DE102006024638A1

DE102006024638A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Objekten

Info

Publication number: DE102006024638A1
Application number: DE102006024638A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Frost
Original assignee: PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Current assignee: PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-22
Also published as: FR2901141B1; ITMI20070938A1; US8268257B2; JP2007313309A; CN101073671A; US20070269339A1; FR2901141A1

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Objekten, insbesondere zur Sterilisation, mit wenigstens einer Kammer zur gemeinsamen Aufnahme von wenigstens zwei zu behandelnden Objekten. Einer Öffnung der Kammer ist ein Verschlusselement zugeordnet, das zum Öffnen und Schließen der Öffnung beweglich in der Vorrichtung angeordnet ist. Die Kammer ist durch das Verschlusselement vakuumdicht verschließbar, wobei das Verschlusselement in geschlossenem Zustand keine Bewegung in Relation zu der Kammer ausführt. Es ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei zu behandelnden Objekte nacheinander in die Kammer einsetzbar sind, und dass das Schließen der Öffnung durch das wenigstens eine Verschlusselement im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt. Bei dem Verfahren zum Sterilisieren wird die verschlossene Kammer evakuiert und ein Dampfgemisch aus gasförmigem Wasserstoffperoxid und gasförmigem Wasser in weniger als 8 Sekunden in die Kammer eingeströmt, so dass sich auf allen zugänglichen Oberflächen der Objekte und der Kammer ein Kondensatbelag bildet, der die Oberflächen sterilisiert. Spätestens 3 Sekunden nach Bildung des Kondensatbelages beginnt ein erneutes Evakuieren der Kammer, wobei der Druck in der Kammer unter den Dampfdruck des Waserstoffperoxids abgesenkt und dadurch der Kondensatbelag entfernt wird. Die Kammer wird mit sterilem Gas geflutet und im Wesentlichen kontinuierlich geöffnet, wobei nacheinander die Objekte aus der Kammer entnommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Objekten, insbesondere zur Sterilisation, mit wenigstens einer Kammer zur gemeinsamen Aufnahme von wenigstens zwei zu behandelnden Objekten, und mit wenigstens einem einer Öffnung der Kammer zugeordneten Verschlusselement, das zum Öffnen und Schließen der Öffnung beweglich in der Vorrichtung angeordnet ist, wobei die Kammer durch das Verschlusselement vakuumdicht verschließbar ist, und wobei das Verschlusselement in geschlossenem Zustand der Kammer derart zugeordnet ist, dass keine Relativbewegung zwischen Verschlusselement und Kammer erfolgt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Sterilisieren von wenigstens zwei zu sterilisierenden Objekten in einer gemeinsamen Kammer, die durch durch wenigstens ein Verschlusselement vakuumdicht verschlossen werden kann, wobei das Verschlusselement im geschlossenen Zustand keine Bewegung in Relation zu der Kammer ausführt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kennzeichnung „vakuumdicht" nicht absolut zu verstehen ist, sondern vielmehr anhand des in der Kammer durchzuführenden Verfahrens zu bestimmen ist. Die Anforderungen an die Dichtungen sind dabei im Wesentlichen von dem benötigten Druck in der Kammer sowie von der Höhe eines tolerierbaren Leckluftstromes abhängig.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE 199 16 478 A1 Stand der Technik. Es ist ein Rundläufer zur Plasmasterilisation von Behältern beschrieben. Der Rundläufer weist beispielsweise 50 Kammern zur Aufnahme von jeweils einem Behälter auf. Die Ausbringungsleistung des Rundläufers liegt in der Größenordnung von 20.000 Behältern pro Stunde. Jede am Rundläufer befestigte Kammer weist eine bewegliche Bodenplatte auf, die nach unten wegbewegbar ist. Zum Beladen der Kammer wird ein Behälter auf die wegbewegte Bodenplatte aufgesetzt und von unten in die Kammer hineingefahren bis die Bodenplatte an den übrigen Kammerwänden anschlägt und die Kammer abdichtet. Die Bodenplatte bewegt sich bei der Rotation des Rundläufers zusammen mit der Kammer, so dass also keine Relativbewegung in Bezug auf die Kammer stattfindet. Erst am Ende des Behandlungsvorganges wird die Bodenplatte zum Öffnen der Kammer wieder nach unten gefahren, so dass der Behälter entnommen werden kann.
Derartige Vorrichtungen werden nicht nur zur Plasmasterilisation eingesetzt, sondern sind auch für ein Verfahren der eingangs genannten Art geeignet. Ein derartiges Verfahren ist durch die DE 101 12 971 A1 bekannt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine wirksame Sterilisation von Objekten in einem Rundläufer, ohne dass ein Plasma gezündet werden muss. Der Wirkungsgrad kann dadurch verbessert werden.
Eine derartige Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass durch eine kontinuierliche Arbeitsweise ein sehr hoher Durchsatz von Objekten erreichbar ist, beispielsweise in der Größenordnung von 30.000 Objekten pro Stunde. Nachteilig ist dabei jedoch, dass bei den bekannten Vorrichtungen sehr viele Kammern zur Aufnahme der Objekte vorgesehen sein müssen. Üblicherweise sind 50 bis 100 Kammern vorgesehen. Für jede Kammer ist ein eigener Ventilsatz notwendig, um diese Kammer mit den unterschiedlichen Ver- und Entsorgungseinrichtungen für die einzelnen Prozessschritte zu verbinden. Die gesamte Vorrichtung benötigt sehr viel Bauraum, da der Durchmesser des Rundläufers durch die große Anzahl der Kammern sehr groß ist.
In der Vergangenheit wurde außerdem versucht, derartige Vorrichtungen zu optimieren, in dem in jede Kammer des Rundläufers mehrere, beispielsweise zwei oder drei Objekte gleichzeitig eingesetzt wurden. Hierdurch kann zwar die Anzahl der Kammern bei gleicher Ausbringungsleistung leicht reduziert werden, jedoch kann die Zu- und Abführung der zu behandelnden Objekte nicht mehr kontinuierlich erfolgen. In einer kontinuierlich Objekte fördernden Anlage verursacht eine Entnahme von zwei Objekten gleichzeitig eine Diskontinuität, die durch eine nachfolgende Wartezeit wieder ausgeglichen werden muss. Auf Grund dieser verursachten Diskontinuität ist eine derartige diskontinuierliche Vorgehensweise grundsätzlich nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, unter Beibehaltung des Vorteils der kontinuierlichen Arbeitsweise, die Anzahl der benötigten Kammern zu reduzieren und dadurch die Vorrichtung zu vereinfachen und den benötigten Bauraum zu verringern.
Die Aufgabe wird bei der Vorrichtung dadurch gelöst, dass die wenigstens zwei zu behandelnden Objekte nacheinander in die Kammer einsetzbar sind, und dass dabei die Öffnung durch das wenigstens eine Verschlusselement im Wesentlichen kontinuierlich verschließbar ist.
