Полуавтоматическая система управления промышленным автоклавом для стерилизации консервов

Паровой стерилизатор предназначен для полуавтоматической стерилизации различных типов предметов при температуре 100–138°C. Система управления поддерживает 30 программируемых циклов. Предусмотрено два цикла: автоматический тест на утечку и тест на удаление воздуха Боуи и Дика. Остальные 28 циклов можно индивидуально настроить в одном из следующих типов:

  • Предварительный вакуум
  • Жидкость
  • Твердые товары
  • Биопакеты

Параметры циклов соответствуют рекомендациям по промышленной влажно-тепловой стерилизации, указанным в документе AS ISO 11134-2003. Подробное определение этих типов циклов можно найти в разделе «Описание цикла» Руководства. Через HMI на панели управления стерилизатора Пользователь может выбирать, запускать, контролировать и прерывать циклы стерилизации. HMI имеет 5 уровней безопасности, позволяющих изменять уровни управления процессом. HMI позволяет пользователю с привилегиями безопасности супервизора настраивать отдельные циклы для продуктов и товаров, подлежащих стерилизации. Более подробную информацию по этой теме можно найти в разделе «Навигация по управлению» данного Руководства.

Удаление воздуха

Воздух удаляется одним из двух методов: гравитационным удалением воздуха или вакуумным удалением воздуха. Самотечное удаление воздуха заключается в том, что камера автоклава находится под давлением пара, а дренажное отверстие в нижней части резервуара открыто для вытеснения воздуха. При вакуумном методе система нагнетает в камеру автоклава пар при открытом сливе, а подключенный к сливу водоэжектор создает вакуум, вытягивая воздух и пар из камеры. Цель состоит в том, чтобы удалить весь воздух из камеры автоклава, чтобы обеспечить полное и равномерное распределение пара в камере автоклава. Это подтверждается с помощью теста удаления воздуха Боуи и Дика.

Контроль температуры

Температура рубашки контролируется с помощью ПИД-алгоритма, который получает входные данные от термометра сопротивления рубашки и выдает сигналы корректирующих действий на паровой клапан рубашки. Уставка температуры рубашки определяется как уставка стерилизации +/-9, как установлено в глобальных параметрах. Целевой диапазон изменчивости температуры рубашки составляет +/- 1,0°C. Температура камеры автоклава контролируется с помощью ПИД-алгоритма, который получает входные данные от термометра сопротивления дренажа камеры и выводит сигналы корректирующего действия на паровой клапан камеры автоклава. Заданное значение температуры камеры определяется как заданное значение стерилизации. Допуск температуры камеры автоклава составляет +/- 1,0°C. Диапазон 100°-138°C.

Дверные системы

Стерилизатор может быть выполнен в конфигурации с одной или двумя дверцами. Эти двери могут быть:

  • Радиальные двери с ручным управлением
  • Вертикальные раздвижные двери с электроприводом
  • Горизонтальные раздвижные двери с электроприводом.

Каждая дверная система оснащена как запорной, так и уплотнительной подсистемами. Система блокировки используется для обеспечения того, чтобы дверь, достигнув закрытого положения, оставалась там до тех пор, пока система не перейдет в безопасное открытое состояние. Система уплотнения использует сжатый воздух для активации уплотнения, когда дверь находится в закрытом и запертом состоянии. Это уплотнение контролируется реле давления уплотнения, которое подает сигнал тревоги, если давление за уплотнением падает ниже заданного значения.

Вместе эти системы создают защитную блокировку, которая проверяет, заперта ли дверь и запечатана, прежде чем позволить системе создать давление в камере автоклава паром. Если в какой-либо момент уплотнение двери потеряет давление, пар немедленно перекроется в камере автоклава через электрическую и пневматическую блокировку. Дверные системы с электроприводом имеют функцию безопасности закрытия, которая требует, чтобы оператор удерживал кнопку закрытия до тех пор, пока дверь не окажется в полностью закрытом положении.

