ES2273787T3 - Vaporizador de agente esterilizante. - Google Patents
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Abstract
Un vaporizador (20) para vaporizar un esterilizante a partir de su fase líquida en un sistema de esterilización en fase vapor que tiene una presión inferior a la presión atmosférica, comprendiendo dicho vaporizador: una entrada (92) para recibir el esterilizante en su fase líquida; una salida (88) para descargar el esterilizante en su fase vapor; un recorrido tortuoso entre la entrada y la salida para recoger los ingredientes no vaporizables del esterilizante; y una restricción de flujo (91, 116, 126, 128, 132) entre el recorrido tortuoso y la salida, en la cual la restricción puede retener el vapor dentro del vaporizador durante al menos 17 milisegundos.
Description
Vaporizador de agente esterilizante.
La presente invención está relacionada con
vaporizadores y procedimientos de vaporización, y más
particularmente con vaporizadores para sistemas de esterilización
por vapores químicos y para un procedimiento de vaporización con
esterilizantes.
Los sistemas de esterilización química a base de
vapores constituyen una popular alternativa a la esterilización por
vapor de agua. Típicamente permiten la esterilización a temperaturas
inferiores a las posibles con el vapor de agua, permitiendo así la
esterilización de artículos sensibles a altas temperaturas. Varios
de estos sistemas están disponibles en el comercio, tales como el
sistema de esterilización por gas/plasma de peróxido de hidrógeno
Marca
STERRAD.
STERRAD.
En este sistema, una cámara de esterilización es
sometida a bajas presiones, aproximadamente 1,33 x 10^{2} Pa, y
se introduce en la cámara peróxido de hidrógeno líquido que se
vaporiza a esa baja presión. El vapor de peróxido de hidrógeno se
difunde en los artículos colocados dentro de la cámara. Pasado un
tiempo, se emplea un campo electromagnético u otro medio para
inflamar un plasma del vapor de peróxido de hidrógeno y, cuando se
interrumpe el campo de inducción de plasma, los constituyentes se
reagrupan para formar oxígeno y agua. Tales sistemas están
descritos más extensamente en los documentos
US-A-4.643.876 y
US-A-4.756.882.
Las soluciones de peróxido de hidrógeno y otros
esterilizantes líquidos contienen típicamente constituyentes no
vaporizables; por ejemplo, en una solución de peróxido de hidrógeno
con una concentración típica del 59% se encuentran presentes, para
estabilizar la solución líquida, cantidades trazas de productos
químicos tales como sales de metales de transición y depuradores
(scavengers) orgánicos de radicales libres. Tras la vaporización de
la solución de peróxido de hidrógeno, estos productos químicos
quedan como partículas sólidas. Si no se hace un esfuerzo para
separar y recoger estos constituyentes, pueden quedar depositados
sobre los elementos presentes en la cámara de esterilización. La
mayoría de estos constituyentes son inofensivos, y su presencia es
meramente invisible y/o produce quizás la falsa impresión de que
estos procedimientos de esterilización no han sido completados. Sin
embargo, en ciertos procedimientos de esterilización, estos
constituyentes pueden ser nocivos para los instrumentos o bien para
el paciente. En consecuencia, es deseable eliminar tales
constituyentes antes de liberar el peróxido de hidrógeno vaporizado
u otro esterilizante en la cámara de esterilización.
El documento
US-A-6.106.772 enfoca este problema
proporcionando una placa de impacto, fuera del vaporizador de la
cámara, sobre la cual impacta la corriente de peróxido de hidrógeno
que se está vaporizando antes entrar en contacto con los
dispositivos o carga a esterilizar en la cámara de esterilización.
De esta manera, parte de los constituyentes no vaporizables se
adhieren a la placa, en lugar de depositarse sobre la carga de la
cámara de esterilización. Aunque este sistema proporciona una clara
ventaja respecto a no tener ningún control sobre los constituyentes
no vaporizables, aún pueden depositarse pequeñas cantidades de tales
constituyentes no vaporizables sobre la carga de la cámara de
esterilización. En consecuencia, sería deseable proporcionar un
sistema y un procedimiento para recoger tales constituyentes con un
mayor grado de eficiencia.
