Brevet FR2535971A1 — publié le 19840518

PROCEDE DE STERILISATION D'OBJETS EN AUTOCLAVE, UTILISANT ALTERNATIVEMENT DE LA VAPEUR SOUS PRES- SION ET LE VIDE, ET AUTOCLAVE DESTINE A LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE L'invention concerne un procédé de stérilisation d'objets, en autoclave, avec utilisation alternée de vapeur sous pression et de vide, l'air de la chambre d'autoclave étant évacué, de la vapeur sous pression étant introduite dans la chambre pour agir durant la période nécessaire pour effectuer la stérilisation, l'air de la chambre étant évacuée pour sécher les objets venant d'être stérilisés et la pression atmosphérique étant enfin rétablie par équilibrage avec de l'air stérile L'invention concerne également un autoclave destiné a la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les autoclaves utilisés actuellement dans les hôpitaux et autres institutions de ce type, fonc- tionnent généralement en faisant alterner le vide et la surpression Ces autoclaves sont grands, compliqués et co teux De plus, ils ne fontion- nent pas en circuit fermé, et la vapeur condensée peut donc passer directement dans la canalisation d'égoût. Dans les établissements de dimensions modestes comme les cabinets dentaires ne comprenant qu'un ou quelques dentistes, la capacité d'un grand autoclave ne peut pas être exploitée et un tel appareil constitue un investissement trop élevé. De petits autoclaves, d'une conception plus ou moins sophistiquée, sont disponibles pour répon- dre à cette demande. Lorsqu'on stérilise des bandages et des instru- ments, etc, ces objets sont traités à la vapeur à une température supérieure à 1000 C O Dans sa forme la plus simple, la stérilisation est simplement effectuée par de l'eau chauffée au moyen d'éléments dans la chambre d'autoclave Les petits autoclaves disponibles à ce jour ne fonc- tionnent que sous pression La pression est créée par la combinaison d'un réservoir d'eau éleve, de vannes solénoïdes et d'un élément de chauffage, générant de la vapeur sous la forme d'ondes de pression. Etant donné l'augmentation des exigences dans le domaine de l'hygiène, la demande s'accroît pour de petits autoclaves fonctionnant sous vide et avec un circuit d'eau fermé. = Les grands autoclaves ne peuvent pas être fabri- qués dans des proportions réduites et fonctionner néanmoins de façon économique et fiable Les dif- ficultés apparaissant lors de la réduction des dimensions, constituent probablement la raison principale de l'absence sur le marché de petits autoclaves sous vide. En conséquence, l'invention a pour but de propo- ser un procédé de stérilisation sous vide en au- toclave, et un autoclave permettant la stérili- sation en utilisant de la vapeur sous pression et le vide, mais néanmoins utilisable dans les cabinets médicaux, les laboratoires, etc, avec un circuit d'eau fermé et à un prix raisonnable. A cet effet, l'invention propose un procédé ca- ractérisé en ce que l'eau circule dans un circuit fermé, l'air étant évacué de la chambre d'auto- clave, si possible après une expulsion préalable par la vapeur, au moyen d'une pression réduite créée par un éjecteur dans le circuit, après quoi le circuit est interrompu entre la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit, et la liaison et le reste du cricuit, et la liaison entre un réservoir à eau inclus dans le circuit et un générateur de vapeur est ouverte simultané- ment pour pressuriser la chambre d'autoclave avec de la vapeur sous pression élevée, pour le pro- cessus de stérilisation proprement dit, puis l'air de la chambre d'autoclave est évacué à nouveau par réouverture de la liaison entre la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit, et une fois que l'état de vide a été atteint, ce vide est maintenu pour la durée né- cessaire à effectuer le séchage, puis la liaison entre la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit est a nouveau interrompu et simultanément une liaison est établie avec l'atmosphère environnante à travers un filtre stérile, pour effectuer l'égalisation de la pression avec la pression atmosphérique. Selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion, l'air