Оснащение производства
Лаборатория и Тестирование
Связь и Телекоммуникации
Безопасность и Спецтехника
Энергетика и Электротехника
Принцип работы автоклава и сухожарового шкафа
Автоклав: насыщенный пар под давлением
В герметичной камере вода обращается в пар, давление растёт, а температура пара поднимается выше 100 °C. Избыточному давлению около 1 бар (абсолютному около 2 бар) отвечает температура насыщенного пара 121 °C, более высокому — 134 °C. Пар конденсируется на поверхностях загрузки и тут же отдаёт им скрытую теплоту. Благодаря этому прогрев быстрый и ровный, в том числе внутри пористых материалов, пакетов и пробирок с ватными пробками.
Сухожаровой шкаф: горячий воздух
Сухожаровой шкаф, он же воздушный стерилизатор, представляет собой сушильный шкаф с нагревателями, который работает при атмосферном давлении и удерживает температуру до +250–300 °C. Изделие получает тепло от воздуха за счёт конвекции и теплопроводности. Конденсирующийся пар отдаёт теплоту лучше, чем воздух, так что изделие прогревается медленнее; поэтому температуру и время берут с запасом. Сперва предмет должен прогреться целиком, и лишь затем идёт отсчёт выдержки. Подробнее принцип описан в статье «Сухожаровой шкаф или воздушный стерилизатор — в чём разница».
Сравнение по параметрам
Основные различия сведены в таблицу. Конкретные значения для каждой задачи зависят от методики, паспорта материала и внутренних инструкций лаборатории.
| Параметр | Автоклав (пар) | Сухожаровой шкаф (сухой жар) |
|---|---|---|
| Среда нагрева | Насыщенный водяной пар под давлением | Горячий воздух при атмосферном давлении |
| Типовая температура | 121–134 °C | 160–200 °C |
| Время выдержки | От 3 до 30 мин, плюс прогрев и сброс давления | От 30 до 150 мин, плюс прогрев |
| Полный цикл | Около 45–90 мин с нагревом и охлаждением | Около 2–4 ч с нагревом и охлаждением |
| Давление | Избыточное, герметичная камера | Атмосферное, камера не герметична |
| Состояние после цикла | Влажная загрузка, нужна просушка | Сухая загрузка |
| Жидкости и среды | Подходит | Не подходит |
| Порошки, масла, безводные вещества | Не подходит | Подходит |
| Металлический инструмент | Возможна коррозия, затупление кромок | Сохраняет состояние |
| Термостойкий пластик и резина | Подходит, если материал допускает 121–134 °C | Как правило, не подходит |
| Требования к установке | Подвод воды, слив, контроль давления | Только электропитание |
Что загружают в каждый из приборов
Чаще всего вопрос формулируется так: какой прибор взять под данный материал. Цена ошибки велика — испорченная посуда, потерянная среда, недообработанный инструмент.
Подходит для автоклава
- Жидкие питательные среды и растворы в термостойкой таре. В паре они не вскипают бурно и не выкипают, потому что давление снаружи и внутри сравнивается; флаконы закрывают с расчётом на выход пара и воздуха.
- Стекло с жидкостью: колбы, бутыли, пробирки, закрытые ватными либо бумажными пробками.
- Термостойкие пластики и резина: полипропиленовые контейнеры, силиконовые прокладки и шланги, если изготовитель разрешает паровую обработку.
- Отходы микробиологической работы перед утилизацией.
Подходит для сухожарового шкафа
- Стеклянная посуда без жидкости: пипетки, чашки Петри, пробирки, колбы. Термостойкое стекло сухого жара не боится, если остывает плавно.
- Металлический инструмент: пинцеты, скальпели, ножницы, зажимы. Пара нет — нет и коррозии, а режущие кромки остаются острыми.
- Порошки, масла, жиры, вазелин: жировая плёнка не пропускает пар, а безводные вещества он не обрабатывает.
Что не годится ни для того, ни для другого
Горючие вещества нельзя ставить в обычный сушильный или сухожаровой шкаф: для них нужны специальные взрывозащищённые приборы, описанные в статье «Взрывозащищённый сушильный шкаф: работа с горючими растворителями».
Выбирайте так: изделие с водой или чувствительное к нагреву (до 134 °C) обрабатывайте в автоклаве. Сухое, металлическое или стеклянное изделие, которое выдерживает 160 °C и выше, подойдёт для сухожарового шкафа.
