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WO2008104391A2 - Dampfsterileinheit zum erzeugen einer dampfbarriere in einem leckageraum - Google Patents

Dampfsterileinheit zum erzeugen einer dampfbarriere in einem leckageraum Download PDF

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Publication number
WO2008104391A2
WO2008104391A2 PCT/EP2008/001577 EP2008001577W WO2008104391A2 WO 2008104391 A2 WO2008104391 A2 WO 2008104391A2 EP 2008001577 W EP2008001577 W EP 2008001577W WO 2008104391 A2 WO2008104391 A2 WO 2008104391A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
steam
line
sterile
shut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/001577
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English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008104391A3 (de
Inventor
Glenn Ferreira
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suedmo Holding GmbH
Original Assignee
Suedmo Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suedmo Holding GmbH filed Critical Suedmo Holding GmbH
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Publication of WO2008104391A3 publication Critical patent/WO2008104391A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/04—Heat
    • A61L2/06—Hot gas
    • A61L2/07—Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44—Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series
    • F16K1/446—Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series with additional cleaning or venting means between the two seats

Definitions

  • the invention relates to a steam sterilizer unit for producing a vapor barrier in a leakage chamber for a valve for connecting two pipes of a product-carrying system, with a steam supply line, which is connected to a steam inlet of the leakage chamber, which is provided with a steam inlet valve, with a discharge line for sterile steam, sterile condensate , Cleaning medium and / or leakage, which is connected to an outlet of the leakage space, which is provided with an outlet valve.
  • Such a steam sterilizer unit is used in a product-carrying system, for example a food-technical, pharmaceutical or genetic engineering plant, to steam sterilize a leakage space of a valve which connects two pipes of the product-conveying system and to achieve a delivery of product media under sterile or aseptic conditions.
  • the leakage space of the valve connects two passages passing through the valve and is sealable with respect to those by means of shut-off valves of the valve. It forms a barrier between the two pipes and serves as an indication of product leakage from the piping into the leakage chamber. For example, if the leakage space is sealed off from the pipelines during product conveyance, hot sterile vapor may be passed through the leakage space to create a vapor barrier between the two pipelines.
  • the leakage chamber be cleaned and sterilized. This is achieved by, for example, the first pipeline being closed off from the leakage space, while cleaning medium flowing through the second pipeline is flushed through the leakage space and conveyed outwards. Thereafter, the second pipe is sealed from the leakage space, and hot sterile steam is passed through the leakage space.
  • a steam sterilizing unit conventionally has a steam supply pipe and a discharge pipe connected to a steam inlet and an outlet of the leakage space.
  • a steam inlet valve and an outlet valve respectively, which allow passage of media, i. of the sterile vapor, the leakage and / or the cleaning medium, through the leakage space control.
  • a disadvantage of the known steam sterilizer unit is that the hot sterile steam can heat the leakage space, whereby the adjacent piping and the product media flowing through the piping are also heated. As a result, the product media can be damaged or at least impaired their quality, so that under certain circumstances, an entire batch of product media must be disposed of and the conveying or filling costs of the product media are increased.
  • the steam sterilizer unit according to the invention advantageously not only enables the sterilization of the leakage space as well as the creation of a vapor barrier in the leakage space of the valve, but also a cooling of the leakage space and the shut-off valve of the outlet valve.
  • it has a connecting line between the steam supply line and the discharge line, which is connected to the discharge line via a changeover valve.
  • the sterile steam can flow through the discharge line, while in a second operating state, the sterile steam is returned to the steam supply line.
  • the first operating state can, for example, be an open valve position and the second operating state can be a closed valve position of the reversing valve.
  • the open valve position of the changeover valve corresponds to the line of the sterile steam known from the prior art from the steam supply line through the leakage space into the discharge line.
  • the switching valve When the switching valve is open, the sterile vapor passing through the leakage chamber flows into the discharge line as far as the changeover valve, where it is conducted into the connecting line.
  • the sterile vapor remains in the connecting line and accumulates because it can not flow off via the discharge line.
  • the hot sterile steam cools due to heat exchange with the inner walls of the pipelines to form sterile condensate, which then fills the connecting line, the discharge line between the outlet and the switching valve and the leakage space.
  • the sterile condensate cools the leakage space heated by the hot sterile steam and the shut-off elements of the leakage space, wherein the pipes adjacent to the leakage space are also cooled.
  • the obturator of the outlet valve is also cooled by a heat exchange with the sterile condensate, so that at a product delivery from the first to the second pipeline through the leakage space the product medium is cooled. Cooling of the leakage space thus prevents heating or burning of the product media flowing in the adjoining pipelines or through the leakage space.
  • the sterile condensate formed can flow off via the discharge line by opening the switching valve and, for example, can be collected in a condensate drain.
  • the steam supply line and the discharge line are connected to one another via a bypass line, the bypass line being connected in the direction of passage of the discharge line behind the changeover valve to the discharge line.
  • This measure effects a direct Sterildampfhne of the steam supply line into the discharge line with omission of the leakage space, which advantageously prevents a pushing back of the sterile steam in the steam supply line against its normal flow direction.
  • a pressure increase in the system is avoided.
  • a confluence of the bypass line in the discharge line behind the changeover valve advantageously prevents the bypass line with sterile condensate when the switching valve is closed, since the sterile condensate is formed only in the connecting line.
  • the connecting line opens into the bypass line.
  • the connecting line opens near the steam supply line in the bypass line.
  • This measure has the advantage that a particularly long cooling path through the connecting line is provided for the hot sterile steam, along which sufficient sterile condensate can be formed.
  • the connecting line at least partially has a small diameter.
  • This measure has the advantage that the cooling effect of the connecting line is supported because the surface of the connecting line is increased by the small diameter in relation to the cross section, whereby the cooling of the sterile vapor can be done very quickly.
  • a shut-off valve for shutting off the sterile vapor passing through the bypass line and / or sterile condensate is present in the bypass line, which is arranged between the steam supply line and an orifice of the connecting line in the bypass line.
  • the shut-off valve controls a flow of the sterile vapor through the bypass line, and it is preferably located near the mouth of the connecting line in the bypass line.
  • a first operating state of the shut-off valve which, for example, corresponds to an open valve position
  • the shut-off valve allows passage of the sterile vapor through the bypass line and the connecting line.
  • a second operating state of the shut-off valve which corresponds, for example, to a closed valve position, a flow of the sterile vapor through the bypass line is prevented.
  • the shut-off valve advantageously allows during a cleaning process of the pipes, is guided in the cleaning medium through the leakage chamber via the discharge line, an additional cleaning of the connecting line and the bypass line, wherein a sterile state of the steam supply line is maintained. Furthermore, the bypass line and the connecting line can be sterilized particularly effectively with hot sterile steam when the switching valve and the shut-off valve are closed, since only one flow direction of the sterile steam through the leakage chamber is present through the closed shut-off valve and consequently a maximum amount of sterile steam flows through the connecting line and the bypass line.
  • a Chinesesmedi- umabschreib protest is present, which is connected via a placesmediumauslassventil with the discharge line.
  • This measure has the advantage that a separation of the cleaning medium and the sterile steam or sterile condensate is provided in the leadership of the process media of the steam sterilizer unit, whereby a closed circuit of the cleaning medium is possible.
  • the cleaning medium outlet valve controls a drainage of the cleaning medium in the furnishedsmediumabschreibtechnisch, wherein a closed valve position corresponds to a passage of the media through the discharge line and an open valve position an outflow of the cleaning medium in the furnishedsmediumabtext protest.
  • a temperature sensor for monitoring a temperature in the discharge line between the outlet valve and the changeover valve is present.
  • the temperature sensor acts as a safety check of various operating modes of the steam sterilizing unit and supports the operation of the steam sterilizing unit.
  • the temperature sensor if the temperature in the discharge line is below an adjustable setpoint, trigger the sterilization process again.
  • the temperature sensor directly before a delivery of the product medium from the first to the second pipe through the leakage chamber after discharging the sterile condensate from the leakage chamber and the discharge line detect the passing through the discharge line sterile vapor, whereby an immediate closing of the steam inlet valve and the outlet valve is effected and Forms sterile condensate, which cools the product medium via a heat exchange with the obturator of the exhaust valve.
  • the temperature sensor detects the presence of the sterile vapor in the discharge line and triggers the closing of the changeover valve after a predeterminable time, whereby the sterile condensate in the discharge line and the Connecting line begins to form.
  • This measure has the advantage that the passage of the sterile vapor through the leakage chamber and the drainage of the sterile condensate, the leakage and the cleaning medium in the direction of gravity, whereby the operations of the steam sterilizer unit particularly simple without additional measures, such as. A pumping of the leakage space, are performed can.
  • the steam inlet valve and the outlet valve are arranged directly on the leakage chamber.
  • This measure has the advantage that particularly fast control times for the passage of the sterile steam through the leakage space are made possible. Furthermore, the close arrangement of the obturator of the exhaust valve causes the leakage space an optimal heat exchange between the obturator and the leakage space or a product medium passing through the leakage space.
  • the discharge line between the outlet valve and the changeover valve in the installation position of the valve at least substantially no slope.
  • This measure has the effect that the sterile condensate located in the discharge line can flow in both directions, whereby on the one hand a flooding of the leakage space with sterile condensate is made possible and on the other hand the sterile condensate can flow into the discharge line.
  • a shut-off element of the shut-off valve in the installed position of the valve, is arranged vertically at least at the same height as a shut-off element of the steam inlet valve.
  • This measure has the advantage that a particularly long cooling down of the sterile steam is made possible by the connecting line.
  • a shut-off device of the cleaning medium outlet valve is arranged vertically below a shut-off element of the reversing valve.
  • This measure has the advantage that the cleaning medium in the direction of gravity can flow out of the leakage chamber through the discharge line and the cleaning medium discharge line.
  • a controller for controlling the steam inlet valve, the outlet valve, the switching valve, the shut-off valve and / or the cleaning medium outlet valve.
  • the controller is configured to close the steam inlet valve and the shut-off valve and open the outlet valve in a first operating mode of the steam sterilizing unit, and additionally periodically open and close the switching valve and the cleaning medium outlet valve.
  • This operating mode corresponds to a cleaning process of the pipelines.
  • the cleaning medium flows from one of the pipelines via the leakage chamber separated from the steam supply line into the discharge line.