est évacué en continu de la chambre d'autoclave, la chambre étant simultanément pressurisée au moyen de vapeur à haute pression. Selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion, la vapeur sortant de la chambre d'autoclave est refroidie au moyen d'un réfrigérant disposé dans un-conduit de retour. L'autoclave destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention est caratérisé par un circuit d'eau fermé comprenant un réservoir à eau, une pompe pour amener l'eau par pompage à un généra- teur de vapeur, pour alimentation en vapeur de la chambre d'autoclave et pour conduire l'eau par pompage à travers un éjecteur et retour au réser- voir à eau à travers un conduit de retour, pour créer une pression réduite afin de diminuer la pression et créer un vide dans la chambre d'auto- clave au moyen d'un conduit relié à l'éjecteur et un conduit partant de la chambre d'autoclave à travers une vanne ajustable vers l'atmosphère. Selon un autre mode de réalisation de l'invention le conduit de sortie de la chambre d'autoclave est relié à une vanne à trois voies qui commu- nique avec un conduit relié à travers une vanne anti-retour et un conduit, à l'éjecteur, et aussi avec le conduit communicant avec l'atmosphère, de préférence à travers un filtre stérile. Selon un autre mode de réalisation de l'invention la pompe est disposée de façon à pomper de l'eau à travers un conduit en passant par l'éjecteur, dans le générateur de vapeur et qu'une vanne à deux voies est diposée dans le conduit de retour reliant l'éjecteur au réservoir à eau. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention la pompe est en liaison directe avec l'éjecteur, à travers une première vanne à deux voies et elle est également reliée directement au générateur de vapeur à travers une deuxième vanne à deux voies. Selon un autre mode de réalisation de l'invention il est disposé un moyen qui ferme le circuit ex- térieur lorsque tout air a été éliminé de la chambre de pression Un tel moyen peut être con- stitué par un thermostat commandant la vanne à trois voies, ou une conduite de dérivation après la vanne à trois voies, contenant un piège à vapeur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention une conduite de dérivation avec une vanne anti- retour est montée entre la conduite provenant de la vanne à trois voies et la conduite de retour reconduisant au réservoir d'eau, après l'éjec- teur. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un réfrigérant sert à refroidir la vapeur sortant de la chambre à pression Le réfrigérant peut être situé dans la conduite immédiatement après la vanne à trois voies, dans la conduite de dérivation de l'éjecteur ou dans la conduite amenant au réservoir d'eau. L'autoclave fonctionne bien sans réfrigérant pour des stérilisations occasionnelles, mais lors d'utilisations répétées, l'eau du circuit devient rapidement trop chaude pour que l'autoclave con- tinue de fontionner de manière satisfaisante. Dans le mode de réalisation comportant une vanne à deux voies, une vanne anti-retour est montée de préférence entre la pompe et l'éjecteur En rai- son -de la chute de pression au niveau de la vanne anti-retour, généralement environ 1 kg, le reser- voir peut être monté plus haut que le générateur de vapeur, sans risque d'une affluence de l'eau vers le générateur de vapeur lorsque la pompe n'est pas en fonctionnement Lorsqu'il n'y a pas de fuite depuis la pompe hors fonctionnement, cette vanne anti-retour peut être supprimée Dans le présent mode de réalisation, une vanne anti- retour de ce type empêche la vapeur de pénétrer dans la pompe lorsque celle-ci est à l'arrêt pendant la phase de stérilisation. Les vannes à deux voies et la vanne à trois voies peuvent être des vannes solénoides ou des vannes à commande pneumatique, et les vannes anti-retour sont à commande automatique. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention vont apparaître dans la description détaillée suivante, avec référence aux dessous annexes dans lesquels les figures représentent; figure 1: une vue schématique d'un mode de réalisation d'un autoclave selon l'invention, figure 2: un second mode de réalisation d'un autoclave selon l'invention, et figure 3: une vue d'une forme modifiée de l'au- clave de la figure 1. Ainsi, les figures représentent les éléments essentiels au fontionnement de l'autoclave Le procédé et l'autoclave selon l'invention vont être décrits en se référant à un processus de stérilisation préféré, impliquant l'élimination de l'air et la pressurisation au moyen de vapeur, la création d'un vide préliminaire, une préssuri- sation renouvelée et le déroulement de la stéri- lisation, l'évacuation de l'air pour le séchage pendant l'établissement d'un vide subséquent et finalement, égalisation des pressions pour le retour à la pression atmosphérique, en laissant pénétrer de l'air stérile dans la chambre de pression ou de stérilisation. Le procédé peut bien sur présenter des variantes sans sortir des limites de l'invention Par exemple, l'air peut être évacué directement de la chambre d'autoclave sans pressurisation préalable à la vapeur. Dans la figure 1, l'autoclave ou chambre de pression est désigné par 1 et le réservoir à eau par 2. Un circuit extérieur conduit du réservoir à eau 2, en passant par la pompe 3, le conduit 4, l'éjecteur 5, les conduits 6 et 7, au générateur de vapeur 8 L'eau du réservoir est pompée vers le générateur de vapeur qui fournit la vapeur à la chambre de pression 1 Le circuit extérieur se poursuit par le conduit de sortie 9, une vanne a trois voies 10 et un conduit 11, lequel, à travers la vanne anti-retour 12, est relié au conduit 6 communicant avec l'éjecteur 5. Après cela, le circuit extérieur retourne au ré- servoir à eau 1 en passant par une vanne à deux voies 13 et un conduit 14. Comme le circuit extérieur, un circuit interne part également du réservoir à eau 2 et passe par la pompe 3 Ici, de l'eau est pompée dans le conduit 4 à travers l'éjecteur 5, la vanne soli- noide 13 et le conduit 14 et retour au réservoir 2. L'autoclave comprend également un filtre stérile qui communique avec une vanne à trois voies 10 à travers un conduit-17 muni d'une vanne anti- retour 16 Une vanne de sécurité doit également être disposée en relation avec la chambre de pression 1, comme on peut voir en 18. Afin d'alimenter en vapeur la chambre d'autoclave 1, la vanne solénoide 13 est fermée et de l'eau est alors pompée jusqu'au générateur de vapeur 8, qui injecte de la vapeur dans la chambre 1 La communication avec le conduit 11 est fermée par la vanne à trois voies 10 afin de faire monter la pression Lorsqu'une pression prédéterminée a été atteinte, la pompe est arrêtée Pour maintenir la pression, la pompe est mise en route pour un in- stant par un moyen appropriézpour détecter la pression dans la chambre d'autoclave 1. Pour faire baisser la pression et évacuer l'air de la chambre 1, la communication entre le con- duit 9 et le conduit 11 est ouverte au moyen de la vanne à trois voies 10 La vanne à deux voies 13 est alors ouverte de sorte que la pompe 3 puisse maintenant envoyer de l'eau à travers l'éjecteur 5 pour créer une pression réduite dans le conduit 6. Lorsqu'on stérilise des pièces emballées, par exemple, afin d'éliminer la majeure partie de l'air de la chambre d'autoclave et de l'embal- lage, il est souhaitable dans une première étape, de fournir de la vapeur sous pression dans la chambre 1 Une quantité considérable d'air est ainsi sortie par force et l'on réalise un vide partiel Le mélange vapeur-air présent dans les emballages est évacué pratiquement en totalité et l'on obtient un degré élevé de vide Dans le mode de réalisation de l'autoclave présenté sur la figure 1, l'air ne peut pas être éliminé en continu pendant la pressurisation simultanée et donc, l'élimination de l'air s'effectue par intermittences Néanmoins, des modifications simples peuvent permettre ici une pressurisation continue avec élimination simultanée de l'air, comme cela sera décrit plus loin. Lorsque la stérilisation et le séchage sous vide subséquent ont été achevés, la pression doit être ramenée au niveau de la pression atmosphérique. La vanne à trois voies 10 est alors ouverte vers le conduit 17 et le filtre