Какое Давление Должно Быть В Автоклаве: Принцип Работы Автоклава

Для заготовки садово-огородной продукции на зиму понадобится стерилизатор. Он незаменим для людей, выращивающих скот на убой, любителей домашних тушенок и паштетов, маринованных опят. За универсальность его называют мини-консервным цехом.

Таблица содержимого

• 1. Устройство и инструкция по применению домашнего автоклава
  • 1.1. Крышка
  • 1.2. Корпуса
  • 1.3. Кассета
• 2. Виды автоклава
• 3. Давление и температура консервации в автоклаве
  • 3.1. Время приготовления

Для заготовки садово-огородной продукции на зиму понадобится стерилизатор. Он незаменим для людей, выращивающих скот на убой, любителей домашних тушенок и паштетов, маринованных опят. За универсальность его называют мини-консервным цехом. Оптимальное давление в автоклаве и температура гарантируют пищевую безопасность консервам и замечательный вкус.

Устройство и инструкция по применению домашнего автоклава

При изготовлении оборудования, работающего под давлением, учитывают элементарные законы физики. Камера представляет собой цилиндрическую емкость с краном, оснащенную клапанами и приборами контроля. Такая форма автоклава с эллиптическим дном выдерживает высокое давление без деформации.

Капсульное дно равномерно распределяет тепло по баку и поддерживает одинаковую температуру при обработке продуктов. Дополнительно книзу приваривают металлические полоски, служащие ребром жесткости и способствующие лучшей устойчивости. У газовых моделей чаще встречаются плоские днища без тепловых компенсаторов.

Крышка

Оснащена креплениями-защелками с завинчивающимися стальными «барашками», обеспечивающими безупречную герметизацию. Сверху предусмотрены выходы для комплектующих и под винты. В некоторых моделях присутствуют фланцы с пазами или прижимами для винтового/ болтового соединения, приваренные к верхней части. Имеется хомут-кламп для подключения дистилляторов, ректификационных колонн для использования камеры как перегонного куба.

Корпуса

Производят из листового металла толщиной от 1,5-2 мм. Черные корпуса из железа по ГОСТ не подходят для контакта с продуктами. Такие камеры в основном покупают для приготовления тушенки. Однако она ржавеет через 3-4 года и начинает пропускать воду через сварные швы. Нержавейка лишена этих недостатков. Чтобы избежать проблем с коррозией, при выборе автоклава нужно спрашивать сертификат для подтверждения качества металла. Корпуса изготавливают путем сварки в аргоновой среде. Она оставляет плотный шов, заваренный с двух сторон.

Кассета

Для установки банок в комплектацию не самых дешевых моделей входит прижимное изделие из штампованной нержавейки. Каждый этаж загруженных банок туго фиксируют дисками, предупреждающими срыв крышек.

Виды автоклава

Модели отличаются способом нагрева. Источником тепла для огневых автоклавов с накачкой давления служит открытое пламя газовых конфорок или средняя мощность индукционных плит. У электрических камер эту функцию выполняет ТЭН, функционирующий от сети.

Современные модификации с управляющими блоками автоматизируют работу оборудования, и не требуют участия человека. Все, что требуется для запуска цикла – это выставить рабочие параметры и нажать на «старт». Датчики для автоклава измеряют давление и температуру, и контролируют технологический процесс.

Стерилизация в закрытой камере:

1. Уничтожает анаэробные бактерии Bacillus, термофильные спороносные аэробы, мезофильные гнилостные и облигатные патогены.

2. Минимизирует время термообработки, что сохраняет большую часть витаминов и минералов.

3. Избавляет от микробиологической порчи продуктов.

4. Увеличивает срок годности.

Конструкция автоклава. Конструкционные особенности стерилизатора.

Давление и температура консервации в автоклаве

В зависимости от вида консервов стерилизация происходит в камере при разных градусах. При появлении первых пузырьков давление смещает точку кипения до 115-125 °C и приостанавливает испарение. Возрастающие атмосферы отображаются на манометре. Шкала градуирована и точно показывает значения. Однако на ней не отображаются атмосферные физические величины. Давление на приборе называют избыточным (ати) или манометрическим; в камере – абсолютным (ата). Для расчета к первому показателю прибавляют 1 атм. Если шкала показывает 1 ати, то в камере оно равно 2 ата.

Каждой атмосфере соответствуют определенные температурные значения. Они увеличиваются в зависимости от мощности нагрева, объема воздуха. Поэтому следить за показателями давления можно по градуснику. При 110°C оно достигает больше 3 атм; при 123 °С превышает 4,5. С падением внешних показателей в паровоздушной смеси градусы кипения падают.