El esterilizador tipo gas/plasma de peróxido de
hidrógeno marca STERRAD 200 emplea un vaporizador en el cual el
peróxido de hidrógeno que se vaporiza sigue un camino formado por
una serie de aletas anulares en una cámara cilíndrica que crean una
serie de espacios a modo de toros, y en el cual cada aleta está
atravesada por una abertura desplazada respecto a las aberturas de
las aletas adyacentes con el fin de proporcionar una serie de
cambios de dirección a través del vaporizador.
Los presentes solicitantes han descubierto que
proporcionando una restricción de flujo aumenta el tiempo de
residencia en el interior del vaporizador y también aumenta la
eficiencia del vaporizador.
Un vaporizador según la presente invención
vaporiza un esterilizante a partir de su fase líquida en un sistema
de esterilización en fase vapor que tiene una presión inferior a la
presión atmosférica. El vaporizador comprende una entrada para
recibir el esterilizante en su fase líquida, una salida para
descargar el esterilizante en su fase vapor, un recorrido tortuoso
entre la entrada y la salida para recoger los ingredientes no
vaporizables del esterilizante, y una restricción de flujo.
Preferiblemente, el recorrido tortuoso comprende
una pluralidad de pantallas. El recorrido tortuoso puede comprender
un tubo interior situado concéntricamente dentro de un tubo
exterior, incluyendo el circuito tortuoso una primera parte en una
primera dirección entre el tubo interior y el tubo exterior y una
segunda parte a través del tubo interior en una segunda dirección
opuesta. El recorrido tortuoso comprende al menos una parte en la
cual el área de una sección transversal eficaz de la parte aumenta
al menos un 89% para reducir la velocidad del esterilizante que
pasa a través de la misma. El recorrido tortuoso comprende
preferiblemente al menos dos giros, cada uno de ellos de al menos
90 grados.
La restricción de flujo puede comprender un
orificio que tiene un área de sección transversal no superior al
44,1% del área de sección transversal del recorrido tortuoso situado
inmediatamente aguas arriba del orificio. La restricción retiene el
vapor dentro del vaporizador durante al menos 17 milisegundos, y más
preferiblemente durante al menos 26 milisegundos.
Un procedimiento para proporcionar un
esterilizante en fase vapor a una cámara de esterilización, según la
presente invención, comprende las etapas de crear en el interior de
un vaporizador unas condiciones de temperatura y presión
suficientes para vaporizar el esterilizante, admitir el
esterilizante en el vaporizador en su fase líquida, y vaporizar el
esterilizante. El esterilizante pasa a través de un recorrido
tortuoso en donde se recogen los componentes no vaporizables del
esterilizante sobre las superficies que forman el recorrido
tortuoso. El esterilizante, en su fase vapor, pasa a través de una
restricción de flujo que aumenta el tiempo de residencia en el
interior del recorrido tortuoso y aumenta la eficiencia de recogida
de los componentes no vaporizables. El esterilizante vaporizado
pasa al exterior del
vaporizador.
vaporizador.
Los componentes no vaporizables pueden
comprender compuestos estabilizantes para la fase líquida del
esterilizante. El esterilizante puede comprender peróxido de
hidrógeno.
Preferiblemente, al menos el 50%, y más
preferiblemente al menos el 75% de los componentes no vaporizables
son eliminados del esterilizante previamente a la etapa de paso del
esterilizante al exterior del vaporizador.