Если оператор отпустит кнопку закрытия до того, как дверь полностью закроется, она автоматически вернется в полностью открытое положение. Предусмотрены программные блокировки, предотвращающие распечатывание или открытие камеры автоклава, пока камера автоклава находится под давлением. Стерилизаторы больших объемов с горизонтальными раздвижными дверями с электроприводом оснащены переключателем блокировки дверцы с ключом, предотвращающим движение дверей в любом направлении во время технического обслуживания оборудования.

Цикл

Каждый тип цикла состоит из ряда фаз. Фаза — это заранее определенный набор инструкций, которые управляют стерилизатором для выполнения определенной функции. Каждую фазу можно изменить, изменив параметры фазы или переменные. Эти параметры определяются пользователем с уровнем безопасности «Супервизор» или выше на экранах настройки цикла.

Останов

Фаза ожидания управляет машиной, когда она не выполняет цикл. Стартовый экран отображается, когда эта фаза активна. Если кнопка включения/выключения системы включена, эта фаза поддерживает температуру рубашки на уровне 100–105°C. Если система выключена, эта фаза неактивна. Эта фаза заканчивается, когда пользователь нажимает кнопку СТАРТ.

Инициализация

Фазу инициализации можно запустить только с экрана «Начать цикл», нажав кнопку СТАРТ. Оно начнется только в том случае, если двери полностью закрыты, нет активных тревог и все выходы находятся в автоматическом режиме. На этом этапе дверца(и) будет запечатана, рубашка нагреется до заданного значения стерилизации цикла, стабилизируется в течение заданного времени, а затем перейдет к этапу продувки. Эта фаза контролируется температурой рубашки, временем и защитными блокировками.

Продувка

Фаза продувки используется для предварительного кондиционирования камеры автоклава и загрузки. Он использует давление пара и силу тяжести для удаления воздуха из камеры и предварительного нагрева загрузки. Эта фаза всегда следует за фазой инициализации. На этом этапе пар добавляется в камеру автоклава, одновременно удаляя воздух и пар из камеры автоклава с помощью вакуумной системы. Клапан быстрого выпуска остается закрытым до тех пор, пока камера автоклава не достигнет заданного значения давления продувки. Как только эта уставка будет достигнута, запустится таймер продувки. При работающем таймере клапан быстрого выпуска будет открываться и закрываться для поддержания давления в камере автоклава в заданном диапазоне около заданного значения давления продувки. Это продолжается до тех пор, пока таймер продувки не достигнет заданного значения времени продувки. Как только заданное значение времени продувки будет достигнуто, этот этап перейдет к следующему этапу. Эта фаза контролируется давлением в камере автоклава и временем.

Предварительный вакуум

Фаза предварительного вакуума также используется для предварительного кондиционирования камеры автоклава и загрузки. Он использует комбинацию вакуумных импульсов и паровых зарядов для удаления воздуха и предварительного нагрева загрузки. Эта фаза всегда следует за фазой продувки. Этап начинается с создания вакуума в камере автоклава, снижения давления от заданного значения давления продувки до определенного процента от заданного значения предварительного вакуума. Процентное значение основано на заданном значении импульсов предварительного вакуума (количество раз, когда на этой фазе создается вакуум).

Как только он достигнет этого процента от заданного значения предварительного вакуума, фаза начнет заполнять камеру автоклава паром. Он будет заряжаться до тех пор, пока не достигнет заданного значения зарядки предварительного вакуума, после чего начнет подавать следующий вакуумный импульс. Это будет повторяться до тех пор, пока не будет достигнута полная уставка предварительного вакуума на последнем импульсе вакуума. Последний импульс будет удерживаться в течение времени, определяемого параметром Pulse Hold Time. Затем эта фаза будет загружать камеру паром до тех пор, пока она не достигнет давления окружающей среды, после чего фаза завершится и перейдет к фазе загрузки пара. Эта фаза контролируется давлением в камере автоклава.

