GRUPPO 597:
GENERATORE DI VAPORE ISTANTANEO

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La nostra sfida è stata quella di realizzare un generatore di vapore istantaneo adatto all’utilizzo nel settore medicale come componente di un’autoclave per la sterilizzazione di utensili odontoiatrici. I principali componenti presenti nel sistema autoclave sono sostanzialmente quattro, ovvero la camera interna, nella quale tramite determinate condizioni di pressione e temperatura si ottienene la sterilizzazione degli utensili, la pompa per il vuoto, il circuito dell’acqua (che termina con il generatore di vapore) ed il sistema di monitoraggio e controllo elettronico.
Il normale ciclo di sterilizzazione prevede che all’interno della camera sia inizialmente creata una condizione di bassa pressione e che successivamente, tramite intermittenti iniezioni di vapore ed azionamenti della pompa a vuoto si crei una specifica sequenza di condizioni di pressione ad elevata temperatura predefinita durante la programmazione della macchina.

Questo tipo di generatori si differenzia dalla tipologia “a caldaia” poiché non prevede alcun recipiente in pressione, ma al contrario si compone di un unico canale per lo scorrimento del fluido all’interno di una struttura appositamente studiata per favorire il trasferimento di calore alla vena fluida. Per favorire una buona trasmissione di calore tra generatore e fluido è necessaria una realizzazione massiccia in materiale metallico che funge da serbatoio di energia termica.
La generazione istantanea di vapore consente due fondamentali vantaggi, uno riguardante gli ingombri ridotti del generatore stesso e l’altro relativo alla sicurezza e semplicità del sistema, che, non presentando recipienti in pressione, non deve nemmeno prevedere una valvola di sicurezza.

LA CRITICITA' DEL CALCARE

Le condizioni operative del generatore dipendono anche dalle caratteristiche dell’acqua che scorre nel sistema autoclave. Genericamente questa è trattata prima di essere immessa nel sistema ed, in particolare, subisce un processo di addolcimento che riduce la quantità dei composti solidi disciolti all’interno dell’acqua, riducendo il cosiddetto residuo fisso, ed abbattendo la concentrazione di calcare (CaCO3) in soluzione. Sebbene il sistema autoclave sia provvisto di sensori atti a consentire il funzionamento solo in presenza di qualità accettabile dell’acqua, si sono riscontrati numerosi casi di malfunzionamento dovuti alla circolazione nel sistema di acqua eccessivamente dura. I residui solidi che si depositano durante il tragitto del fluido all’interno del sistema infatti possono portare all’ostruzione parziale o totale dei condotti di transito determinando un blocco nel flusso d’acqua e quindi interrompendo il corretto funzionamento di tutta l’autoclave.

NORMATIVE DA RISPETTARE

Il nostro prodotto deve essere inserito all’interno di un sistema che verrà utilizzato dal cliente in autonomia all’interno del proprio studio. A questo proposito è assolutamente necessario che il prodotto rispetti la normativa EN61010 “Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use “, che si riferisce alla sicurezza della componentistica elettrica ed è molto specifica su tutta l’architettura ed il funzionamento del sistema complessivo. Altre normative sono invece più strettamente legate ad esigenze pratiche, come l’allacciamento alla rete elettrica a 230V e 50Hz, l’utilizzo di filettature specifiche per gli attacchi al circuito idrico 1/8’ Gas e la previsione di un punto di attacco al telaio atto a garantire il montaggio e lo smontaggio del generatore con utensili di uso comune.

REQUISITI

Descrizione legenda requisiti:

  • Must: requisito che deve essere soddisfatto, altrimenti il prodotto non può essere completato.
  • Should: descrive un elemento importante e in alta priorità e che dovrebbe essere soddisfatto.
  • Could: descrive un elemento desiderabile, ma non strettamente necessario.
REQUISITO MoSCoW
Temperatura del vapore in uscita: maggiore di 150°C con una temperatura dell’acqua in ingresso minima di 15°C. Must
Portata acqua in transito: da 1ml/sec a 10 ml/sec Must
MTTF: 700K iniezioni da 2ml oppure 1400 litri con l’utilizzo di acqua avente una durezza di 85uS/cm (vedi acqua Minerale Naturale Norda) Should
Tempo di transito: «istantaneo» Must
Potenza massima: 2000 Watt Should
Dimensioni massime indicative: 60*60*100mm esclusi gli attacchi per carico scarico ed alimentazione elettrica Could
La termoregolazione deve garantire la sicurezza e l’affidabilità del sistema anche nel funzionamento a secco Must
Target cost: 40 euro/cad considerando un ROI (Return On Investment) delle sole attrezzature di produzione a 5 anni Should
Fissaggio alla struttura autoclave: tale da permettere una rapida sostituzione sul campo con l’ausilio di utensili in uso comune Must
Temperatura massima ammessa sulle zone immediatamente prossime all’ancoraggio del generatore al telaio macchina: 50°C Could
Connessione per l’acqua in ingresso ed in uscita idoneo al montaggio di raccordi con filetto 1/8’ Gas Should
VINCOLI  
Vincoli per la sicurezza: conformità ai requisiti previsti dalla EN61010 e/o EN60335-1 Must
Tensione di alimentazione: 230Vac 50Hz Must