Werken onder druk is niet leuk. Deadlines, stress, hoofdpijn, een veeleisende baas. Maar als jij’Bij een autoclaaf werk je het beste onder druk. In feite werk je alleen onder hoge druk. In deze post zullen we onderzoeken hoe autoclaven werken onder de hoge drukomstandigheden van stoom en hitte om micro-organismen te doden. We zullen ook kijken hoe de autoclaaf’s functie is vergelijkbaar met een snelkookpan, en wat de basisfasen van een autoclaafcyclus zijn.
Hitte doodt alles
Zoals we in ons eerste bericht over microbiologie hebben uitgelegd, hebben micro-organismen voedsel, de juiste temperatuur en voldoende vocht nodig om te overleven en zich voort te planten. Dus waarom zou je ze niet gewoon uithongeren of ze uitdrogen? Omdat micro-organismen kunnen overleven met kleine hoeveelheden voedingsstoffen en vocht, zijn deze methoden niet effectief genoeg. Bovendien kan de sporen, een soort bacterie die in quasi-winterslaap leeft, overleven in extreem onherbergzame omstandigheden.
Dus als geen van deze methoden werkt, hoe kunnen we micro-organismen dan vernietigen? Het antwoord is warmte. Warmte vernietigt de eiwitten in de micro-organismen, een proces dat denaturalisatie wordt genoemd. Om te begrijpen hoe dit werkt, laat’Kijk eens naar de twee manieren waarop we een ei kunnen koken.
Als je een ei neemt, breek het open en laat het in een pan met kokend water vallen, je kookt het ei door het te pocheren. Het witte deel van het ei begint aan elkaar te plakken en wordt hard, een proces dat coagulatie wordt genoemd en dat optreedt bij 52℃ Wanneer het ei stolt, wordt het gedenaturaliseerd, waardoor alle eiwitten in de cellen van het ei worden gedood.
Een andere manier om een ei te koken, is door het in een koekenpan te bakken. In eerste instantie zal het ei stollen, maar als je het ei in de pan laat en verder laat braden, wordt het uiteindelijk allemaal zwart. Deze verbranding wordt oxidatie genoemd en vindt plaats bij veel hogere temperaturen dan coagulatie. Oxidatie is een chemisch proces waarbij elektronen uit het atoom worden verwijderd en het eindresultaat is de dood van dat organisme.
Een voorbeeld van oxidatie - Basisprincipes van sterilisatie - Tuttnauer
(L) Het gepocheerde ei zorgt ervoor dat het ei wit en hard wordt, waardoor het gaat stollen. (R) Hier worden twee eieren in de koekenpan verbrand, een voorbeeld van oxidatie
Stoomsterilisatie, in de vorm van een autoclaaf, gebruikt de eerste methode, coagulatie, om micro-organismen te doden. Dat betekent dat de autoclaafkamer op dezelfde manier werkt als die pot met kokend water die het ei heeft gepocheerd. Het belangrijkste ingrediënt dat ze allebei delen, is de aanwezigheid van stoom of de gasvormige toestand van water. De stoom in de autoclaaf is het middel waarmee de vochtige warmte de micro-organismen aantast, waardoor ze gaan coaguleren en afsterven.
Om te begrijpen hoe autoclaven de kracht van stoom gebruiken om micro-organismen te doden, zullen we onderzoeken hoe een snelkookpan werkt.
Een opgeklopte snelkookpan
Het woord“autoclaaf” komt uit het Latijn“auto” (zelf) en“Clavis” (sleutel), met andere woorden, een zelfsluitende inrichting. De autoclaaf’De basisfunctionaliteit is vergelijkbaar met die van een snelkookpan, een soort steelpan die voedsel 50-70% sneller kan koken dan gewone kookmethodes.
Aanzicht van de binnenkant van een snelkookpan - Tuttnauer - Sterilization Basics
Uitzicht op de binnenkant van een snelkookpan
Neem wat rauw voedsel, bijvoorbeeld bonen, en plaats het in de snelkookpan met water of een andere vloeistof, en sluit het vat dan af met het speciale vergrendelingsdeksel, dat een ronde rubberen pakking bevat die wordt gebruikt om de stoom af te dichten. Zet op hoog vuur op het vuur en wacht tot de temperatuur stijgt en de stoom begint te ontsnappen. In de afgesloten kamer zal de stoom uitzetten en de resterende lucht door de luchtafvoerklep naar buiten duwen.
Verlaag de vlam en laat de snelkookpan verder koken zonder de klep of het deksel aan te raken. Merk op dat de luchtafvoerklep een deel van de stoom laat ontsnappen, zodat de druk wegvalt’t teveel opbouwen, waardoor een explosie wordt voorkomen.
Deze“efficiënt keukengenot” dwingt letterlijk de warmte in het voedsel door gebruik te maken van:
Stoom onder hoge druk, die een betere warmtegeleider is dan lucht.