Испытание на герметичность

Фаза проверки герметичности используется для определения степени утечки вакуума в системе. Эта фаза состоит из двух этапов: стабилизации вакуума и удержания вакуума. Эта фаза всегда следует за фазой предварительного вакуумирования и используется только в цикле проверки на герметичность. Этап стабилизации используется для стабилизации уровня вакуума в камере автоклава перед началом этапа удержания. По истечении времени стабилизации регистрируется давление пробы и фаза переходит к этапу удержания.

Этап удержания герметизирует систему на время, определяемое параметром времени проверки на утечку. По истечении этого времени давление регистрируется и сравнивается с давлением пробы, зарегистрированным в конце этапа стабилизации. Он сравнивает разницу между двумя значениями с приемлемой скоростью утечки, установленной параметром предела потерь при испытании на утечку. Если разница меньше предела потерь на утечку, испытание считается пройденным, если нет – проваленным. Затем он выводит информацию о прохождении или неудаче на принтер и переходит к фазе завершения цикла. Эта фаза контролируется временем.

Загрузка

Фаза загрузки используется для доведения температуры камеры автоклава и загрузки до заданного значения стерилизации. Эта фаза может следовать либо за фазой продувки, либо за фазой предварительного вакуумирования. Этап начинается с добавления пара в камеру автоклава для повышения температуры. Температура контролируется термометром сопротивления дренажа камеры автоклава, который подает входные данные для алгоритма ПИД. На этом этапе имеется дополнительный параметр изменения температуры, который можно использовать для управления скоростью повышения температуры в камере автоклава. Как только температура достигнет заданного значения стерилизации, она стабилизируется в течение заданного времени, а затем перейдет к этапу стерилизации. Эта фаза контролируется температурой и временем.

Стерилизация

Фаза стерилизации используется для определения продолжительности времени, в течение которого загрузка подвергается воздействию заданной температуры стерилизации. Эта фаза всегда следует за фазой заряда. Этап запускает таймер стерилизации. При запуске таймера на этапе поддерживается температура в камере автоклава на заданном значении стерилизации с использованием входного сигнала RTD дренажа камеры автоклава для алгоритма ПИД. Когда таймер достигает заданного значения времени стерилизации, фаза заканчивается, переходя к быстрому или медленному выпуску. Эта фаза контролируется температурой и временем.

Воздействие

Фаза воздействия используется для определения продолжительности времени, в течение которого нагрузка подвергается воздействию заданной температуры воздействия. Эта фаза всегда следует за фазой заряда. Фаза запускает таймер экспозиции. При запуске таймера на этапе поддерживается температура в камере автоклава на заданном значении стерилизации с использованием входного сигнала RTD дренажа камеры автоклава для алгоритма ПИД. Когда таймер достигает заданного значения времени воздействия, фаза заканчивается переходом к медленному выпуску. Эта фаза контролируется температурой и временем.

Быстрый выхлоп

Фаза быстрого выхлопа используется для быстрого вакуумирования камеры автоклава давления и конденсата после фазы стерилизации. Фаза открывает клапан быстрого выпуска, позволяя давлению в камере автоклава выйти. Клапан остается открытым до тех пор, пока давление в камере не достигнет значения в пределах 1,5 фунтов на квадратный дюйм от окружающего, после чего фаза переходит в сухую фазу. Эта фаза контролируется давлением.

Медленный выхлоп

Фаза медленного выпуска используется для управления скоростью, с которой давление в камере автоклава сбрасывается после фазы стерилизации. Эта фаза отключает пар рубашки, позволяя камере начать охлаждаться. Затем он открывает и закрывает клапан медленного выпуска, позволяя давлению стравливаться из камеры автоклава со скоростью, заданной параметром скорости выпуска. Это продолжается до тех пор, пока давление в камере не достигнет значения в пределах 1,5 фунтов на квадратный дюйм от окружающего, после чего фаза переходит в фазу охлаждения. Эта фаза контролируется давлением и временем.

