Устройство для контроля процесса стерилизации

Устройство для контроля процесса стерилизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

994 А (!9) (И) эао A 23 L 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3437800/28-13 (22) 06.05.82 (46) 30. 11.83. Бюл. И 44 (72) И.Д.Вдовин и А.А.Шульгин (71) Опытно-конструкторское бюро тон кого биологического машиностроения., (53) 664.8.036.:620.1(088,8) (56) 1. Патент ФРГ и 2456663, кл. G 01 F 15/46, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 950293, кл. А 23 1. 3/00, 1980. (54)(57) устРОйстВо для контРоля ПРоЦЕССА СТЕРИЛИЗАЦИИ, содержащее датчик температуры, связанный с преобразователем сопротивления в напряжение, аналого-цифровой преобразователь, подключенный через преобразователь кода к индикатору величины критерия стерилизации, и блок сравнения, к одно- . му из входов последнего подсоединен задатчик установленной величины критерия стерилизации, выход блока срав" . нения через формирователь сигнала стерильно связан с сигнализатором окон" чания процесса, тактовый генератор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем и преобразователем кода, о т л и ч а ю щ е е с .я тем, что, с целью повышения точности, оно оснаще"

Но задатчиками коэффициентов стерического фактора и энергии активации, при этом последний через функциональ" ный преобразователь подключен к аналого-цифровому;преобразователю, к сиг" нальному входу функционального преоб" разователя подсоединен преобразова" тель сопротивления в напряжение, а

И задатчик коэффициента стерического фактора посредством управляемого делителя частоты связан с преобразователем кода, причем выход последнего соединен с управляемым делителем частоты.

1056994

1, Изобретение относится к контрольноизмерительной аппаратуре, применяемой..для контроля качества термичес" кой стерилизации оборудования, напри-. мер, микробиологического производства.5

Известно устройство для контроля процесса стерилизации, содержащее датчик температуры, связанный с после довательно соединенными между собой преобразователем сопротивления в .íà- 10 пряжение и. аналого-цифровым преобра» зователем, тактовый генератор, преобразователь кода, индикатор величины критерия стерилизации. При этом измерение критерия стерилизации осуществ" 15 ляют в два этапа: измерение температурных значений и накопление их в запоминающем устройстве, закодированных двоичным кодом, и считка, обработка данных запоминающего устройства и ori- 20 ределение фактической величины критерия стеоилиэации (11

Однако, устройство не позволяет . контролировать текущие значения критерия стерилизации в ходе самого про 25 цесса стерилизации, так как на первом этапе осуществляется только накопле" . ние температурных значений в запоминающем устройстве, а обработка полученных значений и вычисление крите- .50 рия производится на втором этапе, как правило, по окончании процесса стери" лизации, и, кроме того, не позволяет установить заданное (требуемое значение критерия стерилизации и фикси" ровать момент достижения этого значе ния а

Известно также устройство для контроля процесса стерилизации, содержа" щее датчик температуры, связанный с последовательно соединенными между собой преобразователем сопротивления в.напряжение и аналого"цифровым npe" образователем,тактовый генератор,преобразователь кода, индикатор величины критерйв:стерилизации, блок сравнения,. задатчик установленной величины крите" рия стерилизации и сигнапизатор окон чания процесса.

Данное устройство обеспечивает ав- 50 томатическое вычисление и контроль . критерия стерилизации в ссютветствии со значениями кодировочной таблицы, вычисленными по формуле,определяющей

Значение критерия стерилизации для 55 микробиологических производств: где 9 значение критерия стерилизации в момент времени

Т(;)- температура в момент времени «;<<«- ь Ис»время, в течение которого температуру Т можно считать постоянной;

Так, например, для термоустойчивых спор Вас. Stearothermophilus

А = 1 10 а с - коэффициент стерического фактора, Е = 282,486 КДж/моль" коэффициент энергии активации.

Коэффициенты Е энергии активации и .А стерического фактора входят в уравнение Аррениуса для кинетики химических реакций, применяемое только для расчета удельной скорости гибели спор в зависимости от температуры, а следовательно, и для расчета критерия стерилизации по формуле (1) (2)

Однако применительно к процессу отмирания спор указанные коэффициенты следует рассматривать как формализованные имперические характеристики, используемые для расчета процесса стерилизации. Коэффициенты Е и А определяются экспериментальным путем для конкретных видов микроорганизмов.

