DE69707388T2

DE69707388T2 - Apparat zur Herstellung einer sterilisierenden Lösung

Info

Publication number: DE69707388T2
Application number: DE69707388T
Authority: DE
Inventors: Sergei Boutine; Julian Bryson; Nougzar Djeiranishvili; Marina Kirk; James Spickernell; Ian Woodcock
Original assignee: Sterilox Technologies International Ltd
Current assignee: Cantel Medical UK Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: EP0832850A1; JPH1099864A; WO1998013303A1; US6059941A; GB9620102D0; ATE207040T1; DE69707388D1; AU4467897A; GB2316090A; EP0832850B1; GB2316090B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Sterilisationslösung durch elektrolytische Behandlung einer wässrigen Salzlösung.
In Krankenhäusern ist es wichtig, eine sterile Umgebung schaffen zu können, besonders in Operationssälen und anderen Orten, in denen invasive Behandlungen durchgeführt werden. Chirurgische Instrumente und andere Vorrichtungen müssen vor dem Gebrauch sterilisiert werden, um die Gefahr einer bakteriellen Infektion zu verringern. Ein bestehendes Sterilisationsverfahren ist die Anwendung von Hitze in einem Autoklaven, aber dieser ist für Operationsvorrichtungen wie hitzeempfindliche Endoskope ungeeignet, die hohen Temperaturen nicht standhalten können.
Ein anderes Verfahren betrifft den Gebrauch einer chemischen Sterilisationslösung z.B. Glutaraldehyd. Dies kann aufgrund einer Überempfindlichkeit von Patienten gegenüber den in der Lösung verwendeten Chemikalien und auch aufgrund der geringen sporentötenden Aktivität des Glutaraldehyds unbefriedigend sein. Andere Desinfektionsmittel wie Chlordioxid und Peressigsäure sind teuer und werden nicht auf Nachfrage hergestellt. Diese bekannten Sterilisationslösungen werden im allgemeinen in Chargen hergestellt und es kann schwierig sein, eine konstante und wirtschaftliche Lieferung der Lösung sicherzustellen.
Aus der GB 2253860 ist es bekannt, Wasser zu behandeln, indem man dieses durch eine Elektrolysezelle leitet, die durch eine poröse Membran getrennte Anoden- und Kathodendurchflusskammern besitzt, wobei eine der Kammern eine Arbeitskammer ist, durch die das zu behandelndes Wasser in Aufwärtsrichtung geführt wird, und die andere eine Hilfskammer ist, die in geschlossener Verbindung mit einer Gastrennkammer steht, die auf einem höheren Niveau als die Elektrolysezelle angeordnet ist. Wasser mit einem höheren Salz- und/oder Mineralstoffgehalt als das zu behandelnde Wasser gelangt aufwärts durch die Hilfskammer zur Gastrennkammer und wird durch Konvektion und durch die Scherkräfte, die durch das Aufsteigen von an der Elektrode in der Hilfskammer erzeugten Gasblasen auf das Wasser wirken, zurück zur Hilfskammer geführt. Der Wasserdruck in der Arbeitskammer ist höher als der in der Hilfskammer, und die gasförmigen Elektrolyseprodukte werden über ein Gas-Überdruckventil aus der Gastrennkammer abgeleitet.
Dieser elektrolytische Prozess wirkt auf im Wasser gelöste Salze und Minerale wie Metallchloride, -sulfate, -carbonate und -hydrocarbonate. Enthält die Arbeitskammer die Kathode, kann die Alkalinität des Wassers durch die Erzeugung von leicht löslichen Metallhydroxiden als Folge der kathodischen Behandlung gesteigert werden. Alternativ kann die Elektrolysezelle so geschaltet werden, dass die Arbeitskammer die Anode enthält; in einem solchen Fall wird der Säuregehalt des Wassers durch die Erzeugung einer Vielzahl von stabilen und instabilen Säuren als Folge der anodischen Behandlung gesteigert. Jedoch ist es schwierig, die variablen Faktoren wie den Elektrolysegrad, die Konzentration an gelösten Salzen und Mineralen und die Waserdurchflussraten so zu regeln, daß eine gleichbleibende Versorgung mit Sterilisationslösung gewährleistet ist.
Eine weitere Elektrolysezelle ist aus der GB 2274113 bekannt. Diese Zelle enthält ein Paar koaxialer Elektroden, durch ein keramisches Diaphragma getrennt, wodurch ein Paar koaxialer Kammern definiert wird. Diese Elektrolysezelle ist im Aufbau der in der GB 2253850 offenbarten sehr ähnlich.
Die JP 07 031979 zielt darauf, das Entstehen von Abscheidungen in einer Elektrolysezelle zu vermeiden und den Langzeitbetrieb einer Zelle zu ermöglichen. Enthärtetes Wasser wird der Anoden- und der Kathodenkammer einer Elektrolysezelle zugeführt. Die Zufuhr von enthärtetem Wasser zur Anode umfaßt Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid, während die Kathode nur enthärtetes Wasser erhält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Sterilisationslösung bereitgestellt, wobei diese Vorrichtung umfasst:
eine Eingangswasserzuleitung;
einen Abwasserbehälter;
mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter, der mit der genannten Eingangswasserzuleitung verbunden ist und eine Ableitung für enthärtetes Wasser besitzt;
