Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1529_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана.pdf
дальнейшему проникновению пара в материал. Вода образует щит,
мешающий дальнейшему проникновению пара. Поэтому влажный
пар непригоден для стерилизации.
Другая проблема, которую может вызвать влажный пар, —
влажные загрузки после стерилизации. Из-за влажного пара продукты
в стерилизаторе поглощают так много влаги, что не могут высохнуть
в конце процесса стерилизации и выходят из стерилизатора
влажными.
Рис. Если нагревание продолжить после того как вся
вода
испарилась, пар перегреется.
Влажный пар обычно бывает следствием плохого
функционирования бойлера(парогенератора), плохой изоляции
трубопровода или повреждения конденсатоотводчиков в линии
подачи пара.
Иногда причиной влажного пара является сам стерилизатор.
Например, если задана слишком низкая температура рубашки или
рубашка вовсе не нагревается (пока). Пар конденсируется на стенках
стерилизационной камеры, и конденсат будет капать с потолка
камеры на продукты, в результате загрузка
может намокнуть.
Мерой качества пара служит степень сухости — часть
совершенно сухого пара, присутствующая в данном паре. Чем
199
влажнее пар, тем ниже степень сухости. Для целей стерилизации
степень сухости пара должна быть не меньше 0,95. Это означает: в 1
кг пара должно быть не менее 0,95 кг сухого пара. Другими словами,
степень сухости пара для стерилизации должна быть не менее 0,95,
т.е. 95% воды должно быть превращено в пар. Это обеспечивается
при 134°С/300 кПа = 27125 кДж.
Система подачи пара должна быть оснащена устройствами,
отделяющими воду от пара — конденсатоотводчиками или
сепараторами пара.
Следует помнить, что перегретый пар, как и влажный пар,
не пригоден для стерилизации!
5.1.6.1.3.
Неконденсируемые газы в паре
Как и другие жидкости, вода обычно содержит некоторое
количество газов. Это можно легко увидеть, встряхнув закрытую
полную бутылку пива или газированной воды.
Если теперь открыть бутылку, то из нее вытечет много пены,
содержащей углекислый газ. Он растворен в жидкости в виде мелких
частиц, который присутствует в воде в неконденсированной форме
(не в виде жидкости).
При температурах, используемых в быту (и в наших автоклавах),
эти газы не конденсируются. Поэтому их называют
неконденсируемыми газами.
По данным литературы, диоксид углерода(углекислый газ, CO
2
)
—
это газ, обычно используемый при изготовлении безалкогольных
напитков, переходит в твердое состояние (прямо из газообразного
состояния) лишь при температуре минус 78°C.
При комнатной температуре он не конденсируется.
Следовательно, при этой температуре (и, конечно, при более высоких
температурах, используемых в стерилизаторах) он является
неконденсируемым газом.
Из воды, содержащей такие газы, мы получим не чистый пар, а
смесь пара и этих газов. И, как уже говорилось, такие газы мешают
переносу теплоты. Поэтому в воде, используемой для получения пара
с целью стерилизации, должно быть как можно меньше газа.
Рекомендации ЕКС по качеству воды и пара для стерилизации
паром описаны в стандарте EN 285:1997. Sterilization — Steam
sterilizers — Large sterilizers.
200
5.1.7. Стандартные температуры и время стерилизации
Стерилизация паром будет успешной, только когда насыщенный
пар непосредственно контактирует с загрузкой в течение всего
необходимого времени при нужной температуре. В следующей
таблице приведены стандартные величины времени и давления
стерилизации в высокотемпературном паре.
Температурный
диапазон
(°C)
Давление
Время
выдержки
(минут)
P
абс
(кПа)
P
абс
(бар)
P
манометр
(бар)
115–118
170–190
1,7–1,9
0,7–0,9
30 мин.
121–124
210–230
2,1–2,3
1,1–1,3
15 мин.
126–129
240–260
2,4–2,6
1,4–1,6
10 мин.
134–138
310–340
3,1–3,4
2,1–2,4
3 мин.