При этом значения критерия стерили"

Зации определяется только для наиболее жизнестойких спор Вас. Stearathermophi1vs, имеющих соответствующие величины коэффициентов А и Е, что в ряде микробиологических производств приводит к неоправданным энергетичес- . ким затратам на .проведение процесса стерилизации, например когда стери" лизации подвергается оборудование с известным видом микроорганизмов, обладающих значительно меньшей жизнестойкостью,. и, соответственно, отли чающимися коэФфициентами А и Е. Этот фактор оказывает существенное влия- ние-йа величину критерия стерилизации,. так как значения.соответствующих коэффициентов для различных видов мик-роорганизмов могут различаться в не" сколько десятков раз, что не учитывается в известном изобретении, и в итоге не обеспечивается достаточной точности контроля процесса стерилизации для конкретных видов микроорганизмове

Цель изобретения - повышение точности контроля процесса стерилизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля процес» са стерилизации, содержащее датчик д о где КВ - ко Ффициент передачи для конкретного вида микроорганизмов;

Мой - коэффициент передачи для с пор Вас. Stearothermophi1us;

Е0 " табличное значение константы термической устойчивости для" спор Вас. Stearothermaphiiïs=

20 = 282 486 краж/моль;

Е„ " таблийное значение константы термической устойчивости для конкретного вида микроорганизмов, 25 а ввод коэФФициента А осуществляется с помощью эадатчика 14 путем установки коэффициента деления делителя частоты в соответствии с математической зависимостью

3 10569 температуры, связанный с преобразователем сопротивления в напряжение, аналого-цифровой преобразователь, подключенный через преобразователь кода к индикатору величины критерия стерилизации, и блок сравнения, к одному иэ входов последнего подсоединен задатчик установленной величины критерия стерилизации, выхбд блока сравнения через Формирователь сигнала

i"Ñòåðèëüéî" связан с сигнализатором

1окончания процесса, и тактовый генератор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем и преобразователем кода, оснащено задатчиками коэффициен тов стерического фактора и энергии активации, при этом последний через функциональный преобразователь подключен к аналого-цифровому преобразователю, к сигнальному входу Функционального преобразователя подсоединен преобразователь сопротивления в напряжение, а задатчик коэффициента сте рического Фактора посредством управляемого делителя частоты связан с преобразователем кода, причем выход последнего соединен с управляемым делителем частоты.

На чертеже приведена Функциональная схема предлагаемого устройства.

:: Устройство для контроля процесса стерилизации содержит датчик температуры, устанавливаемый в резервуаре (не показан, связанный посредством шйн 1 с последовательно соединенными

35 .> между собои преобразователем 2 сопро, тивления в напряжение, аналого-цифровым преобразователем 3, тактовым генератором Й и преОбразователем 5 кода, 40 индикатор 6 величины критерия стерилизации, блок 7 сравнения, задатчик 8 величины критерия стерилизации, Формирователь 9 сигнала "Стерильно", сигнализатор 10 окончания процесса задат1

45 чик 11 коэффициента энергии активации, функциональный преобразователь 12, управляемый делитель 13 частоты и эадатчик 14 коэффициента стерического фактора. При этом Формирователь 9 сигнала "Стерильно" посредством шин 15

50 подключен к исполнительному механизму (не показан), например, регулятору расхода пара.

Задатчики 11 и 14 коэффициентов 55 энергии активации и стерического фактора выполнены в виде переключателей,. .а функциональный преобразователь 139 4 в виде усилителя с управляемым коэффициентом передачи.

Исходя .из Формулы (1) ввод коэффициента Е осуществляется с помощью задатчика 11 путем установки коэффициента передачи управляемого усилителя в канале измерения. температуры в соответствии с математической зависимостью

m — » (32

Ап

Ао где щц - коэффициент деления делителя частоты в преобразователе коЪ да для конкретного вида микро организмов;

А " табличное значение стерического фактора для конкретного, вида микроорганизмов, Ао - табличное значение стерического фактора для Вас, Stearoтпегщорп1i us= 1-10s6 с-1

Устройство работат следующим образом.