eine Temperatursonde in der genannten Eingangswasserzuleitung zum Überprüfen, dass das dem genannten mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter zugeführte Eingangswasser eine Temperatur im Bereich von 10º bis 25º hat;
mindestens ein erstes Magnetventil, das sich in der genannten Eingangswasserzuleitung befindet und auf die mit einer Temperatursonde gemessene Temperatur des Eingangswassers reagiert, so dass Eingangswasser zu dem genannten mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter geführt wird, wenn die Temperatur des Eingangswassers innerhalb des genannten Bereichs von 10º bis 25º liegt, oder das Eingangswasser zu dem genannten Abwasserbehälter geführt wird, wenn das Eingangswasser außerhalb des genannten Bereichs von 10º bis 25º liegt;
ein zweites Magnetventil in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser;
einen ersten Durchflussmesser in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser, der sich in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Magnetventil befindet;
wobei die Betätigung des zweiten Magnetventils bewirkt, dass entweder enthärtetes Wasser dem genannten ersten Durchflussmesser oder Regenerationsflüssigkeit dem genannten Abwasserbehälter in Abhängigkeit davon zugeführt wird, ob sich der genannte mindestens eine Ionenaustausch- Wasserenthärter in aktivem Zustand befindet oder gerade regeneriert wird;
wobei der erste Durchflussmesser die Menge des enthärteten Wassers überwacht, die von dem genannten mindestens einen Tonenaustausch-Wasserenthärter erzeugt wird, und dabei bestimmt, wann der aktive Zustand für den mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter abgeschlossen ist und wann die Regeneration beginnen soll;
ein drittes Magnetventil in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser, das sich in Strömungsrichtung hinter dem ersten genannten Durchflussmesser befindet;
einen Tank für gesättigte Salzlösung mit einer Zuleitung, die mit dem genannten dritten Magnetventil verbunden ist;
einen Tank zum Herstellen einer gesättigten Salzlösung mit einer Zuleitung, die mit dem genannten dritten Magnetventil über einen zweiten Durchflussmesser verbunden ist;
einen Vorratstank für enthärtetes Wasser mit einer Zuleitung, die mit dem genannten dritten Magnetventil verbunden ist und der eine Ableitung für das enthärtete Wasser des Vorratstank aufweist;
wobei die Betätigung des dritten Magnetventils bewirkt, dass enthärtetes Wasser zu einem der folgenden Tanks geführt wird:
dem Tank für gesättigte Salzlösung, dem Tank zum Herstellen einer gesättigten Salzlösung und dem Vorratstank für enthärtetes Wasser;
einen Salz-Einfüllstutzen oder eine solche Rutsche zum Einfüllen von Salz in den Tank zum Herstellen einer gesättigten Salzlösung;
eine Rezirkulationsschleife, umfassend eine Pumpe und ein viertes Magnetventil, das in einer Stellung die Rezirkulation der im genannten Herstellungstank herzustellenden Salzlösung ermöglicht, bis Sättigung erreicht ist, zu welcher Zeit dann gesättigte Salzlösung über eine zweite Stellung des genannten vierten Magnetventils in den genannten Vorratstank für gesättigte Salzlösung geleitet wird;
wobei der genannte Vorratstank für gesättigte Salzlösung eine erste Ableitung aus dem Vorratstank für gesättigte Salzlösung besitzt, die zum Zwecke der Regeneration des genannten mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärters über ein fünftes Magnetventil zu diesem mindestens einen Tonenaustausch-Wasserenthärter führt, und eine zweite Ableitung aus dem Vorratstank für gesättigte Salzlösung besitzt, die in die genannte Ableitung für enthärtetes Wasser aus dem Vorratstank mündet, wodurch eine Mischzuleitung entsteht;
mindestens eine Elektrolysezelle mit einer Arbeitskammer und einer Hilfskammer, die durch eine poröse Membran voneinander getrennt sind, wobei eine der genannten Kammern eine Anode enthält und die andere der genannten Kammern eine Kathode aufweist und die Arbeits- und die Hilfskammer jeweils entsprechende Zuleitungen besitzen, die mit der genannten Mischzuleitung verbunden sind;
ein sechstes Magnetventil;
wobei die Arbeitskammer eine Ableitung zum Abführen einer Sterilisationslösung über das genannte sechste Magnetventil besitzt;
wobei die Hilfskammer eine Ableitung besitzt, die über das sechste Magnetventil mit dem Abwasserbehälter verbunden ist;
pH-Sensoren und Redoxpotential-Sensoren zum Überwachen des pH-Wertes und des Redoxpotentials der Sterilisationslösung in der Ableitung aus der genannten Arbeitskammer und zum Überwachen und Anzeigen eines Alarmzustandes, wenn die Sterilisatzonslösung in der genannten Ableitung aus der Arbeitskammer einen pH-Wert außerhalb eines Bereichs von 4,0 bis 7,0 und ein Redoxpotential außerhalb eines Bereichs von 800 bis 1300 mV besitzt und
