способ охлаждения стерильных сосудов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ охлаждения стерильных сосудов, заключающийся в том, что стерильные сосуды размещают в камере и подают в нее по трубопроводу с форсункой воздушно-водяную смесь, отличающийся тем, что одновременно с подачей в камеру воздушно-водяной смеси на ее наружную поверхность подают охлаждающую воду пленкой регулируемой толщины.

2. Устройство для охлаждения стерильных сосудов, содержащее камеру с форсункой и трубопроводы охлаждающей воды и сжатого воздуха, отличающееся тем, что камера выполнена с теплообменной рубашкой и установленными в ней лопатками для орошения поверхности камеры водяной пленкой регулируемой толщины, а трубопровод охлаждающей воды сообщен с теплообменной рубашкой и выполнен с емкостью, сообщенной с трубопроводов сжатого воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для стерилизации растворов лекарственных средств.

Известно, что при нагревании герметично закрытой стеклянной емкости давление в нем выше, чем давление паровоздушной смеси стерилизационной камеры. Так, например, бутылка, вмещающая 1000 мл раствора и имеющая объем 1200 мл при нагревании в процессе стерилизации до 121^оС изменяет свое состояние следующим образом: объем бутылки увеличивается за счет расширения стекла до 1220 мл; объем жидкости увеличивается до 1042 мл; свободное воздушное пространство над жидкостью уменьшается до 178 мл.

Под воздействием тепла происходит расширение газа. При неизменном давлении газ расширился бы до 270 мл но отведенный ему объем 170 мл, поэтому давление внутри герметично закрытого сосуда при его нагревании растет. Величина перепада давлений зависит от степени заполнения емкости жидкостью. Так при заполнении 90% объема сосуда, давление внутри его составит 3,7 кг/см², при величине давления в камере 1,0 кг/см², а при 95% заполнении стеклянных флаконов наступает предел прочности стекла и их разрушение. Желательно, чтобы стадия охлаждения сосудов с жидкостями проводилась при давлениях в камере не меньших, чем давление пара в режиме стерилизации.

Одним из способов поддержания опорного давления в стерилизационной камере является замещение пара сжатым воздухом [1] Упаковку помещают в стерилизационную камеру и удаляют воздух. Подавая в камеру пар, осуществляют стерилизацию. После прекращения подачи пара камеру охлаждают циркулирующей водой в камере вокруг наружных стенок камеры. Одновременно в камеру компрессором подают сжатый воздух и поддерживают соответствующее давление при 100^оС. Камеру охлаждают в потоке холодного воздуха и доводят температуру до 20^оС.

Указанное устройство обладает следующими основными недостатками: большой расход охлаждающей воды; большая продолжительность времени цикла охлаждения и составляет около 2,5 ч.

Известен способ охлаждения стерильных сосудов, стерилизуемых в камере при температуре порядка 100-150^оС, характеризующийся тем, что в камеру впрыскивается вода с величиной капель от 1-500 мкм, причем одновременно с подачей воды в камеру подается сжатый воздух [2]

Указанный способ обладает следующими основными недостатками: в этом способе ничего не говорится о расходе воды, так как при большом расходе воды происходит локальное переохлаждение сосуда, что приводит их к разрушению; требуется регулирующее устройство для подачи воды.

Известен способ охлаждения предметов после стерилизации, в котором сосуды 12 в автоклаве при обычной стерилизации паром, подаваемым через трубопровод и сопла, охлаждают посредством подачи в автоклав тумана, образованного холодной водой и воздухом. При этом в камеру автоклава через трубопровод и клапан подают сжатый воздух, который вытесняет оставшийся пар. Через клапан подают воду, и образующаяся водяная пена поступает в камеру, где она образует туман со сжатым воздухом, который проходит в автоклав и охлаждает сосуды. Можно чередовать продувку туманом и сжатым воздухом, причем скорости подачи воздуха регулируются устройством, которое управляется устройством, чувствительным к давлению внутри автоклава [3] Указанный способ обладает теми же недостатками, что и способ [2]

Способы [1 и 2] приняты в качестве прототипа.