Стандартное время выдержки для стерилизации изделий
медицинского назначения, которую проводят в централизованных
подразделениях, обычно составляет три минуты при температуре
134°C и давлении 310 кПа.
5.2. Паровые стерилизаторы
Современные паровые стерилизаторы должны соответствовать
огромному числу стандартов, разработанных ИСО и EКС. Но они
сконструированы с использованием тех же основных компонентов,
что и первые модели.
Шаг за шагом мы познакомимся с базовой конструкцией
стерилизатора и с высокотехнологичными электронно-управляемыми
автоклавами, которые используются сегодня в центральных
департаментах стерилизационного оборудования.
В этой главе описаны базовые модели автоклавов с ручным
управлением. Многие из них до сих пор используются в отдаленных
районах или зонах бедствий, где доступ к электричеству и воде
ограничен или они вовсе недоступны, а также там, где нет запчастей
и квалифицированного технического персонала.
Мы увидим, что эти модели пригодны только для стерилизации
неполых инструментов и непористых загрузок. В этой главе мы также
познакомимся с символами для различных компонентов,
используемых в схемах трубопроводов для стерилизаторов.
201
5.2.1.
Конструктивные элементы базового автоклава
Из предыдущей главы мы узнали, как получить пар при высокой
температуре, как того требует процесс стерилизации паром. Паровой
стерилизатор состоит из следующих основных компонентов:
-
сосуд высокого давления с крышкой и уплотнителем;
-
клапан-регулятор давления;
-
предохранительный клапан;
-
устройство для удаления воздуха.
5.2.2.
Сосуд высокого давления
Поскольку высокое давление производится за счет пара,
необходимо нагревать воду в прочном сосуде с крепкой крышкой.
Такой сосуд стерилизации паром под давлением называется автоклав.
Пространство, в которое помещаются подлежащие стерилизации
предметы, называется стерилизационная камера.
Чтобы не допустить протечки между основным сосудом и
крышкой между ними помешается уплотнитель. Запорный механизм,
часто с тяжелыми крыльчатыми гайками, обеспечивает их плотный
прижим друг к другу, а любые протечки заглушаются уплотнителем.
В других моделях используется байонетный запорный механизм
(быстро запирающаяся система без запирания винтами) и
специальное уплотнение. Этот механизм часто встречается в
небольших портативных автоклавах.
5.2.3.
Регулирование давления/температуры
Мы должны поддерживать желаемый уровень давления. В
базовых автоклавах это часто осуществляется путем использования
клапана, непосредственно управляемого давлением пара.
В простейшем клапане-регуляторе давления давление пара
поднимает груз, который в свою очередь открывает выпускное
отверстие. Когда давление достаточно высокое, сила пара становится
больше, чем сила груза.
Груз поднимается, и некоторое количество пара может выйти
через выпускное отверстие. Таким образом, поддерживается
постоянное давление нужной величины. За счет использования
различных грузов можно менять давление, при котором клапан
открывается.
202
В других моделях клапан удерживается в закрытом положении за
счет силы пружины. В определенный момент, когда давление внутри
увеличивается, клапан открывается, и некоторое количество пара
сбрасывается. Регулируя натяжение пружины, можно задать
показатель давления, при котором клапан откроется.
В современных стерилизаторах давление в камере регулируется
на основе считывания показателей температуры или давления и
включения или отключения подачи тепла, обеспечивающего
достижение требуемых показателей давления или температуры на
каждой из стадий процесса.
В такой системе управления либо давление определяется
датчиком давления; либо температура определяется датчиком
температуры.
В зависимости от системы нагревания автоклава эти устройства
могут использоваться для регулирования нагрева следующими
способами:
1.
Включение электропитания нагревательных элементов.
2.
Открытие и закрытие клапана подачи топлива горелки.
3.
Открытие и закрытие клапана для подачи пара.
Если давление утяжеления на выпускное отверстие клапана
больше, чем сила выталкивания пара, то утяжеление прижимается к
седлу и клапан закрывается.