wobei das genannte sechste Magnetventil so eingestellt ist, dass Sterilisationslösung abgegeben wird, wenn entweder das Redoxpotential oder der pH-Wert der genannten Sterilisationslösung oder beide innerhalb der genannten Bereiche liegen, und daß die genannte Sterilisationslösung von der Ableitung der genannten Arbeitskammer zum Abwasserbehälter geführt wird, wenn entweder das Redoxpotential oder der pH-Wert oder beide außerhalb der Bereiche liegen.
Es sollte klar sein, dass Computer verwendet werden können, um die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zu überwachen, wie hier nachstehend erklärt wird. Im allgemeinen beinhaltet die Arbeitskammer der Elektrolysezelle die Anode und die Hilfskammer die Kathode, obwohl diese Anordnung für manche Anwendungen umgedreht werden kann.
Zusätzlich können zwei Wasserenthärter vorgesehen sein, von denen einer aktiv ist und der andere als Ersatz dient. Die Arbeitszeit oder die Zeit des aktiven Zustandes jedes Wasserenthärters, bevor sein Ionenaustauscherharz regeneriert werden muss, kann unter anderem von der Durchflussrate und der Härte des lokalen Wassers bestimmt sein. Diese können während der Erstinstallation der Vorrichtung bestimmt werden, um eine Zeitspanne des aktiven Zustands für jeden Wasserenthärter zu definieren. Während der erste Wasserenthärter aktiv ist, wird der zweite regeneriert, bis die aktive Zeitspanne abgelaufen ist, woraufhin der zweite Wasserenthärter in den aktiven Zustand übergeht und der erste der Regeneration unterzogen wird. Dieser Prozess wird unter der Kontrolle von Computern wiederholt, wodurch eine gleichmäßige Zufuhr von enthärtetem Wasser sichergestellt wird. Die Wasserenthärter werden regeneriert, indem zunächst gesättigte Salzlösung und dann Eingangswasser durch das Ionenaustauscherharz geleitet werden. In einer beispielhaften Ausgestaltung erfordert eine Herstellungsrate von 500 Litern enthärtetem Wasser pro Stunde bei einer Wasserhärte von 350 ppm alle 20 Minuten Regeneration. Das Verhältnis zwischen der Wasserhärte/Durchflussrate und der Regenerationszeit ist umgekehrt proportional. Enthärtetes Wasser kann in einem Vorratstank für enthärtetes Wasser gelagert werden, der vorzugsweise mit einem Sensor ausgestattet ist, der bestimmt, wann der Tank voll oder leer ist, und die die Zufuhr von enthärtetem Wasser zum Tank unterbricht, wenn dieser voll ist, und der die Herstellung der Sterilisationsflüssigkeit anhält und einen Alarm auslöst, wenn der Tank leer ist.
Gesättigte Salzlösung wird in der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Sterilisationslösung herzustellen sowie um den mindestens einen Wasserenthärter zu regenerieren. Die gesättigte Salzlösung wird vorzugsweise wie erforderlich durch Auflösen von Kristallsalz in enthärtetem Wasser erzeugt. Geeignete Salze schließen Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid oder irgendeine Kombination davon ein. Es ist bei der Herstellung der Salzlösung wichtig sicherzustellen, dass ausreichend Salz vorhanden ist, um die Sättigung zu erreichen, aber nicht soviel, daß das Gefäß, in dem die Salzlösung erzeugt wird, zum Überfließen gebracht wird. Dies kann erreicht werden, indem ein erster Teil des Vorrats an enthärtetem Wasser zum Tank für die gesättigte Salzlösung geführt wird, der einen Herstellungstank und einen Vorratstank umfassen kann, die jeder für sich mit Höhenmesssensoren ausgestattet sein können. Bei der anfänglichen Inbetriebnahme der vorliegenden Erfindung werden beide Tanks leer sein. Ein bestimmtes Volumen Wasser (beispielsweise 30 Liter) wird in den Herstellungstank geführt, gefolgt von einer vorgegebenen Menge an Salz (beispielsweise 70 kg). Die Salzzugabe wird eingestellt, wenn die Höhenmesssensoren anzeigen, dass der Herstellungstank voll ist. Dann wird Wasser zugegeben, bis der Herstellungstank voll ist, wenn das nicht schon der Fall ist, und die Lösung wird eine vorgegebene Zeit lang (beispielsweise 10 Minuten) umgewälzt, bis Sättigung erreicht ist. Ein Volumen an gesättigter Salzlösung, das dem gegebenen Wasservolumen (beispielsweise 30 Liter) entspricht, wird dann in den Vorratstank überführt, und ein weiteres gegebenes Wasservolumen (beispielsweise 30 Liter) wird in den Herstellungstank gegeben. Dieser Kreislauf wird wiederholt, um frische gesättigte Salzlösung zu erzeugen, während die Lösung aus dem Vorratstank in den Wasserenthärtern und der mindesten einen Elektrolysezelle eingesetzt wird. Da das Salz im Herstellungstank verbraucht wird, wird die Zugabe des gegebenen Wasservolumens (beispielsweise 30 Liter) als Folge davon, dass das Kristallsalz weniger Wasser verdrängt, schließlich nicht mehr bewirken, dass die Füllhöhe im Herstellungstank eine vorausbestimmte Mindesthöhe erreicht. An diesem Punkt wird Salz in den Herstellungstank zugegeben, bis die Höhenmesssensoren anzeigen, dass der Tank wieder voll ist.
