un paso que se extiende a través del vaporizador; un medio para la introducción del líquido desde una fuente al vaporizador; un calentador y un deshumidificador conectados con el conducto aguas arriba del vaporizador.

Una solución ha sido aumentar el tamaño del vaporizador, la proporción de inyección del peróxido de hidrógeno en el vaporizador y el caudal de gas portador. Sin embargo, el gas portador tiende a enfriar la superficie de calentamiento, interrumpiendo el proceso de vaporización. Calentar la superficie de calentamiento a una temperatura superior disocia el peróxido.

Otra solución más es usar vaporizadores múltiples para alimentar un único recinto. Los vaporizadores pueden controlarse independientemente, para admitir variaciones en las características de la cámara. Sin embargo, el uso de vaporizadores múltiples se suma al coste del sistema y requiere una cuidadosa monitorización para asegurar que cada vaporizador funciona con eficiencia equilibrada.

La presente invención proporciona un sistema de vaporización nuevo y mejorado, y un procedimiento que supera los problemas mencionados anteriormente y otros.

Resumen de la invención

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se dispone de un sistema de descontaminación de vapor para descontaminar un área definida. El sistema incluye al menos un primer conducto, a lo largo del cual se pasa un primer flujo de gas portador hacia el área definida. El conducto incluye una admisión de conducto. Una descarga del conducto se conecta con el área definida. Un vaporizador vaporiza un líquido, que incluye un compuesto antimicrobiano, a vapor. El vaporizador incluye un bloque de metal, un medio de calentamiento para calentar y mantener el bloque de metal a una temperatura de vaporización igual o superior a la del compuesto antimicrobiano, y un paso que se extiende a través del bloque desde la admisión a la descarga. Se conecta una fuente de un segundo flujo de gas portador con la admisión del vaporizador para impulsar el vapor a través del vaporizador y crear un diferencial de presión positiva desde el vaporizador a la zona de mezcla. Se conecta una descarga del vaporizador al conducto para inyectar el vapor y el segundo flujo de gas portador en el conducto para absorción, sobre el primer flujo de gas portador, que pasa a través del conducto en una zona de mezcla aguas abajo de la admisión del conducto. Se dispone de un medio para introducir el líquido desde una fuente al vaporizador instantáneo. Un calentador y un deshumidificador con el conducto se conectan aguas arriba de la zona de mezcla, de modo que el primer flujo de gas portador pasa desde la admisión del conducto hasta la zona de mezcla para incorporarle el vapor, y a través de la descarga del conducto hasta el área definida, sin que el primer flujo de gas portador haya pasado a través del vaporizador.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se dispone de un procedimiento para descontaminar un área definida. El procedimiento incluye bombear un gas portador a través de un conducto hasta el área definida, y calentar y deshumidificar un primer flujo de gas portador. Se vaporiza un compuesto antimicrobiano líquido en un vaporizador. Se calienta un bloque por encima de la temperatura de vaporización del compuesto antimicrobiano. El compuesto antimicrobiano líquido se incorpora a un segundo flujo de gas portador controlado aguas arriba del bloque.

El compuesto antimicrobiano se introduce en un paso interno en el bloque para vaporizarlo. El vapor antimicrobiano se inyecta en el conducto en una zona de mezcla aguas arriba del área definida. El primer flujo de gas portador pasa desde una admisión del conducto, localizada en el conducto aguas arriba de la zona de mezcla, a través de la zona de mezcla, para incorporar el vapor de microbiano y al segundo flujo de gas portador, y a través de una descarga del conducto hasta el área definida, sin que el primer flujo de gas portador pase a través del vaporizador.

Una ventaja de la presente invención es que se consigue una gran cantidad de peróxido de hidrógeno vaporizado.

Otra ventaja de la presente invención es que pueden incrementarse las proporciones de inyección de flujo de aire y peróxido de hidrógeno.

Otra ventaja reside en la capacidad para descontaminar grandes volúmenes.

Otra ventaja de la presente invención es que permite elevar rápidamente los niveles de concentración de peróxidos hasta los niveles de esterilización, en particular cuando se usa en recintos pequeños, reduciendo por tanto el tiempo de acondicionamiento.

Las ventajas adicionales de la presente invención se harán evidentes para aquéllos con un conocimiento razonable de la técnica, después de la lectura y comprensión de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes.

Descripción breve de los dibujos

La invención puede tomar forma de diversos componentes y disposiciones de componentes, y en diversos pasos y disposiciones de pasos. Los dibujos tienen solamente el propósito de ilustrar una realización preferente, y no deben ser interpretados como restrictivos de la invención.

La Figura 1 es una vista esquemática de una realización preferente de un sistema de vaporización de peróxido de hidrógeno según la presente invención.

La Figura 2 es una vista en sección lateral de una realización de un vaporizador.

La Figura 3 es una vista en perspectiva del vaporizador de la Figura 2.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de una segunda realización del vaporizador; realización del vaporizador.