La Figura 1 es un diagrama de flujo de un
sistema de esterilización que emplea un vaporizador según la
presente invención;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de una
primera realización del vaporizador de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista despiezada en sección
tomada por la línea 3 - - 3 de la Figura 2, en la cual se ha
retirado parcialmente el núcleo;
La Figura 4 es una vista despiezada en sección
tomada por la línea 3 - - 3 de la Figura 2, en la cual no se ha
retirado el núcleo;
La Figura 5 es una vista en perspectiva en
sección tomada por la línea 3 - - 3 de la Figura 2;
La Figura 6 es una vista seccionada de una
segunda realización de un vaporizador según la presente
invención;
La Figura 7 es una vista seccionada de una
tercera realización de un vaporizador según la presente
invención;
La Figura 8 es una vista seccionada de una
cuarta realización de un vaporizador según la presente
invención;
La Figura 9 es una vista seccionada de un tubo
de salida de una quinta realización de un vaporizador según la
presente invención;
La Figura 10 es una vista en perspectiva del
sistema de la Figura 1; y
La Figura 11 es una vista en alzado lateral del
sistema de la Figura 10.
La Figura 1 ilustra esquemáticamente el formato
de un sistema de esterilización 10 en fase vapor y los componentes
para suministrar esterilizante al mismo. Un esterilizante líquido,
tal como una solución al 59% de peróxido de hidrógeno y agua, se
encuentra almacenado dentro de un depósito 14. Una bomba 16 y una
válvula 18 controlan el flujo de esterilizante desde el depósito 14
hasta un vaporizador 20. El vaporizador 20 se conecta a una cámara
de esterilización 22 a través de un colector 24. Una bomba de vacío
26 y una válvula 28 proporcionan los medios para hacer el vacío en
la cámara 22 y una válvula de venteo 30 permite ventilar la cámara
22 a la atmósfera.
Antes de la admisión del esterilizante 12 se
hace el vacío en la cámara 22 mediante la bomba de vacío 26.
Típicamente, el vacío es aproximadamente de 1Torr. El vaporizador 20
está fluídicamente conectado a la cámara 22 y por lo tanto está
efectivamente a la misma presión inicial que la cámara 22, con la
excepción de la caída de presión entre ambos inducida por el flujo.
El esterilizante líquido 12 penetra en el vaporizador a través de
una entrada 32 e inmediatamente comienza a vaporizarse debido a la
baja presión y al calentamiento del mismo.
Efectúa a través de este un recorrido tortuoso
34, tal como el creado por una serie de pantallas 36 u otros
objetos variadores de la dirección del flujo que proporcionen una
pluralidad de cambios direccionales, permitiendo así que el flujo
de esterilizante 12 que se está vaporizando impacte sobre las
superficies 38 del vaporizador 20 según pasa a través del mismo.
Este impacto provoca que los componentes no vaporizables 40 del
esterilizante 12 se depositen sobre estas superficies de impacto
38. Cuando el esterilizante 12 sale del vaporizador 20 a través de
su salida 42, una proporción bastante elevada de los componentes no
vaporizables 40 queda adherida a las superficies de impacto 38 en
el interior del vaporizador. Así pues, cuando el esterilizante 12
avanza por el colector 24 hasta la cámara 22, está relativamente
libre de constituyentes no vaporizables.
La Figura 2 muestra una realización del
vaporizador 20 según la presente invención. Comprende una carcasa
44 que tiene un panel desmontable 46. La carcasa 44 encaja en un
soporte de montaje 48. Unos accesorios roscados 50 existentes en el
soporte 48 se conectan a unas orejetas 52 y 54 de la carcasa 44 y
del panel 46, respectivamente, y se sujetan mediante unas tuercas
56. El panel 46 está provisto de unas asas 58 para desmontar el
panel.
Contemplando además las Figuras 3 y 4, puede
apreciarse que toda la carcasa 44 está aislada por una manta 60 que
puede comprender cualquier aislante adecuado. Entre la manta 60 y la
carcasa 44 existe un calentador eléctrico 62. Los separadores 64
entre la carcasa 44 y el soporte de montaje 48 también ayudan a
reducir las pérdidas de calor de la carcasa 44.