Избыточный пар уходит через предохранительный клапан, регулирующий предельные показатели. При превышении порога допустимых значений он срабатывают автоматически. Для предотвращения поломки манометра от перегрева используют сифонную трубку. Попадающий внутрь пар охлаждается, и вода проходит через него уже полуостывшей.

Манометр для измерения давления. Контрольно-измерительные приборы автоклава

Время приготовления

Разобраться с включением, температурным режимом поможет инструкция по применению домашнего автоклава. Параметры выбирают по таблице. Важно не превышать указанные значения, иначе мясо разволокнится, кожица на овощах и фруктах лопнет. Из-за нарушения технологических режимов они будут несъедобными.

Значения для термообработки выставляют, исходя из вида продуктов, рН, видового состава микроорганизмов. Овощи с маринадом стерилизуются быстрее. В кислой среде они погибают за 10 минут. Баранину и свинину консервируют при максимальных температурах. Это связано с тем, что жир обволакивает ткани и мешает проникновению пара в волокна. Отсчет начинают с закипания воды. Купить автоклава для приготовления домашних консервов можно в компании УКРПРОМТЕХ. На сайте в ассортименте представлены камеры с разным типом нагрева по доступным ценам.

Автоклавы для домашнего консервирования

55700 p

25420 p

33350 p

59250 p

37670 p

50090 p

Принцип автоклавного консервирования

Рис. 2Рис. 1

Принцип работы бытового автоклава для домашнего консервирования основан на двух постулатах, физическом и микробиологическом:

• Температура кипения воды зависит от давления внутри емкости. Чем оно выше, тем сильнее надо нагреть жидкость для образования пузырьков с насыщенным паром и доведения давления внутри них до равновесного (такого же, как под крышкой), после чего пузырьки вырываются на поверхность.
• Разные виды вредоносных бактерий выдерживают различную температуру. Чем сильнее нагрев – тем больше гибнет микробов.

В бак ставят закатанные банки и наливают воду. Включают огонь либо ТЭН. Обычно, вода закипает при 100 град С. Поднять температуру выше не получится, потому что давление в пузырьках надо довести лишь до атмосферного. Но автоклав герметично закрыт. Поэтому давление внутри повышается. Пузырьки приходится греть сильнее, иначе они не вырвутся наружу. Как следствие – вода кипит при более высокой температуре. В результате гибнут практически все бактерии.

Устройство автоклава

Рис. 3

Бытовой автоклав (рис. 3) состоит из следующих узлов и деталей:

• Цилиндр с крышкой, оборудованной винтовым зажимом. Благодаря уплотнительной прокладке, она закрывается герметично. В нем есть камера для загрузки, куда ставятся банки с продуктами. На дно рекомендуется класть решетку.
• Кассеты (не обязательно). Рассчитана на несколько банок одного размера.
• Измерительные приборы: манометр и термометр. Последний присутствует не во всех заводских моделях.
• Предохранительный клапан для сброса избыточного давления.
• Кран для слива воды.
• Штуцер (ниппель) для насоса (не обязательно).

Рис. 4

Цилиндр делается из металла (рис. 4). Почти у всех баков – двойное дно, некоторые еще и с такими же стенками. Это для того, чтобы дольше сохранялось тепло. (лучшие модели держат нагрев более 40 минут). В качестве материала изготовления используется:

• Черный металл. Стоит недорого, служит недолго. Недостатки: «не любит» ударов, в сыром помещении ржавеет. После использования его надо не только помыть, но еще и высушить. Хранить – только в сухом, хорошо проветриваемом помещении.
• Сталь углеродистая. Защищена порошковым покрытием. Достоинства: умеренная стоимость, более высокие надежность работы и долговечность. Недостаток: требует аккуратного обращения, т.к. любое повреждение с нарушением защитного покрытия оканчивается коррозией. Длительность работы – от 10-ти лет.
• Нержавеющая сталь. Эти аппараты прочные, надежные, не боятся ударов. Заявленный срок службы – от 40-ти лет. Минус один – они самые дорогие.

Для начинающих оптимальный вариант – недорогой прибор из «обычной» стали. Для тех, кто занимается домашним консервированием из года в год, да еще в больших объемах, лучший автоклав – из нержавейки.

Рис. 5

Кассета (рис. 5) предназначена для группового расположения и плотной фиксации нескольких банок. С ее помощью процесс загрузки-выгрузки упрощается и ускоряется. Это цилиндрическая разборная конструкция, состоит из: нижнее круглое основание с резиновой прокладкой, стяжные шпильки с гайками по окружности (может быть одна, по центру). А также верхняя крышка с ручкой. Диаметр – несколько меньше цилиндра. Недостаток в том, что можно ставить только одинаковые банки. Тогда как без кассет можно на одном уровне располагать тару 1,0, 0,75 и 0,5 литра.

