Delo pod pritiskom ni zabavno. Roki, stres, glavoboli, zahteven šef. Če pa ti’ponovno v avtoklavu, najbolje delate pod pritiskom. Dejansko delate samo v visokotlačnih pogojih. V tem prispevku bomo raziskali, kako avtoklavi delujejo v visokotlačnih pogojih pare in toplote, da uničijo mikroorganizme. Ogledali si bomo tudi, kako v avtoklavu’Funkcija s je podobna loncu pod pritiskom in katere so osnovne faze avtoklavnega cikla.
Vročina ubije vse
Kot smo pojasnili v prvem prispevku o mikrobiologiji, mikroorganizmi za preživetje in razmnoževanje potrebujejo hrano, pravo temperaturo in dovolj vlage. Zakaj jih torej ne bi preprosto izstradali ali izsušili? Ker lahko mikroorganizmi preživijo na majhnih količinah hranil in vlage, te metode niso dovolj učinkovite. Poleg tega lahko spor, nekakšna bakterija, ki živi v kvazi hibernaciji, preživi v izjemno negostoljubnih razmerah.
Če torej nobena od teh metod ne deluje, kako lahko uničimo mikroorganizme? Odgovor je toplota. Toplota uniči beljakovine v mikroorganizmih, kar se imenuje denaturalizacija. Da bi razumeli, kako to deluje, pustite’oglejte si dva načina, kako lahko skuhamo jajce.
Če vzamete jajce, ga odprete in spustite v lonec z vrelo vodo, boste jajce skuhali tako, da ga boste lovili. Beli del jajčeca se začne držati skupaj in postane trd, kar se imenuje koagulacija, ki se zgodi pri 52 letih℃. Ko se jajčece strdi, se denaturalizira in tako ubije vse beljakovine v celicah jajčeca.
Drug način kuhanja jajca je, da ga popečemo v ponvi. Najprej se jajče strdi, če pa jajce pustite v ponvi in pustite, da se še naprej cvre, bo sčasoma vse postalo črno. To gorenje se imenuje oksidacija in se pojavi pri veliko višjih temperaturah kot koagulacija. Oksidacija je kemični postopek, pri katerem se elektroni odstranijo iz atoma, končni rezultat pa je smrt tega organizma.
Primer oksidacije - osnove sterilizacije - Tuttnauer
(L) Poširano jajčece povzroči, da jajčece postane belo in trdo, s čimer se strdi. (R) Tukaj v ponvi zažgemo dve jajci, primer oksidacije
Parna sterilizacija v obliki avtoklava uporablja prvo metodo koagulacije za ubijanje mikroorganizmov. To pomeni, da komora v avtoklavu deluje podobno kot lonec vrele vode, ki je poširal jajce. Ključna sestavina, ki si jo delita, je prisotnost pare ali plinastega stanja vode. Para v avtoklavu je sredstvo, s katerim vlažna toplota napada mikroorganizme in tako povzroči njihovo strjevanje in odmiranje.
Da bi razumeli, kako avtoklavi uporabljajo moč pare za ubijanje mikroorganizmov, bomo raziskali, kako deluje lonec pod pritiskom.
Kuhalnik pod pritiskom
Beseda“avtoklav” prihaja iz latinščine“samodejno” (jaz) in“clavis” (tipka), z drugimi besedami, samozaklepna naprava. Avtoklav’Osnovna funkcionalnost je precej podobna funkciji lonca pod pritiskom, vrste lonca, ki zna kuhati hrano 50–70% hitreje kot običajni način kuhanja.
Pogled na notranjost lonca pod pritiskom - Tuttnauer - Osnove sterilizacije
Pogled na notranjost lonca pod pritiskom
Vzemite nekaj surove hrane, na primer fižol, in jo postavite v lonec pod pritiskom z vodo ali drugo tekočino, nato pa posodo zaprite s posebnim zapornim pokrovom, ki vključuje okroglo gumijasto tesnilo, ki se uporablja za zapiranje v pari. Postavite na ogenj pri močnem ognju in počakajte, da se temperatura dvigne in para začne uhajati. Znotraj zaprte komore se para razširi in iztisne preostali zrak skozi izpušni ventil za zrak.
Spustite plamen in pustite, da se lonec pod pritiskom še naprej kuha, ne da bi se dotaknili ventila ali pokrova. Upoštevajte, da izpušni ventil omogoča izpuščanje nekaj pare, tako da tlak ne’t se ne nabere preveč in tako prepreči eksplozijo.
To“učinkovit kuhinjski užitek” dobesedno prisili toploto znotraj hrane z uporabo:
Visokotlačna para, ki je boljši prevodnik toplote kot zrak.