En la carcasa 44 está montado un núcleo 66. El
núcleo 66 comprende un cilindro 68 que tiene un extremo abierto 70
y un extremo cerrado 72 con una pluralidad de aletas anulares 74
extendidas radialmente desde el mismo. Las aletas 74 se extienden
hacia la carcasa 44 pero no llegan a tocar la carcasa. Un tabique 76
con un labio anular 78 está sujeto al extremo cerrado 72 del
cilindro y sellado a la carcasa 44 mediante un anillo tórico 80. Un
calentador 82 del núcleo, que tiene un termostato 84 y un termistor
86, está sujeto al tabique 76 para calentar el núcleo 66. Una manta
aislante 87 cubre el calentador 82. Todo ello está tapado por el
panel desmontable 46, de manera que el núcleo 66 pueda ser
desmontado fácilmente para su limpieza.
El cilindro 68 del núcleo está montado sobre un
tubo 88 de salida que penetra en la carcasa 44. El tubo 88 de
salida tiene un diámetro exterior ligeramente menor que el diámetro
interior del cilindro 68 del núcleo, y tiene un extremo abierto 90
asentado junto al extremo cerrado 72 del cilindro pero sin tocar el
mismo. El estrecho ajuste entre el tubo 88 de salida y el cilindro
68 del núcleo crea una restricción 91 del flujo.
Una pareja de tubos 92 para líquido penetran en
la carcasa 44 junto al tabique 76 y están sujetos preferiblemente
mediante un accesorio 94.
Contemplando además la Figura 5, una junta 96
cubre los extremos distales 98 de cada una de las aletas 74 para
sellar las aletas 74 a la carcasa 44. Las aletas están provistas de
una serie de aberturas 100, adyacentes al cilindro 68, que están
mútuamente desplazadas entre las aletas 74 colindantes de tal modo
que los gases pueden pasar por las aletas 74 fluyendo a través de
las aberturas 100, pero haciendo frecuentes cambios de dirección.
Las aletas 74 crean una serie de espacios o huecos 102, con un hueco
104 de entrada adyacente a los tubos 92 para líquido y un hueco
terminal 106 adyacente al extremo abierto 70 del cilindro. El
líquido que penetra en el vaporizador 20 a través de los tubos 92
para líquido se vaporiza, fluye a lo largo de un recorrido tortuoso
108 a través de las aberturas 100 hasta el hueco terminal 106, y
luego entra en un espacio 110 entre el cilindro 68 y el tubo de
salida 88. En el espacio 110 entra a través del extremo abierto 70
del cilindro. A continuación el flujo penetra en el tubo 88 de
salida a través de su extremo abierto 90. Durante el recorrido este
flujo impacta sobre muchas superficies, dejando detrás depósitos de
componentes no vaporizables 40.
La Figura 6 ilustra una realización alternativa
de la invención. Esta realización emplea un tubo 112 de salida que
tiene una sección reductora 114 en la interfaz con la carcasa 44 y
que conduce a una sección 116 de menor diámetro dentro del cilindro
68. En consecuencia, un espacio 118 entre el tubo 112 de salida y el
cilindro 68 tiene un área de la sección transversal mayor que en la
realización anterior. Esto reduce la velocidad del flujo en el
espacio 118 y aumenta el tiempo de residencia para permitir que
salga del esterilizador 12 una parte mayor de los componentes no
vaporizables 40. La estrechez del diámetro de la sección 116 de
pequeño diámetro también aumenta este efecto, ya que el área de
sección transversal de la sección 116 de pequeño diámetro es menor
que el área de sección transversal del espacio 118 o de un espacio
120 situado entre el cilindro 68 y la carcasa 44, por lo que actúa
como una restricción de flujo.
La Figura 7 ilustra una realización adicional en
la cual un tubo 122 de salida no se extiende hacia el interior de
la carcasa, sino que tiene una sección reductora 124 con una elevada
relación de áreas (igual o superior a 3:1) que conduce a una parte
de salida 126 muy estrecha, proporcionando así una restricción de
flujo. Esta gran restricción de flujo disminuye substancialmente la
velocidad en el resto del vaporizador 20, permitiendo así un mayor
tiempo de residencia y un mayor grado de separación de los
componentes no vaporizables 40 para un determinado tamaño del
vaporizador 20. Alternativamente, puede reducirse el tamaño del
vaporizador 20 manteniendo el mismo nivel de eficiencia en la
eliminación de componentes no vaporizables 40.