Кассету можно докупить отдельно. Лишь бы она подходила к загрузочной камере.

Типы автоклавов и их характеристики

По конструкции: с накачкой давления либо автоматический. В первом случае, на крышке есть штуцер.

По загрузке: с кассетами или без них.

По приборам: только с манометром либо еще и с термометром.

По способу нагрева:

• Газовые. Быстро нагреваются от любого источника открытого огня. Консервация готовится недолго. Недостаток: бывают тяжелые, трудно поднимать на плиту. Такие модели дешевле электрических и более экономичны.
• Электрические. Нагреваются встроенными ТЭНами. Работают от бытовой сети. Можно ставить где угодно, не обязательно поднимать высоко. Но скорость нагрева меньше, чем у газовых.

Рис. 6

Среди электрических есть аппараты с ЭБУ (электронным блоком управления, рис. 6). В них достаточно выставить параметры и включить, после чего работа автоклава продолжается в автоматическом режиме.

По объему:

• Небольшие. Рассчитаны на 17-27 л. За 1 раз ставится 7 пол-литровых банок или 5 литровых. Для семьи из 4-х человек этого вполне достаточно.
• Средние. Объем 30-50 л. За 1 цикл в баке на 46 л. закрывается 9 банок литровых или 24 пол-литровых. Нормальная производительность, если надо сделать заготовку на зиму для большой семьи. Или для сохранения урожая небольшого частного хозяйства.
• Крупные. Вместимость – 100 л. и более. В 125-литровый бак помещается 48 пол-литровых банок или 16 литровых. Хорошо подходит для крупной усадьбы.

Установки объемом более 300 литров относятся к промышленным.

Кроме водяных (классических), есть еще паровые автоклавы. Принцип работы аналогичный, однако есть отличия. Они быстрее нагреваются, но консервы изнутри не всегда «доходят» как следует. Из-за этого укупорка, особенно рыбная и мясная, хранится не слишком долго. У водяных медленнее нагрев и остывание, зато содержимое банок прогревается более равномерно, из-за чего хранится лучше.

Наиболее популярными являются изделия на 22-27 литров, а также на 36-46 литров. Для рецептов домашнего автоклавного консервирования достаточно давления 4,0-4,5 атм. и температуры нагрева 110-125 град С. Почти все бытовые модели на это и рассчитаны.

Порядок работы автоклава (инструкция по использованию)

Приготовление в автоклаве не составляет сложности. Процесс работы с классическим водяным аппаратом с ручной накачкой давления выглядит следующим образом.

Подготовка

Продукты выбираются только качественные и свежие. Тару надо обязательно помыть, но не стерилизовать заранее. Ее заполняют не доверху, оставляют 2-3 см, т.к. объем продуктов во время нагрева может увеличиться. Банки закрывают крышками и закатывают. Если есть кассета – в нее устанавливают емкости одинаковой высоты, с идентичными крышками, и фиксируют.

В автоклав заливается вода и нагревается до 60 град С. Если положено горячее мясо или овощи – то до 70-90 град С. (Есть варианты, когда загруженные банки заливаются холодной водой без предварительного подогрева).

Закладка

Рис. 7

Кассету опускают в автоклав. Если ее нет, то на дно кладут решетку и на нее ставят банки. В высоту — можно одну на другую (рис. 7), лучше с промежуточной решеткой. Если закладка последняя, то загружать аппарат полностью не обязательно. Автоклав нормально работает и с одной емкостью. Если банок мало, даже всего 1 ряд, воду все равно наливают почти до краев бака. Иначе получится большая разница давлений и сорвет крышки.

В автоклав наливают воду с таким расчетом, чтобы она покрывала тару на 2-3 см. В кассетном – выше крышки кассеты. От уровня жидкости до края загрузочной емкости остается 5-6 см. Закрывают герметичную крышку. Насосом через ниппель накачивают воздух до 1 атм. (0,1 МПа). Это для того, чтобы выровнять давление в банках и в цилиндре.

Обычно воздух закачивают в автоклавы без кассет. Если загрузка с кассетами, выравнивать давление не нужно.

Нагрев и стерилизация

Включают нагрев. Температура и давление внутри бака будут расти одновременно. Первый параметр (110-120 град С) доводится до значения, указанного в рецепте. Там же написано время выдержки при указанной температуре. Например, рыба и мясо – по 60 мин., маринованные грибы – 40-50 мин., овощи – 10-20 мин. После того, как температура в аппарате дойдет до нужного значения, следует убавить огонь. Теперь ведь уже не надо дальше нагревать, достаточно лишь поддерживать.