Das Merkmal, dass das Verschließen der Öffnung im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt, ist dabei so zu verstehen, dass das Schließen schrittweise in mehreren Stufen oder auch stufenlos kontinuierlich erfolgen kann. Hierzu können der Öffnung der Kammer mehrere starre Verschlusselemente zum schrittweisen Schließen der Öffnung in mehreren Stufen zugeordnet sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Öffnung der Kammer ein flexibles Verschlusselement zum kontinuierlichen Schließen der Öffnung zugeordnet ist.
Die Aufgabe wird beim Verfahren dadurch gelöst, dass die wenigstens zwei Objekte nacheinander in die Kammer eingesetzt werden; dass die Kammer nach dem Einsetzen jedes Objektes zu einem Teil verschlossen wird, dass die Kammer nach dem Einsetzen des letzten Objektes vakuumdicht verschlossen und evakuiert wird, dass ein Dampfgemisch aus gasförmigem Wasserstoffperoxid und gasförmigem Wasser in weniger als 8 Sekunden (im Folgenden abgekürzt durch s) in die Kammer eingeströmt wird, so dass sich auf allen zugänglichen Oberflächen der Objekte und der Kammer ein Kondensatbelag bildet, der die Oberflächen sterilisiert, dass spätestens 3 s nach Bildung des Kondensatbelages ein erneutes Evakuieren der Kammer beginnt, wobei der Druck der Kammer unter den Dampfdruck des Wasserstoffperoxids abgesenkt und dadurch der Kondensatbelag entfernt wird, dass die Kammer mit einem sterilen Gas geflutet wird, und dass die Kammer im Wesentlichen kontinuierlich geöffnet wird und dabei nacheinander die Objekte aus der Kammer entnommen werden.
Es wird dadurch der Vorteil erreicht, dass die Anzahl der Kammern auf etwa ein bis zehn reduziert werden kann, ohne die kontinuierliche Ausbringungsleistung von etwa 20.000 bis 40.000 Objekten pro Stunde zu beeinträchtigen. Durch die verringerte Anzahl der Kammern benötigt die Vorrichtung wesentlich weniger Bauraum. Außerdem wird die Versorgung der Kammern mit Vakuum und Wasserstoffperoxid-Dampfgemisch vereinfacht. Obwohl die Vorrichtung kontinuierlich arbeitet, finden sich alle in einer gemeinsamen Kammer eingesetzten Objekte in Bezug auf das durchgeführte Behandlungsverfahren stets im selben Verfahrensschritt.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die beschriebene Vorrichtung insbesondere für das beschriebene Sterilisationsverfahren geeignet, aber keineswegs auf dieses Verfahren beschränkt ist. Die Vorrichtung ist genauso gut für eine Plasmasterilisation oder zur Plasmabeschichtung von Objekten geeignet. Besonders vorteilhaft kann die Vorrichtung zur Behandlung von Flaschen oder anderen zu befüllenden Behältern eingesetzt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn mehrere zu behandelnde Objekte nacheinander in wenigstens zwei Kammern einsetzbar sind, wobei die Kammern an einem mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit antreibbaren Kammerrad angeordnet sind. Je nach in der Vorrichtung durchzuführenden Verfahren können zwei, drei oder einige mehr Kammern an einem Kammerrad angeordnet sein. Für das beschriebene Sterilisationsverfahren sind drei gleichmäßig am Umfang des Kammerrades verteilte Kammern vorteilhaft.
Aus der WO 2006/010509 A2 ist eine Schleuse mit mehreren an einem Kammerrad angebrachten Kammern zum Einschleusen von Objekten in eine große Behandlungskammer beschrieben. Die Kammern des Kammerrades werden sukzessive beim Umlauf des Kammerrades auf das Druckniveau der Behandlungskammer evakuiert. Bei dieser Schleuse ist prinzipiell ein kontinuierliches Schließen der Kammern vorgesehen. Allerdings gibt es bei dieser Schleuse kein bewegliches Verschlusselement, das im geschlossenen Zustand keine Relativbewegung in Bezug auf die Kammer ausübt. Stattdessen ist das Kammerrad der Schleuse durch eine stationäre Gehäusewand umgeben, in welcher zwei Öffnungen zum Be- und Entladen der Kammern angeordnet sind. Die Kammern des Kammerrades sind rundum mit Dichtungen versehen, die an der Gehäusewand entlanggleiten. Die mit dem Kammerrad rotierenden Kammern führen also eine Relativbewegung zu der die Kammern verschließenden Gehäusewand aus, wodurch ein hoher Verschleiß entsteht. Es ist erforderlich, die Dichtungen häufig auszutauschen. Jede Kammer der Schleuse kann zwei Objekte aufnehmen, die jedoch gleichzeitig und nicht nacheinander in die Kammer eingesetzt werden.
Für ein Plasma-Behandlungsverfahren oder auch für das beschriebene Sterilisationsverfahren ist es vorteilhaft, dass die Vorrichtung wenigstens einen Zentralpumpstand zum Evakuieren der Kammern des Kammerrades enthält, der in zeitlicher Abfolge nacheinander mit allen Kammern verbindbar ist, wobei jeder Zentralpumpstand zu jeder Zeit mit höchstens einer Kammer verbunden ist. Der Zentralpumpstand kann dadurch auf die Kammergröße und auf den benötigten Unterdruck optimiert werden. Durch die Verbindung jeweils höchstens einer Kammer mit dem Zentralpumpstand wird vermieden, dass durch Zuschalten einer zweiten Kammer an denselben Pumpstand das Vakuum in der zuerst mit dem Pumpstand verbundenen Kammer wieder beeinträchtigt wird.
Es ist vorteilhaft, die Anzahl der am Kammerrad angeordneten Kammern an das durchgeführte Verfahren anzupassen. Die Umfangsgeschwindigkeit des Kammerrades ist vorteilhaft so zu wählen, dass sich eine Umlaufzeit für einen Umlauf ergibt, die im Wesentlichen dem Produkt aus der Anzahl der Kammern multipliziert mit der Zeitdauer, die eine Kammer während eines Umlaufes des Kammerrades mit einem Zentralpumpstand verbunden ist, entspricht. Hierdurch wird der wenigstens eine Zentralpumpstand sehr gleichmäßig betastet und arbeitet mit einem guten Wirkungsgrad.