Ein zweiter Teil des Vorrats an enthärtetem Wasser, vorteilhaft dem Vorratstank für enthärtetes Wasser entnommen, wird über eine Mischvorrichtung, in der enthärtetes Wasser in einem vorgegebenen Verhältnis mit einem ersten Auslaßstrom aus dem Vorratstank der gesättigten Salzlösung gemischt wird, der mindestens einen Elektrolysezelle zugeführt. Die Mischvorrichtung enthält vorteilhaft ein Venturirohr, das dazu dient, gesättigte Salzlösung in einem vorbestimmten und regulierbaren Ausmaß in den Strom des enthärteten Wassers einzubringen, um das gewünschte Mischungsverhältnis zu erzielen. Die Mischung aus enthärtetem Wasser und gesättigter Salzlösung wird dann in einer vorbestimmten und regulierbaren Menge der mindestens einen Elektrolysezelle zugeführt. Ein zweiter Auslaßstrom aus dem Vorratstank für gesättigte Salzlösung wird dem mindestens einen Wasserenthärter zum Zwecke der Regeneration zugeführt.
Das Verhältnis von enthärtetem Wasser zu gesättigter Salzlösung und die Geschwindigkeit bzw. Menge, mit der bzw. in der die Mischung durch die mindestens eine Elektrolysezelle geführt wird, werden entsprechend der Einrichtung und den Betriebserfordernissen festgelegt, um einen Produktstrom der mindestens einen Elektrolysezelle mit spezifischen chemischen Eigenschaften zu erzeugen, beispielsweise mit einem vorbestimmten pH-Wert oder einem solchen pH-Wert-Bereich (von 1,00 bis 14,00 oder irgendeinem Wert oder Bereich dazwischen oder unter Einschluß der einen oder der anderen dieser Begrenzungen) und/oder einem Redoxpotential oder einem solchen Redoxpotentialbereich (von, sagen wir, -900 bis 1400 mV oder irgendeinem Wert oder Bereich dazwischen oder unter Einschluß der einen oder der anderen dieser Begrenzungen). Dies kann erreicht werden, indem der pH-Wert und/oder das Redoxpotential und/oder andere erforderliche Parameter überwacht werden und indem das Verhältnis von enthärtetem Wasser zu gesättigter Salzlösung und die Durchflussrate durch die mindestens eine Elektrolysezelle entsprechend geregelt werden. Weiterhin wird das Verhältnis von enthärtetem Wasser zu gesättigter Salzlösung auch durch die Strommenge bestimmt, die von der mindestens einen Elektrolysezelle abgezogen wird, und dies kann ebenfalls überwacht und kontrolliert werden, um gleichbleibende Produkteigenschaften sicherzustellen. Dieses Überwachungs- und Kontrollsystem kann durch Computer gehandhabt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Auslaßflüssigkeit der Anodenkammer der mindestens einen Elektrolysezelle aus der Sterilisationslösung, die zum Vorratstank geleitet wird, und die Auslaßflüssigkeit der Kathodenkammer wird zum Abwasserbehälter geführt. Die Sterilisationslösung, die durch diese Ausgestaltung der Erfindung erzeugt wird, kann einen pH-Wert von 5,0 bis 7,0 und ein Redoxpotential von 900 bis 1200 mV haben, obwohl das Verfahren so eingerichtet sein kann, dass eine Sterilisationslösung mit einem anderen pH-Wert und anderen Redoxpotentialen erzeugt und überwacht wird, beispielsweise 4,0 bis 7,0 und/oder 800 bis 1300 mV. Sollte außerdem die Auslaßflüssigkeit der mindestens einen Elektrolysezelle nicht die chemischen Eigenschaften besitzen, die den vorbestimmten Kriterien genügen, wird sie in den Abwasserbehälter geleitet. In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Produktionsmenge der mindestens einen Elektrolysezelle so gewählt, daß einem Bedarf für Sterilisationslösung von 250 Litern pro Stunde gerecht wird.
Die Sterilisationslösung, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird, kann in einem Vorratstank für Sterilisationslösung gelagert werden, der mit Höhenmesssensoren versehen sein kann, um zu bestimmen, wann der Tank voll ist, in welchem Fall die Herstellung von Sterilisationsflüssigkeit angehalten werden kann, oder wann der Tank leer ist, in welchem Fall die Abgabe von Sterilisationsflüssigkeit angehalten werden kann und ein Alarm erfolgt. Der Vorratstank kann auch mit. Überwachungsmitteln versehen sein, beispielsweise pH-Wert- und/oder Redoxpotentialsensoren, die prüfen, ob die gelagerte Sterilisationslösung weiter den erforderlichen chemischen Kriterien genügt. Wenn diese Kriterien nicht erfüllt sind, kann eine weitere Abgabe der Sterilisationslösung angehalten werden und der Vorratstank entleert werden.