Температура и время выдержки зависят не только от продуктов, но еще и от размера банок. Если в рецепте этот нюанс не учитывается, то надо смотреть рекомендации к аппарату – там все должно быть написано подробно, для различной тары.

Охлаждение

После того, как время выдержки истекло, нагрев плавно уменьшают, чтобы постепенно снизить давление. Выключают огонь или ТЭН. Потом надо подождать, пока бак остынет до 30 град С, и сбросить остаточное давление с помощью штуцера. Каждый, кто работает с автоклавом, должен помнить главный принцип: резко поднимать давление и сбрасывать, быстро нагревать и охлаждать емкость нельзя, может сорвать крышки.

Перед открытием герметичной крышки бака, желательно повернуть предохранительный клапан, чтобы убедиться в полном отсутствии внутри избыточного давления. После этого открывают емкость, сливают воду и вытаскивают банки.

На одну закладку уходит 3-3,5 часа «рабочего» времени, из них где-то полчаса – на подготовку. Поэтому многие хозяйки начинают процесс после обеда, вечером выключают аппарат и оставляют его на ночь – охлаждаться. А утром вынимают из закладочной камеры готовую консервацию.

Достоинства и недостатки бытового автоклава

Использование бытового автоклава для приготовления овощных, рыбных или мясных консервов приносит домохозяйкам многочисленные преимущества:

• При температуре 120-125 град С уничтожается больше микробов, чем при 100 град С. Гибнут даже споры грибков и патогенных бактерий. Повышается безопасность продукции.
• Срок хранения автоклавной консервации в несколько раз больше, по сравнению со сделанной традиционным способом. Снижается вероятность того, что банки «взорвутся».
• Не требуется предварительная стерилизация.
• На «ручную» работу при подготовке уходит около 30 минут. Все остальное аппарат делает сам.
• Тару можно использовать стеклянную либо жестяную.
• Под герметичной крышкой вода не выкипает, в продуктах остается больше полезных веществ. Вкус у них приятный, почти естественный.
• Процесс приготовления консервов на повышенном давлении становится более удобным и быстрым. Особенно, если аппарат оборудован загрузочной кассетой.
• С автоклавом можно использовать больше кулинарных рецептов.

Автоклавы приносят большую пользу и в тех случаях, если их применяют для приготовления пищи. Но подобное практикуется, в основном, только на производстве.

Серьезный минус у подобных аппаратов только один – лучшие модели из нержавейки стоят недешево. Кроме того, некоторые аппараты довольно тяжелые. Бывает, что на измерительных приборах шкала неудобная для чтения результатов. Многие модели (это надо учитывать при покупке) рассчитаны лишь на определенные виды продуктов. Например, овощи в них можно законсервировать, но сделать тушенку — не получится.

Прочие минусы, судя по отзывам потребителей, связаны с «человеческим фактором» — качеством материалов изготовления, как аппарата в целом, так и его загрузочной кассеты. На последней, в частности, бывает слишком короткая резьба на центральной шпильке. Некоторые установки во время нагрева начинают дребезжать (недостатки сборки). Так что, выбирать автоклав надо внимательно.

Как выбрать автоклав

Рис. 8

Информация по объему, материалу изготовления и типу нагрева приведена выше. К ней можно добавить, что хорошо, если аппарат имеет не только двойное дно, но и такие же стенки. Тогда он дольше сохраняет тепло. Для контроля процесса удобнее иметь на крышке манометр и термометр, а не только один прибор. С другой стороны, надо понимать, что чем лучше автоклав, тем он дороже.

Покупая аппарат, надо обратить внимание на температуру нагрева. Есть модели с пределом 115 град С. Но некоторые бактерии гибнут только при 120-125 град С, поэтому ниже 120 град С брать не желательно.

По прочим характеристикам, можно посоветовать следующее. Толщина дна и стенок должна быть не менее 3-5 мм., тогда установка окажется достаточно безопасной, сможет выдержать давление 4-5 атм. Крепление для крышки автоклава должно быть надежным (рис. 8), лучше на «барашках», лишь бы они были равномерно распределены по окружности. Безболтовый затвор – тоже неплохо. Идеальная крышка та, которая устанавливается из середины цилиндра и прижимается к баку внутренним давлением. Ее сорвать невозможно в принципе.

Рис. 9

Термометр и манометр могут быть автономными приборами или по принципу «два в одном» (рис. 9). Первый вариант лучше, т.к. при поломке достаточно заменить только один из них. Во втором случае, ниже точность измерений и нередко мелкая неудобная шкала.

Если в баке есть сливной кран, значит, выливая воду, не придется каждый раз поднимать тяжелый цилиндр и переворачивать его. Считается, что кассеты на 3-4 шпильки лучше фиксируют банки, чем модели только с одной центральной. У некоторых марок узкая верхняя горловина. Вроде бы, ничего страшного. Но, если работать много, это слегка напрягает.