Für das beschriebene Sterilisationsverfahren ist es vorteilhaft, wenn jeder Kammer der Vorrichtung ein eigener Verdampfer für eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung fest zugeordnet ist, der insbesondere auf dem Kammerrad angebracht ist. Es lässt sich hierdurch für jede Kammer zu dem benötigten Zeitpunkt sehr einfach eine abgemessene Menge einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung vollständig verdampfen und der jeweiligen Kammer ohne Trägergasstrom zu führen. Für das beschriebene Sterilisationsverfahren ist es vorteilhaft, dass ein Dampfgemisch mit einer Wasserstoffperoxid-Konzentration von etwa 14 bis 59 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 25 bis 50 Gewichtsprozent und insbesondere mit einer Wasserstoffperoxid-Konzentration von 30 bis 35 Gewichtsprozent, in die Kammer eingeströmt wird. Durch die vollständige Verdampfung einer abgemessenen Menge einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung ist es erforderlich, dass die verwendete wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung dieselbe Wasserstoffperoxid-Konzentration hat, die das in die Kammer einzuströmende Dampfgemisch aufweisen soll.
Es ist vorteilhaft, dass das Dampfgemisch in weniger als 4 s, insbesondere in weniger als 2 s, in die Kammer eingeströmt wird. Durch das schnelle Einströmen des Dampfgemisches in die Kammer erfolgt eine schlagartige, im Wesentlichen adiabatische Expansion des Dampfgemisches, die zu einer starken Abkühlung des Dampfgemisches führt. Das Dampfgemisch wird dadurch übersättigt, so dass eine Kondensation an allen freien Oberflächen der Objekte und der Kammer stattfindet. Diese Kondensation folgt ebenfalls schlagartig, so dass der Kondensatbelag durch die frei werdende Verdampfungsenthalpie sehr stark erwärmt wird und es zu einer „Aktivierung" des Wasserstoffperoxids kommt. Die Sterilisation der Oberflächen findet also praktisch in dem Moment der Kondensation statt. Unmittelbar nach der Kondensatbelagbildung wird die Kammer erneut evakuiert und der Kondensatbelag durch Absenken des Druckes in der Kammer unter den Dampfdruck des kondensierten Wasserstoffperoxids wieder entfernt.
Das Abpumpen des Kondensatbelages erfolgt ohne wesentliche Einwirkzeit unmittelbar nach der Kondensation, damit der durch die Verdampfungsenthalpie erwärmte Kondensatbelag nicht durch Wärmeableitung an die Oberflächen der Objekte bzw. der Kammer abkühlt. Es ist vorteilhaft, dass das Evakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages innerhalb von 20 s, insbesondere innerhalb von 10 s, nach Beginn des Einströmens des Dampfgemisches beendet ist. Hierdurch kann eine übermäßige Wärmeableitung vom Kondensatbelag an die Oberflächen vermieden werden, so dass der Kondensatbelag beim Evakuieren sehr leicht verdampft und abgezogen werden kann. Bevorzugt wird der Druck in der Kammer beim Evakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages unter 5 Hektopascal (im Folgenden abgekürzt als hPa) abgesenkt. Der angegebene Druckwert entspricht dabei dem Absolutdruck in der Kammer. Vorzugsweise kann der Druck auch unter 1 hPa, insbesondere auch unter 0,35 hPa, abgesenkt werden. Je geringer der Druck in der Kammer beim Abziehen des Kondensatbelages ist, desto geringer ist die an den Oberflächen der Objekte verbleibende Restmenge an Wasserstoffperoxid. Eine zu große Restmenge von Wasserstoffperoxid an den Objekten kann für die weitere Verwendung der Objekte nachteilig sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
1 ein Axialschnitt durch ein Kammerrad einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine verkleinerte Ansieht in Richtung des Pfeiles II der 1 auf die Vorrichtung,
3 eine Ansichtähnlich 1 auf eine andere Ausgestaltung eines Verschlusselementes der Vorrichtung,
4 eine verkleinerte Ansicht in Richtung des Pfeiles IV auf die Vorrichtung nach 3.
In den 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zur Behandlung von Objekten 2 dargestellt. Die Objekte 2 sind in 2 als Kreise schematisch dargestellt und können beispielsweise Flaschen, wie in 1 angedeutet, oder auch andere Behälter zur Aufnahme von trinkbaren Flüssigkeiten sein. Die Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen ein in Umlaufrichtung A antreibbares Kammerrad 3 mit drei am Umfang angeordneten Kammern 4, 5 und 6. Das Kammerrad 3 wird im Betrieb durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben und rotiert mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit in Umlaufrichtig A um eine Achse 7.
Die Vorrichtung 1 ist dabei als so genannter Rundläufer ausgebildet, bei dem die zu behandelnden Objekte 2 in Zuführrichtung B kontinuierlich zugeführt und nach der Behandlung in Abführrichtung C wieder kontinuierlich abtransportiert werden.
Die Kammern 4, 5 und 6 werden jeweils durch einen ebenen Boden 8, eine ebene Decke 9 und eine im Wesentlichen zylindrische Innenwand 10 gebildet. Jede der Kammern 4, 5 und 6 weist eine am zylindrischen Außenumfang 11 des Kammerrades 3 angeordneten Öffnung 12 auf, der ein Verschlusselement 13 zugeordnet ist. Die Begrenzung der Kammern 4, 5 und 6 in Umfangsrichtung des Kammerrades 3 erfolgt durch drei von der Innenwand 10 zum Außenumfang 11 des Kammerrades 3 verlaufende Trennwände 14, 15 und 16. Die Trennwände 14, 15 und 16 schließen dabei bündig mit dem Außenumfang 11 des Kammerrades 3 ab und reichen somit bis an das Verschlusselement 13 heran.
Das Verschlusselement 13 ist flexibel und in Form eines Endlosbandes 17 dem Außenumfang 11 des Kammerrades 3 zugeordnet. Das Endlosband umschlingt dabei zwei Führungsrollen 18 und 19. Das Endlosband 17 wird von der Führungsrolle 18 an den Außenumfang 11 des Kammerrades 3 angelegt und läuft synchron mit dem Kammerrad 3 in Umlaufrichtung A um. Durch den synchronen Umlauf findet keine Relativbewegung zwischen Endlosband 17 und Kammerrad 3 statt. An der Führungsrolle 19 wird das Endlosband 17 wieder vom Außenumfang 11 des Kammerrades 3 abgenommen und von der Führungsrolle 19 entgegen der Umlaufrichtung A in Pfeilrichtung D zu der Führungsrolle 18 zurückgeführt. Dabei können mehrere zusätzliche Führungsrollen 20 vorgesehen werden, die die Führung des Endlosbandes 17 gewährleisten.