Охлаждение

Фаза охлаждения используется, чтобы дать время нагрузке снизить температуру, и всегда следует за фазой медленного выхлопа. Пар из рубашки остается выключенным, позволяя камере автоклава продолжать охлаждаться. Впускной и сливной клапаны воздуха открыты, чтобы поддерживать давление окружающей среды в камере автоклава. Фаза продолжается в течение времени в зависимости от параметра времени охлаждения. По истечении времени охлаждения фаза переходит к концу цикла. Эта фаза контролируется временем.

Сушка

Сухая фаза используется для удаления влаги из груза с помощью вакуумной системы. Фаза создает вакуум в камере автоклава в течение периода времени, установленного параметром времени высыхания. По истечении времени вакуум отключается и фаза переходит к фазе впуска воздуха. Эта фаза контролируется временем.

Воздушный впуск

Фаза впуска воздуха используется для того, чтобы позволить камере автоклава достичь давления окружающей среды из состояния вакуума. Эта фаза открывает клапан впуска воздуха, который позволяет фильтрованному воздуху поступать в камеру автоклава, повышая давление до атмосферного. Как только давление окружающей среды будет достигнуто, фаза перейдет к фазе окончания цикла. Эта фаза контролируется давлением.

Распечатка

На этапе распечатывания проверяется, что система безопасна для распечатывания, и открывается разгрузочная дверца. Разгрузочная дверь определяется настройкой блокировки на двухдверных блоках. На этом этапе проверяется, что давление в камере автоклава находится в пределах одного фунта на квадратный дюйм от окружающего, в камере автоклава нет стоячей воды, а затем оператору разрешается открыть соответствующую разгрузочную дверцу. После открытия двери фаза возвращается в режим ожидания, где дверь можно открыть. Эта фаза контролируется защитными блокировками.

Предварительный вакуумный цикл

Теория: Перед стерилизацией захваченный воздух механически удаляется изнутри фильтров, пористых материалов и лабораторных приборов с помощью шлангов и из труднодоступных мест. Тогда пар проникнет в пористые области и в результате нагреет грузы быстрее и равномернее. Применение: Поверхностная стерилизация инструментов и стеклянной посуды с возможностью быстрой сушки. Создает глубокий вакуум перед стерилизацией пористых материалов, ферментеров, шлангов, фильтров и большинства лабораторных приборов. Неиспользование: Не рекомендуется для жидкостей или сред, мешков для биологических отходов.

Цикл био-мешков

Теория: Захваченный воздух удаляется из мешков для биологических отходов перед стерилизацией. Тогда пар проникнет внутрь и в результате нагреет груз быстрее и равномернее. Контролируемый медленный выхлоп используется для предотвращения выкипания и взрыва отработанных жидкостей внутри мешков. Мешки для биоотходов достигают температуры внутри примерно за 15 минут по сравнению с 3 часами 15 минутами при использовании жидкостного цикла. Область применения: наполненные мешки для биологических отходов и контейнеры для острых предметов. Неиспользование: Не рекомендуется для жидкостей или сред вне контейнера или пакета, если они не помещены в автоклавируемый лоток.

Жидкостный цикл

Теория: Пар используется в качестве стерилизующего средства под давлением. Пар легче воздуха и поднимается вверх. Когда пар попадает в камеру автоклава, он смешивается с воздухом под положительным давлением. Путем регулирования сливных клапанов создается турбулентность, смешивающая воздух и пар. Со временем соотношение воздух/пар меняется. Более плотный воздух будет вытекать из канализации. В действительности различные нагрузки могут изменить внутренние закономерности и привести к противоречивым результатам. После стерилизации пар выпускается с медленной контролируемой скоростью, чтобы предотвратить перекипание. Применение: Только поверхностная стерилизация. Инструменты, перевернутая пустая стеклянная посуда, жидкости или среды. Неиспользование: Не рекомендуется для сушки пористых материалов, фильтров или мешков для биологических отходов.