La Figura 5 es una vista en sección lateral de una tercera realización del vaporizador.

La Figura 6 es una vista en sección lateral de una cuarta realización del vaporizador.

La Figura 7 es una vista en sección lateral de una quinta realización del vaporizador.

La Figura 8 es una ilustración esquemática de una realización de un sistema alternativo, y

La Figura 9 ilustra otra realización de un sistema alternativo.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

Con referencia a la Figura 1, se muestra un sistema para la descontaminación microbiana de una sala u otra área definida con un vapor antimicrobiano. Mientras que el sistema se describe con referencia particular al peróxido de hidrógeno en forma de vapor, se contemplan también otros vapores antimicrobianos, tales como vapores que incluyan ácido acético u otros compuestos de peróxidos, aldehídos, tales como vapores de formaldehído y similares. El aire de una gran área definida, tal como una sala 10 con un volumen en el orden de 1.000 a 4.000 metros cúbicos se extrae a través de un filtro de eliminación de contaminación 12 y de un catalizador de destrucción de peróxidos 14 mediante un soplador 16, que se conecta con el filtro y con el destructor mediante un conductor o línea 17. El soplador conduce el aire través de un secador, tal como una rueda desecante 18, que elimina el vapor de agua. Un segundo soplador 20 sopla aire caliente a través de una parte saturada de la rueda desecante para eliminar y expulsar la humedad absorbida a la atmósfera. Este proceso de calentamiento preferentemente calienta el aire recirculado desde la temperatura ambiente de la sala, típicamente entre 20-40ºC. Una serie de medidores de calidad del aire 22 monitorizan el aire seco que abandona el soplador, para determinar su capacidad de absorción de vapor de peróxido de hidrógeno. El aire retorna a la sala 10 a través de un conducto o línea 23 y de otro filtro de bloqueo microbiano 24, tal como un filtro HEPA. Opcionalmente, las tuberías incluyen la totalidad o una parte de un sistema preexistente de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Después de haber comenzado inicialmente un proceso de descontaminación, el aire se circula a través del secador durante un tiempo suficiente para reducir la humedad relativa de la sala a un nivel aceptable, preferentemente por debajo del 20% de humedad relativa. Para recintos sellados, puede ser adecuado un control de presión dentro del recinto. Para salas, el control de presión no es esencial y se considerará caso a caso. En salas limpias y similares, donde debe evitarse introducir aire potencialmente contaminado en la sala, se mantiene la presión en la sala por encima por encima de la presión ambiente.

Una vez que la sala se ha llevado a una humedad relativa suficientemente baja, se inyecta un vapor antimicrobiano en el aire. En la realización preferente, el vapor antimicrobiano incluye vapor de peróxido de hidrógeno, aunque también se contemplan otros vapores antimicrobianos o mezclas de vapores antimicrobianos. Más específicamente, un medio para la introducción de peróxido de hidrógeno líquido, tal como una bomba de inyección 30, un contenedor presurizado, un sistema de alimentación por gravedad, o similar, deposita peróxido de hidrógeno, preferentemente en forma de flujo líquido o pulverizador, desde una reserva 32, tal como un depósito grande, en un vaporizador instantáneo 34. El peróxido de hidrógeno líquido incluye una mezcla de peróxido de hidrógeno en un diluente, tal como el agua, preferentemente en una mezcla acuosa que contenga entre el 30-40% en peso de peróxido de hidrógeno en agua. Un gas portador, tal como el aire, nitrógeno, dióxido de carbono, helio, argón, o una combinación de gases portadores, se inyecta en el vaporizador instantáneo concurrentemente con el peróxido de hidrógeno líquido, para ayudar a impulsar al vapor de peróxido a través del vaporizador instantáneo, e inyectarlo en el flujo de gas portador. En una realización preferente, el gas portador incluye aire presurizado de una reserva 36. La presión exacta varía con la proporción de producción, la longitud y restricción de los pasos en el vaporizador instantáneo, y similares, y típicamente varía entre 1,0-2,0 atmósferas absolutas (1,013 x 10^{5} - 2,026 x 10^{5} Pascales absolutos), es decir entre 0-1 atm en manómetro (0-1,013 x 10^{5} Pascales en manómetro), con mayor preferencia entre 6-14 x 10^{3} Pa. Una ventaja de usar tal gas portador se centra en el hecho de que es poco probable que el peróxido de hidrógeno líquido impacte de forma continua en el mismo punto del vaporizador. Cuanto más se disperse el peróxido de hidrógeno líquido dentro del vaporizador, más fácilmente se vaporizará al peróxido. Además, con una inyección de peróxido de hidrógeno bien dispersa, es menos probable que áreas específicas del vaporizador experimenten enfriamientos indebidos, dificultando con ello el proceso de vaporización.

