Влияние дизайна автоклава на результаты стерилизации в исследовательских лабораториях

Некоторые исследовательские автоклавы используют жакетную конструкцию, где стенки камеры окружены паровой курткой. Это предварительно нагревает стенки камеры, уменьшая конденсацию во время фазы стерилизации и повышая температурную стабильность. Оболваненные камеры особенно полезны для предвакуумных циклов и для стерилизации больших металлических нагрузок, которые действуют как радиаторы тепла.

Механизмы дверей и уплотнение

Дверь является критическим компонентом, содержащим давление. Существуют два основных типа дверей: навесные распашные двери и вертикальные или горизонтальные раздвижные двери . Качающие двери проще, их легче обслуживать и обеспечивают полный доступ к камере. Но они требуют пространства для зазора и могут быть тяжелыми для больших автоклавов. Раздвижные двери (часто используются в двухдверных проходных автоклавах) экономят пространство и обеспечивают разделение барьеров между чистыми и грязными зонами, но они имеют больше движущихся частей и сложную уплотнение.

Целостность печати имеет первостепенное значение. Современные автоклавы используют сжимающуюся прокладку (кольцо сжатия или плоское уплотнение), которая расширяется под давлением. Материал корзины должен выдерживать многократное воздействие пара без затвердевания или растрескивания. Силикон и EPDM являются общими; последний предлагает лучшую термостойкость. Правильно спроектированный дверной механизм применяет даже сжатие по всему периметру. Перекос или изношенные прокладки вызывают утечки пара, падения давления и прерывания цикла. Многие лаборатории по-прежнему пренебрегают обычным осмотром прокладки - режим отказа, который непосредственно подрывает надежность стерилизации.

Системы удаления воздуха и циркуляции паров

Наличие воздуха является единственным самым большим препятствием для эффективной паровой стерилизации. Воздух является плохим теплопроводником; карманы захваченного воздуха предотвращают контакт пара и создают холодные пятна. Конструкция автоклава решает эту проблему с помощью различных стратегий удаления воздуха:

• Гравитационное смещение: Пар входит в камеру с верхней или боковой стороны, выталкивая более плотный воздух через нижний сток. Это самая простая и наиболее распространенная конструкция для настольных и лабораторных автоклавов. Однако она эффективна только для простых нагрузок — пористые предметы, плотные пакеты или полые инструменты могут сохранять воздушные карманы.
• Предвакуум (динамическое удаление воздуха): Вакуумный насос активно удаляет воздух перед впрыском пара. Множественные импульсы вакуума и пара (фракционированный вакуум) обеспечивают почти полное удаление воздуха. Эта конструкция необходима для пористых нагрузок, таких как обертанные комплекты, корпуса фильтров или колбы лиофилизации. Превакуумные автоклавы достигают более короткого времени цикла и более надежного проникновения, но они дороже и требуют большего обслуживания.
• Смесь парового воздуха с принудительной циркуляцией: В некоторых автоклавах используются вентиляторы или паровые инжекторы, которые создают турбулентный поток, смешивая пар и воздух для улучшения теплопередачи.Это обычное явление для жидкой стерилизации, где требуется быстрое нагревание без кипения.

Выбор системы удаления воздуха резко влияет на результаты стерилизации. Лабораторная обработка в основном твердой стеклянной посуды и металлических инструментов может быть прекрасной с гравитационным смещением. Лаборатория культуры тканей, которая стерилизует обернутые пакеты или кончики пипетки, потребует предвакуумного автоклава для предотвращения сбоев.

Влияние дизайна на валидацию стерилизации

Результат стерилизации заключается не только в достижении температуры. Конструкция должна обеспечивать однородные условия на протяжении всей нагрузки в течение необходимого времени ожидания. Исследования валидации часто показывают, что автоклавы с плохой внутренней геометрией или недостаточным воздушным потоком производят температурные дисперсии 2-5 ° C по всей камере. Этого достаточно, чтобы обеспечить выживание жаростойких спор, таких как Geobacillus stearothermophilus .

Тепловая однородность и управление холодными пятнами

Каждый автоклав имеет определенное холодное пятно — последнюю область, чтобы достичь температуры стерилизации и первой, чтобы остыть. В автоклавах смещения тяжести холодное пятно обычно находится около дна стока или за дверью. В довакуумных единицах оно может быть наверху, если пар поступает снизу. Особенности дизайна, такие как многоточечные датчики температуры, размещение впуска пара и огражденные стены, помогают минимизировать температурные градиенты. Некоторые высококлассные исследовательские автоклавы включают вентиляторы внутренней циркуляции или паровые распределители, чтобы заставить даже нагреваться.

Конфигурация нагрузки также взаимодействует с конструкцией. Плотные металлические нагрузки блокируют паровой поток; пористые нагрузки фитильной конденсации; жидкие нагрузки требуют медленного охлаждения, чтобы избежать кипения. Автоклав, предназначенный для общего лабораторного использования, может не стерилизовать полную нагрузку тяжелых щипцов или обернутых хирургических инструментов, если пути воздушного потока затрудняются. Понимание геометрии нагрузки и соответствие ее конструкции паровой циркуляции автоклава имеет важное значение для повторяемой стерилизации.

Выбор материала и долгосрочная производительность

Материалы, используемые внутри камеры автоклава, влияют как на теплообмен, так и на химическую стойкость. Большинство исследовательских автоклавов используют 304 или 316L нержавеющую сталь для камеры. 316L содержит молибден, предлагая лучшую стойкость к хлоридам и кислотным остаткам, что делает его предпочтительным для лабораторий, которые стерилизуют солевой раствор, среду или чистящие средства. Аустенитная нержавеющая сталь сохраняет прочность при высоких температурах, но может корродировать, если подвергается воздействию повторяющихся кислотных или хлоридных сред.

Нагревательные элементы из сплавов инколой или медно-никелевого сплава служат дольше, чем основные стальные элементы, но для их изготовления требуется мягкая вода, чтобы предотвратить масштабирование. Наращивание масштабов действует как изоляция, продлевая время нагрева и теряя энергию. Качество воды часто упускается из виду при выборе автоклава. ; конструкция, которая включает в себя встроенную систему очистки воды или требует дистиллированной / деионизированной воды, будет работать более последовательно в течение многих лет использования.