stérile 15, et de l'air stérile afflue dans la chambre 1 à travers le conduit de sortie 9 La vanne anti-retour 16 empêche l'air de pénétrer pendant que la vanne à trois voies est ouverte vers le conduit 17, ou lorsque le circuit est soumis à une sur-pression. La figure 2 représente un autre mode de réalisa- tion de l'autoclave selon l'invention Les mêmes indices désignent les mêmes éléments que sur la firgure 1 Contrairement au mode de réalisation précédent, une première vanne à deux voies 19 est disposée dans le conduit 4 avant l'éjecteur 5, lorsqu'on regarde dans le sens de l'écoulement. De plus, la pompe 3 est reliée directement au générateur de vapeur 8 à travers une deuxième vanne à deux voies 20. Ce mode de réalisations permet d'évacuer l'air en continu de la chambre 1 tandis que la chambre est simultanément pressurisée avec la vapeur, la deu- xième vanne à deux voies 20 et la vanne à trois voies 10 étant ouvertes tandis que la première vanne à deux vires est gardée fermée L'air sort à travers la vanne à trois voies 10 et l'éjecteur , pour arriver dans le réservoir après passage dans -le conduit 14 Lorsque pratiquement tout l'air a été évacué, la vanne à trois voies 10 est fermée pour faire monter la pression dans le cir- cuit Le déroulement de ces opérations peut être contrôlé de différentes manières, décrites plus en détail à propos de la figure 3. Une fois que la pression pré-déterminee a été at- teinte dans la chambre d'autoclave, la deuxième vanne à deux voies 20 est fermée et la vanne à trois voies 10 ainsi que la première vanne 19 sont ouvertes La vapeur est ainsi éliminée de la chambre qui est soumise alors à une pression ré- cuite créée dans l'éjecteur 5 De même, tout air résiduel, enfermé dans les emballages par exemple est éliminé et l'on obtient un très bon degré d'évacuation Une pressurisation renouvelée est opérée alors par fermeture de la première vanne à deux voies 19 et de la vanne à trois voies 10 et ouverture de la deuxième vanne à deux voies 20. Pendant la phase de stérilisation proprement dite, la pression est maintenue par mise en route momentanée de la pompe et ouverture simultanée de la deuxième vanne à deux voies 20. il Ensuite, la pression réduite est réalisée comme précédemment et maintenue par mise en route mo- mentanée de la pompe et ouverture simultanée de la deuxième vanne à deux voies 20 Ensuite, la pression réduite est réalisée comme précédemment et maintenue suffisamment longtemps pour permet- tre le séchage Le retour à la pression atmosphé- rique est également effectué comme décrit ci- dessus, les deux vannes à deux voies 19, 20 étant fermées et la vanne à trois voies 10 étant ouverte vers le filtre stérile 15. Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 1, l'autoclave est commandé au moyen de l'unique vanne a deux voies, la pompe et la vanne à trois voies, tandis que dans le mode de réalisation de la figure 2, il est commnadé au moyen des deux vannes à deux voies, de la pompe et de la vanne à trois voies Les vannes anti-retour du système sont simples, fiables, peu coûteuses et, ce qui est le plus important, elles fonctionnent de façon entièrement automatique L'autoclave selon l'invention est donc pourvu d'une commande ex- trêmement simple, avec seulement quelques vannes commandées, c'est-à-dire deux et trois, respec- tivement Ceci doit être comparé avec certains autoclaves sur le marché qui nécessitent jusqu'à sept vannes à commande. La figure 3 représente une forme modifiée de l'invention selon la figure 1, et utilise les mêmes indices pour les mêmes pièces A part la vanne anti-retour 21 qui a été placée dans le conduit après la pompe 3, les modifications décrites ci-dessous peuvent être effectuées de façon équivalente sur le mode de réalisation selon la figure 2 De plus, il est à noter que ces modifications peuvent être apportées d'une manière collective ou individuelle. Contrairement au mode de réalisation selon la figure 1, une vanne antiretour est montée entre la pompe 3 et l'éjecteur 5 En raison de la chute de pression provoquée au niveau de cette vanne anti-retour, le réservoir d'eau peut être placé plus haut que le