Когда давление пара растет, сила выталкивания пара становится
равной силе давления утяжеления, клапан не открывается. При
дальнейшем нагревании давление пара продолжит расти и откроется
клапан, сбрасывая пар. В результате чего, рост давления прекратится
и оно останется неизменным.
Чтобы клапан был надежным, он должен быть установлен строго
вертикально. Давление, при котором клапан открывается, зависит от
веса груза.
Выключатели или сенсоры давления/температуры позволяют с
высокой точностью управлять подачей тепла в камеру.
Таким образом, может достигаться очень точное управление
давлением и температурой. Если стерилизатор нагревается паром от
парогенератора, подача пара может начинаться или прекращаться с
помощью электрического клапана.
203
5.2.4.
Предохранительный клапан
Может случиться так, что клапан– регулятор давления заклинит.
В этом случае пар не сможет больше выходить и давление внутри
сосуда может так возрасти, что он взорвется. Поэтому часто
устанавливается второй клапан — предохранительный, через
который выпускается пар в случае, если основной клапан – регулятор
давления дал сбой.
В большинстве стран наличие дополнительного
предохранительного клапана является обязательным, что закреплено
в соответствующем законе (о безопасности сосудов высокого
давления). Он может быть той же конструкции, что и основной
клапан, и работают они одинаково, но этот клапан срабатывает при
более высоком давлении.
Клапан–регулятор давления на пружине действует так же, как
клапан–регулятор давления с грузом. Давление, при котором клапан
откроется, зависит от натяжения пружины. Эти клапаны могут быть
выставлены в любое положение.
Примечание: Некоторые производители называют клапан–
регулятор давления предохранительным клапаном. Так раньше
писали в документации на более старые модели, оснащенные только
клапаном–регулятором давления; наличие дополнительного
предохранительного клапана в них не предусматривалось.
Когда давление становится слишком высоким, пробка
предохранительного клапана поднимается, чтобы спустить пар.
Предохранительный клапан пружинного типа для малого
автоклава действует он так же, как клапан–регулятор давления
пружинного типа.
5.2.5.
Контроль времени стерилизации
В простейших моделях с ручным управлением для этой цели
можно использовать часы или секундомер с остановом. Однако,
чтобы процесс отвечал стандартам, автоклавы должны быть
оснащены электрическими или электронными таймерами. Следует
помнить: время стерилизации, а значит, и его отсчет, начинается
только с момента достижения заданных величин температуры и
давления стерилизации.
Время стерилизации — это время, в течение которого камера и
находящаяся в ней загрузка выдерживаются при температуре
204
стерилизации. Поэтому время стерилизации называют
временем
выдержки.
Рис. Время стерилизации начинается лишь тогда, когда достигнута
температура стерилизации
5.2.6.
Воздух в стерилизационной камере
Мы уже знаем, что пар содержит гораздо больше энергии (в
форме тепла), чем сухой горячий воздух, поэтому гораздо лучше
может переносить тепло. И действительно, мы видели, что
показатели времени и температуры стерилизации для сухого воздуха
гораздо выше, чем для пара. Это также следует учитывать при
эксплуатации автоклава.
Когда мы помещаем подлежащие стерилизации материалы в
автоклав, в нем будет воздух. Этот воздух действует словно щит,
защищая оборудование, которое будет стерилизоваться, от высокой
температуры пара.
Если внутри стерилизационной камере остался воздух, жар будет
гораздо менее эффективным, и стерилизация не будет надежной и
205
безопасной. Поэтому перед тем как сосуд будет закрыт, и давление
внутри начнет расти, воздух из камеры нужно удалить. Процесс
удаления воздуха из камеры так и называют — удаление воздуха.
При этом используется также термин деаэрация. В большинстве
простых автоклавов для этого просто держат клапан камеры
открытым, пока вода полностью не закипит.
В то время как автоклав нагревается, большая часть воздуха
выталкивается паром. Но вот вода закипает, выталкиваться будет
только пар, и в этот момент в камере будет главным образом пар.
Тогда клапан закрывают, чтобы дать давлению расти.
