Температура пара в автоклаве

Температура пара в автоклаве

Дан­ный способ стерилизации питательных сред является наиболее надежным и чаще всего применяемым. Он основан на нагревании материала насыщенным водяным паром при давлении выше атмосферного. Известно, что темпера­тура пара возрастает при повышении его давления (табл. 4.1).

Совместное действие высокой тем­пературы и пара обеспечивает особую эффективность этого процесса. При этом погибают и вегетативные клетки, и споры микроорганизмов. Установле­но, что споры большинства микроор­ганизмов не выдерживают и 5-минутную экспозицию в насыщенном паре при 121 °С. Лишь споры некоторых по­чвенных бактерий погибают при 1 ати только через 30 мин.

Таблица 4.1 Температура насыщенного пара при разных давлениях

Давление Температура, °С
атм ати* кПа
1,0 0,0 101,32
1,5 0,5 151,98
2,0 1,0 202,65
2,5 1,5 251,20
3,0 2,0 299,75

ати* — избыточное атмосферное давление

Рис. 4.1. Схема автоклава:

1 — стерилизационная камера; 2 — кран для выхода воздуха; 3 — манометр; 4— предохранительный клапан; 5— водопаровая ка­мера; 6 — воронка для заполнения автоклава водой; 7 — водо­мерная трубка; 8 — отверстия для поступления пара в стерили-зационную камеру; 9 — защитный кожух; 10 — крышка автокла­ва; 11 — подставка для размещения стерилизуемых предметов

Стерилизацию паром под давлением осуществляют в специальных гермети­чески закрывающихся толстостенных аппаратах — автоклавах. Автоклавы раз­нообразны по форме, размерам, рабочему давлению, конструкции и другим показателям. Они могут быть с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические, но, поскольку все автоклавы предназначены для выполнения одной и той же задачи — стерилизации, основной принцип их устройства один и тот же.

На рис. 4.1 показана схема вертикального автоклава с ручным у правлением. Автоклав представляет собой металлический двустенный резервуар, способный выдержать вы­сокое давление. Его внутренняя часть является стерилизационной камерой (7). В нее помещают стерилизуемый материал. Стерилизационная камера снабжена краном (2) для выхода воздуха, манометром (3) для определения давления пара и предохрани­тельным клапаном (4) для выхода пара при повышении давления сверх необходимого и для предотвращения разрыва автоклава. Пространство между стенками, называемое водопаровой камерой (5), заполняется через воронку (6) водой (лучше дистиллиро­ванной, чтобы не образовывалась накипь) до определенного уровня, который отме­чен на специальной водомерной трубке автоклава (7). Выше этого уровня воду нали­вать не следует, так как при бурном кипении вода может попасть в трубку, ведущую к манометру и исказить его показания. В верхней части внутренней стенки водопаровой камеры имеются отверстия (8), через которые пар поступает в стерилизационную ка­меру. Паровой котел сверху покрыт защитным кожухом (9). Он предохраняет котел от механических повреждений, а работающего около автоклава — от ожогов. Для созда­ния герметичности автоклав плотно закрывают массивной крышкой (10) с резиновой прокладкой. Стерилизуемые предметы помещают на специальную подставку (11).

Процесс автоклавирования.

Отдельные операции процесса стерилизации в автокла­вах разных типов могут быть несколько различными. Соответственно несколько разли­чается и техника работы с ними, однако общий принцип проведения стерилизации в разных автоклавах одинаковый.

Перед работой осматривают автоклав и контрольно-измерительную аппаратуру. При наличии любой неисправности (смещение стрелки манометра с нуля, трещина на во­домерной трубке и др.) работать с прибором нельзя. После осмотра автоклава в водопаровую камеру наливают воду до верхней отметки на водомерной трубке. В стерилиза­ционную камеру на специальную подставку из дерева помещают стерилизуемый мате­риал. Предметы следует размещать не слишком плотно, так как пар должен свободно проходить между ними, иначе они не нагреются до нужной температуры и могут остаться нестерильными. Загрузив стерилизационную камеру, устанавливают и плотно завинчивают крышку (дверь) автоклава. Затем открывают кран, соединяющий стери­лизационную камеру с наружным воздухом, и включают нагрев.

