Twój koszyk
W koszyku nie ma jeszcze produktów
- rozwiązania
- 0 polubień
- 1631 odwiedzin
Co to jest autoklaw?
Słowo autoklaw jest połączeniem greckiego słowa auto "sam" i łacińskiego słowa clave "klucz". Dosłownie oznacza "zamyka się sam".Nazwa ta doskonale opisuje sposób działania tych urządzeń.W istocie autoklaw jest pojemnikiem, który dzięki różnicy ciśnień między wnętrzem a otoczeniem umożliwia trwałe i szczelne zamknięcie jego elementów. Jest to podstawowa zasada działania szybkowaru, który możemy określić jako najbardziej rozpowszechniony autoklaw ze wszystkich. Ale z pewnością nie jest on jedyny.Technologia autoklawów ma wiele zastosowań. Jednym z nich jest przede wszystkim sterylizacja.
Autoklaw do sterylizacji
Autoklawy do sterylizacji są zazwyczaj spotykane w szpitalach, klinikach dentystycznych i u producentów sprzętu medycznego w celu dezynfekcji różnego rodzaju przedmiotów, od narzędzi chirurgicznych po protezy, od bielizny po sprzęt medyczny. Ale dlaczego autoklaw jest tak przydatny w tego typu działaniach.
Jak działa sterylizacja w autoklawie z parą nasyconą?
Autoklaw z parą nasyconą jest najbardziej rozpowszechnionym systemem do sterylizacji produktów.Po włożeniu przedmiotów, które mają być sterylizowane, powietrze jest całkowicie usuwane z autoklawu, co powoduje również usunięcie porowatości wsadu. W ten sposób para wodna może wniknąć wszędzie i unika się zastoju powietrza, który może spowodować, że temperatura wewnętrzna autoklawu będzie nierówna, co może negatywnie wpłynąć na proces sterylizacji.
Następnie autoklaw jest ogrzewany do momentu wrzenia wody. W tej fazie cząsteczki wody przechodzą w stan gazowy, przekształcając się w parę wodną. Podczas podgrzewania autoklawu cząsteczki pary wodnej, które stykają się z cząsteczkami wody w stanie ciekłym, uwalniają swoje ciepło, powracając do stanu ciekłego. Tymczasem inne cząsteczki w stanie ciekłym przechodzą w stan gazowy.
Proces stabilizuje się, gdy liczba cząsteczek gazowych jest równa liczbie cząsteczek ciekłych. Taki stan nazywamy zjawiskiem "pary nasyconej".
Po zakończeniu procesu sterylizacji wsad jest schładzany i wyjmowany z autoklawu w celu wysuszenia z zachowaniem szczególnej ostrożności. W rzeczywistości wszelkie zastoje wody, szczególnie wewnątrz wsadu, są małymi oazami dla bakterii, które przetrwały lub dla nowych, które mogą skolonizować to środowisko po sterylizacji.
Ograniczenia autoklawu z parą nasyconą
Proces sterylizacji parą wodną jest bardzo wszechstronny i wydajny. Stosuje się go np. do higieny narzędzi chirurgicznych. Nie jest jednak odpowiedni dla:
- Wszystkich materiałów, które nie mogą mieć kontaktu z wodą.
- Wszystkich materiałów łatwo psujących się pod wpływem ciepła, takich jak tworzywa sztuczne.
W ostatnich latach w przypadku tego rodzaju produktów konieczne było odstawienie wygodnych autoklawów parowych i zastosowanie innych metod:
- Promieniowanie gamma. Są to promieniowania jonizujące, które przechodząc przez materię, uwalniając elektrony z atomów. Gdy promienie gamma przechodzą przez cząsteczki organiczne, wywołują reakcje chemiczne, które je niszczą. Ta cecha nadaje im dużą moc sterylizującą, ale sprawia, że są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego.