Какой автоклав лучше, с насосом или без него? На любителя. Второй проще, не надо напрягаться, качать воздух вручную. Зато первый быстрее входит в рабочий режим и может работать с более высокой температурой.

Какой автоклав самый лучший? Конечно же, из нержавейки, универсальный по продуктам, с программным управлением, толстым двойным дном и стенами, раздельными контрольными приборами, предохранительным клапаном, сливным краном, легкий и компактный, с защитой от срыва крышек.

Уход и хранение

Чтобы автоклав честно отработал положенный срок, ему надо обеспечить правильный уход и хранение. Это несложно, достаточно выполнять несколько простых правил:

• После того, как аппарат принесли из магазина, перед первым включением его следует заполнить водой и включить или поставить на огонь. Выдержав некоторое время в состоянии нагрева – выключить и охладить. В заключение – вылить воду и высушить корпус. Только после этого устройство считается готовым к работе.
• На длительное хранение (до следующего сезона консервации) автоклав определяют в сухое помещение с более-менее стабильной температурой воздуха, без сильных перепадов. Оптимально – в заводской упаковке, она защитит от случайных ударов. Ставить на него другие предметы не рекомендуется.
• На хранение установка отправляется только после полного остывания.
• Аппарат со стальным баком мыть не обязательно. Достаточно вытереть его изнутри сначала влажной, а потом сухой салфеткой. Снаружи тоже время от времени надо протирать, чтобы жир и грязь не скапливались.

Соблюдая эти нехитрые правила, можно значительно продлить «жизнь» своего верного помощника.

Меры предосторожности

Работая с автоклавом, запрещено:

• Открывать крышку до полного сброса давления.
• Ставить на огонь или включать ТЭН без воды в баке.
• Загружать банки с этикетками.
• Греть до превышения максимально допустимых показаний манометра.
• Перемещать или раскачивать включенный аппарат.

И, разумеется, нельзя использовать автоклав для тех целей, для которых он не предназначен.

Рецепты для консервирования с автоклавом

Рисовая каша со свининой

Рис. 10

Ингредиенты на 0,5 л.: свинина 200 г., рис 150 г., репчатый лук 30 г., топленое масло 25 г., болгарский перец – одна пятая часть от 1 шт., лавровый лист – треть одного листка, черный перец 3 зернышка, душистый перец 2 зернышка, соль 5-6 г. (чайная ложка без горки), растительное масло по вкусу.

Приготовление (рис. 10). Взять побольше воды и отварить в ней рис, процедить. Обжарить лук, порезать перец полосками, нарезать мясо кусочками по 2-3 см. В банки выложить (перечислено — снизу вверх): лаврушку, оба перца-горошка, пол риса, мясо, соль, лук, вторую половину риса, болгарский перец. Сверху — топленое масло. Закатанные банки поставить в автоклав. Параметры: 0,6-1,0 атм., 115-120 град С., 45 минут. Хранить в темном прохладном месте.

Овощи

Ингредиенты на 1 л.: помидоры 4 шт., огурцы 4 шт., болгарский перец 2 шт., соль (крупная) 1,5 ст.л., сахар 1,5 ст.л., уксус (9%) 2 ст.л., гвоздика 2-3 шт., перец черный горошек несколько зерен, лавровый лист – 1 шт., вода 3 стак.

Рис. 11

Приготовление (рис. 11). Овощи помыть, перец и огурцы нарезать и с помидорами разложить в банки. Сделать маринад – воду с уксусом, солью и сахаром довести до кипения. Разлить по банкам, не доливая 2 см. до краев, закатать, поставить в автоклав. Параметры: 110 град С, 10-20 минут.

При желании, можно добавлять и другие овощи.

Рыба

Ингредиенты на 0,5 л.: рыба (любая) 500 г., растительное масло 1-2 ст.л., соль 1 ч.л. без горки, черный перец горошек 3 шт., лавровый лист 1 шт., морковь и лук по вкусу.

Рис. 12

Приготовление (рис. 12). На дно банки выкладывают перец и лаврушку. Порезать овощи. Рыбу кусочками 50-70 гр. посолить и половину сложить в банку. Добавить часть овощей, потом остальную рыбу и снова овощи. 2 см. от края банки надо оставлять, иначе сорвет крышку. Залить растительным маслом. Закатать, поставить в автоклав. Время: 50-60 минут.

Температуры для рыбы выбирается в диапазоне 100-120 град С, в зависимости от ожидаемого результата. Если ниже, получаются кусочки с размягченными косточками, а выше – разваренная тушенка.