Цикл твердых продуктов

Теория: Пар используется в качестве стерилизующего средства под давлением. Пар легче воздуха и поднимается вверх. Когда пар попадает в камеру автоклава, он смешивается с воздухом под положительным давлением. Путем регулирования сливных клапанов создается турбулентность, смешивающая воздух и пар. Со временем соотношение воздух/пар меняется. Более плотный воздух будет вытекать из канализации.

В действительности различные нагрузки могут изменить внутренние закономерности и привести к противоречивым результатам. После стерилизации пар выпускается с высокой контролируемой скоростью и создается вакуум для ускорения процесса сушки. Применение: Только поверхностная стерилизация. Инструменты, Пустая стеклянная посуда, перевернутая, Пустые бутыли, Металлические приспособления от лабораторных приборов. Неиспользование: Не рекомендуется для жидкостей или сред, пористых материалов, фильтров или мешков для биологических отходов.

Изотермический цикл (опция)

Теория: Изотермический цикл предназначен для низкотемпературной стерилизации термочувствительных и термозатвердевающих материалов. Можно выбрать (4) предварительно заданные температуры камеры автоклава: 78C, 88C, 100C и 104C. Температура камеры автоклава будет контролироваться на выбранном значении (переменная) +/- 3 градуса C. Если в качестве заданного значения температуры камеры автоклава выбрано 78C или 88C, тогда давление в камере также будет контролироваться на заранее определенном (PSIA) значении, привязанном к выбранная температура. Давление в камере будет контролироваться на уровне +/- 1 PSIA в качестве целевого значения.

Следующие параметры PSIA взяты из таблиц насыщенного пара. 78 градусов C = целевое значение контроля давления в камере автоклава 6,1 фунтов на квадратный дюйм 88 градусов C = целевое значение контроля давления в камере 9,4 фунтов на квадратный дюйм Если в качестве уставки контроля температуры в камере выбрано 100C или 104C, то давление в камере автоклава не будет использоваться для помощи в контроле температуры в камере автоклава. Уставка рубашки будет установлена ​​переменной процесса температуры камеры автоклава (TE2) минус 1 градус C.

Когда температура рубашки выше, чем температура камеры автоклава в начале цикла, управление температурой рубашки будет ждать, пока температура рубашки и температура камеры автоклава не станут одинаковыми. контроль температуры рубашки и закрытие сливного клапана, SPV9. Следующие дополнительные условия существуют, если в качестве заданного значения температуры камеры автоклава выбрано 78C или 88C. • Подкачивающий насос MS1 включен и остается включенным на протяжении фаз загрузки пара и воздействия. • Водяной эжектор SPV5 включен и остается включенным на протяжении фаз загрузки пара и воздействия. • Клапан быстрого выпуска, SPV4, включается и выключается импульсно по мере необходимости для поддержания заданного значения вакуума в камере автоклава на протяжении фаз загрузки пара и воздействия. • В конце фазы воздействия и перед переходом к фазе медленного выдоха MS1 ВЫКЛ, SPV5 ВЫКЛ, SPV4 ВЫКЛ и клапан подачи воздуха в камеру автоклава SPV3 ВКЛ на 30 секунд. Фаза охлаждения: • Если параметр цикла «Время охлаждения» установлен на ноль (0), цикл перейдет к фазе «Конец цикла». • Если параметр цикла «Время охлаждения» установлен больше нуля (0), цикл перейдет к фазе «Охлаждение». Температура рубашки контролируется по температуре воздействия. • Клапан сброса рубашки, SPV9, включен.

Цикл проверки герметичности

Теория: Воздух удаляется изнутри камеры автоклава до запрограммированного уровня вакуума. Система допускает 5-минутный период стабилизации, за которым следует 10-минутная пауза. Уровень вакуума измеряется в начале и конце периода выдержки. Если скорость утечки превышает запрограммированный дифференциал утечки, устройство сообщает «Неисправность». В противном случае будет указано «Пройти». Использование: Для проверки целостности трубопроводов камеры и дверных прокладок. Неиспользование: Не рекомендуется для какого-либо другого использования, кроме испытания на утечку.