1, Температурный сигнал по шинам 1 поступает на преобразователь 2 сопротивления в напряжение, с которого напряжение, пропорциональное температуре, поступает на Функциональный преобразователь 12, коэффициент передачи которого формируется задатчиком 11 коэффициента Е в соответствии с установленным значением. Преобразованное напряжение подается на аналого-циф" ровой преобразователь 3, с выхода ко" торого двоичный код температуры поступает на преобразователь 5 кода и в нем .преобразуется в код критерий V стерилизации с учетом значения коэФ5 1056994 б

Ч о к, ВНИИПИ Заказ 9409/4 Тираж 567 Подписное филиал ППП "Па тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фициента А, установленного задатчиком 14 константы А, Далее код Ч суммируется и поступает на индикатор 6 величины критерия стерилизации и блок 7 сравнения, связанный с задатчи-5 ком 8 установленной величины критерия стерилизации.При достижении теку" щей величиной критерия стерилизации значения, установленного эадатчиком 8, блок 7 сравнения выдает сигнал на формирователь 9 сигнала "Стерильно", который поступает на сигнализатор )О окончания процесса и на исполнительный механизм через шины 15.

Ожидаемый эффект состоит в том, что устройство позволяет измерять значение критерия стерилизации для любого конкретного вида микроорганизмов, подвергаемых стерилизации.

Экономический эффект. достигается .эа счет экономии энергетических затрат (пара) и сокращения времени стерилизации.

Точность вычисления критерия стерилизации с помощью известного устройства зависит от того, насколько отличаются значения коэффициентов стерического фактора А и энергии активации E микроорганизмов, подвергаю" щихся термообработке, от значения ЗО этих же констант для бактерий типа

Вас. Stearotermophilus.

Для определения относительной по» грешности можно рассмотреть величину критериев стерилизации, вычисленных с помощью известного и предлагаемого устройств для почвенных бацилл, так как последние имеют среднее значение по величине коэффициентов А и Е от соответствующих значений Вас. Stearo- 4p

termophilus среди спор, наиболее час" то встречающихся при термической стерилизации.

Вычисление заданного критерия стерилизации для иэвестного и предлагае- . 45 мого устройств осуществляют по фор муле (1), которую в общем случае для одинаковых условий стерилизации (Т =

* сопэй) можно записать как где К - скорость гибели микроорганизмов, подвергающихся термообработке

6 " время достижения заданного критерия стерилизации, тогда для известного устройства

9< -=V = К4 77 где К ь„„соот .ветственно параметры для Вас. S tea rotermophilus„ а для предлагаемого 7 =

=V>p - =К, где К и i< соответственно параметры для почвенных бацилл.

Учитывая, что для почвенных бацилл в первом случае фактическое значение

К = К, то Ч „т = Кэ а4, тогда относительную погрешность известного уст" ройства по сравнению с предлагаемым можно выразить как

Ч4С О(М ЪФ k2 ь q 2 ь 2 у,в=» — oo= „

=4 400.

fl n

При этом значения ь„ и с являются известными величинами и равны соответственно 6 и 12. Подставляя их в формулу, находят относительную погрешность известного устройства, состав-. ляющую 504, т.е. точность показаний предлагаемого устройства при стерилизации оборудования от почвенных бацилл превышает точность известного в два раза.

Повышение точности расчета критерия стерилизации приводит к тому, что заданное значение критерия достигается эа меньшее. время . так как в расчетное соотношение вводятся новые значения коэффициентов А и Е, соответствующие микроорганизмам, подвергающимся термообработке, и имеющие более низкие характеристики, чем принятые в известном устройстве для 8ac.Stearotermophilus.

Относительную величину сокращения цикла стерилизации для тех же почвенных бацилл по отношению к Вас. Stearotermophilus выражают как

Л-6

/о Ьь =+ 7г 400"-+ — iOO= SO%ð

Я 2 7 т.е. цикл стерилизации сокращается в два раза.