- Tlenek etylenu. Wystawienie bakterii na działanie tego gazu natychmiast je zabija. Ten bezbarwny związek ma słodkawy zapach, jest trujący i bardzo trudny do opanowania ze względu na wyjątkową łatwopalność.
Od kilku lat szpitale mogą korzystać natomiast z nowej możliwości.
Autoklaw z nadtlenkiem wodoru
Nadtlenek wodoru (H2O2), z molekularnego punktu widzenia, to nic innego jak woda (H2O) z dodatkowym atomem tlenu. Ponieważ nie jest to "normalny" stan cząsteczki, wiązania atomu tlenu są bardzo labilne. Prowadzi to do znacznej niestabilności tej cząsteczki, która ma tendencję do łatwego uwalniania tlenu do innych związków.
Proces sterylizacji z użyciem H2O2 zapewnia, podobnie jak w "klasycznym" systemie z parą wodną, całkowitą eliminację powietrza. Zamiast wody wpompowuje się jednak nadtlenek wodoru. Ten ostatni nie jest podgrzewany, lecz poddawany działaniu silnego pola elektrycznego, które przekształca go w plazmę. Jest to alternatywny stan materii w stosunku do klasycznych stanów: stałego, ciekłego i gazowego. Można go sobie wyobrazić jako gaz składający się z atomów o niezrównoważonej liczbie elektronów. Atomy plazmy, aby wyrównać tę nierównowagę, zachowują się jak magnesy, tworząc wiązania z atomami o przeciwnym ładunku elektrycznym. Nierzadko atomy plazmy narzucają się z taką siłą, że rozrywają wiązania istniejących cząsteczek, tworząc nowe związki.
Dokładnie to samo dzieje się w autoklawie między nadtlenkiem wodoru, enzymami i kwasami nukleinowymi organizmów żywych. Plazma wywołuje reakcje łańcuchowe ze związkami organicznymi. Z chemicznego punktu widzenia autoklawowanie to prawdziwy demontaż molekuł, z których zbudowane są wirusy i bakterie. Po zakończeniu procesu zniszczenia, jakich doznają mikroorganizmy, są tak głębokie, że nie pozwalają im przetrwać. Sterylizacja zakończyła się sukcesem!
Zalety autoklawu na nadtlenek wodoru
Nie wymaga on ogrzewania. Proces sterylizacji w autoklawie może być bezpiecznie przeprowadzony nawet w temperaturze otoczenia. Jest przydatny do sterylizacji produktów o nieregularnym kształcie lub zagłębieniami. Jest to cecha, która czyni ten proces bardzo konkurencyjnym w stosunku do sterylizacji promieniami gamma, które działają tylko na odsłonięte powierzchnie. Nadtlenek wodoru nie jest łatwopalny i jest mniej niebezpieczny dla zdrowia niż tlenek etylenu. Nie zanieczyszcza środowiska, uwalniając tlen i wodę jako produkt odpadowy procesu sterylizacji. Wymaga mniej energii niż inne systemy sterylizacji, zachowując przy tym wysoką niezawodność. Proces jest dość szybki (zwykle trwa 1 - 2 godziny).
Do czego służy autoklaw na nadtlenek wodoru?
- Urządzenia wrażliwe na temperaturę, takie jak cewniki, maski lub plastikowe strzykawki
- Protezy kolan, kostek, bioder, implanty szczękowe itp.
- Implanty ślimakowe (systemy wysyłające impulsy elektryczne do nerwu akustycznego) i inne implanty składające się z kilku elementów.
Znaczenie pomiaru ciśnienia w autoklawach z H2O2
Aby utrzymać pod kontrolą warunki panujące w autoklawie z nadtlenkiem wodoru, ważne jest, aby mierzyć jego ciśnienie wewnętrzne podczas pracy.
Spójrzmy na jeden przypadek, z którym ostatnio mieliśmy do czynienia.