El gas portador tiende a enfriar el vaporizador, reduciendo la proporción a la que se vaporiza la solución acuosa de peróxido de hidrógeno. En consecuencia, es deseable mantener el gas portador a un caudal igual o ligeramente superior al mínimo necesario para llevar el peróxido de hidrógeno vaporizado a través del vaporizador instantáneo 34 sin degradación significativa del vapor de peróxido, pero a un caudal tal que sea suficientemente bajo para que no se produzca un enfriamiento apreciable del vaporizador debido al gas portador. De acuerdo con esto, el caudal de gas portador a través del vaporizador instantáneo 34 es preferentemente inferior al caudal de gas portador que no pasa a través del vaporizador instantáneo 34. La mayor parte del gas portador viaja por tanto desde el soplador 16 a través del conducto 23 hasta una zona de mezcla 38 aguas abajo del vaporizador, donde ambos flujos de gas portador y vapor se combinan antes de entrar en el recinto. Por ejemplo, los flujos de gas portador combinados pueden tener un caudal de aproximadamente 20.000 litros/minuto, mientras que la corriente de gas portador que fluye a través del vaporizador instantáneo es de 100 litros/minuto o menos, con mayor preferencia en torno a 20 litros/minuto o menos, con la mayor preferencia en torno a 1-10 litros por minuto.

Un controlador 40 se conecta con uno o más sensores de concentración de peróxido 42 en la sala. El controlador controla los ventiladores 44 u otros dispositivos de la sala 10, para ajustar la distribución de vapor de peróxido de hidrógeno, para una mejor uniformidad.

Con base en la concentración medida en la sala, el controlador 40 controla la bomba de inyección 30 y una proporción de alimentación de aire desde la reserva de aire 36 hacia el vaporizador instantáneo 34. El controlador se conecta además con monitores de aire 22, para mantener la proporción de inyección por debajo del punto de saturación del aire circulado. Preferentemente, los monitores de calidad de aire incluyen un monitor de caudal de aire 22 para monitorizar el caudal de aire, típicamente en el rango de 20-40 metros cúbicos por minuto. Los monitores incluyen además un monitor de humedad relativa 22b, un monitor de temperatura de aire 22c y un monitor de presión 22d. Cuando los conductos de recirculación de aire son de mayor diámetro y tienen una mayor capacidad de movimiento de aire, se conectan un segundo vaporizador instantáneo 34' y una segunda bomba de inyección 30' con la fuente de peróxido líquido 32 y con la fuente de aire 36. Para recintos mayores, se dispone de una o más líneas de circulación de aire adicionales con vaporizadores instantáneos.

Aunque se describe con referencia particular al peróxido de hidrógeno, se apreciará que el sistema también es aplicable a la vaporización de otras soluciones y líquidos puros, tales como ácido peracético, otros compuestos de peróxidos y similares.

El término "descontaminación microbiana" y similares, tal como se usan en este documento, cubren la esterilización, desinfección y formas menores de tratamiento antimicrobiano, tales como la sanitarización. El término también se usa para cubrir la degradación o desactivación de otras especies biológicas dañinas, en particular aquéllas capaces de sufrir cambios de conformación, tales como los priones.

También con referencia la Figura 2, el vaporizador instantáneo 34 incluye un bloque calentado 50, formado preferentemente de aluminio anodizado u otro material térmicamente conductor resistente al peróxido de hidrógeno y que sea compatible con éste, es decir, que no degrade el peróxido de hidrógeno. Un recorrido para el fluido se define por uno o una serie de taladros, que se forman en el bloque extendiéndose desde una admisión 52, conectada con la línea suministro, hasta una descarga 54. En una realización, la serie de taladros 56, 58, 60 incrementa progresivamente su diámetro interno desde la admisión 52 a la descarga 54, creando por tanto un área de contacto y un volumen interno que aumentan por unidad de longitud. El peróxido líquido de hidrógeno entra en contacto con las paredes 62 de los taladros y se vaporiza. El incremento de volumen de la mezcla vapor/líquido que pasa a través de los taladros se acomoda gracias al incremento de diámetro de los taladros.

En cada una de las realizaciones, el taladro puede realizar uno o varios giros dentro del bloque. Por ejemplo, comenzando en el taladro en la admisión 52, el taladro realiza un giro en U adyacente a un extremo de descarga del bloque 64, vuelve hacia un extremo de la admisión del bloque 66, y realiza dos más de tales giros antes de alcanzar la descarga 54. Preferentemente, los giros toman formas rectas, en "L", mejor que giros redondeados. Por ejemplo, tal como muestra la Figura 3, cada giro incluye dos esquinas de aproximadamente 90º y una pared final 67, que hace girar el taladro aproximadamente 180º. Tener en general esquinas rectas, más que redondeadas, ayuda a que la mezcla de líquido/ vapor impacte en las paredes, mejorando por tanto la proporción de vaporización.