После начала парообразования удаляют воздух из стерилизационной камеры. Это необходимое условие стерилизации, так как при одном и том же давлении температура чистого пара выше температуры смеси пара и воздуха. Если в автоклаве останется воздух, материал может не простерилизоваться. Наиболее простой и очень распространенный способ освобождения автоклава от воздуха — вытеснение воздуха паром. Пар и конденсат отводят либо в сосуд с водой, либо в специальное устройство, соединенное с канализацией. В первом случае на кран (2) надевают резиновый шланг, который опускают в воду. Началом продувания считается появление устойчивой непрерывной струи чистого пара. Пока в автоклаве еще имеется воздух, смесь воздуха и пара, прохо­дя через воду, издает сильный треск. Чистый пар выходит с равномерным шипящим звуком. Его пропускают в течение 10 мин. В целом вся операция с момента появления пара с воздухом должна занимать не более 15 — 20 мин, иначе в автоклаве останется мало воды и он может испортиться. Чтобы уменьшить расход пара (воды), кран откры­вают не полностью. Степень открывания крана устанавливают на практике при эксплу­атации автоклава. В наиболее совершенных автоклавах воздух из стерилизационной ка­меры удаляют с помощью вакуумного насоса.

Читайте также:  Самые надежные наручные часы

Когда воздух вытеснен, закрывают пароотводной кран, и давление пара доводят до показания, соответствующего режиму стерилизации. Режим автоклавирования часто выражают в единицах избыточного давления, указывая при этом длительность его под­держания, например стерилизация при 1 ати в течение 20 мин. На манометре автокла­ва обозначается именно то избыточное давление, которое создается в автоклаве сверх нормального. Нередко режим автоклавирования характеризуется температурой и вре­менем. Как только стрелка манометра дойдет до указателя определенного дополнитель­ного давления и, следовательно, температура пара достигнет соответствующего значе­ния, этот уровень давления пара поддерживают в течение необходимого времени пу­тем ручного или автоматического регулирования подачи пара. В автоматических авто­клавах подачу пара регулируют электроконтактным манометром.

По окончании времени стерилизации выключают нагрев автоклава. Давление в ав­токлаве постепенно падает и сравнивается с атмосферным. Лишь после этого открыва­ют кран, выводящий пар. Преждевременное открывание крана недопустимо, так как перегретые среды при резком снижении давления сразу же бурно закипают, смачива­ют и даже иногда выталкивают ватные пробки, что нарушает стерильность материала. Когда пар выйдет, открывают крышку (дверь) автоклава, соблюдая при этом осто­рожность во избежание ожога паром лица и рук. Удаление пара из стерилизационной камеры автоклавов, оснащенных вакуумным насосом, осуществляют с помощью на­соса. Одновременно происходит подсушивание стерильного материала.

Поскольку автоклав работает при высоких давлениях и температурах, неправильное обращение с ним может быть причиной несчастных случаев. Установка автоклава и работа с ним производятся при точном и строгом выполнении правил, указанных в прилагаемой к автоклаву инструкции. К работе допускаются только подготовленные лица, имеющие специальное разрешение.

При необходимости проконтролировать температуру в автоклаве пользуются раз­ными веществами, плавящимися при определенной температуре. Эти вещества пред­варительно смешивают с нейтральными красителями и помещают в автоклав до нача­ла стерилизации. В качестве индикаторов температуры используют фенантрен (темпе­ратура плавления 98—100°С), бензаурин (115°С), серу (119 °С), бензойную кислоту (121 — 122 °С), мочевину (132°С), глюкозу (146°С), тиомочевину (180°С), аскорбино­вую кислоту (187— 192 °С). На 100 г этих веществ берут 0,01 г красителя (фуксин, метиленовый синий), тщательно смешивают, рассыпают в стеклянные трубочки с одинако­вым диаметром и толщиной стенок, запаивают и в вертикальном положении расклады­вают между стерилизуемым материалом в автоклаве. По достижении в сосуде соответ­ствующей температуры эти вещества расплавляются и окрашиваются в цвет добавлен­ного в них красителя.