Ein Teil des Vorrats an Sterilisationslösung kann, beispielsweise über ein Venturirohr, in einem vorbestimmten Verhältnis mit Wasser gemischt werden, um einen Vorrat an sterilem Wasser zu erzeugen. Dieses Wasser kann vom Vorratstank für enthärtetes Wasser abgeleitet werden oder kann enthärtetes oder gewöhnliches Wasser sein, das von einer anderen Quelle zugeführt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird steriles Wasser, das aus einer 1%igen Lösung von Sterilisationslösung und Wasser besteht, einem Vorratstank für steriles Wasser zugeführt. Das sterile Wasser hat ein vorgegebenes Redoxpotential (zum Beispiel im Bereich von 300 bis 900 mV), und dieses Redoxpotential kann im Vorratstank überwacht werden. Sollte das Redoxpotential des sterilen Wassers aus dem spezifizierten Bereich herausfallen, kann das sterile Wasser zum Abwasserbehälter geführt werden. Der Vorratstank für steriles Wasser kann auch mit Höhenmesssensoren versehen sein um festzustellen, wann der Tank voll ist, in welchem Fall die Herstellung von sterilem Wasser angehalten werden kann, oder wann der Tank leer ist, in welchem Fall die Abgabe von sterilem Wasser angehalten werden kann und ein Alarm erfolgt.
Es kann in wiederkehrender Folge notwendig sein, die verschiedenen Komponenten der vorliegenden Erfindung zu sterilisieren, insbesondere die Vorratstanks für enthärtetes Wasser und Inline-Filter, die im System enthalten sein können. Dies kann durch Durchspülen des Systems mit Sterilisationsflüssigkeit aus dem Vorratstank für Sterilisationsflüssigkeit erreicht werden, um jedes möglicherweise bestehende Bakterienwachstum zu beseitigen oder zu hemmen.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, wird nun auf die beigefügte Figur Bezug genommen, in der in einer schematischen Skizze eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Eingangswasser wird durch eine Pumpe 1 über eine Temperatursonde 2, die überprüft, dass die Temperatur des eingehenden Wassers, sagen wir, zwischen 10ºC und 25ºC liegt, zu einem Drei-Wege- Magnetventil 3 geleitet. Das Eingangswasser wird dann zu demjenigen der beiden Wasserenthärter 4, 5 geführt, der sich im aktiven Zustand befindet, es sei denn, die Temperatur des zugeführten Wassers ist außerhalb des spezifizierten Bereichs, in welchem Fall das Wasser über das Drei-Wege-Ventil 3 zum Abwasserbehälter 6 gepumpt wird. Die Auslaßflüssigkeit eines jeden der Wasserenthärter 4, 5 gelangt zu einem Zwei-Wege- Magnetventil 7, 8, von wo enthärtetes Wasser zum Herstellungsprozess geführt wird und von wo Regenerationsflüssigkeit zu dem Abwasserbehälter 6 geführt wird, je nachdem, ob der Wasserenthärter 4, 5 sich in aktivem Zustand befindet oder gerade der Regeneration unterzogen wird.
Enthärtetes Wasser wird dann über einen Durchflussmesser 9 zu einem weiteren Drei-Wege-Magnetventil 10 geführt. Der Durchflussmesser 9 wird dazu verwendet, um die Menge des von den Wasserenthärtern 4, 5 hergestellten enthärteten Wassers zu überwachen und dabei zu bestimmen, wann der Zyklus des aktiven Zustands im jeweiligen Wasserenthärter 4, 5 beendet ist und wann die Regeneration beginnen soll. Am Drei-Wege-Magnetventil 10 wird enthärtetes Wasser entweder über einen Durchflussmesser 12 zum Herstellungstank 11 für gesättigte Salzlösung oder zum Vorratstank 13 für gesättigte Salzlösung oder zum Vorratstank 14 für enthärtetes Wasser geleitet.
Bei der anfänglichen Inbetriebnahme des Systems sind sowohl der Herstellungstank 14 für die gesättigte Salzlösung als auch der Vorratstank 13 für die gesättigte Salzlösung leer. Ein gegebenes Volumen Wasser (beispielsweise 30 Liter) wird in den Herstellungstank 11 gegeben, gefolgt von einer vorgegebenen Menge an Salz (beispielsweise 70 kg) über den Salz-Einfüllstutzen oder eine solche Rutsche 15. Die Salzzugabe wird angehalten, wenn der Drei-Positionen-Pegelschwimmschalter 16 anzeigt, dass der Herstellungstank 11 voll ist. Dann wird über das Drei-Wege- Ventil 10 enthärtetes Wasser zugegeben, bis der Herstellungstank 11 voll ist, wenn das nicht schon der Fall ist, und die Lösung wird über die Pumpe 17 und das Zwei-Wege-Magnetventil 18 eine vorausbestimmte Zeit lang (beispielsweise 10 Minuten) umgewälzt, bis Sättigung erreicht ist. Ein Volumen an gesättigter Salzlösung, das dem gegebenen Volumen Wasser (beispielsweise 30 Liter) entspricht, wird dann über die Pumpe 17 und das Zwei- Wege-Magnetventil 18 in den Vorratstank 13 überführt, und ein weiteres gegebenes Volumen Wasser (beispielsweise 30 Liter) wird in den Herstellungstank 11 gegeben. Dieser Kreislauf wird wiederholt, um frische gesättigte Salzlösung herzustellen, während die Lösung aus dem Vorratstank 13 in den Wasserenthärtern 4, 5 und im Herstellungsprozess verwendet wird. Da das Salz im Herstellungstank 11 verbraucht wird, wird die Zugabe des gegebenen Wasservolumens (beispielsweise 30 Liter) als Folge davon, dass das Kristallsalz weniger Wasser verdrängt, schließlich nicht mehr bewirken, dass die volle Füllhöhe im Herstellungstank 11 eine vorherbestimmte Mindesthöhe erreicht. An diesem Punkt wird die niedrige Position des Drei-Wege- Schwimmschalters 16 erreicht, und Salz wird in den Herstellungstank 11 gegeben, bis der Schwimmschalter 16 anzeigt, dass der Tank 11 wieder voll ist. Die mittlere Position des Drei-Wege-Schwimmschalters 16 wird zur Kalibrierung des Durchflussmessers 12 verwendet.