Очистка камеры автоклава

Для ухода за внутренней поверхностью стерилизационной камеры автоклава рекомендуется следующая процедура. Частота уборки определяется визуальным осмотром оператора с составлением графика уборки с учетом требований конкретного объекта.  Убедитесь, что автоклав прохладный на ощупь. Это можно сделать, выключив автоклав с помощью кнопки «Вкл/Выкл» на экране «Запуск цикла системы управления».

С помощью щетки с мягкой щетиной очистите камеру автоклава от сыпучего материала.

Для удаления материала можно использовать промышленную вакуумную подметальную машину с влажной уборкой. Следует позаботиться о том, чтобы ограничить попадание сыпучих материалов в сетку осадка камеры автоклава.

Если для удаления мусора используется большое количество воды, закройте сливное отверстие.

Если материал сложнее удалить, можно использовать пластиковый скребок. Это особенно справедливо для материала на основе «Молока», который прилипает к стенкам в виде черного мягкого хлопьевидного материала, а к полу камеры автоклава — в виде полузатвердевшего пастообразного вещества. Скребок может быть прикреплен к ручке, чтобы оператор мог проникнуть в камеру.

Снимите осадочную сетку со сливной камеры автоклава и тщательно очистите ее, перевернув сетку вверх дном над контейнером для отходов и встряхнув ее, чтобы удалить остатки материала. С помощью небольшой отвертки аккуратно ослабьте любой материал, который не может легко выпасть из экрана. Установите сетку в сливное отверстие камеры автоклава.

После удаления всего материала из отложений груза проверьте, нет ли отложений минералов на внутренних поверхностях. Если таковой имеется, продолжайте чистить внутреннюю часть автоклава, протирая все поверхности мягкой безворсовой тканью, смоченной водой.

Если воды недостаточно для удаления минеральных отложений, которые, вероятно, переносятся паром, используйте для очистки белый уксус вместо воды. . После нанесения уксуса тщательно промойте все поверхности чистой водой. На пол камеры автоклава следует положить чистую безворсовую ткань, чтобы впитать всю влагу. Следует позаботиться о том, чтобы чистящий материал и любой материал, выпавший в процессе очистки, не попал в дренажную систему автоклава.

Если отложения слишком твердые или устойчивы к физической очистке, как описано выше, свяжитесь с командой технической поддержки завода, чтобы обсудить другие варианты очистки.

Очистка дверного уплотнителя

Для очистки прокладки дверцы автоклава, канавки под прокладку двери и уплотняющей поверхности дверной прокладки рекомендуется следующая процедура. Частота очистки определяется визуальным осмотром оператора в соответствии с требованиями конкретного объекта. Дверная прокладка и канавка дверной прокладки.

Осторожно удалите посторонние материалы, осторожно вытянув предмет из пораженного участка или протерев его мягкой безворсовой тканью.

Полностью очистите прокладку дверцы, вынув ее из канавки под прокладку. (Инструкции см. в разделе «Замена прокладки дверного уплотнения» руководства по техническому обслуживанию). Не используйте острый инструмент или лезвие ножа, чтобы высвободить прокладку из канавки. При снятии прокладки следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить прокладку.

Полностью протрите прокладку, пока она не станет чистой, с помощью мягкой безворсовой ткани, смоченной водой. Высушите и снова вставьте в паз для прокладки.

Используйте мягкую безворсовую ткань, смоченную водой, чтобы полностью протереть канавку дверной прокладки до тех пор, пока она не станет чистой.

Уплотняющая поверхность. Очистите уплотнительную поверхность прокладки дверцы автоклава, осторожно протерев открытую поверхность смоченной водой мягкой безворсовой тканью. Это передняя вертикальная поверхность камеры автоклава или внутренняя поверхность дверцы, к которой прижимается прокладка дверцы, создавая уплотнение камеры автоклава.