  • the pulsed opening and closing of the switching valve and the wrongsmediumauslassventils causes a cleaning of the discharge line, the connecting line, the bypass line and the Kondensatabieiters, so that the cleaning process is advantageously carried out particularly thoroughly.
  • the controller is designed such that in a first process stage of a second operating mode of the steam sterilizing unit, it opens the steam inlet valve and the outlet valve and closes the shut-off valve, the changeover valve and the cleaning medium outlet valve.
  • This measure represents a first process stage of the sterilization process, in which advantageously the air remaining in the system is flushed out by the hot sterile steam.
  • the sterile vapor flow passes through the leakage chamber, the discharge line to the changeover valve, the connecting line and the bypass line to the condensate drain.
  • the controller is designed such that in a second process stage of the second operating mode of the steam sterilizer unit, it opens the steam inlet valve, the outlet valve and the changeover valve and closes the shut-off valve and the cleaning medium outlet valve.
  • the temperature sensor may serve as an indication of whether the sterilization process has been sufficiently long and successful. If the temperature of the discharge line falls below a presettable set value, the sterilization process is reinitialized.
  • the controller is designed such that it opens the steam inlet valve, the outlet valve and the shut-off valve in a third operating mode of the steam sterilization unit and closes the switching valve and the cleaning medium outlet valve.
  • This mode of operation corresponds to a sterile condition of the leakage space in which no product medium is yet passed through it.
  • the closed switching valve causes a line of sterile vapor into the connecting line, whereby the formation of the sterile condensate begins, which floods the leakage space and advantageously cools the leakage space.
  • the simultaneously open shut-off valve allows a supply of pressurized sterile vapor, thereby advantageously a protective atmosphere in the leakage chamber is created and superfluous sterile condensate can be discharged to Kondensatabieiter.
  • the controller is designed in such a way that in a fourth operating mode of the steam sterilizing unit, the steam inlet valve, the outlet valve and the cleaning medium outlet valve closes and the shut-off valve opens while first opening the change-over valve and then closing.
  • the fourth mode of operation of the steam sterilizing unit corresponds to a product line through the leakage space, in which sterile steam or sterile condensate are advantageously present at the steam inlet valve or the outlet valve and provide protection against leakage into the sterile unit.
  • leakage leakage through the outlet valve can be detected, for example, by detecting sterile condensate mixed with product medium in the condensate drain. Opening and closing of the switching valve leads first to a discharge of the sterile condensate from the leakage space and then to a re-damming of the sterile condensate in the discharge line behind the closed outlet valve.
  • the controller is designed such that in a fifth operating mode of the steam sterilizer unit, it opens the steam inlet valve, the outlet valve and the shut-off valve and closes the cleaning medium outlet valve, wherein it initially opens the switching valve and then closes.
  • the fifth mode of operation corresponds to a brief interruption of the product line through the leakage space, in which advantageously a vapor barrier is immediately generated in the leakage chamber and thereafter a renewed cooling of the leakage space and / or of the outlet valve takes place.
  • this product residues from the leakage chamber and sterile condensate are discharged from the discharge line and then cooled the discharge line behind the outlet valve and / or the leakage space.
  • the closing process of the changeover valve can be triggered, for example, by the temperature sensor detecting the hot sterile vapor through the discharge line and sending a signal to the control system for staggered closing of the changeover valve.
  • control In a sixth operating mode, which corresponds to a longer interruption of the product guidance through the leakage space, the control is designed such that it performs a valve switching as in the third mode of operation. There is again a cooling of the leakage space.
  • Fig. IA is a perspective view of a valve
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the valve in FIG. 1A; FIG.
  • Fig. 2 is an exploded view of the valve in Fig. 1 with inventive
  • FIG. 3 shows a side view of one of the steam sterilizing units according to the invention in FIG. 2;
  • FIG. 4A is a circuit diagram of the steam sterilizer unit according to the invention in FIG. 3;
  • FIG. 4A is a circuit diagram of the steam sterilizer unit according to the invention in FIG. 3;
  • FIG. 4B is a further circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a first operating mode
  • FIG. 4C shows a further circuit diagram of the steam sterilizing unit in FIG. 3 during a first process stage of a second operating mode
  • 4D is a further circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a second process stage of the second operating mode
  • FIG. 4E is another circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a third mode of operation
  • FIG. 4F is a further circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a fourth operating mode
  • FIG. 4G is a further circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a fifth operating mode
  • FIG. 4H is a further circuit diagram of the steam sterilizer unit in FIG. 3 during a sixth operating mode
  • Fig. 5 is a tabular overview of positions of valves of the steam sterilizer unit in Fig. 3 during the various modes of operation.
  • a valve provided with the general reference numeral 10 which connects two pipes of a product-carrying system.
  • the product-carrying plant may, for example, be a food-processing plant in which product media, such as e.g. Yoghurt, juice or the like, is transported sterile or under aseptic conditions.
  • product media such as e.g. Yoghurt, juice or the like
  • the product-carrying plant can likewise be used in the field of medicament production or filling and can be designed as a pharmaceutical or genetic engineering plant.
  • the valve 10 is designed in the form of two aseptic double-seat valves 12a, b, the leakage spaces 14a, b of which are interconnected via a further leakage space 14c. are bound (see Fig. IB).
  • the leakage chamber 14a or 14b is connected via pipe connection pieces 16a and 16b with the pipes of the product-carrying system in contact.
  • the leakage spaces 14a-c are closable by means of shut-off elements 17a-d of the aseptic double-seat valves 12a, b, wherein the leakage space 14a through the shut-off elements 17a, b of the double-seat valve 12a, the leakage space 14c through the shut-off elements 17b, c of the double-seat valves 12a, b and the leakage space 14b can be closed by the shut-off elements 17c, d of the double-seat valve 12b.
  • a respective steam sterilizing unit 18a-c is provided, which is suitable for generating a vapor barrier in the respective associated leakage chamber 14a-c and for cleaning and sterilizing and for cooling the respective leakage chamber 14a-c.
  • the steam sterilizing units 18a-c allow the product media to be conveyed under aseptic conditions.
  • the three steam sterilizing units 18a-c of the valve 10 are constructed identically and can be operated independently of one another. With reference to FIG. 3, the steam sterilizing unit 18a will be described in more detail below.
  • the steam sterilizing unit 18a has a permanently pressurized steam supply line 20a for the hot sterile steam, which opens into a steam inlet 22a of the leakage space 14a. It also has a discharge line 24a for sterile steam, sterile condensate, cleaning medium and / or leakage, which is connected to an outlet 26a of the leakage space 14a.
  • the steam inlet 22a and the outlet 26a are in an installed position of the valve 10, in which the leakage chambers 14a-c are approximately horizontally adjacent to each other, disposed on an upper side 28a and on an underside 30a of the leakage chamber 14a, so that the steam supply line 20a of above and the discharge line 24a opens from below into the leakage chamber 14a.
  • the steam supply line 20a and the discharge line 24a are in the region of their confluence in the leakage space 14a approximately in a plane 31 which is inclined relative to a vertical 32 by an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is between 10 degrees and 20 degrees, wherein the inclination of the plane 31 is preferably about 15 degrees.
  • This inclination of the steam supply line 20a and the discharge line 24a in the region of its confluence with the leakage space 14a is particularly advantageous in the case of three adjacent leakage chambers 14a-c of the valve 10, since the steam sterile units 18a-c may be arranged next to one another in an axially short construction of the valve 10 (see FIG.
  • the steam supply lines 20a, b and the discharge lines 24a, b of the steam sterilizing units 18a, b are in the region of their confluence with the leakage space 14a, b in the plane 31, while the supply line 20c and the discharge line 24c of the steam sterilizing unit 14c in a plane to this 31 inclined plane 33 lie.
  • the Dampfsterilhowen 14 a and 14 b mirrored to each other on the valve 10 are arranged.
  • the vertically from above steam supply line 20a extends horizontally in the region of its mouth in the leakage chamber 14a.
  • the vertically downwardly leading away discharge line 24a extends in two stages, each having a horizontal and a vertical course of the discharge line 24a.
  • the discharge line 24a leads vertically away from the steam sterilizing unit 18a.
  • the steam supply line 20a may further include a manually operable shut-off valve (not shown) that controls an inflow of sterile steam to the steam sterilizing unit 18a.
  • the discharge line 24a is connected to a Kondensatabieiter (not shown), which receives the sterile steam.
  • valve 10 has a plurality of leakage spaces 14a-c, as shown in FIG. 1B, then the respective steam supply lines 20a of each steam sterilizing unit 18a-c can be fed from a main steam supply line (not shown) and the corresponding discharge lines 24a into a main discharge line (not shown). to be united.
  • the steam sterilization unit 18a has a steam inlet valve 34a in the steam supply line 20a and an outlet valve 36a in the discharge line 24a, which are arranged directly on the top side 28a and the bottom side 30a of the leakage chamber 14a, respectively.
  • the steam sterilizing unit 18a further comprises a substantially vertical bypass line 38a, which connects the steam supply line 20a to the discharge line 24a with the omission of the leakage space 14a. It opens into a vertically extending portion of the discharge line 24a and extends horizontally in the region of its mouth into the discharge line 24a.
  • the bypass line 38a also extends in the region of its confluence in the horizontally extending portion of the steam supply also horizontally.
  • There is further provided a check valve 40a in the bypass passage 38a which is disposed near the mouth of the bypass passage 38a in the steam supply passage 20a. The check valve 40a controls passage of the sterile vapor through the bypass passage 38a.
  • a connection line 42a connects the discharge line 24a with the bypass line 38a. It opens into a horizontally extending portion of the discharge line 24a in the region of the outlet valve 36a and extends vertically to the bypass line 38a.
  • a switching valve 44a is arranged, which in a first operating state corresponding to an open valve position, a flow through the discharge line 24a and in a second operating state, which corresponds to a closed valve position, a passage of the media from the discharge line 24a into the connection line 42a.
  • connection line 42a connects the discharge line 24a directly to the steam supply line 20a, wherein an additional shut-off valve (not shown) would have to be provided in the connection line 42a, which controls a sterile steam or sterile condensate passage through the connection line 42a.
  • a In the discharge line 24a, a makesmediumauslassventil 46a is also provided, seen in the direction of passage of the discharge line 24a behind the changeover valve 44a at the end of a horizontal, seen from the leakage chamber 14a farthest portion of the discharge line 24a.