Das Endlosband 17 besteht vorzugsweise wenigstens an seiner dem Kammerrad 3 zugewandten Oberfläche aus einem gummielastischen Material. Hierdurch kann in den Bereichen in denen das Endlosband 17. an dem Boden 8 und der Decke 9 sowie an den Trennwänden 14, 15 und 16 des Kammerrades 3 anliegt, auf zusätzliche Dichtungen verzichtet werden. Zur Verstärkung des Endlosbandes 17, das ja einer Belastung durch die Druckdifferenz vom Umgebungsdruck zu dem Vakuum in den Kammern 4, 5, 6 standhalten muss, können in dem Endlosband 17 Verstärkungselemente vorgesehen sein. Diese Verstärkungselemente können beispielsweise durch eine Vielzahl von benachbarten und parallel zur Achse 7 angeordneten Rundstäben 21 gebildet werden. Hierdurch wird das Endlosband 17 stabil gegen die Belastung auf Grund der Druckdifferenz, seine Biegefähigkeit in Längsrichtung, die für eine exakte Führung um die Führungsrollen 18 und 19 wichtig ist, wird jedoch praktisch nicht vermindert. Alternativ könnte das Endlosband 17 auch als Gliederband durch mehrere beweglich verbundene, an sich starre Glieder gebildet werden.
Um das Kammerrad 3 in Umlaufrichtung A anzutreiben, ist dem Kammerrad in nicht dargestellter Weise ein Antrieb zugeordnet. Das Endlosband 17 kann unter leichter Vorspannung durch die Führungsrollen 18 und 19 an den Außenumfang 11 des Kammerrades angelegt und in Umlaufrichtung A mitgenommen werden. Ein separater Antrieb für das Endlosband 17 ist prinzipiell nicht erforderlich, da das Endlosband 17 das Kammerrad 3 mit einem sehr großen Umschlingungswinkel umschlingt. Das Endlosband 17 kann also allein durch die Reibung am Außenumfang 11 des Kammerrads 3 mitgenommen werden.
Alternativ kann es allerdings vorteilhaft sein, zwischen dem Kammerrad 3 und dem Endlosband 17 eine formschlüssige Verbindung 22 vorzusehen. Die formschlüssige Verbindung 22 kann bevorzugt durch eine Verzahnung in Form von Aussparungen 23 mit den im Endlosband 17 enthaltenen Rundstäben 21 gebildet werden. Die formschlüssige Verbindung 22 kann dabei an sich beliebig am Kammerrad 3 angeordnet werden, das bedeutet, sie kann wie in 1 dargestellt, der Decke 9 des Kammerrades 3 zugeordnet sein. Alternativ kann die formschlüssige Verbindung 22 auch am Boden 8 des Kammerrades 3 angebracht werden.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dem Endlosband 17 einen eigenen Antrieb zuzuordnen, um den Antrieb des Kammerrades zu entlasten. Der Antrieb des Endlosbandes 17 erfolgt bevorzugt über wenigstens eine der Führungsrollen 18, 19, 20 und ist vorzugsweise als Drehmoment geregelter Stützantrieb ausgebildet, der bei beliebiger Umlaufgeschwindigkeit des Endlosbandes 17 ein definiertes Antriebsmoment auf das Endlosband 17 überträgt. Die Umlaufgeschwindigkeit des Endlosbandes 17 wird also vom Kammerrad 3 vorgegeben, wodurch exakt gewährleistet ist, dass das Endlosband 17 synchron mit dem Kammerrad 3 umläuft.
Jede Kammer 4, 5, 6 des Kammmerrades 3 durchläuft während eines jeden Umlaufes prinzipiell drei Zustände, nämlich „Beladen", „Behandeln" und „Entladen". In der in 2 gezeigten Darstellung befindet sich die Kammer 4 im Zustand „Beladen", die Kammer 5 im Zustand „Behandeln" und die Kammer 6 im Zustand „Entladen". Dazwischen gibt es auch noch einen Zwischenzustand, bei dem eine Kammer gleichzeitig Be- und Entladen wird. Die Kammer 6 wird kurz nach der in 2 dargestellten Momentaufnahme in diesen Zustand kommen.
Zum Beladen der Kammer 4 mit den zu behandelnden Objekten 2 ist eine Beladeeinrichtung 24 vorgesehen, der die zu behandelnden Objekte beispielsweise durch ein Transportband 25 in Zuführrichtung B zugeführt werden. Die Beladeeinrichtung 24 kann an sich beliebig gestaltet sein. Bevorzugt enthält sie einen in Pfeilrichtung E rotierbaren Einlaufstern 26, der mittels radial beweglicher Greifer die Objekte 2 vom Transportband 25 übernimmt und in die Kammer 4 einsetzt. Innerhalb der Kammer 4 können Halter 27 zur Aufnahme der Objekte 2 angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, die Halter 27 in radialer Richtung des Kammerrades 3 verschiebbar anzuordnen, so dass der Halter 27 im Bereich der Beladeeinrichtung 24 radial nach außen über den Außenumfang 11 des Kammerrades 3 hinaus steht und in dieser ausgefahrenen Position ein Objekt 2 von der Beladeeinrichtung 24 übernimmt. Im Zuge der Rotation des Kammerrades 3 in Umlaufrichtung A kann der Halter 27 dann in seine Position radial nach Innen gefahren werden, so dass das Objekt 2 ins Innere der Kammer 4 gelangt. Für die vorliegende Erfindung ist es jedenfalls beliebig, wie die Beladeeinrichtung 24 ausgeführt ist, und ob die Halter 27 beweglich in dem Kammerrad 3 angeordnet sind oder der Beladeeinrichtung 24 in nicht dargestellter Weise bewegliche Greifer zugeordnet sind. Trotz der Beliebigkeit der Beladeeinrichtung 24 ist es generell vorteilhaft, wenn der Abstand der Halter 27 in Umfangsrichtung des Kammerrades 3 zueinander jeweils gleich ist, so dass sich alle Objekte 2 im gleichen Abstand zueinander in den Kammern 4, 5, 6 befinden. Dieser Abstand der Objekte 2 zueinander wird auch als „Teilung" bezeichnet, und ist vorzugsweise anhand der Größe der zu behandelnde Objekte so klein wie möglich zu wählen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Abstand des in Umlaufrichtung A gesehen letzten Objektes 2 einer Kammer, beispielsweise Kammer 5, zu dem ersten Objekt 2 der nachfolgenden Kammer, beispielsweise Kammer 4, genauso groß ist, wie der Abstand der Objekte 2 innerhalb der Kammer, wenn also die Teilung auch an den Stellen der Trennwände 14, 15 und 16 unverändert ist. Hierdurch wird das Be- und Entladen vereinfacht.
In der Beladevorrichtung 24 werden nun die vom Transportband 25 zugeführten Objekte 2 nacheinander in die Kammer 4 eingesetzt. Dabei bewegt sich die Kammer 4 mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit in Umlaufrichtung A an der Beladeeinrichtung 24 vorbei. Während die Kammer 4 noch mit Objekten 2 beladen wird, wird die Kammer 4 in dem Bereich, der an der Beladeeinrichtung 24 vorbeigelaufen ist und sich jetzt im Bereich der Führungsrolle 18 befindet, durch das Verschlusselement 13 verschlossen. Das Verschlusselement 13, im dargestellten Fall das Endlosband 17, wird kontinuierlich an das Kammerrad 3 angelegt und verschließt dabei die Kammer 4. Der Vorgang des Verschließens der Kammer 4 durch das Verschlusselement 13 beginnt also, wenn die Trennwand 15 den Bereich der Führungsrolle 18 passiert hat, und endet wenn die Trennwand 14 die Führungsrolle 18 passiert hat. Erst wenn die Trennwand 14 die Führungsrolle 18 passiert hat, ist die Kammer 4 vollständig geschlossen und ein Behandlungsvorgang kann beginnen.
