Что такое автоклав?

Что такое автоклав?

Автоклав — это устройство, которое нагнетает и нагревает объект, вдувая в него насыщенный пар.

Автоклав в основном используется в качестве процесса стерилизации в экспериментах по молекулярной биологии, поскольку высокая температура и давление пара могут денатурировать и эффективно убивать бактериальные и микробные белки. Обращение с автоклавами требует большой осторожности из-за использования пара при высоких температурах и давлениях.

Поскольку насыщенный пар вдувается в контейнер, если автоклав используется в промышленных целях в больших масштабах, он подпадает под действие законов о безопасности, и несообщение об использовании автоклава является незаконным. Конкретные требования: «контейнер», используемый при избыточном давлении 0,1 МПа или выше с содержимым 0,04 м3 или более, или автоклав с внутренним диаметром корпуса 200 мм или более и длиной 1000 мм или более.

При использовании автоклава, который попадает под эту категорию, необходимо проводить предварительные и ежегодные проверки.

Использование автоклавов

Автоклавы в основном используются в качестве стерилизационно-технического оборудования в экспериментах по молекулярной биологии. В экспериментах по молекулярной биологии колбы и чашки Петри, используемые для культивирования Escherichia coli и других бактерий, а также инструменты, используемые для работы с бактериями, должны быть стерилизованы перед повторным использованием, чтобы предотвратить загрязнение бактериями от предыдущего использования. Для этого процесса стерилизации используются автоклавы, способные нагреваться до высоких температур.

Кроме того, эксперименты по генной инженерии подразумевают использование генетически модифицированных бактерий и клеток, которых не существует в мире. Чтобы предотвратить их утечку за пределы лаборатории, используются не только многоразовые инструменты, но и нежелательные бактерии, а также среды для культивирования клеток. Они также используются для твердых сред и не должны выбрасываться непосредственно в мусорные баки или раковины. Перед утилизацией этих бактерий также используются автоклавы.

Кроме того, условия высокой температуры и давления автоклавов могут быть использованы для специальных химических реакционных процессов (реакция Кольбе-Шмидта, катализируемая металлом гидрогенизация) и для формования пластмасс.

Принцип работы автоклавов

Структура автоклавов похожа на конструкцию скороварки. Как и в случае со скороваркой, необходимо соблюдать осторожность при обращении с количеством воды, помещаемой внутрь, открывании и закрывании крышки, предохранительного клапана и т. д. Когда вода достигает 100 °C или выше, она закипает и испаряется, если давление равно атмосферному.

Однако если воду дополнительно нагреть до 100°C в герметичном контейнере, вода почти не испаряется, а температура поднимается выше 100°C. Внутреннее давление герметичного контейнера постепенно поднимается выше атмосферного давления. Скороварка — это кухонная утварь, которая намеренно создает это условие, чтобы сократить время приготовления. Если поместить влажную пищу в герметичный контейнер и поставить его на огонь, содержание воды поднимется до более чем 100°C, и еда будет готовиться с большей энергией, чем при кипении воды.

Автоклавы также помещают влажные промежуточные продукты в герметичный контейнер. В случае автоклавов контейнер начнет гореть, но вместо этого внутреннее давление увеличивается за счет вдувания насыщенного пара. После завершения процесса обработки открывается предохранительный клапан, чтобы снизить внутреннее давление примерно до атмосферного, и обработанный продукт удаляется. Поскольку энергия, которая может быть удержана, варьируется в зависимости от давления насыщенного пара, давление пара уменьшается в соответствии с процессом обработки.

Другая информация об автоклавах

Тепловая стерилизация в автоклавах

Чтобы содержимое можно было автоклавировать, используйте стеклянные контейнеры, стеклянные колбы, стеклянные чашки Петри, металлические контейнеры и другие предметы с отличной термостойкостью. Если используются пластик, резина, ткань или другие предметы с низкой температурой термостойкости, существует риск их расплавления. Обязательно заранее проверьте температуру термостойкости содержимого. Контейнеры из пластика или других материалов должны стерилизоваться методом, отличным от автоклавирования.

При стерилизации стеклянных колб или стеклянных чашек Петри, используемых для культивирования бактерий и т. д., автоклавы следует нагревать до 135-145°C в течение 3-5 часов, 160-170°C в течение 2-4 часов, 170-180°C в течение 1 часа и 180-200°C в течение 30 минут. Поскольку вода в автоклавах подвергается воздействию высокой температуры и давления во время использования, перед эксплуатацией необходимо тщательно проверить количество воды и прочность закрытия крышки, чтобы избежать несчастных случаев.