Подготовка сред к стерилизации.

При автоклавировании 3 — 5 % жидкости теряется в ре­зультате испарения, поэтому рекомендуется в приготавливаемые среды добавлять сверх объе­ма примерно 5 % дистиллированной воды. Тог­да после стерилизации среда (раствор) будет иметь требуемую концентрацию.

Среды обычно стерилизуют в пробирках, колбах, бутылях. Емкости заполняют средой не более чем на половину их высоты, чтобы пре­дотвратить смачивание пробок. Сосуды со сре­дами закрывают ватными пробками. Они предо­храняют среду от заражения микроорганизма­ми, находящимися в окружающем воздухе.

Пробки должны быть достаточно плотными, чтобы выполнять эту функцию, но с достаточно равномерным распределением волокон ваты, так как через них происходит газообмен культур с окружающей средой. Слишком плотные пробки затрудняют снабжение культур воздухом.

Для приготовления пробки плоский кусок ваты, взятый вдоль волокна, скаты­вают валиком. Чтобы придать пробке прочность, ее прокатывают между ладо­нью и чистым стеклом, лежащим на столе. Длина пробки для обычной пробир­ки примерно 4 см. Пробка должна входить в пробирку на 1,5 — 2,0 см (рис. 4.2). Для сохранения формы пробку вынимают из горлышка, слегка вращая. Удобно обернуть пробку чистой марлевой салфеткой.

Перед стерилизацией пробки можно прикрыть бумажными колпачками. Нельзя обертывать пробки сосудов, которые будут стерилизоваться в автокла­ве, целлофаном, фольгой или другими материалами, не пропускающими пар, так как пар должен проникать через пробку в сосуд, иначе среды не нагреются до нужной температуры и не простерилизуются. При использовании стеклян­ных, резиновых, корковых и других пробок их завертывают в двойной слой оберточной бумаги и стерилизуют привязанными к склянке, закрытой ватной пробкой. Пробки в сосуде меняют стерильно около пламени горелки.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-06; Нарушение авторского права страницы

Общие правила. Стерилизацию паром (влажным жаром) проводят в автоклаве насыщенным паром под давлением обычно в течение 15—20 мин при температуре 121 °С. Когда давление пара повышается, возрастает его температура (табл. 6).

Температура насыщенного пара при разных давлениях

Добавочное давление, кПа

* В настоящее время давление принято выражать в паскалях, 1 атм (физическая атмосфера) = 1,01325 • 10 5 Па — 10 2 кПа.

Контролировать температурный режим в автоклаве можно с помощью веществ, имеющих определенную точку плавления. Их помещают в автоклав в пробирках с добавлением краски (бензонафтол, температура плавления (t^) 110 °С, бензойная кислота, /пл 120 °С).

Читайте также:  Реле с программируемой паузой

Особое внимание следует обратить на стерилизацию питательных сред. Режим автоклавирования, которое в данном случае является наиболее распространенным и эффективным методом, не должен изменять свойства среды (табл. 7).

Режим стерилизации различных сред автоклавированием

202,6 кПа 20—30 мин

202,6 кПа 20—30 мин

Сусло, соки, молоко

152 кПа 20—30 мин

Синтетические среды с углеводами или витаминами

152 кПа 20-30 мин

Как правило, принято считать, что при давлении, атм; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 достигается определенная температура, °С; 115, 120, 127, 133 соответственно. До 2 атм давление повышают при сильном засорении материала устойчивыми к температуре формами микроорганизмов. Продолжительность стерилизации зависит от состава стерилизуемого объекта и степени его бактериального загрязнения и колеблется от 30 мин до 1 — 1,5 ч.

Эффективность стерилизации проверяют высевом на питательные среды материала, заведомо зараженного спорами. Материал выдерживают в автоклаве вместе со стерилизуемыми объектами.

Большинство автоклавов относится к гравитационным: пар движется в них сверху вниз под действием разности плотностей воздуха и пара. Весьма важны правильное приготовление стерилизуемых образцов и соответствующая загрузка автоклава.