  • the marketsmediumauslassventil 46 a allows drainage of cleaning medium from the leakage chamber 14 a via the discharge line 24 a in a watersmediumabloomtechnisch 48 a.
  • the marketsmediumauslassventil 46a is also in the direction of passage of the discharge line 24a seen before a junction of the bypass line 38a arranged in the discharge line 24a.
  • the steam sterilizing unit 18a further includes a temperature sensor 50a disposed in the discharge passage 24a between the discharge valve 36a and the switching valve 44a.
  • the temperature sensor 50a monitors a temperature of sterile vapor and / or sterile condensate passing through the discharge line 24a.
  • a shut-off device 51a of the switching valve 44a is located vertically approximately at the same level as a shut-off device (not shown) of the outlet valve 36a, so that the discharge line 24a between the outlet valve 36a and the switching valve 44a has at least substantially no gradient.
  • the obturator of a valve here for example a valve disk (not shown) of the changeover valve 44a, can generally be moved by a control drive 52a of the valve and close a pipe 51a adjacent the shut-off pipe, here, for example, the discharge line 24a or the connecting pipe 42a.
  • a shut-off device (not shown) of the cleaning medium outlet valve 46a is arranged vertically below the obturator of the switching valve 44a, so that the cleaning medium can flow in the direction of gravity out of the leakage chamber 14a through the discharge line 24a and the cleaning medium discharge line 48a.
  • a shut-off device (not shown) of the shut-off valve 40 a is at least at the same height as a shut-off device (not shown) of the steam inlet valve 34 a arranged.
  • the connecting line 42a has at least partially in the region of its vertical course a smaller diameter d than a diameter D of the remaining pipelines.
  • This small diameter d causes a slowing of the sterile vapor passage through this portion of the connecting line 42a, whereby the sterile vapor due to the surface enlargement of the connecting line 42a relative to its cross section via a heat exchange with cold inner walls of the pipes, in particular the connecting line 42a, cools and condenses.
  • This effect is reinforced by the fact that the Connecting line 42a is not directly adjacent to the heated by the hot steam vapor leakage chamber 14a.
  • the steam inlet valve 34a and the shut-off valve 40a operate under sterile conditions and are formed, for example, as standard valves SVP-S37O. Since no product medium, cleaning medium or leakage can come into contact with them due to the pressurized steam supply line 20a and the sterile steam permanently preserves the sterility of the associated lines, no aseptic valves are necessary at this point of the steam sterilization unit 18a.
  • the outlet valve 36a and the changeover valve 44a are aseptic valves, for example of the class SVP-S371, and may have stainless steel or Teflon bellows.
  • the cleaning medium outlet valve 46a operates under sterile conditions, since no media reflux into the discharge line 24a is possible. It is, for example, designed as SVP-S390E valve.
  • the steam sterilizing unit 18a further comprises a controller 53a, which allows fully automatic regulation and switching of the steam inlet valve 34a, the outlet valve 36a, the switching valve 44a, the shut-off valve 40a and / or the cleaning medium outlet valve 46a to six different operating modes 54-64 of Steam Steril unit 18a to allow.
  • the operating modes 54-64 are described in more detail below with reference to FIGS. 4A-4H and the tabular overview of the associated valve positions in FIG.
  • FIG. 4A shows a schematic circuit diagram of the steam sterilizing unit 18a for reasons of clarity, the pipelines of which are shown as lines and their valves as rectangles.
  • the Kondensatabieiter and the manually operable valve of the steam supply line 42a are now shown with reference numerals 66 and 68, respectively.
  • a cleaning-in-place cleaning is performed.
  • the cleaning medium is flushed through the pipe, which flows off via the leakage chamber 14a.
  • the cleaning medium may pass through the first pipeline connected to the leakage Rooms 14a and 14c is in communication, flow through, so that the cleaning medium flows through the two leakage chambers 14a, c and via the discharge lines 24a, c of the associated steam sterilizing units 18a, c is discharged.
  • the shut-off elements 17a, b of the double-seat valve 12a are hereby opened, while the shut-off elements 17c, d of the double-seat valve 12b are closed.
  • a vapor barrier may be generated during the cleaning process, so that sterile vapor flows through the leakage space 14b.
  • the steam inlet valve 34a is closed, so that the sterile steam supplied through the steam supply pipe 20a can not enter the leakage space 14a via the steam inlet 22a.
  • the shut-off valve 40a is closed, whereby no vapor transfer into the discharge line 24a is made possible.
  • the outlet valve 36a, the switching valve 44a, and the purifying medium outlet valve 46a are opened so that a main flow of the purifying medium shown as a solid line can be discharged from the leakage space 14a via the outlet 26a, the purge passage 24a, and the purge medium discharge passage 48a.
  • Periodic opening and closing of the switching valve 44a and the cleaning medium outlet valve 46a thoroughly cleans the connecting line 42a, the bypass line 38a and the sanitary condensate drain 66.
  • the steam sterilizing unit 14c of the leakage space 14c operates in a manner analogous to the steam sterilizing unit 14a of the leakage space 14a.
  • a second mode of operation 56 sterilization of the leakage space 14a is performed in two consecutive process stages 70, 72.
  • air remaining in the system is flushed out.
  • the steam inlet valve 34a and the outlet valve 50a are opened, while the switching valve 44a is closed.
  • the shut-off valve 40a is also closed, so that no direct flow of steam from the steam supply line 20a into the discharge line 24a takes place.
  • the cleaning medium outlet valve 46a is also closed.
  • the first process stage 70 thus causes purging of the leakage space 14a, the discharge line 24a between the outlet valve 36a and the changeover valve 44a, the connection line 42a and the bypass line 38a.
  • the switching valve 44a is opened, so that the sterile vapor passing through the leakage chamber 14a is guided through the discharge line 24a.
  • the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a are opened.
  • the temperature in the discharge line 24a is monitored by means of the temperature sensor 50a, so that when the target value to be determined is undershot, the sterilization process begins again.
  • FIGS. 4C, 4D the sterile vapor flow is shown as solid lines.
  • FIG. 4E shows the third operating mode 58 of the steam sterilizing unit 18a, in which the sterilized leakage space 14a is cooled by the sterile condensate shown as broken lines.
  • the sterile vapor is shown as solid lines as in Fig. 4C, 4D.
  • the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a are opened so that the sterile steam from the steam supply pipe 20a can pass through the leakage space 14a.
  • the check valve 40a in the bypass passage 38a is opened so that a direct flow of steam from the steam supply passage 20a to the discharge passage 24a takes place, and the passages are under vapor pressure.
  • the closed switching valve 44a causes a vapor flow from the discharge line 24a via the connection line 42a and the bypass line 38a into the discharge line 24a. If the sterile steam flows through the connecting line 42a, it condenses, and the formed sterile condensate fills the connecting line 42a, the discharge line 24a in the area between the switching valve 44a and the outlet 26a and the leakage space 14a. During this mode of operation, the leakage space 14a and the discharge line 24a between the outlet valve 36a and the changeover valve 44a and the connection line 42a are cooled, thereby preventing the product medium from being overheated and damaged during subsequent product routing through the piping, possibly also via the leakage space 14a. Excessive sterile steam supplied through the pressurized steam supply line 20a is transferred via the bypass line 38a directly into the discharge line 24a, so that no overpressure occurs in the steam sterilizing unit 18a.
  • product medium is passed through the pipeline 16a and the leakage space 14a. carried out.
  • the changeover valve 44a is opened, so that the sterile condensate can flow out of the leakage space 14a. If the temperature sensor 50a detects sterile vapor in the discharge line, the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a are closed, so that the leakage space 14a is separated from the steam supply line 20a and the discharge line 24a. The sterile steam supplied through the steam supply pipe 20a is transferred to the discharge pipe 24a via the bypass pipe 38a.
  • the sterile condensate present in the discharge line 24a between the outlet valve 36a and the then closed switching valve 44a and in the connecting line 42a cools the leakage space 14a in the area behind the outlet valve 36a.
  • the sterile vapor or the sterile condensate are shown as solid lines or broken lines.
  • the product medium is shown as solid dotted lines.
  • the sterile steam or the sterile condensate is applied to the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a and prevents penetration of the product medium into the steam supply line 20a and the discharge line 24a.
  • the product-added sterile condensate can be removed to the condensate drain 66 and be detected there, for example, visually to indicate the malfunction.
  • a product flow through the leakage space 14a is briefly interrupted.
  • the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a open, causing a vapor barrier through the leakage space 14a.
  • the switching valve 44a also opens, whereby the pent-up sterile condensate can flow off and the sterile vapor passing through the leakage chamber 14a is discharged into the discharge line 24a.
  • a timer is initiated which causes the switching valve 44a to close after an adjustable period of time.
  • the product flow through the leakage space 14a is interrupted for a longer time.
  • the operating mode 64 corresponds to the third operating mode 58.
  • the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a are opened so that a passage of the sterile steam (solid lines) through the leakage space 14a is effected.
  • the closed switching valve 44a causes the formation of sterile condensate (broken lines) in the leakage space 14a with simultaneous flow of the vapor through the bypass line 38a. As a result, the leakage space 14a is cooled again.
  • the lack of sterile condensate formation by means of the temperature sensor 50a can be detected by an increased temperature of the discharge line 24a.
  • leakage leakage through the steam inlet valve 34a and the outlet valve 36a may be detected by a pressure drop in the associated piping.
  • the steam sterilizing unit 18a has a pressure sensor on the respective pipelines.
  • FIG. 5 shows a tabular overview of the valve positions of the steam inlet valve 34a, the outlet valve 36a, the check valve 40a, the changeover valve 44a, and the purge medium outlet valve 46a during the operating modes 54-64, where the sign "+" indicates an open valve position and the "-" sign corresponds to a closed valve position.