Бытовой автоклав – это превосходный аппарат, с помощью которого можно без особых усилий обеспечить семью вкусной консервацией.

Как работает паровой автоклав?

E. coli

Паровые автоклавы  предназначены для использования пара высокого давления и высокой температуры для уничтожения микроорганизмов. Они также используются для обезвреживания биологически опасных материалов. Чтобы паровой автоклав был эффективным, материалы, подлежащие стерилизации, должны быть насыщены паром. Если в материалах недостаточно пара или имеются воздушные карманы, обеззараживание не произойдет.

Стерилизация включает полное уничтожение всех микроорганизмов, включая устойчивые бактерии, бактериальные споры, простейшие, прионы, вирусы и грибки, которые присутствуют в жидкостях, на поверхностях материалов, в лекарствах или питательных средах. Абсолютное уничтожение означает именно это. Не существует такого понятия, как «частичная стерилизация». Достижение стерилизованного состояния может быть трудным, а также трудно доказать. При ряде обстоятельств стерилизация паром  является предпочтительным методом стерилизации и работает за счет денатурации белков . Денатурация белков включает коагуляцию белков, происходящую в результате изменения конформации белка в присутствии тепла. Химические вещества способны убивать микроорганизмы, однако они могут быть не совсем эффективными и могут оставлять после себя нежелательные или потенциально токсичные остатки. Тем не менее, химические стерилизаторы используются, когда тепло может повредить материалы. Можно использовать ионизирующее излучение и УФ-излучение, и они разрушают или модифицируют ДНК, чтобы предотвратить репликацию, однако они могут не давать желаемого эффекта, и их проверка немного сложна. В итоге стерилизация влажным теплом , как правило, является лучшим и предпочтительным методом стерилизации.
Большинство микроорганизмов погибает при температуре выше 80°C. Прионы, с другой стороны, требуют более высоких температур и более длительного времени для их деактивации. В процессе влажно-тепловой стерилизации молекулы пара конденсируются на более холодных микроорганизмах. Затем молекулы пара передают 2500 Дж на грамм пара, нагревая микроорганизмы до температуры, при которой они погибают. Другие методы нагрева, которые передают более низкую теплоту сухих газов, имеют тенденцию создавать эффекты пограничного слоя. В конечном итоге это создает эффект изоляции, который в конечном итоге защищает микроорганизмы.

Для достижения максимального эффекта пар должен быть насыщенным. С помощью процедур влажно-тепловой стерилизации можно легко контролировать температуру и давление, что позволяет легко определить, имела ли место стерилизация. Нет сомнений в том, что паровая стерилизация обеспечивает высокий уровень стерильности и поэтому является наиболее часто используемой формой стерилизации в больницах и лабораториях. Автоклавирование влажным теплом  является самым быстрым и надежным способом стерилизации.

Как работает паровой автоклав

Автоклав — это скороварка, в которой в качестве стерилизующего агента используется пар под давлением. Повышение давления (выше атмосферного давления) позволяет пару достигать более высоких температур. Дополнительное давление повышает температуру кипения воды. На самом деле, примерно на 20°C выше. Это эффективно увеличивает его теплосодержание и убойную способность. Это происходит из-за скрытой теплоты испарения. Скрытая теплота испарения – это количество теплоты, необходимое для превращения кипящей воды в пар. Эта конверсионная теплота довольно велика по сравнению с количеством теплоты, которое требуется для нагревания воды.

Чтобы довести до кипения один литр воды, требуется 80 ккал/моль, однако для преобразования кипящей воды в пар требуется 540 ккал/моль. Это означает, что пар при 100°C имеет почти в 7 раз больше тепла, чем кипящая вода.

Замечательное свойство пара состоит в том, что он способен проникать в объекты с более низкой температурой. Когда пар сталкивается с более прохладной поверхностью, он конденсируется в воду на этом объекте. Это эффективно уменьшает количество присутствующего пара. Это отрицательное давление пара привлекает больше пара в более холодную область. Конденсация будет продолжаться до тех пор, пока температура поверхности конденсации ниже температуры пара. Это обеспечивает быстрый нагрев поверхностей, проникновение в плотные материалы, денатурация белков  и стерилизация микроорганизмов.

Время термической гибели

Время термической гибели (TDT) используется для определения того, сколько времени требуется для уничтожения определенных микроорганизмов при определенной температуре и конкретной суспензии. Достаточно сказать, что смертность прямо пропорциональна концентрации микроорганизмов в любой момент времени. Если вы повысите температуру процесса стерилизации, это приведет к снижению время тепловой смерти . Снижение температуры увеличивает время термической смерти. Предпочтительны более высокие температуры в течение более коротких периодов времени.