Firma specjalizująca się w testowaniu autoklawów zwróciła się do nas właśnie z tego powodu.
Patrząc na prośbę naszego klienta, początkowo myśleliśmy o zaoferowaniu mu tarczy ciśnieniowej. Zdaliśmy sobie jednak sprawę, że to nie wystarczy. W rzeczywistości, w tego typu autoklawach ciśnienie jest bardzo niskie. Żadne z urządzeń z naszego katalogu nie nadawało się do tego celu. Konieczne było stworzenie nowego.
Analiza tego konkretnego przypadku doprowadziła nas do pomysłu opracowania nowego rejestratora danych opartego na zasadzie próżni Piraniego.
Co to jest próżnia Piraniego?
Fizyk Marcello Stefano Pirani (który mimo nazwiska był Niemcem) odkrył, że możliwe jest obliczenie ciśnienia atmosferycznego z bardzo dużą dokładnością na podstawie oporu elektrycznego drutu miedzianego. W jaki sposób?
Zacznijmy od tego, że ciepło jest przenoszone przez kontakt między atomami. Im więcej atomów się styka, tym więcej jest możliwości wymiany ciepła.
Weźmy więc metalowy drut, przez który przepływa stały prąd elektryczny, i komorę wypełnioną powietrzem. Cząsteczki powietrza wymieniają ciepło z cząsteczkami drutu. Im więcej jest tych cząsteczek, tym więcej ciepła będzie się wymieniać. Ponieważ ciśnienie powietrza zależy od ilości cząsteczek znajdujących się w komorze, wiemy, że istnieje związek między wymianą ciepła a ciśnieniem.
Jednocześnie wiemy, że opór elektryczny drutu jest proporcjonalny do temperatury. Dlatego im wyższa temperatura drutu (a więc im niższe ciśnienie), tym bardziej rośnie jego opór.
Opór można obliczyć za pomocą prawa Ohma, a więc V = RI (napięcie jest równe iloczynowi oporu i natężenia prądu elektrycznego). Mając zarówno wartość napięcia, jak i wartość prądu elektrycznego, możemy otrzymać wartość oporu, a więc i ciśnienia atmosferycznego.
Od zasady do rejestratora danych
Kierując się zasadami wykorzystania zasady próżni Piraniego, sporządziliśmy projekt, aby przelać na papier potrzeby klienta, zakres działania rejestratora oraz szczegóły techniczne niezbędne do uzyskania wymaganego wyniku.
Po znalezieniu odpowiedniego czujnika, zamontowaliśmy go w prototypie rejestratora danych i przeprowadziliśmy liczne testy pomiarowe. Nasz klient aktywnie uczestniczył w tej fazie, pozwalając nam testować rejestrator przy użyciu własnych autoklawów.
Po przeprowadzeniu wielu testów i udoskonaleniu nowego przyrządu nazwaliśmy go Pirani Vacuum Logger, rozpoczęliśmy produkcję i oficjalnie dodaliśmy go do katalogu.
W ten sposób narodził się rejestrator danych Pirani, który można zobaczyć na naszej stronie internetowej! Zaczęliśmy od rzeczywistej potrzeby jednego z naszych klientów i pracowaliśmy nad nią, aby stworzyć nowy produkt.
Aktywne poszukiwanie rozwiązań rzeczywistych problemów stanowi integralną część naszej pracy i pozwala nam dostarczać naszym klientom wydajne systemy, które są doskonale dostosowane do ich specyficznych wymagań.
Jeśli również Ty potrzebujesz bardzo specyficznych pomiarów i nie możesz znaleźć odpowiedniego rejestratora danych, możemy dostarczyć idealne rozwiązanie dla Twoich potrzeb pomiarowych.
Chętnie pomogę dobrać rozwiązanie dopasowane do Państwa potrzeb!
Maciej Ochocki
Specjalista ds. pomiaru temperatury
Żródło: Tecnosoft srl