Der Vorratstank 13 ist ebenfalls mit einem Drei-Pegel- Schwimmschalter 19 versehen. Die obere Position wird eingestellt, um ein Überfüllen zu vermeiden, die mittlere Position wird eingestellt, um vom Herstellungstank 11 weitere gesättigte Salzlösung anzufordern, und die untere Position löst Alarm aus und hält den Herstellungsprozess an.
Die im Vorratstank 13 aufbewahrte gesättigte Salzlösung wird sowohl zur Regeneration der Wasserenthärter 4, 5 als auch zur Herstellung von Sterilisationsflüssigkeit verwendet. Zur Regeneration der Wasserenthärter wird gesättigte Salzlösung über das Magnetventil 20 und die Pumpe 21 vom Vorratstank 13 zu den Wasserenthärtern 4, 5 geführt. Ein Zwei-Wege-Magnetventil 22 wird verwendet, damit die gesättigte Salzlösung nur zu dem Wasserenthärter 4, 5 gelangt, der gerade regeneriert wird. Weitere "zweite" gesättigte Salzlösung wird vom Vorratstank 13 entnommen und über das Magnetventil 24, den Durchflussregulator 25 und den Filter 26 dem Venturirohr 23 zugeführt. Enthärtetes Wasser wird über die Pumpe 27, den Durchflussregulator 28, den Durchflussmesser 29, den Filter 30 und das Magnetventil 31 vom Vorratstank 14 für enthärtetes Wasser zum Venturirohr 23 geführt. Am Venturirohr 23 wird die weitere ("zweite") gesättigte Salzlösung in reguliertem Anteil in das enthärtete Wasser eingeleitet, das vom Vorratstank 14 für enthärtetes Wasser kommt. Der Anteil, mit dem die gesättigte Salzlösung in das enthärtete Wasser eingeleitet wird, um eine Mischung aus gesättigter Salzlösung und Wasser zu erhalten, wird durch die Herstellungserfordernisse geregelt, insbesondere das Erfordernis zum Herstellen einer Sterilisationslösung mit gut definierten chemischen Eigenschaften. Es sollte bemerkt werden, dass der Vorratstank für enthärtetes Wasser 14 mit einem Zwei-Höhen- Schwimmschalter 59 versehen ist, der dazu dient, ein Überfüllen zu verhindern und der Alarm auslöst und die Herstellung anhält, sollte der Vorratstank 14 leer werden.
Die Mischung aus gesättigter Salzlösung und Wasser wird dann in einen elektrochemischen Aktivator 32 geleitet, der aus einer Vielzahl von Elektrolysezellen (nicht gezeigt) hergestellt ist. Jede der Elektrolysezellen besitzt eine Arbeitskammer und eine Hilfskammer, wobei die Kammern durch eine poröse Membran voneinander getrennt sind. Im allgemeinen enthält die Arbeitskammer die Anode und die Hilfskammer die Kathode, obwohl dieser Aufbau bei Bedarf umgekehrt werden kann. Die Mischung aus gesättigter Salzlösung und Wasser wird direkt in die Arbeitskammern der Zellen, die den elektrochemischen Aktivator 32 bilden, und über den Durchflussregulator 33 in die Hilfskammern geleitet. Das Produkt der Hilfskammern wird zum Abwasserbehälter 6 geführt, wohingegen das Produkt der Arbeitskammern aus einer Sterilisationslösung besteht, die einen niedrigeren pH-Wert und ein höheres Redoxpotential besitzt als die eingebrachte Lösung, und die verschiedene bakterizide und sporenvernichtende Komponenten gelöst enthält, wie beispielsweise Chlor, Chlordioxid, Ozon und Wasserstoffperoxid.
Die Sterilisationslösung wird über eine Redoxpotentialsonde 35, eine pH-Sonde 36 und ein Zwei-Wege-Magnetventil 37 zum Vorratstank 34 für die Sterilisationslösung geleitet. Die Sonden 35 und 36 überwachen das Redoxpotential und den pH der Sterilisationslösung. Sollten diese außerhalb der vorausbestimmten Grenzen liegen, beispielsweise bei einem pH von 5,0 bis 7,0 und einem Redoxpotential von 900 bis 1200 mV, dann wird die Sterilisationslösung als außerhalb des spezifizierten Bereichs angesehen und das Zwei-Wege-Magnetventil 37 wird betätigt, um die Lösung zum Abwasserbehälter 6 zu leiten. Diese Sonden 35, 36 können auch als Teil einer Rückkopplungsschleife eingesetzt werden, um das Venturirohr 23 und/oder den Durchflussregulator 25 und/oder den Durchflussregulator 33 zu regeln, damit das Verhältnis von gesättigter Salzlösung zu enthärtetem Wasser in der Zuleitungsflüssigkeit zum elektrochemischen Aktivator 32 eingestellt und die Flußgeschwindigkeit dieser Flüssigkeit selbst geregelt wird. Wenn die Anzeigen für den pH-Wert und das Redoxpotential zufriedenstellend sind, wird