滅菌方式-蒸汽

為了了解為什么高壓滅菌器**常用于滅菌,我們需要了解其驅動力-蒸汽。這篇文章將討論當水變成蒸汽并凝結回液體時會發生什么,以及為什么飽和蒸汽才是消除微生物的正確選擇。

簡單即美

蒸汽之美在于其簡單性。物理學家尚未找到一種更有效的能量傳遞劑,這使蒸汽成為滅菌的理想選擇。現在,我們將嘗試解釋這種情況的發生方式以及為什么它是如此強大的能量傳遞媒介。

任何溫度下的水都會緩慢但必定會蒸發并變成氣體。這是由于水分子運動而發生的自然過程。但是,當水被加熱并達到100攝氏度時,該過程加劇,水的蒸發速度比以前高得多,不僅在表面,而且在水中。可見的蒸氣是氣泡,氣泡從水內部上升到表面并逸出到空氣中。這種蒸氣稱為蒸汽。實際上發生的是,當水變成蒸汽時,水的體積膨脹了1600倍!!

蒸汽蒸氣不可見;請注意,在水龍頭附近您幾乎看不到任何東西。我們看到的云是蒸汽凝結水,蒸汽凝結到較冷的空氣時形成的水滴

縮合

一個常見的錯誤是將沸騰的水壺中散發出來的水與蒸汽混淆。蒸汽是一種看不見的氣體。我們實際上看到的是當看不見的蒸汽與較冷的空氣接觸時形成的微小水滴。蒸汽凝結并再次變成水,這就是我們所看到的。

冷凝和蒸發是相反的!冷凝過程中會釋放出蒸發所需的熱能。
當蒸氣撞擊較冷物體的表面時,熱能從蒸汽傳遞到較冷物體,從而將其加熱。滅菌中使用的蒸汽溫度很高,以至于當它與滅菌負載(較冷的物體)接觸并冷凝時,會傳遞足夠的熱能來殺死負載上的所有細菌。這就是為什么蒸汽如此有效地殺菌的原因之一。

飽和蒸汽-微妙的平衡

飽和蒸汽稱為飽和蒸汽,因為該空間不能包含更多的氣態水(蒸汽)。溫度一下降,蒸氣就會凝結回水中。飽和蒸汽中的水分在3%到5%之間,與干熱相比,這種水分在較低的溫度下有助于破壞微生物,并且比沒有水分時要快得多。

深層蒸汽滲透

水蒸氣比干燥的空氣更有效地傳遞熱量。如果我們能理解原因,那么我們就會理解為什么與干熱相比,蒸汽是一種效率更高的殺菌劑。在我們之前的文章中,我們討論了凝結是如何在比氧化更低的溫度下開始的。干熱滅菌是一種殺死微生物的氧化方法,簡而言之就是將其燃燒。但這還不止于此,水分還是熱量的載體,并會導致凝聚而殺死微生物。微生物中的水分含量也影響其破壞的難易程度。包含更多水的微生物更容易被熱殺死,因為水分比干熱更有效地將熱能轉移到微生物中。例如,孢子相當干燥,因此需要更長的時間進行滅菌,但是蒸汽提供的潮濕環境比干熱明顯更快,更有效地滅菌,這使其非常適合破壞孢子。

蒸汽的滲透很深,因為它具有冷凝能力:當蒸汽凝結成水時,1600升蒸汽凝結成1升水。體積的巨大減少會產生強大的吸力,從而使滅菌非常有效,因為它會向被滅菌的較冷物體吸入更多的蒸汽。這就是為什么蒸汽可以如此強大而深入地滲透到各種負載類型,紡織品和多孔負載中的原因。

飽和蒸汽的主要優點總結如下:

  • 蒸汽中存在一些濕度(通常為3%-5%)會增強微生物的殺滅效果,因為凝結作用是在52°C的低溫下開始的。
  • 微生物細胞內的水分使其更易于殺死
  • 蒸汽一碰到需要消毒的較冷物體,就會冷凝成水并釋放大量熱量
  • 蒸汽凝結時體積的變化會引起吸力,從而吸引更多的蒸汽,從而大大提高了滲透深度
  • 飽和蒸汽的溫度和壓力之間的關系使其易于控制
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