Помимо температуры и времени, время термической смерти зависит от стерилизуемых материалов. Например, маслянистые материалы замедляют проникновение пара и, следовательно, увеличивают время термической смерти . Материалы с высокой кислотностью или щелочностью имеют тенденцию сокращать время термической смерти. Время термической гибели доступно для ряда микроорганизмов и конкретных суспензий, в которых они могут находиться. Имейте в виду, что время термической смерти  может быть неточным, но это хорошее место для начала.

Автоклавирование  признано как наиболее эффективный и действенный способ стерилизации. Автоклавы влажного нагрева  работают на зависимости времени и температуры. Более высокие температуры важны для более быстрого уничтожения микроорганизмов. Для больших загрузок, больших объемов жидкости и плотных материалов требуется более длительное время стерилизации. Температуры и давления, наиболее часто используемые в  автоклав с влажным теплом  соответствует температуре 115°C при 10 фунт/кв. дюйм (фунтов на квадратный дюйм), 121°C при 15 фунт/кв. дюйм и 132°C при 27 фунт/кв. Автоклавирование влажным теплом хорошо подходит для стеклянной посуды, биологических сред, хирургических повязок, биологически опасных отходов и многого другого.

Автоклавы: давление и температура

Давление и температура влияют на кипение. Вода кипит, когда молекулы воды содержат достаточно энергии, чтобы вырваться из жидкости и образовать над ней водяной пар или то, что называется паром. По мере того, как вода становится более горячей, молекулы воды содержат больше энергии и могут легче покинуть жидкость. С другой стороны, давление тоже важно. Чем выше давление над водой, тем труднее молекулам воды вырваться из жидкости и наоборот.

Поднимитесь на высоту. Чем выше вы поднимаетесь, тем ниже атмосферное давление. Кипячение воды на этой возвышенности происходит при более низкой температуре, потому что для кипячения воды требуется меньше тепла. Жидкой воде гораздо легче перейти в водяной пар, потому что давление над жидкостью намного меньше. На самом деле, если бы вы были на вершине Эвереста, вода кипела бы при температуре около 70°C, а не 100°C.

Температура кипения воды при одной атмосфере (уровень моря, 760 мм ртутного столба) составляет 100°C. Повышение или понижение давления примерно на 28 мм ртутного столба изменяет температуру кипения на 1 градус С.

Давление пара

В случае закрытого контейнера, такого как автоклав, процесс испарения будет продолжаться до тех пор, пока в жидкость не вернется столько молекул, сколько улетучится. Когда это происходит, пар считается насыщенным. При более высоких температурах может улетучиваться больше молекул воды, и соответствующее давление насыщенного пара выше. В случае открытого контейнера давление пара на самом деле представляет собой парциальное давление наряду с другими компонентами в воздухе над ним. В этом случае температура, при которой давление пара равно атмосферному давлению, называется температурой кипения.

Краткое описание

Паровые автоклавы используют пар высокого давления и высокой температуры для уничтожения патогенов. Для того чтобы паровой автоклав был эффективным, материалы, подлежащие стерилизации, должны быть насыщены паром. Под стерилизацией понимается полное уничтожение всех микроорганизмов, присутствующих в жидкостях, на поверхностях материалов, в лекарствах и питательных средах. Не существует такого понятия, как «частичная стерилизация». Стерилизация паром работает путем денатурации белков. Денатурация белков включает коагуляцию белков, которая представляет собой изменение конформации белка, делающее его неактивным.

По сути, паровой автоклав представляет собой скороварку, в которой в качестве стерилизующего агента используется пар под давлением. Повышение давления выше одной атмосферы позволяет пару достигать более высокой температуры. Дополнительное давление повышает температуру кипения воды, что увеличивает убойную силу.

Время термической гибели — это информация, используемая для определения времени, необходимого для уничтожения определенных микроорганизмов при заданной температуре. Уровень смертности прямо пропорционален количеству микроорганизмов, присутствующих в любой момент времени.

Автоклавирование влажным теплом является наиболее часто используемой формой стерилизации. Это самый быстрый и надежный способ стерилизации.

Дополнительная литература

Гиперфизика и термодинамика

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/Kinetic/vappre.html#c2

Логарифмическая природа тепловой смерти

http://www.jstor.org/stable/30082910

Протокол обработки ферментативным детергентом, снижающий нагрузку прионного белка, устойчивого к протеазе, и инфекционность моноволокон из хирургической стали, загрязненных прионным штаммом человеческого происхождения

https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/jgv/10.1099/vir.0.82961-0#tab2http://vir.sgmjournals.org/content/88/10/2905.full

Фото Авторы и информация

http://commons. wikimedia.org/wiki/File:Diverse_e_Coli.png

описание: Английский: This are E. coli

Дата: 4 августа 2009 г.