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Abstract

Eine Dampfsterileinheit (18a) zum Erzeugen einer Dampfbarriere in einem Leckageraum (14a) für ein Ventil zum Verbinden zweier Rohrleitungen einer produktführenden Anlage weist eine Dampfzuführleitung (20a) auf, die mit einem Dampfeinlass (22a) des Leckageraums (14a-c) verbunden ist, der mit einem Dampfeinlassventil (34a) versehen ist. Sie weist ferner eine Abführleitung (24a) für Sterildampf, Sterilkondensat, Reinigungsmedium und/oder Leckage auf, die mit einem Auslass (26a) des Leckageraums (14a) verbunden ist, der mit einem Auslassventil (36a) versehen ist. Die Dampfzuführleitung (20a) und die Abführleitung (24a) sind über eine Verbindungsleitung (42a) verbunden. Die Verbindungsleitung (42a) ist mit der Abführleitung (24a) über ein Umschaltventil (44a) verbunden, das in einem ersten Betriebszustand einen Durchtritt durch die Abführleitung (24a) und in einem zweiten Betriebszustand eine Rückführung des Sterildampfs und/oder Sterilkondensats in die Dampfzuführleitung (20a) ermöglicht.

Description

Dampfsterileinheit zum Erzeugen einer Dampfbarriere in einem Leckageraum
Die Erfindung betrifft eine Dampfsterileinheit zum Erzeugen einer Dampfbarriere in einem Leckageraum für ein Ventil zum Verbinden zweier Rohrleitungen einer produktführenden Anlage, mit einer Dampfzuführleitung, die mit einem Dampfeinlass des Leckageraums verbunden ist, der mit einem Dampfeinlassventil versehen ist, mit einer Abführleitung für Sterildampf, Sterilkondensat, Reinigungsmedium und/oder Leckage, die mit einem Auslass des Leckageraums verbunden ist, der mit einem Auslassventil versehen ist.
Eine derartige Dampfsterileinheit ist allgemein bekannt.
Eine solche Dampfsterileinheit wird bei einer produktführenden Anlage, bspw. einer lebensmitteltechnischen, pharmatechnischen oder gentechnologischen Anlage, verwendet, um einen Leckageraum eines Ventils, das zwei Rohrleitungen der produktfördernden Anlage miteinander verbindet, dampfzusterilisieren und eine Förderung von Produktmedien unter sterilen oder aseptischen Bedingungen zu erzielen. Der Leckageraum des Ventils verbindet zwei durch das Ventil hindurchtretende Rohrleitungen und ist gegenüber jenen mittels Absperrorganen des Ventils abdichtbar. Er bildet eine Barriere zwischen den zwei Rohrleitungen und dient als Anzeige von Produktaustritt aus den Rohrleitungen in den Leckageraum. Ist der Leckageraum bspw. während einer Produktförderung durch die Rohrleitungen gegenüber jenen abgedichtet, so kann heißer Sterildampf durch den Leckageraum geleitet werden, um eine Dampfbarriere zwischen beiden Rohrleitungen zu erzeugen. In anderen Fällen ist es erforderlich, dass der Leckageraum gereinigt und sterilisiert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass bspw. die erste Rohrleitung gegenüber dem Leckageraum verschlossen ist, während Reinigungsmedium, das durch die zweite Rohrleitung fließt, den Leckageraum durchspült und nach außen befördert wird. Danach wird die zweite Rohrleitung gegenüber dem Leckageraum abgedichtet, und es wird heißer Sterildampf durch den Leckageraum hindurchgeführt.
Eine Dampfsterileinheit weist herkömmlicherweise eine Dampfzuführleitung und eine Abführleitung auf, die mit einem Dampfeinlass und einem Auslass des Leckageraums verbunden sind. Am Dampfeinlass bzw. Auslass sind ein Dampfeinlassventil bzw. ein Auslassventil vorhanden, die einen Durchtritt von Medien, d.h. des Sterildampfs, der Leckage und/oder des Reinigungsmediums, durch den Leckageraum steuern.
Ein Nachteil der bekannten Dampfsterileinheit ist es, dass der heiße Sterildampf den Leckageraum erhitzen kann, wodurch die angrenzenden Rohrleitungen und die durch die Rohrleitungen fließenden Produktmedien ebenfalls erhitzt werden. Hierdurch können die Produktmedien geschädigt oder zumindest ihre Qualität beeinträchtigt werden, so dass unter Umständen eine gesamte Charge der Produktmedien entsorgt werden muss und die Förder- bzw. Abfüllkosten der Produktmedien erhöht sind.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Dampfsterileinheit der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Schädigung der Produktmedien in den Rohrleitungen der produktfördernden Anlage vermieden wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Dampfsterileinheit dadurch gelöst, dass die Dampfzuführleitung und die Abführleitung über eine Verbindungsleitung verbunden sind, wobei die Verbindungsleitung mit der Abführleitung über ein Umschaltventil verbunden ist, wobei das Umschaltventil in einem ersten Betriebszustand einen Durchtritt durch die Abführleitung und in einem zweiten Betriebszustand eine Rückführung des Sterildampfs und/oder Sterilkondensats in die Dampfzuführleitung ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Dampfsterileinheit ermöglicht vorteilhafterweise nicht nur das Sterilisieren des Leckageraums sowie das Erzeugen einer Dampfbarriere in dem Leckageraum des Ventils, sondern auch ein Kühlen des Leckageraums und des Absperrorgans des Auslassventils. Sie weist hierzu eine Verbindungsleitung zwischen der Dampfzuführleitung und der Abführleitung auf, die mit der Abführleitung über ein Umschaltventil verbunden ist. In einem ersten Betriebszustand des Umschaltventils kann der Sterildampf durch die Abführleitung hindurchströmen, während in einem zweiten Betriebszustand eine Rückführung des Sterildampfs in die Dampfzuführleitung erfolgt. Hierbei kann der erste Betriebszustand bspw. eine offene Ventilstellung und der zweite Betriebszustand eine geschlossene Ventilstellung des Umschaltventils sein. Die geöffnete Ventilstellung des Umschaltventils entspricht der aus dem Stand der Technik bekannten Leitung des Sterildampfs von der Dampfzuführleitung durch den Leckageraum in die Abführleitung. Bei geöffnetem Umschaltventil strömt der durch den Leckageraum hindurchtretende Sterildampf in die Abführleitung bis zum Umschaltventil und wird dort in die Verbindungsleitung geleitet. Der Sterildampf verbleibt in der Verbindungsleitung und staut sich auf, da er nicht über die Abführleitung abfließen kann. Der heiße Sterildampf kühlt sich aufgrund eines Wärmeaustauschs mit den Innenwänden der Rohrleitungen unter Bildung von Sterilkondensat ab, das dann die Verbindungsleitung, die Abführleitung zwischen dem Auslass und dem Umschaltventil und den Leckageraum auffüllt. Das Sterilkondensat kühlt den durch den heißen Sterildampf erhitzten Leckageraum und die Absperrorgane des Leckageraums ab, wobei die an den Leckageraum angrenzenden Rohrleitungen ebenfalls gekühlt werden. Das Absperrorgan des Auslassventils wird ebenfalls durch einen Wärmeaustausch mit dem Sterilkondensat gekühlt, so dass bei einer Produktförderung von der ersten in die zweite Rohrleitung durch den Leckageraum das Produktmedium gekühlt wird. Die Abkühlung des Leckageraums verhindert somit eine Erwärmung bzw. ein Verbrennen der in den angrenzenden Rohrleitungen oder durch den Leckageraum fließenden Produktmedien. Das gebildete Sterilkondensat kann durch Öffnen des Umschaltventils über die Abführleitung abfließen und bspw. in einem Kondensatabieiter gesammelt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Dampfzuführleitung und die Abführleitung über eine Bypassleitung miteinander verbunden, wobei die Bypass- leitung in Durchtrittsrichtung der Abführleitung gesehen hinter dem Umschaltventil mit der Abführleitung verbunden ist.
Diese Maßnahme bewirkt einen direkten Sterildampffluss von der Dampfzuführleitung in die Abführleitung unter Auslassung des Leckageraums, wodurch vorteilhafterweise ein Zurückdrücken des Sterildampfs in die Dampfzuführleitung entgegen seiner normalen Strömungsrichtung verhindert wird. Ferner wird bei einem geschlossenen Sterildampf-Kreislauf, der durch die Dampfzuführleitung, den Leckageraum, die Abführleitung bis zum Umschaltventil und die Verbindungsleitung gebildet wird, eine Druckzunahme im System vermieden. Eine Einmündung der Bypassleitung in die Abführleitung hinter dem Umschaltventil verhindert vorteilhafterweise bei geschlossenem Umschaltventil ein Auffüllen der Bypassleitung mit Sterilkondensat, da die Sterilkondensatbildung nur in der Verbindungsleitung erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mündet die Verbindungsleitung in die Bypassleitung.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine besonders einfache und kostengünstige Prozessführung des Sterildampfs bzw. des Sterilkondensats ermöglicht wird, da beide Medien zumindest teilweise durch eine gemeinsame Rohrleitung geleitet werden. Hierdurch werden vorteilhafterweise die Fertigungskosten der Dampfsterileinheit verringert und zusätzlich eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mündet die Verbindungsleitung nahe der Dampfzuführleitung in die Bypassleitung.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass für den heißen Sterildampf ein besonders langer Abkühlweg durch die Verbindungsleitung bereitgestellt wird, entlang dem ausreichend Sterilkondensat gebildet werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsleitung zumindest teilweise einen geringen Durchmesser auf.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Kühleffekt der Verbindungsleitung unterstützt wird, da die Oberfläche der Verbindungsleitung durch den kleinen Durchmesser im Verhältnis zum Querschnitt vergrößert wird, wodurch die Abkühlung des Sterildampfs besonders rasch erfolgen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Bypassleitung ein Absperrventil zum Absperren des durch die Bypassleitung hindurchtretenden Sterildampfs und/oder Sterilkondensats vorhanden, das zwischen der Dampfzuführleitung und einer Mündung der Verbindungsleitung in die Bypassleitung angeordnet ist.