La Figura 8 ilustra el mismo concepto pero
emplea un orificio 128 en lugar de una sección reductora para
proporcionar una reducción de flujo.
La Figura 9 ilustra un tubo 130 de salida que
tiene un orificio 132 en medio del mismo.
La Tabla 1 ilustra cómo un orificio de
restricción puede aumentar la eficiencia del vaporizador 20 en la
recogida de componentes no vaporizables 40. Se ilustra la
diferencia de prestaciones de un vaporizador configurado según el
representado en la Figura 6 con dos diferentes secciones 116 de
pequeño diámetro. Reduciendo el diámetro un 50%, la eficiencia de
recogida aumentó del 76% al 100%.
\vskip1.000000\baselineskip
El tiempo de residencia del vapor retenido en el
vaporizador puede ser calculado según las ecuaciones siguientes:
t = (L/v) x
1000,
v = (W x 144)/(\rho x A),
\vskip1.000000\baselineskip
en
donde
t = tiempo de residencia, calculado,
milisegundos,
L = longitud del recorrido del flujo, medida,
ft,
v = velocidad del vapor, calculada, ft/sec,
W = caudal másico, medido, lb/sec,
\rho = densidad del vapor, calculada, (P x
MW)/(R x T), lb/ft^{3},
P = presión aguas arriba vaporizador, medida,
psia,
MW = peso molecular del vapor, calculado,
g/mol,
R = constante de los gases,
mmHg-1/mol ºK,
A = área de la sección transversal para el flujo
en el vaporizador, medida, in^{2}.
El tiempo de residencia de 17 segundos para el
tubo de 1,5 in de diámetro exterior puede calcularse con los
siguientes datos medidos.
Las Figuras 10 y 11 ilustran el sistema 10 con
el vaporizador situado encima de la cámara esterilizadora 22 y
mostrando el colector 24 que conduce desde el vaporizador 20 hasta
diversas localizaciones dentro de la cámara de esterilización.
Después de un número de ciclos, se depositará
una cantidad suficiente de componentes no vaporizables 40 sobre los
componentes del interior del vaporizador 20 y será deseable eliminar
estos depósitos. Preferiblemente, la carcasa 44 está ligeramente
inclinada desde donde está unido el panel 46 hasta donde sale el
tubo 88 de salida, de manera que cuando se desmonte el panel 46 sea
más fácil deslizar el núcleo y sacarlo de la carcasa 44. Si se
quedara encajado, pueden girarse las tuercas 56 para empujar el
núcleo 56 y sacarlo de la carcasa 44.
Una vez descrita totalmente la invención, será
aparente para un experto en la técnica que pueden hacerse a la
misma muchas modificaciones sin salirse del alcance de la invención,
según está definido en las reivindicaciones siguientes.
Claims (19)
1. Un vaporizador (20) para vaporizar un
esterilizante a partir de su fase líquida en un sistema de
esterilización en fase vapor que tiene una presión inferior a la
presión atmosférica, comprendiendo dicho vaporizador:
una entrada (92) para recibir el esterilizante
en su fase líquida;
una salida (88) para descargar el esterilizante
en su fase vapor;
un recorrido tortuoso entre la entrada y la
salida para recoger los ingredientes no vaporizables del
esterilizante; y
una restricción de flujo (91, 116, 126, 128,
132) entre el recorrido tortuoso y la salida, en la cual la
restricción puede retener el vapor dentro del vaporizador durante
al menos 17 milisegundos.
2. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual el recorrido tortuoso comprende una
pluralidad de pantallas (74).
3. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual el recorrido tortuoso comprende un tubo
interior (88, 116) situado concéntricamente dentro de un tubo
exterior (68), incluyendo el circuito tortuoso una primera parte en
una primera dirección entre el tubo interior y el tubo exterior y
una segunda parte a través del tubo interior en una segunda
dirección opuesta.
4. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual el recorrido tortuoso comprende al menos
una parte en la cual el área de una sección transversal efectiva de
la parte aumenta al menos un 89% para reducir la velocidad del
esterilizante que pasa a través de la misma.
5. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual la restricción de flujo comprende un
orificio (128, 132) que tiene un área de sección transversal no
superior al 44,1% del área de sección transversal del recorrido
tortuoso situada inmediatamente aguas arriba del orificio.
6. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual el recorrido tortuoso comprende
preferiblemente al menos dos giros, cada uno de ellos de al menos
90 grados.
7. Un vaporizador según la
reivindicación 1 en el cual la restricción puede retener el vapor
dentro del vaporizador durante al menos 26 milisegundos.
8. Un procedimiento para proporcionar un
esterilizante en fase vapor a una cámara de esterilización que
comprende las etapas de:
crear en el interior de un vaporizador unas
condiciones de temperatura y presión suficientes para vaporizar el
esterilizante;
admitir el esterilizante, en su fase líquida, en
el vaporizador y vaporizar el esterilizante;
pasar el esterilizante a través de un recorrido
tortuoso y recoger los componentes no vaporizables del esterilizante
sobre unas superficies que forman el recorrido tortuoso;
pasar el esterilizante, en su fase vapor, a
través de una restricción de flujo; y
pasar el esterilizante, en su fase vapor, al
exterior del vaporizador.
9. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual Los componentes no vaporizables pueden
comprender compuestos estabilizantes para la fase líquida del
esterilizante. El esterilizante puede comprender peróxido de
hidrógeno.
10. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual la etapa de pasar el esterilizante a
través del recorrido tortuoso comprende pasar el esterilizante en
una primera dirección a través de un tubo interior situado
concéntricamente dentro de un tubo exterior y en una segunda
dirección opuesta entre el tubo interior y el tubo exterior.
11. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual la etapa de pasar el esterilizante a
través de un recorrido tortuoso comprende pasar el esterilizante a
través de al menos una parte en la cual el área efectiva de la
sección transversal de la parte aumenta en al menos 89%, con lo cual
se reduce la velocidad del esterilizante que pasa a su través.
12. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual la etapa de pasar el esterilizante a
través del recorrido tortuoso comprende pasar el esterilizante a
través de un orificio que tiene un área de sección transversal no
superior al 44,1% del área de una sección transversal del recorrido
tortuoso situada inmediatamente aguas arriba del orificio.
13. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual la etapa de pasar el esterilizante a
través del recorrido tortuoso comprende hacer que el esterilizante
haga al menos dos giros, cada uno de los cuales sea de al menos 90
grados.
14. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual los componentes no vaporizables
comprenden compuestos estabilizantes para la fase líquida del
esterilizante.
15. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual el esterilizante comprende peróxido de
hidrógeno.
16. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual al menos el 75% de los componentes no
vaporizables son eliminados del esterilizante antes de la etapa de
pasar el esterilizante al exterior del vaporizador.
17. Un procedimiento según la
reivindicación 16 en el cual substancialmente todos los componentes
no vaporizables son eliminados del esterilizante antes de la etapa
de pasar el esterilizante al exterior del vaporizador.
18. Un procedimiento según la
reivindicación 8 en el cual el esterilizante permanece dentro del
vaporizador durante al menos 17 milisegundos.
19. Un procedimiento según la
reivindicación 18 en el cual el esterilizante permanece dentro del
vaporizador durante al menos 26 milisegundos.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US728973 | 1985-04-30 | ||
| US09/728,973 US20020098111A1 (en) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Vaporizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2273787T3 true ES2273787T3 (es) | 2007-05-16 |
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ID=24929032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01310116T Expired - Lifetime ES2273787T3 (es) | 2000-12-04 | 2001-12-03 | Vaporizador de agente esterilizante. |
Country Status (7)
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