В более прогрессивных конструкциях автоклавов предусмотрен
вакуумный насос, который откачивает воздух перед впуском пара в
стерилизационную камеру.
Конденсатоотводчик: автоматическое
устройство удаления воздуха
Прогрессивные автоклавы оснащены автоматическим
устройством удаления воздуха: конденсатоотводчиком. Это клапан,
управляемый с помощью сильфона, заполненного жидкой смесью на
основе спирта. В современных моделях вместо сильфона
используется более прочный элемент или капсула.
Спирт, заливаемый в сильфон/элемент, выбран с таким расчетом,
чтобы он кипел при температуре чуть ниже температуры кипения
воды. Пока окружающая температура ниже точки кипения воды при
данном показателе давления (например, ниже 100°C при
атмосферном давлении) сильфон сжат.
Клапан открыт, и воздух/пар может свободно проходить через
него. Лишь когда температура проходящего сквозь него пара
приблизится к температуре кипения, сильфон расширится и
автоматически закроет клапан, удерживая, таким образом, (чистый)
пар внутри камеры.
В автоклавах, оснащенных таким конденсатоотводчиком нет
необходимости вручную закрывать клапан после закипания воды —
удаление воздуха осуществляется автоматически.
В случае автоматического удаления воздуха, сильфон выполнен
так, что он расширяется при температуре чуть ниже температуры
кипения воды при данном давлении (например, 100°C при
атмосферном давлении).
206
Рис. Принцип действия конденсатоотводчика в качестве устройства
для автоматического удаления воздуха.
Сильфон выполнен так, что он расширяется при температуре
чуть ниже температуры кипения воды при данном давлении
(например, 100°С при атмосферном давлении).
Но даже при наличии конденсатоотводчика можно удалить из
камеры не весь воздух. Есть и другие проблемы, которые следует
учитывать.
Конденсатоотводчик используется также для автоматического
удаления конденсата. Клапан закрыт, когда с ним соприкасается
чистый пар. Однако когда к клапану подходит более холодный
конденсат, сильфон сжимается и клапан открывается, выпуская
конденсат.
После того как конденсат выпущен, к клапану подходит только
пар, и клапан закрывается, удерживая пар в сосуде. Так действует
устройство для автоматического удаления конденсата. Это вторая по
важности функция, из-за которой конденсатоотводчики используются
в стерилизаторах.
Для удаления конденсата клапаны обычно устанавливаются в
нижней точке парового сосуда или системы трубопровода.
Перечислим все функции конденсатоотводчика:
-
удаление воздуха;
-
удаление конденсата;
207
-
удержание чистого пара.
Современные модели конденсатоотводчиков для паровых
стерилизаторов оснащены элементом из нержавеющей стали.
5.2.7.
Расслоение воздуха и пара/стратификация
Воздух приблизительно вдвое тяжелее чистого пара той же
температуры. Когда поток пара поступает в камеру, где есть воздух,
пар будет растекаться поверх воздуха, подобно тому, как нефть
плавает на воде. Итак, воздух и пар не смешиваются. Образование
такого слоя пара поверх воздуха известно также как стратификация.
Рис. Расслоение или стратификация воздуха
Чтобы пар мог достичь всех частей камеры, находящийся под
ним воздух необходимо удалить. Это может вызывать проблемы при
стерилизации контейнеров и других полых объектов. Инструмент
или предмет, открытый с одной стороны, считается полым, если
диаметр его просвета меньше, чем длина просвета.
Если поставить их открытой стороной кверху, воздух может
оказаться там запертым и пар не попадет внутрь контейнера. Поэтому
важно, чтобы при загрузке в автоклав чашки или контейнеры
ставились открытой стороной вниз, чтобы воздух мог опуститься, а
пар — войти. Следует также ставить предметы не слишком близко
друг к другу, чтобы воздух мог свободно из них выходить.
Нисходящее движение воздуха называют вытеснением воздуха.
Если такое вытеснение вызвано разницей в плотности пара и воздуха,
208