Ein besonderer Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass Beladen der Kammer 4 sowie Verschließen der Kammer 4 praktisch zeitgleich stattfinden, wobei zwischen dem Beladen und dem Verschließen der Kammer 4 nur eine sehr geringe Differenzzeit liegt. Das Verschließen der Kammer 4 ist ein kontinuierlicher Vorgang, durch den die Effektivität der Vorrichtung 1 stark erhöht wird.
Der Kammer 4 steht also der Teil der für einen kompletten Umlauf benötigten Umlaufzeit für die Behandlung der Objekte 2 zur Verfügung, der zwischen dem Vorbeilaufen der Trennwand 14 an der Führungsrolle 18 und dem Ankommen der Trennwand 15 an der Führungsrolle 19 liegt. Sobald die vordere Trennwand 15 der Kammer 4 bei der Rotation des Kammerrades 3 in Umlaufrichtung A die Führungsrolle 19 erreicht, beginnt das Öffnen des Verschlusselementes 13. Das Endlosband 17 wird vom Außenumfang 11 des Kammerrades 3 durch die Führungsrolle 19 abgenommen. Die Behandlung der Objekte 2 in der Kammer 4 muss zu diesem Zeitpunkt beendet sein. Nach Passieren der Führungsrolle 19 ist die Kammer 4 geöffnet und kann durch eine Entladeeinrichtung 28 entladen werden.
Die Entladeeinrichtung 28 kann analog der Beladeeinrichtung 24 gestaltet sein. Beispielsweise kann ein in Pfeilrichtung F rotierbarer Auslaufstern 29 vorgesehen sein, der die Objekte 2 aus der an der Entladeeinrichtung 28 vorbeilaufenden Kammer 4 entnimmt und an ein Transportband 30 übergibt, von dem die behandelten Objekte in Abführrichtung C abtransportiert werden. Im Falle einer Sterilisation in der Vorrichtung 1 ist es vorteilhaft, die Entladeeinrichtung 28 und das Transportband 30 durch Trennwände 31 abzuschirmen, um eine Rekontamination der Objekte 2 zu verhindern. Bevorzugt wird dabei der Bereich innerhalb der Trennwände 31 mit einem leichten Überdruck versehen, so dass in den nicht hermetisch abdichtbaren Bereichen zwischen Entladeeinrichtung 28 und Kammerrad 3 stets ein Luftstrom von den sterilen in die nicht sterilen Bereiche vorhanden ist, der ein Eindringen von Keimen in die sterilen Bereiche vermeidet.
Einige der Behandlungsverfahren, für die die Vorrichtung 1 geeignet ist, benötigen zumindest zeitweise ein Vakuum in der Kammer 4, 5 oder 6. Jede Kammer 4, 5, 6 weist hierzu wenigstens einen Vakuumanschluss 34, 35, 36 auf, über den die jeweilige Kammer mit einer oder mehreren Vakuumpumpen 32 und 33 verbindbar ist. Die beiden Vakuumpumpen 32 und 33 sind im dargestellten Fall hintereinander geschaltet und bilden einen Zentralpumpstand 37. Der dargestellte Zentralpumpstand 37 ist auf einen Druck in der Kammer 4, 5 oder 6 von weniger als 5 hPa ausgelegt und besteht aus einer Rootspumpe 32 und einer Drehschieberpumpe 33. Die Rootspumpe 32 ist bevorzugt mitrotierend auf dem Kammerrad 3 angebracht und über eine Drehdurchführung 38 im Bereich der Achse 7 des Kammerrades 3 mit der stationär außerhalb des Kammerrades 3 angebrachten Drehschieberpumpe 33 verbunden. Die Rootspumpe 32 wirkt somit praktisch als Vorverdichter für die Drehschieberpumpe 33, so dass durch den höheren Druck nach der Rootspumpe 32 wesentlich geringere Anforderungen an die Drehdurchführung 38 gestellt werden.
Es ist nun vorgesehen, dass der Zentralpumpstand 37 in zeitlicher Abfolge nacheinander mit allen Kammern 4, 5 und 6 verbindbar ist, wobei der Zentralpumpstand 37 zu jeder Zeit mit höchstens einer der Kammern 4, 5, 6 verbunden ist. Hierzu sind Ventile 39 zwischen den Vakuumanschlüssen 34, 35 und 36 und dem Zentralpumpstand 37 vorgesehen. Die Ventile sind durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung so geschaltet, dass höchstens eine Kammer 4, 5, 6 gleichzeitig mit dem Zentralpumpstand 37 verbunden ist. In dem dargestellten Fall sind die Ventile 39 der Vakuumanschlüsse 34 und 36 geschlossen, da die Kammer 4 und 6 zum Be- bzw. Entladen geöffnet sind. Das Ventil 39 am Vakuumanschluss 35 der Kammer 5 kann geöffnet sein, so dass die Kammer 5 mit dem Zentralpumpstand 37 verbunden ist und evakuiert werden kann.
Wie schon beschrieben, wird die Kammer 4 beim Umlauf des Kammerrades 3 komplett geschlossen, sobald die Trennwand 14 den Bereich der Führungsrolle 18 durchläuft. Bevor nun durch Öffnen des Ventils 39 am Vakuumanschluss 34 die Kammer 4 mit dem Zentralpumpstand 37 verbunden wird, ist es vorteilhaft, vorher das Ventil 39 am Vakuumanschluss 35 zu schließen und die Kammer 5 vom Zentralpumpstand 37 zu trennen. Hierdurch wird verhindert, dass Luft aus der noch nicht evakuierten Kammer 4 in die schon evakuierte Kammer 5 überströmt und dort das bereits erreichte Vakuum wieder beeinträchtigt.
Sind bei dem mit der Vorrichtung 1 durchgeführten Behandlungsverfahren mehrere Prozessschritte enthalten, in denen eine Kammer 4, 5, 6 evakuiert werden muss, wie es beispielsweise bei dem unten beschriebenen Sterilisationsverfahren der Fall ist, so ist es vorteilhaft, für jeden Evakuierungsvorgang einen eigenen Zentralpumpstand 37 vorzusehen. Die getrennten Zentralpumpstände 37 lassen sich hierdurch bezüglich der Anzahl und Art der eingesetzten Pumpen entsprechend dem benötigten Unterdruckniveau optimieren.