Se contemplan otras disposiciones, tales como un taladro una espiral 68, como muestra la Figura 4. En cada giro, la inercia tiende a propulsar las gotitas finas, suspendidas en las paredes, resultando en la vaporización de las gotitas. De esta manera, cualquier gotita fina, niebla o neblina se vuelven vapor. Preferentemente, se dispone de al menos dos giros de sustancialmente 180º en el recorrido del flujo para asegurar este incremento del contacto.

El diámetro incrementado puede realizarse incrementando progresivamente el diámetro de cada segmento de taladro, tal como se muestra la Figura 2. Alternativamente, las secciones longitudinales de taladros pueden ser cada una de un diámetro único, sucesivamente mayor, tal como se muestra la Figura 5. Se contemplan también otras realizaciones para incrementar progresivamente el diámetro del taladro. Por ejemplo, se pueden disponer deflectores o aletas adyacentes a la admisión para reducir el espacio disponible para el flujo, al tiempo que aumenta el área de la superficie calentada.

En la realización de la Figura 6, el número de secciones de taladros aumenta con cada paso a través del bloque. Por ejemplo, un taladro longitudinal único 70 define el primer paso, dos o más secciones de taladros 72 definen el segundo paso. Cada uno de los segundos taladros se conecta preferentemente con más taladros 74 para un tercer paso, y así sucesivamente. De esta forma, como en las realizaciones anteriores, el área de la sección transversal del recorrido del fluido creada por los taladros aumenta a medida que el peróxido de hidrógeno viaja desde la admisión hasta la descarga (en este caso, hasta varias descargas).

En una realización alternativa, mostrada en la Figura 7, se dispone de un taladro 76 que comprende una o más secciones de taladros de área de sección transversal uniforme, de forma que el taladro completo o en su mayor parte es de área de sección transversal uniforme. Se contempla también que, para mayor facilidad de fabricación, las secciones de taladro longitudinales puedan extenderse a través del bloque, por ejemplo taladrando directamente a través del bloque. Las secciones laterales se definen fuera del bloque, mediante piezas terminales moldeadas en aluminio 77, 78, tubería de conexión o similar. Las piezas terminales o tuberías conectadas se mantienen a la temperatura del bloque y pueden estar recubiertas de una elemento calefactor, tal como una cinta calefactora con aislamiento o similar.

Con referencia una vez más a las Figuras 2 y 3, el bloque 50 se calienta a una temperatura adecuada para vaporizar el peróxido de hidrógeno líquido. Por ejemplo, se disponen elementos de calentamiento 80, 82, 84, 86 en los taladros o pasos 88, preferentemente taladrados de forma longitudinal a través del bloque adyacente a las esquinas del bloque. Los elementos de calentamiento adecuados incluyen calentadores de cartucho con resistencias eléctricas. Tales calentadores son particularmente apropiados para su uso como elementos de calentamiento, ya que habitualmente son elongados y finos, de forma que cada elemento de calentamiento puede ser insertado en un taladro calentador y extenderse sustancialmente desde un extremo del taladro al otro. Alternativamente, se pasa vapor u otro fluido caliente por dentro de los taladros calentadores para calentar el bloque. El bloque se mantiene, mediante los calentadores, a una temperatura por debajo de la cual se produce una disociación significativa del peróxido de hidrógeno.

El peróxido de hidrógeno líquido se vaporiza a medida que entra en contacto con la pared del taladro y se convierte progresivamente de líquido, pulverizador o niebla en vapor. El incremento de presión que normalmente resultaría de esta conversión se elimina sustancialmente por el incremento del tamaño del taladro y/o por un incremento en la velocidad del flujo tal que se mantenga el flujo través del taladro. Al final de la serie de pasos a través del bloque, el peróxido de hidrógeno está, preferentemente, en forma de vapor en su totalidad, a una temperatura y presión que mantienen al vapor por debajo del punto de rocío, de forma que no se produce la condensación del vapor. El vapor de peróxido de hidrógeno se incorpora entonces en un flujo de gas portador. Específicamente, tal como se muestra en la Figura 8, el vapor viaja a lo largo de la línea 90 hasta la abertura de inyección 92, u otro dispositivo de inyección adecuado, que inyecta el vapor en una línea de gas portador 94 en la zona de mezcla. La abertura 92 se define en el borde del conducto 94, con una extensión mínima dentro el flujo de aire para minimizar el enfriamiento del flujo de aire de la abertura de inyección que pudiera llevar a una condensación. El vapor de peróxido de hidrógeno tiene una velocidad suficiente para ser propulsado sustancialmente a través del conducto a medida que el vapor se mezcla con el aire fluyente. Cuando se usan vaporizadores instantáneos múltiples, las aberturas de inyección pueden localizarse unas frente a otras, o unas desplazadas respecto a las otras, para crear una turbulencia tipo torbellino, aguas arriba o aguas abajo unas de otras, o similar.

