Bei der Dampfsterilisation muss die Luft in der Sterilisationskammer ausreichend lange durch Wasserdampf in der richtigen Menge und Temperatur ersetzt werden. Dafür benötigen die Geräte Lösungen zur Steuerung und Kontrolle von trockenem, gesättigtem Dampf, Zweiphasen-Dampf und Kondensat.
Die Dampfsterilisation ist ein Standardverfahren zur Sterilisation von medizinischen Instrumenten, OP-Bekleidung und Verbandsmaterialien. Eine komplette Entlüftung der Sterilisationskammer inklusive der Luft in und um die zu sterilisierenden Objekte ist bei der Dampfsterilisation Grundvoraussetzung für einen zuverlässigen Prozessablauf. Nur in einer 100%-igen Dampfatmosphäre ist eine homogene Temperaturverteilung gewährleistet. Eventuell in der Sterilisationskammer verbleibende Luft würde sich mit dem Dampf vermischen. So trägt sie zwar zum Druckaufbau bei, reduziert aber zugleich die Temperatur des Dampfes. Die wirkungsvollste Methode zur Entlüftung, die heute in modernen Sterilisationsgeräten eingesetzt wird, ist eine pulsierende Vakuumphase, bei der die Luft aus der Sterilisationskammer entfernt und mehrfach zwischen und aus den zu sterilisierenden Objekten herausgepresst wird.
Für die Steuerung dieser Prozesse hat Bürkert eine kompakte Systemlösung auf Basis eines multifunktionalen Blockdesigns entwickelt. Das Konzept des Spezialisten für Systemlösungen in der Fluidtechnik basiert auf mehreren 2/2-Wege Sitzventilen des Typs 2000 Inox inklusive Zubehör, die durch einen Multifunktionsblock mit platzsparender und flexibler interner Leitungsführung verbunden werden. Bei der Konstruktion von Dampfsterilisationsgeräten entfällt damit das aufwendige, individuelle Zusammensetzen der erforderlichen Ventile, Sensoren, Filter und Rückschlagventile durch Rohrverbindungen und Bögen. Die Blocklösung spart Zeit bei der Entwicklung, Planung und Installation, senkt Kosten und reduziert nicht zuletzt auch wertvollen Bauraum.
Neben der Möglichkeit, kompaktere Geräte zu entwickeln, bietet der Verzicht auf externe Rohrleitungen, Verbindungen und Anschlüsse in der aktuellen Systemlösung höhere Funktionssicherheit und Verfügbarkeit, da viele potenzielle Schwachstellen für Leckagen entfallen.
So kontrolliert ein Typ-2000-Inox-Multifunktionsblock beispielsweise die Verbindungen am Boden der Sterilisationskammer. Typischerweise steuert ein oberhalb der Kammer montierter Block die Dampfzufuhr, Türversiegelung und Ummantelung, während ein weiterer Block unterhalb der Kammer die Evakuierung kontrolliert. Diese Aufgabe übernimmt der Inox-Block. In der ersten Prozessphase wird die Luft aus der Kammer und in und um den zu sterilisierenden Inhalt – beispielsweise OP-Bekleidung und Verbandsmaterial mit poröser Oberfläche – entfernt. Nachdem der luftdichte Verschluss der Kammertür geprüft wurde, öffnen sich die Ventile vom Typ 2000 Inox, damit die angeschlossenen Vakuumpumpen die Luft aus der Kammer absaugen können. Kurz darauf schließen sie sich, Dampf wird über den oberen Block eingeleitet und der Druck in der Kammer steigt wieder auf Atmosphärendruck. Beim wiederholten Durchführen dieses Prozesses pulsiert der Druck in der Kammer typischerweise zwischen 250 bis 300 mbar absolut und Atmosphärendruck. Auf diese Weise können sich die in den porösen Oberflächen, zwischen den zu sterilisierenden Gegenständen sowie in den Ecken der Kammer festsitzenden Luftblasen lösen. Da die Kammer oder angeschlossene Teile möglicherweise nicht völlig leckagefrei sein könnten, besteht immer die Möglichkeit, dass Luft durch das Pulsieren eingesogen wird, das sie eigentlich entfernen sollte. Deshalb wird der Prozess mehrmals wiederholt und durch mehrere positive Druckimpulse über Atmosphärendruck ergänzt.
Während des Sterilisationsprozesses schließen sich die Ventile des Blocks und halten den eingeleiteten Dampf in der Kammer gefangen. Wird das Erreichen der erforderlichen Sterilisationstemperatur durch die Messung eines Sensors im Abfluss für das kondensierte Wasser, dem Punkt der Kammer, an dem die Temperatur wahrscheinlich am niedrigsten ist, bestätigt, bleiben die Ventile geschlossen und helfen so, die Temperatur in der Kammer für einen Zeitraum von 3 bis 4 min konstant zu halten.
Anschließend folgt die Trocknungsphase, bei der sich zunächst ein Typ-2000-Inox-Ventil mit geringem Durchfluss öffnet. Kurz darauf öffnet sich ein parallel geschaltetes Ventil mit vollem Durchfluss, damit die Kammer erst langsam und dann schneller entlüftet wird. Dies geschieht, um die sterilisierten Objekten durch Verdunstung der kondensierten Feuchtigkeit zu trocknen.
Nach Abschluss des Trocknungsprozesses schließen sich die Ventile auf dem Block und ermöglichen so, dass der Druck in der Sterilisationskammer durch Luftzufuhr wieder auf Normalniveau angehoben wird. Der Sterilisationsprozess ist damit abgeschlossen, und die Kammertür kann wieder geöffnet werden. Durch das Aneinanderreihen modularer Ventilgehäuse will das Unternehmen sein Konzept einer Komplettlösung für die Dampfsterilisation weiter optimieren.
Stefan Munko Journalist in Handeloh
Systemlösung im Blockdesign steuert und kontrolliert den Sterilisationsvorgang
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