Die Umfangsgeschwindigkeit, mit der das Kammerrad 3 in Umlaufrichtung A angetrieben wird, wird vorzugsweise so gewählt, dass sich eine Umlaufzeit für einen Umlauf ergibt, die im Wesentlichen dem Produkt aus der Anzahl der Kammern – im dargestellten Fall 3 – multipliziert mit der Zeitdauer, die eine Kammer 4, 5, 6 während eines Umlaufes des Kammerrades 3 mit dem Zentralpumpstand 37 verbunden ist, entspricht. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige und effiziente Auslastung des Zentralpumpstandes 37 erreicht. Wenn also beispielsweise 3 s für die Evakuierung der Kammer 5 notwendig sind, um den gewünschten Unterdruck zu erreichen, so beträgt die Umlaufzeit für das Kammerrad 3 mit den dargestellten drei Kammern 4, 5, 6 bevorzugt etwa 9 s. Werden in nicht dargestellter Ausgestaltung vier Kammern auf einem Kammerrad 3 vorgesehen, so sollte die Umlaufzeit etwa 12 s betragen, wenn für die Evakuierung einer Kammer 3s benötigt werden.
In den 3 und 4 ist eine Variante einer Vorrichtung 1 zum Behandeln von Objekten 2 dargestellt, die wiederum ein Kammerrad 3 mit drei gleichmäßig am Umfang verteilten Kammern 4, 5, 6 aufweist. Das Kammerrad 3 ist wiederum durch einen nicht dargestellten Antrieb um die Achse 7 in Umlaufrichtung A antreibbar. Die Kammern 4, 5 und 6 sind jeweils wieder durch Trennwände 14, 15 und 16 voneinander getrennt.
Die Kammern 4, 5, 6 weisen im Gegensatz zu der in den 1 und 2 dargestellten, radial nach außen gerichteten Öffnung 12 jeweils eine Öffnung 40 auf, die axial zum Kammerrad 3 ausgerichtet ist. Das Be- und Entladen erfolgt somit nicht in radialer Richtung, sondern in axialer Richtung des Kammerrades 3, beispielsweise von unten. Den Öffnungen 40 der Kammern 4, 5, 6 sind mehrere starre Verschlusselemente 41 zugeordnet, so dass jede Kammer 4, 5, 6 schrittweise in mehreren Stufen verschließbar ist. Die Verschlusselemente 41 können beispielsweise als um eine Achse 43 schwenkbar angeordnete Klappen 42 gebildet werden. Die Klappen 42 lassen sich zum Be- und Entladen in Pfeilrichtung G aufschwenken und in die in 3 gestrichelt dargestellte Position 42' bringen. Vorteilhafterweise ist jedem Objekt 2 ein Verschlusselement 41 zugeordnet, das den Teilbereich der Öffnung 40 verschließt, der zum Einsetzen und Entnehmen dieses Objektes 2 benötigt wird.
Das Be- und Entladen des Kammerrades 3 erfolgt in einem in 4 mit dem Bezugszeichen 44 bezeichneten Bereich in an sich beliebiger Weise. Es können dabei wiederum Transportbänder zum Zuführen und Abführen der Objekte 2 vorgesehen sein. In 3 ist gestrichelt eine Beladeeinrichtung 45 angedeutet, die bei geöffneter Klappe 42' ein Objekt 2' von unten in axialer Richtung des Kammerrades 3 in die Kammer 4 einsetzen kann. Die geöffneten Klappen 42' der Verschlusselemente 41 sind in 4 im Be- und Entlade-Bereich 44 ebenfalls erkennbar.
Die zu behandelnden Objekte 22 werden kontinuierlich der Vorrichtung 1 zugeführt und nacheinander durch die Beladeeinrichtung 45 in die Kammer 4 eingesetzt. Dabei rotiert das Kammerrad 3 mit kontinuierlicher Umfangsgeschwindigkeit in Umlaufrichtung A an der Beladeeinrichtung 45 vorbei. Nach dem Einsetzen eines Objektes 2 in die Kammer 4 wird das zu diesem Objekt 2 gehörige Verschlusselement 41 verschlossen. Das Schließen der Öffnung 40 der Kammer 4 erfolgt hierbei nur noch im Wesentlichen kontinuierlich, nämlich schrittweise in mehreren Stufen. Die Verschlusselemente 41 sind dabei so geformt, dass sie im geschlossenem Zustand dicht aneinander liegen und die Kammer 4, 5, 6 vakuumdicht verschließen können. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass jede Klappe 42 dicht an jeder benachbarten Klappe 42 anliegt. In nicht dargestellter Weise können an den Trennstellen zwischen der Kammer 4, 5, 6 und den Klappen 42, sowie zwischen den Klappen 42 selbst, selbstverständlich Dichtungen vorgesehen sein.
Analog zu der Ausführung gemäß 1 und 2 kann auch bei der Ausführung gemäß der 3 und 4 wenigstens ein oder mehrere Zentralpumpstände 37 vorgesehen sein, der die Kammern 4, 5, 6 evakuieren kann. Anordnung und Steuerung sind vorteilhafterweise ebenfalls wie oben bereits beschrieben ausgeführt, so dass auf eine wiederholte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird.
Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung 1 zwar nicht auf die Anwendung eines bestimmten Verfahrens beschränkt, jedoch ist sie insbesondere für ein spezielles Verfahren zum Sterilisieren von Objekten 2 geeignet. Dieses Verfahren zum Sterilisieren soll im Folgenden näher beschrieben werden.
Das Verfahren zum Sterilisieren der Objekte 2 kann beginnen, sobald alle Objekte 2 in die jeweilige Kammer 4, 5, 6 eingesetzt wurden und die Kammer, beispielsweise Kammer 4, wie oben beschrieben, vakuumdicht verschlossen ist. Die vakuumdicht verschlossene Kammer 4 wird zunächst auf einen Vorevakuierungsdruck evakuiert. Der Vorevakuierungsdruck kann unterhalb von 300 hPa, unterhalb von 100 hPa oder unterhalb von 40 hPa liegen. Der Vorevakuierungsdruck kann die Sterilisationswirkung beeinflussen und sollte im Hinblick auf den gesamten Prozess ausgewählt werden. Die Vorevakuierung erfolgt vorzugsweise mit einem ersten Zentralpumpstand 37, der mit seiner Leistung auf den gewünschten Vorevakuierungsdruck und die gewählte Kammergröße abgestimmt ist.
In die vorevakuierte Kammer wird ein Dampfgemisch aus gasförmigem Wasserstoffperoxid und gasförmigem Wasser in weniger als 8 s in die Kammer 4 eingeströmt, so dass sich auf allen zugänglichen Oberflächen der Objekte 2 und der Kammer 4 ein Kondensatbelag bildet, der die Oberflächen sterilisiert. Es ist dabei vorgesehen, eine abgemessene Menge einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung vollständig zu verdampfen, und so ein Dampfgemisch aus Wasserstoffperoxid und Wasser zu erhalten, das dieselbe Wasserstoffperoxid-Konzentration wie die wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung aufweist. Die Wasserstoffperoxid-Konzentration in der wässrigen Lösung bzw. im Dampfgemisch liegt im Bereich von etwa 14 bis 59 Gewichtsprozent. Vorteilhaft sind außerdem Wasserstoffperoxid-Konzentrationen zwischen 25 und 50 Gewichtsprozent und insbesondere zwischen 39 und 35 Gewichtsprozent.