Das Absperrventil steuert einen Durchfluss des Sterildampfs durch die Bypassleitung, und es ist vorzugsweise nahe der Mündung der Verbindungsleitung in die Bypassleitung angeordnet. In einem ersten Betriebszustand des Absperrventils, der bspw. einer geöffneten Ventilstellung entspricht, ermöglicht das Absperrventil einen Durchtritt des Sterildampfs durch die Bypassleitung und die Verbindungsleitung. In einem zweiten Betriebszustand des Absperrventils, der bspw. einer geschlossenen Ventilstellung entspricht, wird ein Durchfluss des Sterildampfs durch die Bypassleitung verhindert. Das Absperrventil ermöglicht vorteilhafterweise während eines Reinigungsprozesses der Rohrleitungen, bei dem Reinigungsmedium durch den Leckageraum über die Abführleitung geführt wird, ein zusätzliches Reinigen der Verbindungsleitung und der Bypassleitung, wobei ein steriler Zustand der Dampfzuführleitung erhalten bleibt. Ferner kann die Bypassleitung und die Verbindungsleitung bei geschlossenem Umschaltventil und Absperrventil besonders effektiv mit heißem Sterildampf sterilisiert werden, da durch das geschlossene Absperrventil nur eine Strömungsrichtung des Sterildampfs durch den Leckageraum vorhanden ist und folglich eine maximale Menge des Sterildampfs durch die Verbindungsleitung und die Bypassleitung fließt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Reinigungsmedi- umabführleitung vorhanden, die über ein Reinigungsmediumauslassventil mit der Abführleitung verbunden ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass in der Führung der Prozessmedien der Dampfsterileinheit eine Trennung des Reinigungsmediums und des Sterildampf bzw. Sterilkondensats vorgesehen ist, wodurch ein geschlossener Kreislauf des Reinigungsmediums möglich ist. Das Reinigungsmediumauslassventil steuert einen Abfluss des Reinigungsmediums in die Reinigungsmediumabführleitung, wobei eine geschlossene Ventilstellung einem Durchtritt der Medien durch die Abführleitung und eine geöffnete Ventilstellung einem Abfluss des Reinigungsmediums in die Reinigungsmediumabführleitung entspricht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Temperatursensor zum Überwachen einer Temperatur in der Abführleitung zwischen dem Auslassventil und dem Umschaltventil vorhanden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Temperatursensor als Sicherheitsüberprüfung von verschiedenen Betriebsmodi der Dampfsterileinheit wirkt und den Betrieb der Dampfsterileinheit unterstützt. Bei einem Sterilisieren des Leckageraums kann der Temperatursensor, sofern die Temperatur in der Abführleitung unter einen einstellba- ren Sollwert fällt, den Sterilisierprozess erneut auslösen. Ferner kann der Temperatursensor direkt vor einer Förderung des Produktmediums von der ersten in die zweite Rohrleitung durch den Leckageraum nach Abführen des Sterilkondensats aus dem Leckageraum und der Abführleitung den durch die Abführleitung hindurchströmenden Sterildampf detektieren, wodurch ein sofortiges Schließen des Dampfeinlassventils und des Auslassventils bewirkt wird und sich Sterilkondensat bildet, das das Produktmedium über einen Wärmeaustausch mit dem Absperrorgan des Auslassventils kühlt. Bei einer kurzen Unterbrechung der Produktförderung durch den Leckageraum, bei der das Dampfeinlassventil und Auslassventil öffnen, detektiert der Temperatursensor die Anwesenheit des Sterildampfs in der Abführleitung und löst das Schließen des Umschaltventils nach einer vorgebbaren Zeit aus, wodurch sich das Sterilkondensat wieder in der Abführleitung und der Verbindungsleitung zu bilden beginnt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mündet in einer Einbaulage des Ventils die Dampfzuführleitung von oben und die Abführleitung von unten in den Leckageraum.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Durchtritt des Sterildampfs durch den Leckageraum und der Abfluss des Sterilkondensats, der Leckage und des Reinigungsmediums in Schwerkraftrichtung verläuft, wodurch das Betrieben des Dampfsterileinheit besonders einfach ohne zusätzlichen Maßnahmen, wie bspw. ein Abpumpen des Leckageraums, durchgeführt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Dampfeinlassventil und das Auslassventil unmittelbar am Leckageraum angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass besonders schnelle Steuerzeiten für den Durchtritt des Sterildampfs durch den Leckageraum ermöglicht werden. Ferner bewirkt die nahe Anordnung des Absperrorgans des Auslassventils am Leckageraum einen optimalen Wärmeaustausch zwischen dem Absperrorgan und dem Leckageraum bzw. einem durch den Leckageraum hindurchtretenden Produktmedium.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Abführleitung zwischen dem Auslassventil und dem Umschaltventil in der Einbaulage des Ventils zumindest im Wesentlichen kein Gefälle auf.
Diese Maßnahme bewirkt, dass das in der Abführleitung befindliche Sterilkondensat in beide Richtungen fließen kann, wodurch vorteilhafterweise einerseits ein Fluten des Leckageraums mit Sterilkondensat ermöglicht wird und andererseits das Sterilkondensat in die Abführleitung abfließen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Einbaulage des Ventils ein Absperrorgan des Absperrventils vertikal gesehen zumindest auf gleicher Höhe wie ein Absperrorgan des Dampfeinlassventils angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine besonders lange Abkühlstrecke des Sterildampfs durch die Verbindungsleitung ermöglicht wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Einbaulage des Ventils ein Absperrorgan des Reinigungsmediumauslassventils vertikal gesehen unterhalb eines Absperrorgans des Umschaltventils angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Reinigungsmedium in Schwerkraftrichtung aus dem Leckageraum durch die Abführleitung und die Reinigungsmediumab- führleitung ausfließen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine Steuerung zum Steuern des Dampfeinlassventils, des Auslassventils, des Umschaltventils, des Absperrventils und/oder des Reinigungsmediumauslassventils vorhanden. Diese Maßnahme ermöglicht vorteilhafterweise eine automatische Ansteuerung aller Ventile der Dampfsterileinheit, wodurch das Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmodi der Dampfsterileinheit ohne manuelles Eingreifen besonders rasch erfolgen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einem ersten Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil und das Absperrventil schließt und das Auslassventil öffnet, wobei sie zusätzlich das Umschaltventil und das Reinigungsmediumauslassventil periodisch öffnet und schließt.
Dieser Betriebsmodus entspricht einem Reinigungsvorgang der Rohrleitungen. Das Reinigungsmedium fließt aus einer der Rohrleitungen über den von der Dampfzuführleitung abgetrennten Leckageraum in die Abführleitung. Das gepulste Öffnen und Schließen des Umschaltventils und des Reinigungsmediumauslassventils bewirkt ein Reinigen der Abführleitung, der Verbindungsleitung, der Bypassleitung und des Kondensatabieiters, so dass der Reinigungsvorgang vorteilhafterweise besonders gründlich erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einer ersten Prozessstufe eines zweiten Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil und das Auslassventil öffnet und das Absperrventil, das Umschaltventil und das Reinigungsmediumauslassventil schließt.
Diese Maßnahme stellt eine erste Prozessstufe des Sterilisierprozesses dar, bei der vorteilhafterweise im System verbliebene Luft durch den heißen Sterildampf ausgespült wird. Der Sterildampffluss verläuft hierbei durch den Leckageraum, die Abführleitung bis zum Umschaltventil, die Verbindungsleitung und die Bypassleitung zum Kondensatabieiter. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einer zweiten Prozessstufe des zweiten Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil, das Auslassventil und das Umschaltventil öffnet und das Absperrventil und das Reinigungsmediumauslassventil schließt.
Bei dieser zweiten Prozessstufe wir die eigentliche Sterilisation des Leckageraum und der Abführleitung durchgeführt, wodurch die Dampfsterileinheit vorteilhafterweise für eine nachfolgende Produktförderung durch den Leckageraum vorbereitet wird. Während dieser Prozessstufe kann der Temperatursensor als Anzeige dienen, ob der Sterilisierprozess ausreichend lang und erfolgreich durchgeführt worden ist. Fällt die Temperatur der Abführleitung unter einen voreinstellbaren Sollwert, wird der Sterilisierprozess erneut initialisiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einem dritten Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil, das Auslassventil und das Absperrventil öffnet und das Umschaltventil und das Reinigungsmediumauslassventil schließt.
Dieser Betriebsmodus entspricht einem sterilen Zustand des Leckageraums, bei dem noch kein Produktmedium durch ihn hindurch geleitet wird. Das geschlossene Umschaltventil bewirkt eine Leitung der Sterildampfs in die Verbindungsleitung, wodurch die Bildung des Sterilkondensats beginnt, das den Leckageraum flutet und vorteilhafterweise den Leckageraum kühlt. Das gleichzeitig geöffnete Absperrventil ermöglicht eine Zufuhr des unter Druck stehenden Sterildampfs, wodurch vorteilhafterweise eine Schutzatmosphäre im Leckageraum geschaffen wird und überflüssiges Sterilkondensat zum Kondensatabieiter abgeführt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einem vierten Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil, das Auslassventil und das Reinigungsmediumauslassventil schließt und das Absperrventil öffnet, während sie das Umschaltventil zunächst öffnet und dann schließt.
Der vierte Betriebsmodus der Dampfsterileinheit entspricht einer Produktleitung durch den Leckageraum, bei dem vorteilhafterweise Sterildampf bzw. Sterilkondensat an dem Dampfeinlassventil bzw. dem Auslassventil anstehen und einen Schutz vor Leckageeintritt in die Sterileinheit bewirken. Hierbei kann ein Leckageaustritt durch das Auslassventil bspw. dadurch detektiert werden, dass mit Produktmedium versetztes Sterilkondensat in dem Kondensatabieiter erfasst wird. Ein Öffnen und Schließen des Umschaltventils führt zuerst zu einem Abließen des Sterilkondensats aus dem Leckageraum und dann zu einem erneuten Aufstauen des Sterilkondensats in der Abführleitung hinter dem geschlossenen Auslassventil.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie in einem fünften Betriebsmodus der Dampfsterileinheit das Dampfeinlassventil, das Auslassventil und das Absperrventil öffnet und das Reini- gungsmediumauslassventil schließt, wobei sie das Umschaltventil zunächst öffnet und dann schließt.
Der fünfte Betriebsmodus entspricht einer kurzen Unterbrechung der Produktleitung durch den Leckageraum, bei dem vorteilhafterweise sofort eine Dampfbarriere im Leckageraum erzeugt wird und danach eine erneute Kühlung des Leckageraums und/oder des Auslassventils erfolgt. Zunächst werden hierbei Produktrückstände aus dem Leckageraum und Sterilkondensat aus der Abführleitung abgeführt und dann die Abführleitung hinter dem Auslassventil und/oder der Leckageraum gekühlt. Der Schließvorgang des Umschaltventils kann bspw. dadurch ausgelöst werden, dass der Temperatursensor den heißen Sterildampf durch die Abführleitung erfasst und ein Signal an die Steuerung zum zeitlichversetzten Schließen des Umschaltventils sendet.