das Zwei-Wege-Ventil 37 so gestellt, daß die Sterilisationslösung zum Vorratstank 34 für die Sterilisationslösung fließt. Der Vorratstank 34 für die Sterilisationslösung ist mit einem Zwei-Höhen-Schwimmschalter 38 ausgestattet, der dazu dient, die Herstellung der Sterilisationslösung anzuhalten, wenn der Tank 34 voll ist, und der einen Alarm auslöst und weiteres Abgeben von Sterilisationslösung verhindert, wenn der Tank 34 leer werden sollte. Zusätzlich ist der Vorratstank 34 für die Sterilisationslösung mit einer pH-Sonde 60 und einer Redxpotentialsonde 61 ausgestattet, die ständig den pH-Wert und das Redoxpotential der gelagerten Sterilisationslösung überwachen. Sollten diese außerhalb der vorausbestimmten Grenzen liegen, beispielsweise bei einem pH von 5 bis 7 und einem Redoxpotential 800 bis 1000 mV, wird die Sterilisationslösung als außerhalb des spezifizierten Bereichs angesehen und zum Abwasserbehälter geleitet, anstatt abgegeben zu werden.
Die Sterilisationslösung wird vom Vorratstank 34 über die Pumpe 39, den Druckschalter 40, den Durchflussmesser 41 und das Magnetventil 42 abgegeben. Eine besondere Verwendung der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Sterilisationsflüssigkeit für den Gebrauch in Waschmaschinen für Endoskope bereitzustellen. Eine Waschmaschine für Endoskope (nicht dargestellt), die an sich bekannt ist, kann mit einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verbunden sein, und zwar über nur eine Verteilerleitung, ohne dass elektrische Verbindungen erforderlich sind. Die Verteilerpumpe 39 arbeitet abhängig vom Druck in der Rohrleitung, der über den Druckschalter 40 überwacht wird. Wenn die Waschmaschine für Endoskope Sterilisationsflüssigkeit benötigt, öffnet sich ein Magnetventil in der Waschmaschine, was einen Druckabfall in dex Rohrleitung verursacht. Dies wird vom Druckschalter 40 bemerkt, der dann die Pumpe 39 in Gang setzt, damit Sterilisationsflüssigkeit abgegeben wird. Wenn das Magnetventil der Waschmaschine wieder schließt, steigt der Druck in der Verteilerleitung an, bis er einen vorgegebenen Wert erreicht, an dem der Druckschalter 40 bewegt wird, um die Pumpe 33 anzuhalten.
Sterilisationsflüssigkeit, die im Vorratstank 34 für Sterilisationsflüssigkeit gelagert ist, kann auch zum Ausspülen von Teilen des Systems verwendet werden, insbesondere des Vorratstanks 14 für enthärtetes Wasser und der Filter 26 und 30, um bakterielles Wachstum zu verhindern und zu beseitigen. Dies kann dadurch geschehen, dass das Magnetventil 43 geöffnet und Sterilisationsflüssigkeit über einen Sprühbalken 54 in den Vorratstank für enthärtetes Wasser 14 und von dort durch die Filter und dann weiter über das Magnetventil 44 zum Abwasserbehälter 6 geführt wird.
Sterilisationsflüssigkeit kann auch verwendet werden, um einen Vorrat an sterilem Wasser zu erzeugen. Hierfür wird dem Vorratstank 34 für Sterilisationsflüssigkeit über einen Durchflussregulator 45 Sterilisationslösung entnommen und zu einem Venturirohr 46 geführt, wo sie in einem vorgegebenen Verhältnis in strömendes Wasser eingeleitet wird. Typischerweise wird festgelegt, daß es sich um eine 1%-ige Lösung der Sterilisationslösung handeln soll, und diese wird im Vorratstank 47 für steriles Wasser gelagert. Der Vorratstank 47 ist mit einer Redoxpotentialsonde 48 ausgestattet, die das Redoxpotential des sterilen Wassers überwacht. Sollte dieses außerhalb des vorgegebenen Bereichs (beispielsweise 800 bis 900 mV) liegen, wird das sterile Wasser als außerhalb des spezifizierten Bereichs angesehen und zum Abwasserbehälter 6 geleitet. Ansonsten kann das sterile Wasser abgegeben werden, beispielsweise zur Verwendung in einer Waschmaschine für Endoskope, in ähnlicher Weise wie die Sterilisationslösung abgegeben wird, nämlich über die Pumpe 49, den Druckschalter 50, den Durchflussmesser 51 und das Magnetventil 52. Der Vorratstank 47 für steriles Wasser ist weiterhin mit einem Zwei- Höhen-Schwimmschalter 53 ausgestattet, der dazu dient, die Herstellung von sterilem Wasser anzuhalten, wenn der Tank 47 voll ist, und der einen Alarm auslöst und die weitere Abgabe von sterilem Wasser verhindert, sollte der Tank 47 leer sein.
Die Herstellung von Sterilisationslösung und von sterilem Wasser kann zum Beispiel einem Bedarf von 250 Litern pro Stunde entsprechen.
Der Abwasserbehälter 6 ist mit einem Zwei-Höhen-Schwimmschalter 55 ausgestattet, der ein Überfüllen verhindern soll. Dort befindet sich auch eine pH-Sonde 56, die den pH-Wert des im Tank 6 gelagerten Abwassers überwacht. Der Tank 6 kann über eine Pumpe 57 und ein Magnetventil 58 geleert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer Sterilisationslösung, wobei diese Vorrichtung umfaßt:

eine Eingangswasserzuleitung;

einen Abwasserbehälter (6);

mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5), der mit der Eingangswasserzuleitung verbunden ist und eine Ableitung für enthärtetes Wasser aufweist;

eine Temperatursonde (2) in der genannten Eingangswasserzuleitung zum Überprüfen, daß das dem mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) zugeführte Eingangswasser eine Temperatur im Bereich von 10º bis 25º aufweist;

mindestens ein erstes Magnetventil (3), das sich in der genannten Eingangswasserzuleitung befindet und auf die an der Temperatursonde (2) gemessene Temperatur des Eingangswasser reagiert, so daß Eingangswasser zu dem mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) geführt wird, wenn die Temperatur des Eingangswassers innerhalb des genannten Bereichs von 10º bis 25º liegt, oder das Eingangswasser zum genannten Abwasserbehälter (6) geführt wird, wenn das Eingangswasser außerhalb des genannten Bereichs von 10º bis 25º liegt;

ein zweites Magnetventil (7, 8) in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser;

einen ersten Durchflußmesser (9) in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser, der sich in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Magnetventil (7, 8) befindet;

wobei die Betätigung des zweiten Magnetventils (7, 8) bewirkt, daß entweder enthärtetes Wasser dem ersten Durchflußmesser (9) oder Regenerationsflüssigkeit dem Abwasserbehälter (6) in Abhängigkeit davon zugeführt wird, ob sich der mindestens eine Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) in aktivem Zustand befindet oder gerade regeneriert wird;

wobei der erste Durchflußmesser (9) die Menge an enthärtetem Wasser überwacht, die von dem mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) erzeugt wird, und dabei bestimmt, wann der aktive Zustand für den mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) abgeschlossen ist und wann die Regeneration beginnen soll;

ein drittes Magnetventil (10) in der genannten Ableitung für enthärtetes Wasser, das sich in Strömungsrichtung hinter dem ersten Durchflußmesser (9) befindet;

einen Tank (13) für gesättigte Salzlösung mit einer Zuleitung, die mit dem dritten Magnetventil (10) in Verbindung steht;

einen Tank (11) zur Herstellung einer gesättigten Salzlösung mit einer Zuleitung, die über einen zweiten Durchflußmesser (12) mit dem dritten Magnetventil (10) in Verbindung steht;

einen Vorratstank (14) für enthärtetes Wasser mit einer Zuleitung, die mit dem dritten Magnetventil (10) verbunden ist, und der eine Ableitung für das enthärtete Wasser des Vorratstanks aufweist;

wobei die Betätigung des dritten Magnetventils (10) bewirkt, daß enthärtetes Wasser zu einem der folgenden Tanks geführt wird: zu dem Tank (13) für die gesättigte Salzlösung, zu dem Tank (11) zum Herstellen einer gesättigten Salzlösung, oder zu dem Vörratstank (14) für enthärtetes Wasser;

einen Salz-Einfüllstutzen oder eine solche Rutsche (15) zum Einfüllen von Salz in den Tank (11) zum Herstellen einer gesättigten Salzlösung;

eine Rezirkulationsschleife, umfassend eine Pumpe (17) und ein viertes Magnetventil (18), welches in einer Position die Rezirkulation der im Herstellungstank (11) erzeugten Salzlösung ermöglicht, bis Sättigung erreicht ist, zu welcher Zeit dann gesättigte Salzlösung über eine zweite Position des genannten vierten Magnetventils (18) in den Vorratstank (13) für gesättigte Salzlösung geleitet wird;

wobei der genannte Vörratstank (13) für gesättigte Salzlösung eine erste Ableitung für gesättigte Salzlösung aus dem Vorratstank besitzt, die zum Zwecke der Regeneration des mindestens einen Ionenaustausch-Wasserenthärtes (4, 5) über ein fünftes Magnetventil (22) zu mindestens einem Ionenaustausch-Wasserenthärter (4, 5) führt, und der genannte Tank (13) eine zweite Ableitung für gesättigte Salzlösung aus dem Vorratstank besitzt, die in die genannte Ableitung für enthärtetes Wasser aus dem Vorratstank mündet, wodurch eine Mischzuleitung entsteht;

mindestens eine Elektrolysezelle (32) mit einer Arbeitskammer und einer Hilfskammer, die durch eine poröse Membran voneinander getrennt sind, wobei eine der genannten Kammern eine Anode und die andere der Kammern eine Kathode aufweist und die Arbeits- und die Hilfskammer jeweils entsprechende Zuleitungen besitzen, die mit der genannten Mischzuleitung verbunden sind;

ein sechstes Magnetventil (37);

wobei die Arbeitskammer eine Ableitung zum Ausgeben einer Sterilisationslösung über das sechste Magnetventil (37) aufweist;

wobei die Hilfskammer eine Ableitung aufweist, die über das sechste Magnetventil (37) mit dem Abwasserbehälter (6) verbunden ist;

pH-Sensoren (36) und Redoxpotential-Sensoren (35) zum Überwachen des pH-Werts und des Redoxpotentials der Sterilisationslösung in der Ableitung aus der Arbeitskammer und zum Überwachen und Anzeigen eines Alarmzustandes, wenn die Sterilisationslösung in dieser Ableitung aus der Arbeitskammer einen pH-Wert außerhalb eines Bereichs von 4,0 bis 7,0 und ein Redoxpotential außerhalb eines Bereichs von 800 bis 1300 mv besitzt und

wobei das sechste Magnetventil (37) so eingestellt ist, daß Sterilisationslösung abgegeben wird, wenn entweder das Redoxpotential oder der pH-Wert der Sterilisationslösung oder beide innerhalb der genannten Bereiche liegen, und dass die Sterilisationslösung von der Ableitung der Arbeitskammer zum Abwasserbehälter (6) geleitet wird, wenn entweder das Redoxpotential oder der pH-Wert oder beide außerhalb dieses Bereiches liegen.