Zur Erzeugung des Dampfgemisches kann ein Verdampfer 46 vorgesehen sein, von dem das Dampfgemisch über Verteilerrohre 47 in die Kammer 4, 5 oder 6 geleitet wird. Es ist dabei vorteilhaft, jeder Kammer 4, 5 und 6 jeweils einen eigenen Verdampfer 46 zuzuordnen, der beispielsweise direkt auf dem Kammerrad 3 mitrotierend angebracht sein kann. Je nach gewünschter Verteilung des Dampfgemisches kann es auch vorteilhaft sein, ein wie in 3 dargestelltes Verteilerrohr 48 in das Innere eines jeden als Flasche dargestellten Objektes 2 hineinragen zu lassen. Die abgemessene Menge wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung wird vorteilhafterweise dem Verdampfer 46 aus wenigstens einem Behälter 49 zugeführt.
Das Dampfgemisch wird ohne Trägergasstrom schlagartig in die Kammer 4 eingeströmt, so dass es durch eine im Wesentlichen adiabatische Expansion sehr stark abkühlt. Das schlagartige Einströmen des Dampfgemisches sollte dabei jedenfalls in weniger als 8 s, vorzugsweise in weniger als 4 s, und besonders bevorzugt innerhalb von 2 s erfolgen. Die durch die schlagartige Expansion des Dampfgemisches hervorgerufene Abkühlung bewirkt eine Übersättigung des Dampfgemisches und eine ebenso schlagartige Kondensation an allen zugänglichen Oberflächen der Objekte 2 und der Kammer 4. Der auf den Oberflächen entstehende Kondensatbelag wird durch die freiwerdende Verdampfungsenthalpie stark erwärmt. Die Erwärmung des Kondensatbelages bewirkt ein so genanntes „Aktivieren" des Wasserstoffperoxides, wodurch dieses seine sterilisierende Wirkung entfaltet. Die Sterilisation findet also praktisch im Augenblick der Kondensation statt, so dass eine weitere Einwirkzeit für den Kondensatbelag auf den Oberflächen nicht erforderlich ist und dieser unmittelbar durch erneutes Evakuieren der Kammer 4 wieder abgepumpt werden kann. Das Nachevakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages sollte spätestens 3 s nach Bildung des Kondensatbelages beginnen, wobei der Druck in der Kammer unter den Dampfdruck des Wasserstoffperoxids abgesenkt wird. Durch Absenken des Druckes in der Kammer 4 unter den Dampfdruck des Wasserstoffperoxides verdampft der aus Wasser und Wasserstoffperoxid bestehende Kondensatbelag wieder, und das Wasserstoffperoxid kann entfernt werden. Je nach Druck in der Kammer 4 beim Nachevakuieren ergibt sich eine Restmenge an Wasserstoffperoxid auf den Oberflächen, die mit abnehmendem Druck bei der Nachevakuierung ebenfalls abnimmt. Je nach tolerierbarer Restmenge ist es vorteilhaft, den Druck beim Nachevakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages unter 5 hPa, insbesondere unter 1 hPa und zum Erreichen besonders niedriger Restmengen auch unter 0,35 hPa abzusenken. Durch das im Vergleich zum Vorevakuieren unterschiedliche Druckniveau ist es vorteilhaft, zum Nachevakuieren einen separaten Zentralpumpstand 37 einzusetzen.
Die auf den Oberflächen der Objekte 2 verbleibende Restmenge an Wasserstoffperoxid kann auch durch die Temperatur der Objekte 2 beeinflusst werden. Je höher die Temperatur, desto geringer ist die Restmenge. Es kann deshalb vorteilhaft sein, die Objekte 2, und natürlich auch entsprechend dann die Kammer 4, vor oder während des Einsetzens auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur bis etwa in die Größenordnung von 60°C, bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 25 und 40°C, vorzuwärmen. Neben einer Vorwärmung der Objekte 2 ist auch eine Vorwärmung der Kammer 4 erforderlich, damit nicht unnötig viel Dampfgemisch an den Kammerwänden kondensiert. Tendenziell sollten die Objekte eher etwas kälter als die Kammerwände sein.
Das Verfahren muss dabei zwangsläufig mit einer relativ hohen Geschwindigkeit ablaufen, damit möglichst wenig Wärme aus dem entstandenen Kondensatbelag in die relativ gesehen kälteren Oberflächen der Objekte 2 und der Kammer 4 abgeleitet wird. Durch die Ableitung von Wärme aus dem Kondensatbelag in die Oberflächen kühlt der Kondensatbelag ab, so dass er später beim Nachevakuieren schlechter wieder verdampft. Es ist deshalb vorteilhaft, dass das Evakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages innerhalb von 20 s, insbesondere innerhalb von 10 s, nach Beginn des Einströmens des Dampfgemisches beendet ist.
Nach dem Abziehen des Kondensatbelages durch die Nachevakuierung wird die Kammer 4 mit einem sterilen Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, geflutet. Das sterile Gas kann dabei in einem der Vorrichtung 1 zugeordneten Sterillufttank zwischengespeichert werden.
Mit Fluten der Kammer 4 durch das sterile Gas ist der Sterilisationsvorgang beendet und die Kammer 4 wird im Wesentlichen kontinuierlich geöffnet, und die Objekte 2 werden nacheinander aus der Kammer 4 entnommen.
Für das beschriebene Sterilisationsverfahren ist es sehr vorteilhaft, drei Kammern 4, 5, 6 am Kammerrad 3 anzuordnen. Das Verfahren läuft dabei zeitversetzt nacheinander in den Kammern 4, 5, 6 ab. Bei dem beschriebenen Sterilisationsverfahren ist der Vorgang des Nachevakuierens zum Abziehen des Kondensatbelages derjenige Teilschritt, der üblicherweise die längste Zeit in Anspruch nimmt. Die Vorrichtung 1 wird dementsprechend ausgehend von dieser Nachevakuierungszeit ausgelegt. Die Zeit für die Nachevakuierung zum Entfernen des Kondensatbelages liegt vorteilhaft im Bereich von 3 bis 15 s, vorzugsweise im Bereich von 4 bis 8 s. Wie oben bereits beschrieben, wird die Umlaufzeit des Kammerrades 3 als Produkt dieser Nachevakuierungszeit und der Anzahl der Kammern 4, 5, 6 gewählt. Aus der Umlaufzeit und der gewünschten Ausbringungsleistung ergibt sich dann die Gesamtanzahl der Objekte 2, die das Kammerrad 3 aufnehmen muss. Beispielsweise bei einer Nachevakuierungsdauer von 4 s ergibt sich mit drei Kammern 4, 5, 6 eine Umlaufzeit von 12 s. Für eine Ausbringungsleistung von 36.000 Objekten 2 pro Stunde ist somit eine solche Größe des Kammerrades 3 vorzusehen, dass es 120 Objekte 2 aufnehmen kann. 120 Objekte 2 auf dem Kammerrad 3 entspricht 40 Objekten pro Kammer 4, 5 und 6. Entsprechend der Größe der Objekte 2 bzw. der erforderlichen Teilung ergibt sich dann die absolute Größe des Kammerrades 3.