Наиболее удобны автоматические автоклавы, оснащенные датчиками времени и автоматическими регуляторами температуры. Лабораторные автоклавы должны иметь датчики режима работы на шкалах термометра. Упаковки образцов должны располагаться свободно по отношению друг к другу, чтобы не препятствовать проникновению пара.

В зависимости от объема жидкости и числа емкостей в загрузке меняется продолжительность стерилизации (табл. 8). Она меньше для малых объемов. Таким образом, можно подобрать продолжительность циклов стерилизации по размерам и числу емкостей.

Влияние объема жидкости и числа емкостей на время, необходимое для достижения температуры 121 °С в автоклаве

Объем содержащийся в емкости жидкости, л

Число емкостей в одной загрузке, шт.

Начальная температура жидкости, °С

Время, необходимое для достижения жидкостью температуры 121 °С, мин

Процесс стерилизации консервов в жестяной таре производится следующим образом: автоклавные сетки с банками, загружаются в автоклав, затем крышка его герметически закрывается и начинается подача пара.

В начале прогрева одновременно с подачей пара снизу открывают продувочный краник, находящийся на крышке автоклава, приоткрывают нижний и верхний сливные вентили и выпускают из автоклава смесь пара и воздуха. Этот этап стерилизации носит название продувки и предназначен для удаления из автоклава воздуха, являющегося плохим проводником теплоты, при наличии которого нельзя осуществить равномерную, во всем объеме автоклава, стерилизацию. Иногда продувку производят только через верхний краник, но выпуск части воздуха (а также конденсата) — через нижнюю спускную трубу, что улучшает эффективность продувки, поскольку воздух тяжелее пара и быстрее удаляется из автоклава через низ, чем через верх. Продувка продолжается 5—7 мин и заканчивается, когда из продувочного краника начинает выходить обильная струя пара, что свидетельствует о полном удалении воздуха из автоклава. К этому времени термометр на автоклаве показывает 100—102 °С. Закрывают продувочный краник и вентили на сливных трубах и в течение предусмотренного времени подогрева продолжают равномерно подавать пар, пока в автоклаве не установится требуемая температура стерилизации.

Обычно период продувки указывается в формуле стерилизации отдельно от времени подъема пара и тогда формула стерилизации имеет вид (а—А—В—С):(T °С), где а — время продувки.

Когда температура стерилизации достигнута, подачу пара почти прекращают, прикрывая паровой вентиль до 1/4—1/8 оборота. Далее следует период собственно стерилизации, в течение которого необходимую температуру в автоклаве поддерживают постоянной, регулируя ее подачей пара. В период собственно стерилизации за правильностью поддерживаемого режима следят по показаниям не только термометра, но и манометра, так как между температурой и давлением насыщенного пара имеется определенная зависимость, отраженная в соответствующих термодинамических таблицах. В связи с этим становится понятным, насколько важно полностью удалить воздух в период продувки автоклава. Если, например, термометр показывает нужную температуру стерилизации, а манометр — больше, чем это следует по таблице насыщенного водяного пара, то, прежде чем проверять исправность прибора, необходимо произвести кратковременную продувку автоклава, так как искажение показаний манометра в данном случае могло произойти из-за наличия воздуха в автоклаве. Для полного удаления воздуха периодически на короткое время приоткрывают продувочный краник и сливной вентиль для спуска остаточного воздуха.

Той же причиной можно объяснить положение, когда температура в автоклаве еще не достигла уровня стерилизации, а давление по манометру уже соответствует тому, которое должно быть при стерилизации. И только тогда, когда манометр показывает меньшее значение, чем он должен показывать при данной температуре, следует искать причину в неисправности обоих приборов и поочередно их проверить.

Читайте также:  Как снять защитную пленку с металлической поверхности

По окончании периода собственно стерилизации доступ пара в автоклав прекращают и приступают к охлаждению консервов, которое можно производить разными способами.