Bei einem sechsten Betriebsmodus, der einer längeren Unterbrechung der Produktführung durch den Leckageraum entspricht, ist die Steuerung derart ausgebildet, dass sie eine Ventilschaltung wie im dritten Betriebsmodus durchführt. Es erfolgt wieder eine Kühlung des Leckageraums.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. IA eine perspektivische Ansicht eines Ventils;
Fig. IB eine Querschnittsansicht des Ventils in Fig. IA;
Fig. 2 eine Explosionsansicht des Ventils in Fig. 1 mit erfindungsgemäßen
Dampfsterileinheiten;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer der erfindungsgemäßen Dampfsterileinheiten in Fig. 2;
Fig. 4A eine Schaltskizze der erfindungsgemäßen Dampfsterileinheit in Fig. 3;
Fig. 4B eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während eines ersten Betriebsmodus; Fig. 4C eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während einer ersten Prozessstufe eines zweiten Betriebsmodus;
Fig. 4D eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während einer zweiten Prozessstufe des zweiten Betriebsmodus;
Fig. 4E eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während eines dritten Betriebsmodus;
Fig. 4F eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während eines vierten Betriebsmodus;
Fig. 4G eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während eines fünften Betriebsmodus;
Fig. 4H eine weitere Schaltskizze der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während eines sechsten Betriebsmodus; und
Fig. 5 eine tabellarische Übersicht von Stellungen von Ventilen der Dampfsterileinheit in Fig. 3 während der verschiedenen Betriebsmodi.
In Fig. IA und IB ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Ventil dargestellt, das zwei Rohrleitungen einer produktführenden Anlage verbindet. Die produktführende Anlage kann bspw. eine lebensmitteltechnische Anlage sein, bei der Produktmedien, wie z.B. Joghurt, Saft oder dgl., steril oder unter aseptischen Bedingungen befördert wird. Die produktführende Anlage kann ebenfalls im Bereich der Medikamentenherstellung bzw. -abfüllung zum Einsatz kommen und als pharma- technische oder gentechnologische Anlage ausgestaltet sein.
Das Ventil 10 ist in Form zweier aseptischer Doppelsitzventile 12a, b ausgebildet, deren Leckageräume 14a, b über einen weiteren Leckageraum 14c miteinander ver- bunden sind (vgl. Fig. IB). Der Leckageraum 14a bzw. 14b steht über Rohranschlussstutzen 16a bzw. 16b mit den Rohrleitungen der produktführenden Anlage in Kontakt. Die Leckageräume 14a-c sind mittels Absperrorganen 17a-d der aseptischen Doppelsitzventile 12a, b verschließbar, wobei der Leckageraum 14a durch die Absperrorgane 17a, b des Doppelsitzventils 12a, der Leckageraum 14c durch die Absperrorgane 17b, c der Doppelsitzventile 12a, b und der Leckageraum 14b durch die Absperrorgane 17c, d des Doppelsitzventils 12b verschlossen werden können. Für jeden Leckageraum 14a-c ist jeweils eine Dampf Sterileinheit 18a-c vorgesehen, die zum Erzeugen einer Dampfbarriere in dem jeweiligen zugeordneten Leckageraum 14a-c sowie zum Reinigen und Sterilisieren und zum Kühlen des jeweiligen Leckageraums 14a-c geeignet sind. Die Dampfsterileinheiten 18a-c ermöglichen eine Förderung der Produktmedien unter aseptischen Bedingungen.
Die drei Dampfsterileinheiten 18a-c des Ventils 10 sind identisch konstruiert und voneinander autark betreibbar. Mit Bezug auf Fig. 3 wird im Folgenden die Dampfsterileinheit 18a näher beschrieben.
Die Dampf Sterileinheit 18a weist eine permanent unter Druck stehende Dampfzuführleitung 20a für den heißen Sterildampf auf, die in einen Dampfeinlass 22a des Leckageraums 14a mündet. Sie weist ferner eine Abführleitung 24a für Sterildampf, Sterilkondensat, Reinigungsmedium und/oder Leckage auf, die mit einem Auslass 26a des Leckageraums 14a verbunden ist. Der Dampfeinlass 22a bzw. der Auslass 26a sind in einer Einbaulage des Ventils 10, bei der die Leckageräume 14a-c etwa horizontal nebeneinander liegen, an einer Oberseite 28a bzw. an einer Unterseite 30a des Leckageraums 14a angeordnet, so dass die Dampf zuführleitung 20a von oben und die Abführleitung 24a von unten in den Leckageraum 14a mündet. Dies bewirkt einen vertikalen Durchtritt der verschiedenen Medien in Schwerkraftsrichtung durch den Leckageraum 14a. Die Dampfzuführleitung 20a und die Abführleitung 24a liegen im Bereich ihrer Einmündung in den Leckageraum 14a etwa in einer Ebene 31, die gegenüber einer Vertikalen 32 um einen Winkel α geneigt ist. Der Winkel α beträgt zwischen 10 Grad und 20 Grad, wobei die Neigung der Ebene 31 vorzugsweise etwa 15 Grad beträgt. Diese Neigung der Dampfzuführleitung 20a und der Abführleitung 24a im Bereich ihrer Einmündung in den Leckageraum 14a ist insbesondere bei drei nebeneinander liegenden Leckageräumen 14a-c des Ventils 10 vorteilhaft, da die Dampf Sterileinheiten 18a-c bei axial kurzer Bauweise des Ventils 10 nebeneinander angeordnet sein können (vgl. Fig. IA). Die Dampfzuführleitungen 20a, b und die Abführleitungen 24a, b der Dampf Sterileinheiten 18a, b liegen im Bereich ihrer Einmündung in den Leckageraum 14a, b in der Ebene 31, während die Zuführleitung 20c und die Abführleitung 24c der Dampf Sterileinheit 14c in einer zu dieser Ebene 31 geneigten Ebene 33 liegen. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Dampfsterileinheiten 14a und 14b zueinander gespiegelt an dem Ventil 10 angeordnet.
Die vertikal von oben kommende Dampfzuführleitung 20a verläuft im Bereich ihrer Mündung in den Leckageraum 14a horizontal. Die vertikal nach unten wegführende Abführleitung 24a verläuft in zwei Stufen, die jeweils einen horizontalen und einen vertikalen Verlauf der Abführleitung 24a aufweisen. Die Abführleitung 24a führt vertikal von der Dampfsterileinheit 18a weg.
Die Dampfzuführleitung 20a kann ferner ein manuell betätigbares Absperrventil (nicht dargestellt) aufweisen, das ein Zufluss von Sterildampf zur Dampfsterileinheit 18a steuert. Die Abführleitung 24a ist mit einem Kondensatabieiter (nicht dargestellt) verbunden, der den Sterildampf aufnimmt.
Weist das Ventil 10, wie in Fig. IB dargestellt, mehrere Leckageräume 14a-c auf, so können die jeweiligen Dampfzuführleitungen 20a jeder Dampfsterileinheit 18a-c aus einer Hauptdampfzuführleitung (nicht dargestellt) gespeist und die entsprechenden Abführleitungen 24a in eine Hauptabführleitung (nicht dargestellt) vereinigt werden.
Die Dampf Sterileinheit 18a weist ein Dampfeinlassventil 34a in der Dampfzuführleitung 20a und ein Auslassventil 36a in der Abführleitung 24a auf, die unmittelbar an der Oberseite 28a bzw. der Unterseite 30a des Leckageraums 14a angeordnet sind. Die Dampf Sterileinheit 18a weist ferner eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Bypassleitung 38a auf, die die Dampfzuführleitung 20a unter Auslassung des Leckageraums 14a mit der Abführleitung 24a verbindet. Sie mündet in einen vertikal verlaufenden Abschnitt der Abführleitung 24a und verläuft im Bereich ihrer Einmündung in die Abführleitung 24a horizontal. Die Bypassleitung 38a verläuft ferner im Bereich ihrer Einmündung in den horizontal verlaufenden Abschnitt der Dampfzuführleitung ebenfalls horizontal. Es ist ferner ein Absperrventil 40a in der Bypassleitung 38a vorhanden, das nahe der Mündung der Bypassleitung 38a in die Dampfzuführleitung 20a angeordnet ist. Das Absperrventil 40a steuert einen Durchtritt des Sterildampfs durch die Bypassleitung 38a.
Eine Verbindungsleitung 42a verbindet die Abführleitung 24a mit der Bypassleitung 38a. Sie mündet in einen horizontal verlaufenden Abschnitt der Abführleitung 24a im Bereich des Auslassventils 36a und erstreckt sich vertikal zu der Bypassleitung 38a. An einer Einmündung der Verbindungsleitung 42a in die Abführleitung 24a ist ein Umschaltventil 44a angeordnet, das in einem ersten Betriebszustand, der einer geöffneten Ventilstellung entspricht, einen Durchfluss durch die Abführleitung 24a und in einem zweiten Betriebszustand, der einer geschlossenen Ventilstellung entspricht, einen Durchtritt der Medien von der Abführleitung 24a in die Verbindungsleitung 42a ermöglicht. Es ist ebenfalls möglich, dass die Verbindungsleitung 42a die Abführleitung 24a direkt mit der Dampfzuführleitung 20a verbindet, wobei ein zusätzliches Absperrventil (nicht dargestellt) in der Verbindungsleitung 42a vorgesehen sein müsste, das einen Sterildampf- oder Sterilkondensatdurchtritt durch die Verbindungsleitung 42a steuert.
In der Abführleitung 24a ist ferner ein Reinigungsmediumauslassventil 46a vorhanden, das in Durchtrittsrichtung der Abführleitung 24a gesehen hinter dem Umschaltventil 44a am Ende eines horizontalen, vom Leckageraum 14a gesehen am weitesten entfernten Abschnitts der Abführleitung 24a angeordnet ist. Das Reinigungsmediumauslassventil 46a ermöglicht einen Abfluss von Reinigungsmedium aus dem Leckageraum 14a über die Abführleitung 24a in eine Reinigungsmediumabführleitung 48a. Das Reinigungsmediumauslassventil 46a ist ferner in Durchtrittsrichtung der Abführ- leitung 24a gesehen vor einer Einmündung der Bypassleitung 38a in die Abführleitung 24a angeordnet.