générateur de vapeur 8, sans risque d'un écoulement d'eau pénétrant dans ce générateur lorsque la pompe est à l'arrêt. L'installation comporte aussi un tube de dériva- tion 22, comprenant un piège à vapeur 23 après la vanne a trois voies 10 En maintenant la vanne a trois voies 10 fermée pendant qu'on fait le vide dans la chambre de pression 1, l'air est forcé de passer par le conduit 22 et le piège a vapeur 23 Lorsque pratiquement tout l'air a été évacué, le piège à vapeur va interrompre automatiquement le circuit extérieur, offrant ainsi une commande simple, fiable et commode. Une solution alternative consiste à disposer un thermostat dans le conduit 9 pour fermer la vanne à trois voies 10 lorsqu'une certaine température a été atteinte Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, l'évacuation de l'air peut être -interrompue soit après un certain temps soit lorsqu'un certain vide a été réalise. Sur la figure 3, il a été également disposé une deuxième vanne de dérivation 24, après la vanne anti-retour 12, l'éjecteur 5 et la vanne à deux voies 13 Une vanne anti-retour 25 est également montée dans le conduit 24 Cela permet une éva- cuation continue de l'air et une pressurisation simultanée avec la vapeur Un autre avantage est que la diminution de la pression dans la chambre peut être réalisée bien plus rapidement que si la totalité du débit devait passer par l'éjecteur 5. Pour permettre une utilisation fréquente de l'au- toclave, une réfrigération doit être prévue quel- que part dans le circuit La figure 3 montre un réfrigérant 26 disposé dans le conduit 24 après la vanne anti-retour 25 L'eau condensée dans le réfrigérant s'écoule à travers le conduit 14 dans le réservoir à eau 2. Cependant, le réfrigérant peut être également placé dans le conduit 11, immédiatement après la vanne à trois voies 10. L'avantage de la disposition représentée sur la figure est que le réfrigérant ne doit pas être soumis à une évacuation de l'air pour qu'un vide préliminaire ou subséquent soit établi. La pression prédéterminée peut se situer aux en- virons de 230 la Pa et la température, autour de 1350 C Lorsque l'eau ou la vapeur sont refroidies dans le circuit, on peut maintenir un relative- ment vide dans la chambre de pression, même avec une utilisation fréquente Le maintien d'un vide de 20-40 mm de Hg ne pose pas de problème. D'autres modifications de l'invention sont bien entendu possibles sans sortir des limites de l'invention Par exemple, l'échange thermique peut s'effectuer avec l'eau dans le conduit 7 avant le générateur de vapeur 8 et le réfrigérant 26 On peut également disposer une vanne à deux voies dans le conduit 7 entre le conduit 6 et le générateur de vapeur 8, de sorte que la pompe puisse être arrêtée pendant la phase de réduction de la pression La vanne à trois voies 10 peut également être remplacée par deux vannes à deux voies. 253597 1 Revendications 1/ Procédé de stérilisation d'objets, en auto- clave avec utilisation alternée de vapeur sous pression et de vide, l'air de la chambre ( 1) d'autoclave étant évacuée, de la vapeur sous pression étant introduite dans la chambre la stérilisation, l'air de la chambre étant éva- cué pour sécher les objets venant d'être stérili- sés et la pression atmosphérique étant enfin ré- tablie par équilibrage avec de l'air stérile, procédé caractérisé en ce que l'eau circule dans un circuit fermé, l'air étant évacué de la cham- bre d'autoclave, si possible après une expulsion préalable par la vapeur, au moyen d'une pression réduite créée par un éjecteur ( 5) dans le cir- cuit, après quoi le circuit est interrompu entre la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit, et la liaison entre un réservoir a eau Inclus dans le circuit et un générateur ( 8) de vapeur est ouverte simultanément pour pressu- riser la chambre ( 1) d'autoclave avec de la va- peur sous pression élevée, pour le processus de stérilisation proprement dit, puis l'air de la chambre ( 1) d'autoclave est évacué à nouveau par réouverture de la liaison entré la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit, et une fois que l'état de vide a été atteint, ce vide est maintenu pour la durée nécessaire à effectuer le séchage, puis la liaison entre la sortie de la chambre d'autoclave et le reste du circuit est à nouveau interrompu et simultanément une liaison est établie avec l'atmosphère envi- ronnante à travers un filtre stérile, pour effec- tuer l'égalisation de la pression avec la pres- sion atmosphérique. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air est évacué en continu de la chambre d'autoclave, la chambre étant simultané- ment pressurisée au moyen de vapeur à haute pression. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vapeur sortant de la chambre d'auto- clave est refroidie avant de retourner dans le réservoir à eau. 4/ Autoclave pour la stérilisation d'objets uti- lisant, alternativement de la vapeur sous pres- sion et le vide, l'air étant évacué de la chambre d'autoclave, de la vapeur sous pression étant introduite dans la chambre pour agir pendant la durée nécessaire à la stérilisation, l'air de la chambre étant évacué pour sécher les objets à stériliser, et la pression atmosphérique étant finalement rétablie par égalisation avec de l'air stérile, autoclave caractérisé par un circuit d'eau fermé comprenant un réservoir à eau ( 2), une pompe ( 3) pour amener l'eau par pompage à un générateur de vapeur ( 8), pour l'alimentation en vapeur de la chambre d'autoclave ( 1) et pour conduire l'eau par pompage à travers un éjecteur ( 5) et retour au réservoir à eau ( 2) à travers un conduit de retour ( 14), pour créer une pression réduite afin de diminuer la pression et créer un vide dans la chambre d'autoclave ( 1) au moyen d'un conduit relié à l'éjecteur ( 5) et un conduit ( 17) partant de la chambre d'autoclave ( 1) à travers une vanne ajustable vers l'atmosphère. 5/ Autoclave selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le conduit de sortie ( 9) de la chambre d'autoclave ( 1) est relié à une vanne à trois voies ( 10) qui communique avec un conduit ( 11) relié à travers une vanne anti-retour ( 12) et un conduit ( 16), à l'éjecteur ( 5), et aussi avec le conduit ( 17) communicant avec l'atmos- sphère, de préférence a travers un filtre stérile ( 15). 6/ Autoclave selon l'une quelconque des revendi- carions 4 et 5, caractérisé en ce que la pompe ( 3) est disposée de façon a pomper de l'eau à travers un conduit ( 4) en passant par l'éjecteur ( 5) , dans le générateur de vapeur ( 8), et qu'une vanne a deux voies ( 13) est disposée dans le conduit de retour ( 14) reliant l'éjecteur ( 5) au réservoir à eau ( 2). 7/ Autoclave selon la revendication 6, caracté- risé en ce qu'une vanne anti-retour ( 21) est également disposée dans le conduit ( 4) entre la pompe ( 3) et l'éjecteur ( 5). 8/ Autoclave selon la revendication 4 ou 5, ca- ractérisé en ce que la pompe ( 3) est en liaison directe avec l'éjecteur ( 5), à travers une première vanne à deux voies ( 19) et elle est également reliée directement au générateur de vapeur ( 8) à travers une deuxième vanne à deux voies ( 20). 9/ Autoclave selon l'une quelconque des revendi- cantions 4 à 8, caractérisé en ce qu'un thermo- stat est disposé dans le conduit de sortie ( 9) de la chambre d'autoclave ( 1-) pour commander la vanne à trois voies ( 10) o 10/ Autoclave selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'un conduit de dérivation ( 22) muni d'un piège à vapeur ( 23) est disposé après la vanne à trois voies ( 10) - 11/ Autoclave selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'un conduit de dérivation ( 24) muni d'une vanne anti- retour ( 25) est disposé entre le conduit ( 11) provenant de la vanne à trois voies ( 10) et le conduit de retour ( 14) ramenant au réservoir à eau ( 2). 12/ Autoclave selon, l'une quelconque des revendications 4 a 11, caractérisé en ce qu'un réfrigérant est monté dans le conduit ( 11) provenant de la vanne à trois voies ( 10). 13/ Autoclave selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un réfrigérant ( 26) est disposé après la vanne anti-retour ( 25) dans le conduit de dérivation ( 24) reliant le conduit ( 11) de la vanne à trois voies ( 10) et le conduit de retour ( 14) amenant vers le réservoir à eau.