Источник: собственная работа

Автор Mattosaurus

Я, владелец авторских прав на это произведение, делаю это произведение общественным достоянием. Это применимо во всем мире.
В некоторых странах это может быть невозможно по закону; если да:
Я предоставляю любому право использовать это произведение  для любых целей без каких-либо условий, если только такие условия не требуются по закону.

Что нужно знать об автоклаве

Используя пар высокого давления, автоклав предлагает физический метод стерилизации, который уничтожает вирусы, бактерии и даже споры, присутствующие в материале, помещенном в сосуд. Автоклав стерилизует материал, нагревая его до определенной температуры в течение заданного времени. Из-за того, что он основан на идее стерилизации влажным жаром, автоклав считается эффективным методом стерилизации. Автоклав также известен как паровой стерилизатор, который регулярно используется в больницах, стоматологических клиниках, салонах красоты и косметики, ювелирных и других промышленных учреждениях   

 

Компоненты автоклава включают камеру давления, блок сброса давления, манометр, электрический нагреватель, охладитель сточных вод и предохранительный клапан.

Области применения автоклава:

Поскольку водосодержащие вещества нельзя стерилизовать сухим жаром, для их стерилизации необходимы автоклавы. Автоклавы также могут использоваться для ряда других целей. Автоклавы также можно использовать для стерилизации автоклавируемых контейнеров для питательной среды, пластиковых пробирок и наконечников пипеток. В медицинских лабораториях автоклавы используются для стерилизации стеклянной посуды, медицинского и хирургического оборудования, а также медицинских отходов. Стерилизация и дезинфекция стоматологической посуды, украшений, посуды в салонах красоты

Некоторые важные понятия об автоклаве

• Он работает по принципу влажно-тепловой стерилизации, при котором дезинфекция материалов, содержащихся в камере, осуществляется под давлением пара.
• Более высокое давление повышает температуру кипящей воды, что облегчает достижение оптимальной температуры стерилизации.
• При нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре около 100 градусов Цельсия; однако его температура кипения прямо пропорциональна давлению.
• Давление также может ускорить распространение тепла в более глубокие слои материала, а влага в паре вызывает выработку белков, что приводит к необратимой потере функции.
• В соответствии с концепцией, используемой в автоклаве, при давлении 15 фунтов на квадратный дюйм или 775 мм ртутного столба вода кипит при 121 градусе Цельсия.
• Если этот пар вступает в контакт с поверхностями, образующееся скрытое тепло убивает микроорганизмы.
• Конденсированные жидкости гарантируют уничтожение подавляющего большинства бактерий.
• Когда процесс стерилизации завершен, давление внутри камеры сбрасывается с помощью свистка. Внутренние компоненты остаются нагретыми в течение некоторого времени, пока давление в камере не вернется к норме.

 

Типы автоклавов:

1. Поршневого типа (тип B)

   В этом автоклаве пар создается независимым парогенератором, который затем проталкивается через автоклав. Это улучшение по сравнению с моделью гравитационного вытеснения, поскольку пар можно произвести за считанные минуты. Предохранительный клапан, система защиты от давления, температура

   протектор стенок камеры.

2. Лабораторный стол/автоклавы скороварки (тип N)

Бытовые скороварки широко используются во многих регионах мира. Самая современная модель имеет металлическую камеру с металлической крышкой, которую можно закрепить и загерметизировать воздушной прокладкой. Кроме того, в основании камеры расположен электрический нагреватель. Объем: 12-23 литра. Особенно подходит для ветеринаров, школ, тату-салонов и салонов красоты

Общие инструкции по эксплуатации

 

Обычно автоклав должен работать при температуре 121 °C не менее 30 минут с использованием насыщенного пара под давлением не менее 15 фунтов на кв. дюйм. При использовании автоклава необходимо соблюдать следующие протоколы:

 

1. Перед использованием необходимо проверить автоклав на наличие каких-либо остатков от предыдущих циклов. После этого в камеру следует налить достаточный объем воды.
2. Затем следует поместить материалы, требующие стерилизации.
3. Затем следует закрыть и затянуть крышку, чтобы обеспечить герметичность, и включить электронагреватель.
4. Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы для поддержания правильного давления в камере.
5. Когда вода в камере закипает, смесь воздуха и воды выбрасывается по трубе, вытесняя весь воздух внутри. Как только вода перестанет пузыриться из трубы, вытеснение завершено.
6. После этого сливную трубу перекрывают и позволяют пару подняться до нужного уровня.
7. Когда желаемое давление будет достигнуто, прозвучит свисток, чтобы сбросить остаточное давление в камере.
8. В большинстве случаев автоклав будет работать в течение пятнадцати минут после свистка.