Die Dampf Sterileinheit 18a weist ferner einen Temperatursensor 50a auf, der in der Abführleitung 24a zwischen dem Auslassventil 36a und dem Umschaltventil 44a angeordnet ist. Der Temperatursensor 50a überwacht eine Temperatur von Sterildampf und/oder Sterilkondensat, das durch die Abführleitung 24a hindurchtritt.
Ein Absperrorgan 51a des Umschaltventils 44a befindet sich vertikal gesehen etwa auf gleicher Höhe wie ein Absperrorgan (nicht dargestellt) des Auslassventils 36a, so dass die Abführleitung 24a zwischen dem Auslassventil 36a und dem Umschaltventil 44a zumindest im Wesentlichen kein Gefälle aufweist. Das Absperrorgan eines Ventils, hier bspw. ein Ventilteller (nicht dargestellt) des Umschaltventils 44a, kann im Allgemeinen durch einen Steuerantrieb 52a des Ventils bewegt werden und eine zum Absperrorgan 51a benachbarte Rohrleitung, hier bspw. die Abführleitung 24a oder die Verbindungsleitung 42a, verschließen. Ein Absperrorgan (nicht dargestellt) des Reinigungsmediumauslassventils 46a ist vertikal gesehen etwas unterhalb des Absperrorgans des Umschaltventils 44a angeordnet, so dass das Reinigungsmedium in Schwerkraftrichtung aus dem Leckageraum 14a durch die Abführleitung 24a und die Reinigungsmediumabführleitung 48a abfließen kann. Ein Absperrorgan (nicht dargestellt) des Absperrventils 40a ist zumindest auf gleicher Höhe wie ein Absperrorgan (nicht dargestellt) des Dampf einlassventils 34a angeordnet.
Die Verbindungsleitung 42a weist zumindest teilweise im Bereich ihres vertikalen Verlaufs einen im Vergleich zu einem Durchmesser D der übrigen Rohrleitungen geringeren Durchmesser d auf. Dieser geringe Durchmesser d bewirkt eine Verlangsamung des Sterildampfdurchtritts durch diesen Abschnitt der Verbindungsleitung 42a, wodurch sich der Sterildampf aufgrund der Oberflächenvergrößerung der Verbindungsleitung 42a im Verhältnis zu ihrem Querschnitt über einen Wärmeaustausch mit kalten Innenwänden der Rohrleitungen, insbesondere der Verbindungsleitung 42a, abkühlt und kondensiert. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, dass die Verbindungsleitung 42a nicht direkt benachbart zu dem durch den heißen Sterildampf erhitzten Leckageraum 14a verläuft.
Das Dampf einlassventil 34a und das Absperrventil 40a arbeiten unter sterilen Bedingungen und sind bspw. als Standardventile SVP-S37O ausgebildet. Da mit ihnen aufgrund der unter Druck stehenden Dampfzuführleitung 20a kein Produktmedium, Reinigungsmedium oder Leckage in Berührung kommen kann und der Sterildampf permanent die Sterilität der zugehörigen Leitungen bewahrt, sind an dieser Stelle der Dampf Sterileinheit 18a keine aseptischen Ventile notwendig. Das Auslassventil 36a und das Umschaltventil 44a hingegen sind aseptische Ventile, bspw. der Klasse SVP- S371, und sie können rostfreie Stahl- oder Teflonbälge aufweisen. Das Reinigungsme- diumauslassventil 46a arbeitet unter sterilen Bedingungen, da kein Medienrückfluss in die Abführleitung 24a möglich ist. Es ist bspw. als SVP-S390E-Ventil ausgebildet.
Die Dampfsterileinheit 18a weist ferner eine Steuerung 53a auf, die ein vollautomatisches Regeln und Schalten des Dampf einlassventils 34a, des Auslassventils 36a, des Umschaltventils 44a, des Absperrventils 40a und/oder des Reinigungsmediumaus- lassventils 46a ermöglicht, um sechs verschiedene Betriebsmodi 54 - 64 der Dampfsterileinheit 18a zu ermöglichen. Die Betriebsmodi 54 - 64 werden im Folgenden unter Bezug auf die Fig. 4A-4H und die tabellarische Übersicht der zugehörigen Ventilstellungen in Fig. 5 näher beschrieben.
Fig. 4A zeigt übersichtshalber eine schematische Schaltskizze der Dampfsterileinheit 18a, deren Rohrleitungen als Linien und deren Ventile als Rechtecke dargestellt sind. Der Kondensatabieiter und das manuell betätigbare Ventil der Dampfzuführleitung 42a sind jetzt mit den Bezugszeichen 66 bzw. 68 versehen dargestellt.
Während des ersten in Fig. 4B dargestellten Betriebsmodus 54 wird eine "Cleaning-in- place"-Reinigung durchgeführt. Hierbei wird das Reinigungsmedium durch die Rohrleitung gespült, das über den Leckageraum 14a abfließt. Mit Bezug auf Fig. IB kann bspw. das Reinigungsmedium durch die erste Rohrleitung, die mit den Leckage- räumen 14a und 14c in Verbindung steht, hindurchfließen, so dass das Reinigungsmedium die beiden Leckageräume 14a, c durchfließt und über die Abführleitungen 24a, c der zugehörigen Dampfsterileinheiten 18a, c abgeführt wird. Die Absperrorgane 17a, b des Doppelsitzventils 12a sind hierbei geöffnet, während die Absperrorgane 17c, d des Doppelsitzventils 12b geschlossen sind. Im Leckageraum 14b kann während des Reinigungsvorgangs eine Dampfbarriere erzeugt sein, so dass Sterildampf durch den Leckageraum 14b hindurchströmt. Unter Bezug auf die Dampf Sterileinheit 14a ist während dieses Reinigungsvorgangs das Dampfeinlassventil 34a geschlossen, so dass der durch die Dampfzuführleitung 20a zugeführte Sterildampf nicht über den Dampfeinlass 22a in den Leckageraum 14a eintreten kann. Ferner ist das Absperrventil 40a geschlossen, wodurch auch kein Dampfübertritt in die Abführleitung 24a ermöglicht ist. Das Auslassventil 36a, das Umschaltventil 44a sowie das Reinigungs- mediumauslassventil 46a sind geöffnet, so dass ein als durchgezogene Linie dargestellter Hauptfluss des Reinigungsmediums aus dem Leckageraum 14a über den Auslass 26a, die Abführleitung 24a und die Reinigungsmediumabführleitung 48a abgeführt werden kann. Ein periodisches Öffnen und Schließen des Umschaltventils 44a und des Reinigungsmediumauslassventils 46a bewirkt ein gründliches Reinigen der Verbindungsleitung 42a, der Bypassleitung 38a und des sanitären Kondensatab- leiters 66. Die Dampfsterileinheit 14c des Leckageraums 14c arbeitet analog zur Dampfsterileinheit 14a des Leckageraums 14a.
Während eines zweiten Betriebsmodus 56 wird eine Sterilisation des Leckageraums 14a in zwei aufeinanderfolgenden Prozessstufen 70, 72 durchgeführt. In der ersten Stufe 70 des zweiten Betriebsmodus 56 wird in dem System verbleibende Luft ausgespült. Hierzu wird das Dampfeinlassventil 34a und das Auslassventil 50a geöffnet, während das Umschaltventil 44a geschlossen ist. Das Absperrventil 40a ist ebenfalls geschlossen, so dass kein direkter Dampffluss von der Dampfzuführleitung 20a in die Abführleitung 24a erfolgt. Das Reinigungsmediumauslassventil 46a ist ebenfalls geschlossen. Die erste Prozessstufe 70 bewirkt somit ein Spülen des Leckageraums 14a, der Abführleitung 24a zwischen dem Auslassventil 36a und dem Umschaltventil 44a, der Verbindungsleitung 42a und der Bypassleitung 38a. In der zweiten Prozessstufe 72 des zweiten Betriebsmodus 56 erfolgt ein Sterilisieren des Leckageraums 14a und der Abführleitung 24a. Hierzu wird das Umschaltventil 44a geöffnet, so dass der durch den Leckageraum 14a hindurchtretende Sterildampf durch die Abführleitung 24a geführt wird. Das Dampfeinlassventil 34a und das Auslassventil 36a sind geöffnet. Ferner wird die Temperatur in der Abführleitung 24a mittels des Temperatursensors 50a überwacht, so dass bei einer Unterschreitung eines vorher zu bestimmenden Sollwerts der Sterilisationsprozess von vorne beginnt. In Fig. 4C, 4D ist der Steril- dampffluss als durchgezogene Linien dargestellt.
Fig. 4E zeigt den dritten Betriebsmodus 58 der Dampfsterileinheit 18a, bei der der sterilisierte Leckageraum 14a durch das als unterbrochene Linien dargestellte Sterilkondensat gekühlt wird. Der Sterildampf ist wie in Fig. 4C, 4D als durchgezogene Linien dargestellt. Das Dampfeinlassventil 34a und das Auslassventil 36a sind geöffnet, so dass der Sterildampf aus der Dampfzuführleitung 20a durch den Leckageraum 14a hindurchtreten kann. Ferner ist das Absperrventil 40a in der Bypassleitung 38a geöffnet, so dass ein direkter Dampffluss von der Dampfzuführleitung 20a in die Abführleitung 24a erfolgt und die Rohrleitungen unter Dampfdruck stehen. Das geschlossene Umschaltventil 44a bewirkt einen Dampffluss von der Abführleitung 24a über die Verbindungsleitung 42a und die Bypassleitung 38a in die Abführleitung 24a. Fließt der Sterildampf durch die Verbindungsleitung 42a, kondensiert er, und das gebildete Sterilkondensat füllt die Verbindungsleitung 42a, die Abführleitung 24a im Bereich zwischen dem Umschaltventil 44a und dem Auslass 26a sowie den Leckageraum 14a auf. Während dieses Betriebsmodus wird der Leckageraum 14a sowie die Abführleitung 24a zwischen dem Auslassventil 36a und dem Umschaltventil 44a und die Verbindungsleitung 42a gekühlt, wodurch verhindert wird, dass bei einer späteren Produktführung durch die Rohrleitungen eventuell auch über den Leckageraum 14a das Produktmedium überhitzt und beschädigt wird. Überschüssiger Sterildampf, der durch die unter Druck stehende Dampfzuführleitung 20a zugeführt wird, wird über die Bypassleitung 38a direkt in die Abführleitung 24a überführt, so dass kein Überdruck in der Dampf Sterileinheit 18a auftritt.