Hitte op hoge temperatuur (boven 100℃), waardoor het voedsel sneller gaar wordt.
Hier komt de autoclaaf
Net als de snelkookpan is een autoclaaf een machine die de combinatie van hoge druk en stoom gebruikt om warmte over te brengen naar de items die erin zijn geplaatst. In 1879 uitgevonden door Charles Chamberland, was de eerste autoclaaf in wezen een veredelde snelkookpan. En net zoals de snelkookpan in de afgelopen eeuwen talloze ontwerpupgrades heeft ondergaan, geldt dat ook voor de autoclaaf. Van eenvoudige, mechanische machines tot volledig geautomatiseerde, geavanceerde meesterwerken van sterilisatie, autoclaven hebben een lange weg afgelegd.
Tegenwoordig ziekenhuizen, laboratoria en artsen’ kantoren gebruiken autoclaven om vaste en holle apparatuur, voorraden, vloeistoffen en afval te steriliseren. En in de chemische industrieën vulkaniseren autoclaven rubber, harden coatings uit en synthetiseren ze kristallen - zoals bij de teelt van synthetisch kwarts en edelstenen.
Hoewel autoclaven in verschillende maten en modellen verkrijgbaar zijn, blijft het basisprincipe: gebruik maken van de kracht van druk en stoom om micro-organismen te doden.
Bacteriën voor en na sterilisatie
(L) Vóór sterilisatie zien de bacteriën er gezond en sterk uit. (R) Na sterilisatie zijn de membranen gebarsten en gescheurd door blootstelling aan stoom op hoge temperatuur, waardoor de bacteriën afsterven
De autoclaaf, een basisoverzicht
Zoals we hierboven hebben besproken, dwingt de snelkookpan de vochtige warmte in het voedsel om het te koken. Stel je voor dat je in plaats van voedsel een bakje met chirurgische benodigdheden had klaarstaan om voor morgen te worden gesteriliseerd’s operatie. Door ze in de autoclaaf te plaatsen en een cyclus te laten draaien, zou de vochtige warmte in alle mogelijke hoeken en gaten op de oppervlakken van de apparatuur worden gestuwd.
Hier’s het basisoverzicht van een autoclaafcyclus, die natuurlijk varieert, afhankelijk van wat en hoeveel materialen worden geautoclaveerd:
Eerst verwarmen we water tot de kooktemperatuur om stoom te genereren die de autoclaafkamer binnenkomt. Terwijl de stoom de kamer binnenkomt, wordt de lucht uit de kamer verwijderd en wordt deze verder naar buiten geduwd terwijl de stoom uitzet. De lucht moet uit de kamer worden verwijderd door een vacuümproces (zoals in grote autoclaven die een pomp of een ejector gebruiken) of door een verplaatsingsproces (zoals in sommige kleinere autoclaven op tafel).
Nu de lucht is verwijderd, verhogen we de temperatuur en druk door de uitlaatklep van de kamer te sluiten terwijl we stoom blijven toevoegen aan de kamer. De temperatuur en druk zullen stijgen tot het niveau dat nodig is voor sterilisatie. De vereiste temperatuur is meestal ingesteld op 121℃ of 134℃.
Deze fase wordt sterilisatietijd of wachttijd genoemd, aangezien dit het tijdstip is waarop de feitelijke sterilisatie plaatsvindt. Dit kan ongeveer 3-20 minuten duren, afhankelijk van de grootte en inhoud van de lading. Vaarwel micro-organismen!
Nu de sterilisatie is voltooid, is het’Het is tijd om de druk te verminderen, wat we doen door de uitlaatklep te openen en stoom te laten ontsnappen. (Weet je nog hoe snelkookpannen om dezelfde reden een veiligheidsklep hebben?)
Ten slotte koelen we de lading af, waardoor deze veilig te hanteren is wanneer we de autoclaafdeur openen.
Don' t komt zonder stoom te zitten ... We' re zijn net begonnen!
Laat’s beoordeling: we hebben geleerd dat warmte, en in het bijzonder vochtige warmte, de beste manier is om ziektekiemen te doden. Er zijn twee manieren om te doden met behulp van warmte, door coagulatie of door oxidatie. Autoclaafsterilisatie maakt gebruik van coagulatie in de vorm van stoom onder hoge druk om de eiwitten in de micro-organismen te denatureren. Vervolgens hebben we de werking van een snelkookpan vergeleken met hoe een autoclaaf werkt. Net zoals de snelkookpan de intense kracht van stoom gebruikt om de hitte in het voedsel te forceren, gebruikt de autoclaaf ook stoom om“dwingen” stoom in de apparatuur en doodt alle vormen van microbiologisch leven die op die apparatuur leven. En tot slot hebben we gekeken naar de basisfasen van een autoclaafcyclus, van het opwarmen van het water en de bouwdruk tot het vasthouden van tijd en afkoelen.
