普通蒸汽灭菌柜的影响因素和蒸汽的控制

普通蒸汽灭菌柜的影响因素和蒸汽的控制
在食品饮料、生物制药、医疗卫生等行业的蒸汽灭菌应用中，决定灭菌效果的蒸汽介质方面的要素包括灭菌温度、作用时间及饱和蒸汽热量等三大要素。
灭菌温度是首要控制的蒸汽参数，微生物对热的耐受力因种类而不同，因此根据灭菌物品污染程度，其所需的灭菌温度和作用时间也各不相同，且灭菌温度和作用时间的选择需随灭菌方式、物品性能、包装材料、要求灭菌过程长短而定。一般而言灭菌温度愈高，所需时间愈短，饱和蒸汽的温度和其压力呈恒定的关系。
蒸汽的温度和灭菌温度有时会不同。当蒸汽中含有3%以上的冷凝水时，虽然蒸汽的温度达标，但由于分布在产品表面的冷凝水对热量传递的阻碍，蒸汽温度经过冷凝水膜时会逐步递减，使得到达产品的实际灭菌温度会低于灭菌温度要求。特别是锅炉携带的炉水，其水质可能会污染灭菌产品。所以通常在蒸汽入口采用瓦特DF200高效汽水分离器会非常有效。
空气的存在会对蒸汽的灭菌温度形成另外的影响，当柜室内的空气未排除或未完全排除，一方面由于空气是热的不良导体，空气的存在会形成冷点，使得附着空气的产品达不到灭菌温度。另外一方面，由于饱和蒸汽的压力和温度是唯一对应的，通常通过控制蒸汽压力来控制温度，但是由于道尔顿分压定律，空气的存在产生部分分压，此时压力表显示的压力是混合气体的总压，实际的蒸汽压力低于灭菌蒸汽压力要求，因此蒸汽温度也无法达到灭菌温度要求，从而导致灭菌失败。
蒸汽灭菌的作用时间是影响蒸汽灭菌效果的另外一方面，灭菌时间应从灭菌柜室内大到要求灭菌温度时算起，直至灭菌完成为止。总时间包括：热力穿透时间，即从灭菌柜内达到灭菌温度至灭菌物品中心部位也达到灭菌温度所需时间，时间的长短取决于灭菌物品的性质、包装的大小、放置位置、灭菌柜内空气排空程度等；灭菌维持时间，即杀灭微生物所需要延长的加热时间，一般为维持时间的一半，其长度视消毒物品而定；而灭菌处理所需时间：预热时间、排放冷空气时间、柜室升温时间、灭菌处理结束后所需的降温时间。
预热时间指对灭菌柜室内进行加热达到规定灭菌温度的时间，预热可增加柜室内干热的均匀度和防止蒸汽过多冷凝；排除冷空气时间为将柜室内原有冷空气排出柜外，以加强热的穿透，这对蒸汽尤为重要，应给予充分的时间；柜室升温时间指放入物品后将整个柜室加温至灭菌要求温度的时间；降温时间指在完成消毒或灭菌停止加热后，柜室温度下降至可安全开门的时间。
蒸汽过热度是影响蒸汽灭菌的一个重要因素，经常会被忽略，EN285要求灭菌蒸汽过热度不应超过5℃。饱和蒸汽灭菌原理是蒸汽遇冷产品凝结而释放出大量的潜热能，使产品的温度上升；而冷凝的同时，其体积急剧收缩(1/1600)，还可产生局部负压，使随后的蒸汽穿透到物品的深。
而过热蒸汽，其性质相当于干燥的空气，其本身的传热效率低下；另外一方面，过热蒸汽释放显热而温度下降没有达到饱和点时，不会发生冷凝，此时放出的热量非常小，使得热量传输达不到灭菌要求。此现象在过热5℃以上时即表现明显。蒸汽过热还可导致物品快速老化。
如果使用的蒸汽是发电用的热网蒸汽，其本身就是过热蒸汽。许多时候即使自备锅炉产生的是饱和蒸汽，但在灭菌柜前的蒸汽减压是一种绝热膨胀，使得原本的饱和蒸汽变成过热蒸汽。当压差超过3bar时，这个影响就很明显了。在生物制药中会通过瓦特CV洁净饱和罐来处理。
灭菌柜配有蒸汽进入管道、蒸汽过滤器（最好是杭州瓦特节能的EF烧结不锈钢0.5微米级超级过滤器）、汽水分离器、蒸汽开关阀、蒸汽压力调节阀和疏水器等。灭菌柜结构一般是为进气口在上，排气口在下，由于蒸汽的摩尔数比空气小，通过向灭菌柜送入蒸汽，由上层逐渐将冷空气挤压至下层排气口排出。所以灭菌柜的测温点通常置于蒸汽的排出口（最不利点）。灭菌柜内的疏水必须及时有效，通常会采用杭州瓦特节能的BW全不锈钢压力平衡式热静力疏水阀。
工业用压力蒸汽灭菌柜常为双层结构，外层夹套为普通钢制结构，并装有隔热保温层外罩和夹套压力表，内层为耐酸不锈钢制灭菌柜室，并装有柜室压力表、压力真空表与温度计。
在灭菌前将夹套充满蒸汽并达到略大于灭菌过程所需压力，使灭菌柜身及柜内物品得以预热，有利于提高对灭菌物品的升温速率；蒸汽先进夹套，可将蒸汽携带的凝结水先带走，使得进入柜内蒸汽质量提高。所以夹套蒸汽的疏水必须及时快速,通常会选用杭州瓦特节能的DT580倒置桶疏水阀。
蒸汽湿热灭菌柜广泛应用于药厂、医院、食品饮料厂、实验室等行业，对袋装和瓶装药液、金属器械、瓷器、玻璃器皿、手术器具、包装材料、织物、敷料等物品进行消毒灭菌处理。所以设计和安装正确有效的灭菌蒸汽控制系统对企业的产品质量至关重要。