In dem in Fig. 4F dargestellten vierten Betriebsmodus 60 der Dampf Sterileinheit 18a wird Produktmedium durch die Rohrleitung 16a und den Leckageraum 14a hin- durchgeführt. Hierzu wird zuerst das Umschaltventil 44a geöffnet, so dass das Sterilkondensat aus dem Leckageraum 14a abfließen kann. Detektiert der Temperatursensor 50a Sterildampf in der Abführleitung, werden das Dampfeinlassventil 34a sowie das Auslassventil 36a geschlossen, so dass der Leckageraum 14a von der Dampf zu- führleitung 20a und der Abführleitung 24a getrennt ist. Der durch die Dampfzuführleitung 20a zugeführte Sterildampf wird über die Bypassleitung 38a in die Abführleitung 24a überführt. Das in der Abführleitung 24a zwischen dem Auslassventil 36a und dem dann geschlossenen Umschaltventil 44a und in der Verbindungsleitung 42a anstehende Sterilkondensat kühlt den Leckageraum 14a im Bereich hinter dem Auslassventil 36a. Wie zuvor sind der Sterildampf bzw. das Sterilkondensat als durchgezogene Linien bzw. unterbrochene Linien dargestellt. Das Produktmedium ist als durchgezogen-gepunktete Linien dargestellt.
Da die Dampfzuführleitung 20a permanent unter Druck steht, steht der Sterildampf bzw. das Sterilkondensat an dem Dampfeinlassventil 34a und dem Auslassventil 36a an und verhindert ein Eindringen des Produktmediums in die Dampfzuführleitung 20a und die Abführleitung 24a. Bei einer Fehlfunktion des Auslassventils 36a kann das mit Produkt versetzte Sterilkondensat zum Kondensatabieiter 66 abgeführt und dort bspw. visuell detektiert werden, um die Fehlfunktion anzuzeigen.
Bei dem in Fig. 4G dargestellten fünften Betriebsmodus 62 der Dampf Sterileinheit 18a wird ein Produktfluss durch den Leckageraum 14a kurzzeitig unterbrochen. Das Dampfeinlassventil 34a und das Auslassventil 36a öffnen, so dass eine Dampfbarriere durch den Leckageraum 14a bewirkt wird. Das Umschaltventil 44a öffnet ebenfalls, wodurch das aufgestaute Sterilkondensat abfließen kann und der durch den Leckageraum 14a hindurchtretende Sterildampf in die Abführleitung 24a abgeführt wird. Sobald der Temperatursensor 50a den durch die Abführleitung 24a hindurchtretenden Sterildampf (durchgezogene Linien) detektiert, wird eine Zeitschalteinrichtung initiiert, die nach einer einstellbaren Zeitperiode ein Schließen des Umschaltventils 44a bewirkt. Folglich beginnt wieder die Sterilkondensatbildung in der Abführleitung 24a und der Verbindungsleitung 42a. Bei dem sechsten in Fig. 4H dargestellten Betriebsmodus 64 der Dampfsterileinheit 18a wird der Produktfluss durch den Leckageraum 14a für längere Zeit unterbrochen. Der Betriebsmodus 64 entspricht dem dritten Betriebsmodus 58. Das Dampfeinlassventil 34a sowie das Auslassventil 36a werden geöffnet, so dass ein Durchtritt des Sterildampfs (durchgezogenen Linien) durch den Leckageraum 14a bewirkt wird. Das geschlossene Umschaltventil 44a bewirkt die Bildung des Sterilkondensats (unterbrochene Linien) in dem Leckageraum 14a bei gleichzeitigem Dampffluss durch die Bypassleitung 38a. Hierdurch wird der Leckageraum 14a erneut gekühlt.
Bei einer Fehlfunktion des Auslassventils 36a und/oder des Umschaltventils 44a kann die fehlende Sterilkondensatbildung mittels des Temperatursensors 50a durch eine erhöhte Temperatur der Abführleitung 24a detektiert werden.
Ferner kann ein Leckageaustritt durch das Dampf einlassventil 34a und das Auslassventil 36a durch einen Druckabfall in den zugehörigen Rohrleitungen detektiert werden. Hierzu weist die Dampfsterileinheit 18a einen Drucksensor an den jeweiligen Rohrleitungen auf.
Fig. 5 zeigt eine tabellarische Übersicht der Ventilstellungen des Dampfeinlassventils 34a, des Auslassventils 36a, des Absperrventils 40a, des Umschaltventils 44a und des Reinigungsmediumauslassventils 46a während der Betriebsmodi 54-64, wobei das Zeichen „+" einer geöffneten Ventilstellung und das „-" Zeichen einer geschlossenen Ventilstellung entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Dampfsterileinheit (18a-c) zum Erzeugen einer Dampfbarriere in einem Leckageraum (14a-c) für ein Ventil (10) zum Verbinden zweier Rohrleitungen einer produktführenden Anlage, mit einer Dampfzuführleitung (20a), die mit einem Dampfeinlass (22a) des Leckageraums (14a-c) verbunden ist, der mit einem Dampf einlassventil (34a) versehen ist, mit einer Abführleitung (24a) für Sterildampf, Sterilkondensat, Reinigungsmedium und/oder Leckage, die mit einem Auslass (26a) des Leckageraums (14a-c) verbunden ist, der mit einem Auslassventil (36a) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampf zu- führleitung (20a) und die Abführleitung (24a) über eine Verbindungsleitung (42a) verbunden sind, wobei die Verbindungsleitung (42a) mit der Abführleitung (24a) über ein Umschaltventil (44a) verbunden ist, wobei das Umschaltventil (44a) in einem ersten Betriebszustand einen Durchtritt durch die Abführleitung (24a) und in einem zweiten Betriebszustand eine Rückführung des Sterildampfs und/oder Sterilkondensats in die Dampfzuführleitung (20a) ermöglicht.
2. Dampf Sterileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuführleitung (20a) und die Abführleitung (24a) über eine Bypasslei- tung (38a) miteinander verbunden sind, wobei die Bypassleitung (38a) in Durchtrittsrichtung der Abführleitung (24a) gesehen hinter dem Umschaltventil (44a) mit der Abführleitung (24a) verbunden ist.
3. Dampf Sterileinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (42a) in die Bypassleitung (38a) mündet.
4. Dampfsterileinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (44a) nahe der Dampfzuführleitung (20a) in die Bypassleitung (38a) mündet.
5. Dampf Sterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (42a) zumindest teilweise einen geringen Durchmesser (d) aufweist.
6. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bypassleitung (38a) ein Absperrventil (40a) zum Absperren des durch die Bypassleitung (38a) durchtretenden Sterildampfs und/oder Sterilkondensats vorhanden ist, das zwischen der Dampfzuführleitung (20a) und einer Mündung der Verbindungsleitung (42a) in die Bypassleitung 38a) angeordnet ist.
7. Dampf Sterileinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einbaulage des Ventils (10) ein Absperrorgan des Absperrventils (40a) vertikal gesehen zumindest auf gleicher Höhe wie ein Absperrorgan des Dampfeinlassventils (34a) angeordnet ist.
8. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsmediumabführleitung (48a) vorhanden ist, die über ein Reinigungsmediumauslassventil (46a) mit der Abführleitung (24a) verbunden ist.
9. Dampf Sterileinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einbaulage des Ventils (10) ein Absperrorgan des Reinigungsmediumauslassventil (46a) vertikal gesehen unterhalb eines Absperrorgans des Umschaltventils (44a) angeordnet ist.
10. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (50a) zum Überwachen einer Temperatur in der Abführleitung (24a) zwischen dem Auslassventil (36a) und dem Umschaltventil (44a) vorhanden ist.
11. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einbaulage des Ventils (10) die Dampfzuführleitung (20a) von oben und die Abführleitung (24a) von unten in den Leckageraum (14a-c) mündet.
12. Dampfsterileinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfeinlassventil (34a) und das Auslassventil (36a) unmittelbar am Leckageraum (14a-c) angeordnet sind.
13. Dampf sterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (24a) zwischen dem Auslassventil (36a) und dem Umschaltventil (44a) in der Einbaulage des Ventils (10) zumindest im Wesentlichen kein Gefälle aufweist.
14. Dampf sterileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (53a) zum Steuern des Dampfeinlassventils (34a), des Auslassventils (36a), des Umschaltventils (44a), des Absperrventils (40a) und/oder des Reinigungsmediumauslassventils (46a) vorhanden ist.
15. Dampf sterileinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einem ersten Betriebsmodus (54) der Dampf sterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a) und das Absperrventil (40a) schließt und das Auslassventil (36a) öffnet, wobei sie zusätzlich das Umschaltventil (44a) und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) periodisch öffnet und schließt.
16. Dampfsterileinheit nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Prozessstufe (70) eines zweiten Betriebsmodus (56) der Dampfsterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a) und das Auslassventil (36a) öffnet und das Absperr- ventil (40a), das Umschaltventil (44a) und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) schließt.
17. Dampf Sterileinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einer zweiten Prozessstufe (72) des zweiten Betriebsmodus (56) der Dampf Sterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a), das Auslassventil (36a) und das Umschaltventil (44a) öffnet und das Absperrventil (40a) und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) schließt.
18. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einem dritten Betriebsmodus (58) der Dampfsterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a), das Auslassventil (36a) und das Absperrventil (40a) öffnet und das Umschaltventil (44a) und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) schließt.
19. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einem vierten Betriebsmodus (58) der Dampfsterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a), das Auslassventil (36a) und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) schließt und das Absperrventil (44a) öffnet, während sie das Umschaltventil (40a) zunächst öffnet und dann schließt.
20. Dampfsterileinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (53a) derart ausgebildet ist, dass sie in einem fünften Betriebsmodus (58) der Dampfsterileinheit (14a-c) das Dampfeinlassventil (34a), das Auslassventil (36a) und das Absperrventil (40a) öffnet und das Reinigungsmediumauslassventil (46a) schließt, wobei sie das Umschaltventil (44a) zunächst öffnet und dann schließt.
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