Режимы: температура и время выдержки
Режим обеззараживания задаётся парой «температура — время»: она снижает микробную нагрузку до нужного уровня. Чем выше температура, тем меньше выдержка, однако у каждой технологии материал накладывает свои ограничения.
| Технология | Температура | Типовое время выдержки | Для чего чаще применяют |
|---|---|---|---|
| Автоклав, пар | 121 °C | 15–30 мин | Среды, растворы, посуда, текстиль |
| Автоклав, пар | 134 °C | 3–10 мин | Инструмент, термостойкая загрузка |
| Сухожаровой шкаф | 160 °C | около 150 мин | Стекло, фарфор, термочувствительный металл |
| Сухожаровой шкаф | 180 °C | около 60 мин | Инструмент, стеклянная посуда |
| Сухожаровой шкаф | 200 °C | около 30 мин | Термостойкая посуда в тонкой упаковке |
Цифры ориентировочные. Окончательный режим лаборатория фиксирует в своей методике, исходя из загрузки, упаковки и требований к результату. Выдержку начинают считать, когда самая холодная точка загрузки дошла до заданной температуры. О сухом жаре подробнее в статье «Режимы сухожаровой обработки: 160, 180, 200 °C», о паре — в статье «Режимы стерилизации в автоклаве».
Контроль результата: индикаторы, журнал, аттестация
Одного прибора мало, чтобы утверждать, что загрузка обработана. Для этого нужен контроль в три слоя, одинаковый для обеих технологий.
- Физический контроль. Температуру и время берут с датчиков прибора, а если нужно — с независимого регистратора, поставленного в контрольную точку загрузки.
- Химические индикаторы. Полоски или пакеты, которые меняют цвет, когда температура и выдержка достигнуты. Индикаторы для пара и для сухого жара — разные: паровой не подтвердит сухожаровую обработку. Как выбирать расходники, рассказано в статье «Индикаторы и пакеты для сухожарового шкафа».
- Журнал. В него вносят каждый цикл: дату, режим, состав загрузки и ответственного. Форма журнала дана в статье «Журнал контроля работы воздушного стерилизатора».
Общие подходы к проверке качества обработки изложены в статье «Контроль качества стерилизации». Кроме того, время от времени проверяют равномерность температуры по камере; порядок и контрольные точки описаны в статье «Аттестация сушильного шкафа: равномерность и контрольные точки».
Как выбрать: вопросы до покупки
- Что обрабатывать? Для жидких сред и текстиля нужен пар. Сухую стеклянную посуду и металлический инструмент проще и безопаснее обрабатывать сухим жаром.
- Какой нужен суточный объём? Цикл сухого жара длится несколько часов. Поэтому для большого потока посуды потребуется более ёмкая камера либо несколько шкафов, а там, где оборачиваемость высока, выгоднее автоклав.
- Какие коммуникации доступны? Автоклаву нужны вода, слив и вытяжка; сухожаровому шкафу достаточно розетки подходящей мощности.
Как подбирать сушильное оборудование шаг за шагом, написано в статье «Как выбрать лабораторный сушильный шкаф: пошаговое руководство»; общее представление о приборе даёт статья «Лабораторный сушильный шкаф: что это, как устроен и как выбрать».
Ассортимент КАДАММ
В разделе «Сухожаровые шкафы (воздушные стерилизаторы)» представлены серии на температуру до +250–300 °C.
| Серия | Объём камеры | Максимальная температура | Особенность |
|---|---|---|---|
| ШСС1 | 30–230 л | до +300 °C | Три варианта управления, 18 моделей |
| ШСС5 | 35–225 л | до +250 °C | Точность ±0,5 °C, 4 модели |
| ШСС7 | 34–200 л | — | Точность ±0,5 °C, 5 моделей |
Остальные серии раздела (ШСС2, ШСС3, ШСС4, ШСС6) рассчитаны на объёмы 23–200 л и температуры до +250–300 °C. Если посуду нужно высушить и затем обеззаразить, подойдут серии для посуды, например ШСП2 : камера шириной 360–720 л, рабочая температура до +150 °C. Это сушка с обеззараживанием, а не сухожаровая обработка при 160–200 °C. Все приборы этого направления собраны в разделе «Шкафы для сушки лабораторной посуды».
Если нужно просто высушить материалы без обеззараживания, обратитесь к разделу «Сушильные шкафы лабораторные». Для обработки при ещё более высоких температурах или прокаливания смотрите «Муфельные печи». Серию и объём подберут наши инженеры.