Continuando con la referencia a la Figura 8, en otra realización se divide el aire del el soplador 16 y del secador 18 entre varias líneas de suministro. Cada línea se equipa con una serie de monitores 22, un vaporizador instantáneo 34 y un filtro HEPA 24, tal como se ha descrito anteriormente. Cada una de las líneas inyecta vapor de peróxido en un área diferente de la sala o edificio. Con base en las lecturas de concentración detectadas por los sensores 42, el controlador 40 hace que los ventiladores 44 o los deflectores 96 canalicen más o menos flujo de aire a través de algunos de los retornos en relación con los otros. Se realizan los correspondientes ajustes en la proporción de la generación e inyección en cada retorno.

Para conseguir el nivel deseado de desinfección o esterilización, es importante que el vapor de peróxido de hidrógeno entre en contacto con todas las superficies potencialmente contaminadas de la sala. Las superficies pueden incluir las paredes, el suelo o el techo de la sala, así como diversas superficies de estanterías, equipamiento, materiales almacenados y similares dentro de la sala. Los ventiladores 44 se colocan para obligar al vapor de peróxido de hidrógeno que entra en la sala a fluir contra todas las superficies. Se presta particular atención a las superficies ocluidas y difíciles de alcanzar. Los ventiladores o deflectores se localizan preferentemente para conducir al vapor de peróxido hacia las esquinas, a través de los espacios estrechos, bajo las estanterías, alrededor de objetos complejos, en fisuras y grietas estrechas y similares.

Con referencia nuevamente la Figura 9, se ilustra un sistema con extremos abiertos. El gas portador es preferentemente aire, aunque se contemplan otros gases que son no reactivos con el peróxido de hidrógeno y las superficies esterilizadas. Un generador de gas portador 100, tal como una bomba o contenedor de gas presurizado, suministra el gas portador a un conducto 102. Los filtros microbianos 104, tales como filtros HEPA, eliminan los microbios y otras partículas contaminadas del aire. Preferentemente, un calentador 106 eleva la temperatura del gas portador. Preferentemente, un secador 108 controla la humedad del gas portador. Un deflector ajustable o un regulador de flujo de gas 110 controlan el caudal de aire hacia una zona de absorción de peróxidos 112.

El peróxido de hidrógeno líquido (por ejemplo, una mezcla de peróxido de hidrógeno con agua) de un suministro de peróxido de hidrógeno 120 se bombea por medio de una bomba de dosificación 122 hasta un punto de mezcla 124, donde se mezcla con el aire filtrado de un soplador 126 y de un filtro HEPA 128. El aire y el peróxido se inyectan en un vaporizador instantáneo 128, como se ha descrito anteriormente. El vaporizador instantáneo inyecta peróxido de hidrógeno y vapor de agua a través de una abertura de inyección 130 en la zona de absorción 112. De nuevo, pueden usarse dos o más vaporizadores para incrementar la proporción de suministro de gas peróxido al área de absorción.

Las líneas de suministro 140, 142 transportan la mezcla de gas portador y peróxido de hidrógeno vaporizado hasta una zona de tratamiento 184. Para reducir el riesgo de condensación, se minimiza la longitud de las líneas de suministro 140, 142. Para reducir aún más el riesgo de condensación, se disponen aisladores 146 y/o calentadores 148 alrededor de las líneas de suministro 140, 142. Opcionalmente, dos o más líneas de suministro conectan cada vaporizador con dos o más áreas del recinto 144. Opcionalmente, la temperatura del gas portador en la abertura de inyección puede incrementarse por encima del punto de rocío del peróxido de hidrógeno.

Un respiradero 150 permite la descarga controlada del exceso de presión en el recinto. Opcionalmente, una bomba de vacío 152 evacua el recinto antes de la introducción de vapor de peróxido de hidrógeno. La evacuación del recinto reduce la presión, incrementando por tanto la proporción de difusión del peróxido de hidrógeno en el mismo. Reduciendo la presión en el recinto, se puede minimizar la necesidad de deflectores y/o aletas en el punto en el que se introduce el peróxido de hidrógeno vaporizado en el recinto. Alternativamente, se usan otros tipos de bombas o sopladores para ayudar a la circulación y conseguir la concentración de peróxido de hidrógeno deseada. Opcionalmente, un catalizador 154 o similar disocia cualquier peróxido de hidrógeno residual del gas venteado. Opcionalmente, un calentador 156 eleva la temperatura dentro del recinto 144 antes y durante la descontaminación microbiana. La elevación de temperatura en el recinto o al menos en sus superficies también reduce la tendencia del vapor a condensarse.

Los recintos esterilizables incluyen áreas de trabajo libres de microorganismos, secadores de congelado, equipos farmacéuticos o de procesamiento de alimentos. El que las altas temperaturas de esterilización y/o la evacuación del recinto sean factibles durante esterilización depende de la construcción del recinto y de la naturaleza de sus contenidos. Por ejemplo, las áreas esterilizadas de trabajo se construyen, en ciertos casos, de materiales plásticos no rígidos que no soportan altas temperaturas ni elevados gradientes de presión. En contraste, en equipos de procesamiento de alimentos, a menudo se requiere que soporten altas temperaturas y presiones durante las operaciones de procesado, y son más fácilmente adaptables para conseguir condiciones de esterilización óptimas mediante su evacuación y calentamiento.

En la Figura 9, el recinto 144 es una parte de una planta de empaquetado. Los recipientes, tales como botellas o envases 160, se transportan hasta el recinto por un sistema de cinta transportadora 162. Un distribuidor recíproco 164 se conecta con cada una de las líneas de suministro 140, 142 y levanta y baja secuencialmente un cierto número de tubos de llenado o inyectores de peróxido de vapor hacia el interior de las botellas o envases según pasan o se ordenan.

La concentración de peróxido de hidrógeno en la solución se selecciona de acuerdo con la concentración de vapor deseada. Por ejemplo, la concentración de peróxido de hidrógeno puede estar entre el 25-65% en peso de peróxido de hidrógeno acuoso. En una realización, la concentración de peróxido de hidrógeno está a partir del entorno del 30-35% en peso de peróxido de hidrógeno acuoso. A este nivel, la condensación de peróxido de hidrógeno está limitada, mientras que se consigue la descontaminación microbiana en un corto período de tiempo.

En una realización, se retiene el vapor de peróxido de hidrógeno a una cierta concentración en el recinto 144 hasta que se completa la descontaminación microbiana, y se realimenta continuamente para mantener los niveles prescritos de concentración. Opcionalmente, la bomba de vacío 152 extrae el vapor de peróxido de hidrógeno del recinto después de la descontaminación microbiana. Esto reduce el período de tiempo requerido para la disipación de peróxido de hidrógeno, y devuelve al recinto al servicio útil más rápidamente. Alternativa o adicionalmente, el contenedor se airea, por ejemplo, pasando gas portador sólo a través del recinto, para eliminar cualquier peróxido de hidrógeno remanente. Además, se puede emplear un sensor para confirmar que el recinto ha sido aireado y que puede devolverse a su uso normal.

Alternativamente, una vez que la concentración de peróxido de hidrógeno en el recinto ha alcanzado el nivel deseado, se retiene el vapor en el recinto por un período de tiempo seleccionado suficiente para efectuar la descontaminación, sin adiciones posteriores de vapor al recinto o descargas de gas y/o vapor del recinto. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, las válvulas 166, 168 en las líneas de admisión y descarga que conducen hacia y salen desde el recinto, se cierran selectivamente una vez que se detecta la concentración de peróxido de hidrógeno seleccionada, y el peróxido de hidrógeno se mantiene en el recinto por un período de aproximadamente una hora. Para recintos del tamaño de una sala, en particular, se ha descubierto que el peróxido de hidrógeno no se degrada ni se condensa demasiado rápidamente en este periodo de tiempo, de tal forma que la descontaminación microbiana generalmente se produce durante el periodo de retención. Las válvulas se reabren entonces y se retira el peróxido de hidrógeno remanente. En una realización posterior, se usa una serie de dos o más períodos de retención. Entre cada período sucesivo de retención, la concentración de peróxido de hidrógeno se reajusta a nivel deseado.

En la realización ilustrada, el vaporizador 34 se localiza referentemente muy próximo al recinto. Donde se use más de un vaporizador, la proporción de introducción de peróxido de hidrógeno por los vaporizadores individuales es ajustable para optimizar la distribución de vapor de peróxido de hidrógeno dentro del recinto.

Las diferencias en temperatura y absorbencia de los materiales dentro del recinto, las pautas de flujo en el recinto y la forma del recinto son algunos de los factores que tienen influencia en la proporción óptima de introducción. En el sistema de flujo pasante de la Figura 9, la velocidad de circulación de los recipientes o botellas a través del recinto también influye en la proporción óptimo de introducción de peróxido. Preferentemente, un sistema de control 170 regula la introducción de peróxido de hidrógeno en el (los) vaporizador(es) instantáneo(s) 34, de acuerdo con las condiciones detectadas dentro del recinto. Diversos monitores 172 monitorizan las condiciones dentro del recinto 144. Los monitores incluyen sensores de temperatura, sensores de concentración de vapor o humedad, sensores de turbulencia o de caudal de aire, sensores de presión y similares. El sistema de control incluye un comparador 174 para comparar las señales de las condiciones monitorizadas por los monitores con una concentración de vapor de peróxido de hidrógeno ideal preseleccionada, y con otras condiciones, que se indican mediante señales de referencia. Preferentemente, el comparador determina una desviación de cada señal de condición monitorizada respecto a la señal correspondiente de referencia o a un valor de referencia. Preferentemente, se detectan varias condiciones y se dispone de varios monitores. Un procesador 176 alimenta a un programa implementado con algoritmos o una tabla pre-programada 178 con cada señal de desviación (o combinación de desviaciones diferentes condiciones), para obtener el ajuste correspondiente de cada vaporizador instantáneo 34. Se contemplan también otros circuitos para convertir desviaciones grandes en ajustes grandes y desviaciones pequeñas en ajustes pequeños. Alternativamente, el cálculo de errores puede realizarse en intervalos muy pequeños con incrementos o decrementos constantes de magnitudes, cuando la condición monitorizada está por debajo o por encima de los puntos de referencia.