Цель изобретения разработка способа и создание устройства с минимальными энергозатратами и минимальной продолжительностью времени цикла охлаждения сосудов после стерилизации.

Это достигается тем, что с подачей воздуха в стерилизационную камеру автоматически поступает охлаждающая вода в определенном количестве, и смешиваясь с воздухом, поступает в стерилизационную камеру. В предложенном способе улучшается процесс охлаждения сосудов без их разрушения. Одновременно осуществляется пленочное орошение, наружной поверхности стерилизационной камеры, с регулируемой толщиной пленки, что позволяет значительно уменьшить продолжительность цикла охлаждения сосудов.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Камера 1 имеет рубашку 2, в которой встроены лопатки 3.

В корпусе камеры стерилизации вмонтирована форсунка 4. К корпусу камеры стерилизации крепится емкость 5, в которой встроены датчики уровня воды Ру 1, Ру 2. Внутри камеры стерилизации помещают кассеты с бутылками 6. Камера стерилизации соединена с трубопроводом 7 подачи пара с вентилем 8, с трубопроводом 9 подачи сжатого воздуха с вентилем 10, с трубопроводом 11 подачи воды в рубашки камеры стерилизации с вентилем 12, с трубопроводом 13 выхода паровоздушной смеси 13 из камеры стерилизации с вентилем 14, с трубопроводом 15 выхода воды из рубашки камеры стерилизации.

Емкость 5 соединена с трубопроводом 16 подачи воды с вентилем 17 и с трубопроводом 18 вывода воды, который соединен и с трубопроводом 9.

Устройство работает следующим образом.

После удаления воздуха из камеры стерилизации открываем вентиль 8 на трубопроводе 7 подачи пара. Происходит процесс стерилизации сосудов. После цикла стерилизации осуществляют вытеснение пара из стерилизационной камеры воздушно-водяной смесью путем открывания вентиля 10. При открывании вентиля 10 происходит подача воздуха по трубопроводу 9. При прохождении воздуха по трубопроводу 9 автоматически происходит подсос воды, в определенном количестве из емкости 5 и, смешиваясь с воздухом, поступают в стерилизационную камеру 1 через форсунку 4. Подсос воды из емкости 5 происходит из-за разности кинетических энергий воздуха и воды, т.е. в месте соединений трубопроводов 9 и 18 создается разрежение. Сечение трубопроводов 9 и 18 рассчитано таким образом, чтобы содержание воды в воздухе не превышало 15-20% так как при большем значении воды в воздухе происходит локальное переохлаждение сосудов, что приводит их к разрушению. Давление в камере 1 поддерживается постоянно путем открывания вентиля 14.

Одновременно осуществляется пленочное орошение наружной поверхности стерилизационной камеры путем открывания вентиля 12. При открывании вентиля 12 в рубашку 2 стерилизационной камеры поступает вода по трубопроводу 11. Толщина пленки орошения регулируется поворотом лопаток 3. Пленочное орошение наружной поверхности стерилизационной камеры позволяет значительно уменьшить продолжительность цикла охлаждения сосудов из-за высокого коэффициента теплоотдачи от пленки к стенкам камеры и уменьшить расход охлаждающей воды. Вода в емкость 5 подается путем открывания вентиля 17 и вода по трубопроводу 16 поступает в емкость. При заполнении водой и до верхнего уровня датчика Ру 1 закрывается вентиль 17. При уменьшении воды в емкости 5 до нижнего уровня датчика Ру 2 открывается вентиль 17 и процесс повторяется. Охлаждение сосудов в камере осуществляется до 30^оС. По окончании процесса охлаждения сосудов закрываем вентили 10 и 12.

Изобретение можно использовать в других отраслях промышленности.