Visokotemperaturna toplota (nad 100℃), zaradi česar se hrana hitreje kuha.
Prihaja avtoklav
Tako kot lonec pod tlakom je tudi avtoklav stroj, ki uporablja kombinacijo visokega tlaka in pare za prenos toplote na predmete, ki so v njih. Leta 1879 ga je izumil Charles Chamberland, prvi avtoklav je bil v bistvu poveličan lonec pod pritiskom. In tako kot je lonec pod pritiskom v zadnjih nekaj stoletjih doživel nešteto nadgradenj, tako tudi avtoklav. Od osnovnih mehanskih strojev do popolnoma računalniško podprtih mojstrovin sterilizacije so avtoklavi daleč napredovali.
Danes bolnišnice, laboratoriji in zdravniki’ pisarne uporabljajo avtoklave za sterilizacijo trdne in votle opreme, zalog, tekočin in odpadkov. In v kemični industriji avtoklavi vulkanizirajo gumo, utrjujejo prevleke in sintetizirajo kristale - na primer pri gojenju sintetičnega kremena in draguljev.
Čeprav so avtoklavi različnih velikosti in modelov, ostaja osnovno načelo: izkoriščanje moči pritiska in pare za ubijanje mikroorganizmov.
Bakterije pred in po sterilizaciji
(L) Pred sterilizacijo so bakterije videti zdrave in močne. (R) Po sterilizaciji so membrane razpokane in raztrgane zaradi izpostavljenosti visokotemperaturni pari, zaradi česar bakterije umrejo
Avtoklav, osnovni pregled
Kot smo že omenili, lonec pod pritiskom prisili vlažno toploto v hrano, da jo skuha. Predstavljajte si, da ste imeli namesto hrane pladenj s kirurškimi potrebščinami, pripravljen za sterilizacijo za jutri’s operacijo. Če bi jih postavili v avtoklav in zagnali cikel, bi vlažno toploto prisilili v vse možne kotičke na površinah opreme.
Tukaj’s osnovni pregled cikla v avtoklavu, ki se seveda razlikuje glede na to, koliko in koliko materialov se autoklavira:
Najprej segrejemo vodo do temperature vrelišča, da nastane para, ki vstopi v komoro za avtoklav. Ko para vstopi v komoro, se zrak odstrani iz komore in se s širjenjem pare še naprej izriva. Zrak je treba odstraniti iz komore bodisi z vakuumskim postopkom (kot pri velikih avtoklavih, ki uporabljajo črpalko ali izmetalnik) bodisi s postopkom izpodrivanja (kot pri nekaterih manjših namiznih avtoklavih).
Zdaj, ko se zrak odstrani, povečamo temperaturo in tlak tako, da zapremo izpušni ventil komore in hkrati dodamo paro v komoro. Temperatura in tlak se bosta dvignili na raven, potrebno za sterilizacijo. Zahtevana temperatura je običajno nastavljena na 121℃ ali 134℃.
Ta faza se imenuje čas sterilizacije ali čas zadrževanja, saj je zdaj čas, ko pride do dejanske sterilizacije. To lahko traja približno 3–20 minut, odvisno od velikosti in vsebine tovora. Adijo mikroorganizmi!
Zdaj, ko je sterilizacija končana, je’Čas je za zmanjšanje tlaka, kar storimo tako, da odpremo izpušni ventil in spustimo paro. (Se spomnite, kako imajo lonci pod pritiskom iz istega razloga varnostni ventil?)
Na koncu ohladimo tovor in poskrbimo za varno rokovanje, ko odpremo vrata avtoklava.
Don' t zmanjka Steam ... We' smo šele začeli!
Pustiti’s pregled: izvedeli smo, da je vročina in zlasti vlažna toplota najboljši način za uničenje mikrobov. Obstajata dva načina za ubijanje s toploto, s koagulacijo ali z oksidacijo. Sterilizacija v avtoklavu uporablja koagulacijo v obliki pare pod visokim pritiskom za denaturacijo beljakovin v mikroorganizmih. Nato smo primerjali, kako deluje lonec pod pritiskom, in delovanje avtoklava. Tako kot lonec pod visokim pritiskom uporablja močno paro za prisilitev toplote v hrano, tudi avtoklav s paro“sila” pare v opremo in ubije vse oblike mikrobiološkega življenja, ki živi na omenjeni opremi. In na koncu smo si ogledali osnovne faze avtoklavnega cikla, od ogrevanja vode in gradbenega tlaka do zadrževanja in ohlajanja.