Die beschriebene Vorrichtung 1 lässt sich problemlos in eine kontinuierlich arbeitende Anlage, beispielsweise zum Herstellen und Befüllen von Behältern integrieren, da das Be- und Entladen der Vorrichtung 1 streng kontinuierlich erfolgen kann, und somit keinerlei Pufferung oder Zwischenspeicherung der zugeführten oder abgeführten Objekte 2 erforderlich ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rundläufern weist die Vorrichtung die Besonderheit auf, dass sich nicht wie üblich, sämtliche gleichzeitig im Rundläufer befindlichen Objekte 2 in einer, wenn auch nur minimal, unterschiedlichen Verfahrensstufe befinden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 befinden sich stattdessen sämtliche Objekte einer Kammer 4, 5 oder 6 exakt in demselben Prozessschritt des Behandlungsvorganges. Dies rührt daher, dass die Objekte 2 zwar nacheinander in die Kammer 4, 5, 6 eingesetzt und später auch wieder nacheinander entnommen werden, dass aber in der Zwischenzeit des Behandlungsvorganges alle Objekte in der Kammer 4, 5 oder 6 gleichzeitig behandelt werden.

Claims

Vorrichtung (1) zur Behandlung von Objekten (2), insbesondere zur Sterilisation, mit wenigstens einer Kammer (4, 5, 6) zur gemeinsamen Aufnahme von wenigstens zwei zu behandelnden Objekten (2), und mit wenigstens einem einer Öffnung (12; 40) der Kammer (4; 5; 6) zugeordneten Verschlusselement (13; 41), das zum Öffnen und Schließen der Öffnung (12; 40) beweglich in der Vorrichtung (1) angeordnet ist, wobei die Kammer (4; 5; 6) durch das Verschlusselement (13; 41) vakuumdicht verschließbar ist, und wobei das Verschlusselement (13; 41) im geschlossenen Zustand der Kammer (4; 5; 6) derart zugeordnet ist, dass eine Relativbewegung zwischen Verschlusselement (13; 41) und Kammer (4; 5; 6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei zu behandelnden Objekte (2) nacheinander in die Kammer (4; 5; 6) einsetzbar sind, und dass dabei die Öffnung (12, 40) durch das wenigstens eine Verschlusselement (13; 41) im Wesentlichen kontinuierlich verschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zu behandelnde Objekte (2) nacheinander in wenigstens zwei Kammern (4, 5, 6) einsetzbar sind, wobei die Kammern (4, 5, 6) an einem mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit antreibbaren Kammerrad (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammerrad (3) drei gleichmäßig am Umfang verteilte Kammern (4, 5, 6) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens einen Zentralpumpstand (37) zum Evakuieren der Kammern (4, 5, 6) des Kammerrades (3) enthält, der in zeitlicher Abfolge nacheinander mit allen Kammern (4, 5, 6) verbindbar ist, wobei jeder Zentralpumpstand (37) zu jeder Zeit mit höchstens einer Kammer (4; 5; 6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammerrad (3) mit einer derartigen Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist, dass sich eine Umlaufzeit für einen Umlauf ergibt, die im Wesentlichen dem Produkt aus der Anzahl der Kammern (4, 5, 6) multipliziert mit der Zeitdauer die eine Kammer (4; 5; 6) während eines Umlaufes des Kammerrades (3) mit einem Zentralpumpstand (37) verbunden ist, entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnung (40) der Kammer (4; 5; 6) mehrere starre Verschlusselement (41) zum schrittweisen Schließen der Öffnung (40) in mehreren Stufen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnung (12) der Kammer (4; 5; 6) ein flexibles Verschlusselement (13) zum kontinuierlichen Schließen der Öffnung (12) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Verschlusselement (13) als Endlosband (17) ausgebildet ist, das vorzugsweise dem Außenumfang (11) des Kammerrades (3) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kammer (4; 5; 6) ein eigener Verdampfer (46) für eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung fest zugeordnet ist, der insbesondere auf dem Kammerrad (3) angebracht ist.
Verfahren zum Sterilisieren von wenigstens zwei zu sterilisierenden Objekten in einer gemeinsamen Kammer, die durch durch wenigstens ein Verschlusselement vakuumdicht verschlossen werden kann, wobei das Verschlusselement im geschlossenen Zustand keine Bewegung in Relation zu der Kammer ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Objekte nacheinander in die Kammer eingesetzt werden, dass die Kammer nach dem Einsetzen jedes Objektes zu einem Teil verschlossen wird, dass die Kammer nach dem Einsetzen des letzten Objektes vakuumdicht verschlossen und evakuiert wird, dass ein Dampfgemisch aus gasförmigem Wasserstoffperoxid und gasförmigem Wasser in weniger als 8 s in die Kammer eingeströmt wird, so dass sich auf allen zugänglichen Oberflächen der Objekte und der Kammer ein Kondensatbelag bildet, der die Oberflächen sterilisiert, dass spätestens 3 s nach Bildung des Kondensatbelages ein erneutes Evakuieren der Kammer beginnt, wobei der Druck in der Kammer unter den Dampfdruck des Wasserstoffperoxids abgesenkt und dadurch der Kondensatbelag entfernt wird, dass die Kammer mit einem sterilen Gas geflutet wird und dass die Kammer im Wesentlichen kontinuierlich geöffnet wird und dabei nacheinander die Objekte aus der Kammer entnommen werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dampfgemisch mit einer Wasserstoffperoxid-Konzentration von etwa 14 bis 59 Gewichtsprozent, insbesondere mit einer Wasserstoffperoxid-Konzentration von etwa 30 bis 35 Gewichtsprozent, in die Kammer eingeströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfgemisch in weniger als 4 s, insbesondere weniger als 2 s, in die Kammer eingeströmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Evakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages innerhalb von 20 s, insbesondere innerhalb von 10 s, nach Beginn des Einströmens des Dampfgemisches beendet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Evakuieren zum Entfernen des Kondensatbelages der Druck in der Kammer unter 5 hPa, insbesondere unter 1 hPa, abgesenkt wird.