Los valores de ajuste ajustan la bomba de dosificación de peróxido de hidrógeno 122 y el regulador de gas portador 110, para llevar las condiciones monitorizadas hasta los valores de referencia. Por ejemplo, aumentan las proporciones de inyección de vapor mediante vaporizadores cercanos a áreas con concentración de vapor inferiores, temperaturas superiores, presiones superiores o similares. Las proporciones de producción de vapor se reducen en respuesta a mayores concentraciones de vapor detectadas, temperaturas inferiores detectadas, presiones inferiores o similares. El procesador, opcionalmente, también controla el calentador del recinto 156, los ventiladores de circulación del recinto, la bomba de vacío 152, o similares. Opcionalmente, una señal de entrada al operador 180 le permite ajustar el valor de referencia en cada área, para producir concentraciones superiores o inferiores en áreas seleccionadas.

El vaporizador instantáneo 34 es capaz de conseguir una mayor salida de vapor que los vaporizadores convencionales de tipo goteo. Por ejemplo, un bloque con calentamiento que suministra 1.653 W a los taladros es capaz de vaporizar 50 gramos de peróxido de hidrógeno por minuto (35% de peróxido de hidrógeno, 65% 100 de agua), ya que el calor de vaporización de la solución es 33,7 W-minuto/gramo. Obviamente, a medida que aumenta el calor suministrado, pueden conseguirse los resultados superiores correspondientes. Utilizando uno o más de tales vaporizadores, puede descontaminarse una línea de embotellamiento de alta velocidad (por ejemplo, aproximadamente 1.000 botellas/minuto).

Claims (25)

1. Un sistema de descontaminación de vapor para descontaminar un área definida (10, 144), comprendiendo el sistema al menos un primer conducto (23, 94, 102, 140, 142) para el paso de un primer flujo de gas portador al área definida, incluyendo el conducto una admisión de conducto, estando conectada una descarga de conducto con el área definida, y un vaporizador instantáneo (34) para vaporizar un líquido, que incluye un compuesto antimicrobiano, en vapor,

incluyendo el vaporizador:

un bloque de metal (50);

un medio de calentamiento (80, 82, 84, 86) para calentar y mantener el bloque de metal a una temperatura igual o superior a la temperatura de vaporización del compuesto antimicrobiano: y

un paso (56, 58, 60, 68, 70, 72, 74, 76) que se extiende a través del bloque desde una admisión (52) a una descarga (54);

una fuente (36, 126) de un segundo flujo de gas portador conectada con la admisión del vaporizador (52), para impulsar el vapor a través del vaporizador y crear un diferencial de presión positiva entre el vaporizador y la zona de mezcla, estando conectada la descarga (54) del vaporizador al conducto para la inyección del vapor y del segundo flujo de gas portador en el conducto de absorción, sobre el flujo del primer gas portador, que pasa a través del conducto en una zona de mezcla (38, 92, 112) aguas abajo de la admisión del conducto;

un medio (30, 122) para introducir el líquido desde una fuente (32, 120) al vaporizador instantáneo;

un calentador (20, 106) y un deshumidificador (18, 108) conectados con el conducto aguas arriba de la zona de mezcla, de tal forma que el flujo del primer gas portador puede pasar de la admisión del conducto hasta la zona de mezcla para incorporar el vapor, y a través de la descarga del conducto hasta el área definida, sin que el flujo del primer gas portador pase a través del vaporizador.

2. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado además porque:

el compuesto antimicrobiano incluye peróxido de hidrógeno y medios de calentamiento (80, 82, 84, 86), calentando y manteniendo el bloque de metal a una temperatura igual o superior a la temperatura de vaporización del peróxido de hidrógeno y por debajo de la temperatura de disociación del peróxido de hidrógeno.

3. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado además porque:

el paso (56, 58, 60, 68, 70, 72, 74) se expande en su sección transversal entre la admisión y la descarga.

4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizado además porque:

el paso gira a al menos 180º entre la admisión y la descarga.

5. El sistema según la reivindicación 4, caracterizado además porque:

el paso (56, 58, 60, 70, 72, 74, 76) incluye al menos dos giros de aproximadamente 90º y una pared (67) entre ellos, de tal forma que el líquido en el paso golpea la pared, incrementando por ello la proporción de vaporización del compuesto antimicrobiano líquido.

6. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 4 y 5, caracterizado además porque:

el paso incluye:

una pluralidad de taladros interconectados (56, 58, 60, 70, 72, 74, 76), que se extienden hacia delante y hacia atrás a través del bloque, entre la admisión y la descarga.

7. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-6, caracterizado además por:

un filtro-trampa de microbios (24) entre el conducto y el área definida.

8. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado además porque:

los filtros-trampa de microbios (12, 24) se disponen de forma adyacente a la admisión del conducto y descarga del conducto.

9. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-8, caracterizado además por:

un destructor de peróxido de hidrógeno (14) para descomponer el vapor de peróxido de hidrógeno en vapor de agua y oxígeno, disponiéndose el destructor aguas arriba del deshumidificador.

10. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-9, caracterizado además porque:

se conecta al menos un vaporizador instantáneo adicional con el conducto para introducir más vapor antimicrobiano en el gas portador en el conducto.

11. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-10, caracterizado además por:

al menos un segundo conducto; y

al menos un segundo vaporizador instantáneo conectado con el segundo conducto.

12. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-11, caracterizado además por:

una primera pluralidad de monitores (22), conectados con el conducto aguas arriba de la zona de mezcla;

una segunda pluralidad de de monitores (42), dispuestos en el área definida;

un controlador (42) conectado a los monitores para controlar el medio de introducción de líquido, de acuerdo con las condiciones monitorizadas en el conducto y en el área definida.

13. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-12, caracterizado además por:

al menos un ventilador (44) dispuesto en el área definida para circular vapor hacia las subáreas parcialmente ocluidas.

14. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-13, caracterizado además porque:

los medios de introducción incluyen una bomba de dosificación.

15. Un procedimiento para descontaminar un área definida (10, 144), comprendiendo el procedimiento bombear un primer gas portador a través de un conducto (23, 94, 102, 140, 142), calentar y deshumidificar la primera corriente de gas portador, vaporizando un compuesto antimicrobiano líquido en un vaporizador:

al calentar un bloque (50) del vaporizador por encima de una temperatura de vaporización del compuesto antimicrobiano;

incorporar el compuesto antimicrobiano líquido en un flujo controlado de un segundo gas portador aguas arriba del bloque;

dosificar el compuesto antimicrobiano incorporado en el segundo gas portador en un paso interno (56, 58, 60, 68, 70, 72, 74, 76) en el bloque para vaporizar el compuesto antimicrobiano;

inyectar el vapor antimicrobiano en el conducto en una zona de mezcla (38, 92, 112) aguas arriba de un área definida; y

pasar el primer flujo gas portador desde una admisión del conducto en el conducto aguas arriba de la zona de mezcla, a través de la zona de mezcla, para incorporar el vapor antimicrobiano y el segundo flujo del gas portador, y a través de una descarga del conducto hasta el área definida, sin que el flujo del primer gas portador pase a través del vaporizador.

16. El procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado además por:

tener un flujo de gas portador a través del conducto a un intervalo de al menos 20 metros cúbicos por minuto y ser el área definida un recinto de al menos 10.000 metros cúbicos.

17. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15 y 16, caracterizado además porque:

el vapor antimicrobiano incluye peróxido de hidrógeno, y

el procedimiento incluye además:

el calentamiento de un bloque (50) del vaporizador a una temperatura suficiente para vaporizar el peróxido de hidrógeno, pero siendo tal temperatura inferior a la temperatura a la cual se disocia el peróxido de hidrógeno.

18. El procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado además por:

el soplado del flujo secundario de gas portador a través del paso con peróxido de hidrógeno para crear un diferencial de presión positiva entre el paso y el conducto.

19. El procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado además por:

el filtrado antimicrobiano del gas portador entre el conducto y el área definida.

20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15- 19, caracterizado
además porque:

el área definida (10) es una sala grande y el conducto (23, 94) incluye tubería preexistente de calefacción, ventilación o aire acondicionado.

21. El procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado además por:

suministrar gas portador a través de una pluralidad de conductos a la sala, e

inyectar vapor de peróxido de hidrógeno en el gas portador en cada uno de los conductos.

22. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15-21, caracterizado además por:

dirigir el vapor antimicrobiano en el área definida contra al menos una superficie que se vaya a descontaminar.

23. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15-22, caracterizado además por:

monitorizar una concentración del compuesto antimicrobiano en el vapor antimicrobiano en el área definida, y condiciones del gas portador en el flujo aguas arriba del conducto de la zona de mezcla, y

controlar una proporción a la cual se suministra el vapor antimicrobiano al conducto, de acuerdo con lo anterior.

24. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15-22, caracterizado además por:

monitorizar una concentración de un compuesto antimicrobiano en el vapor antimicrobiano en el área definida hasta que la concentración alcanza un nivel preseleccionado, y

mantener vapor antimicrobiano en el área definida sin adición posterior de vapor durante un periodo de tiempo.

25. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 15-24, caracterizado además por:

un paso interno (56, 58, 60, 70, 72, 74, 76) con giros, y porque adicionalmente el procedimiento incluye:

la impulsión de gotitas de compuesto de peróxido hacia las superficies de paso (67) en los giros del paso interno.