1. Охлаждение начинают со спуска пара, для чего приоткрывают продувочный краник или одновременно краник и вентиль на сливной трубе. Выпуск пара именно через верхний продувочный краник является обязательным приемом, так же, как и наличие самого продувочного краника, в качестве одной из мер по технике безопасности, ибо прекращение выхода струн пара свидетельствует о спуске давления в аппарате. При отсутствии продувочного краника и спуске пара только через сливные трубы не исключен очень опасный вариант открывания автоклава, который еще находится под давлением, если, например, неисправный манометр показывает нулевое давление.

По мере выпуска пара из автоклава давление в нем падает и температура понижается. Вначале спуск пара производят медленно, а к концу этого этапа стерилизации продувочный краник открывают сильнее и понижают давление в автоклаве до атмосферного.

Если спуск пара произвести не постепенно, а сразу, то в результате быстрого падения давления в автоклаве давление внутри банок резко возрастет, что может привести к их деформации и даже разрыву. В этом случае давление внутри банки превышает давление в автоклаве на столько, на сколько упругость водяных паров при стерилизации выше атмосферного давления.

Разрыв банок происходит чаще всего по продольному шву. В тех случаях, когда целость банки сохраняется, может быть нарушена герметичность продольного и закаточного швов, что приведет впоследствии к порче консервов из-за проникновения в банку микроорганизмов из воздуха. Иногда из-за слишком сильного вздутия концов жесть настолько растягивается, что образуется остаточная деформация в виде выпуклой складки на концах, обращенной своим углом к закаточому шву. Эта деформация носит название «птички». Герметичность таких банок находится под сомнением. Донца могут также вспучиваться и без образования «птички», но настолько, что даже после окончательного охлаждения банки не возвращаются в первоначальное положение и остаются вздутыми.

Если же спуск пара в автоклаве производить постепенно, давая охладиться не только автоклаву, но и банкам, то давление будет понижаться и в автоклаве и в банках, причем до самого конца спуска пара превышение давления в банке над давлением в автоклаве останется, но не будет слишком большим. Поэтому понижение давления в автоклаве следует производить плавно, в полном соответствии с формулой стерилизации.

Когда давление в автоклаве снижено до атмосферного, открывают крышку и подают в автоклав охлаждающую воду. Это делается для того, чтобы предотвратить излишнее разваривание консервов. Вода подается через верхнюю часть автоклава и заполняет автоклав доверху. Затем сетки с банками выгружают, банки перетирают, разбраковывают, оклеивают этикетками и сдают на склад.

2. Иногда, чтобы не задерживать аппарат, охлаждение банок производят вне автоклава, в какой-нибудь ванне с водой или под душем. В некоторых случаях, если не опасаются разваривания консервов, банки выгружают из автоклава сразу по окончании спуска давления и дают им медленно остыть на воздухе. При этом появляется возможность произвести так называемую «горячую браковку» банок, т. е. такой осмотр их, при котором о герметичности судят по двустороннему вздутию концов.

Банки с невздутыми концами считают негерметичными и выделяют в отдельную партию для последующего наблюдения либо тут же вскрывают и содержимое используют для вторичной переработки (например, фаршированные овощи — для овощной икры, мясную тушенку — для производства паштета и т. п.).

3. Охлаждать жестяные банки после стерилизации паром можно и сжатым воздухом. Для этого по окончании собственно стерилизации в автоклав подают сжатый воздух, увеличивая давление на 0,08—0,1 МПа, затем пускают воду под давлением, превышающим давление в автоклаве. При этом в результате конденсации пара, имеющегося в автоклаве, давление в последнем начинает быстро падать. Чтобы поддержать давление в автоклаве при охлаждении равным давлению при стерилизации, следует одновременно с подачей первых порций воды пускать и большие порции сжатого воздуха.

По окончании конденсации пара прекращают подачу сжатого воздуха, так как по мере заполнения автоклава водой воздух сжимается и давление в автоклаве начинает расти. Подачу охлаждающей воды продолжают, а для снижения избыточного давления часть воздуха выпускают через продувочный краник на крышке автоклава или через верхнюю сливную трубу. Затем подачу воды прекращают, понижают давление, открывают автоклав и выгружают банки. Этот способ охлаждения позволяет предупредить возникновение опасных деформаций и ликвидировать брак на последнем этапе стерилизации.

Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector