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灭菌那点事(4)

 lyan63 2021-03-09

2、高压模式

高压模式所包括的灭菌方法包括高压灭菌和亚高压灭菌,因为这两种方法都对容器有压力承受要求,不允许自制,但如果生产者有特殊规格和其他方面的要求,没有现成产品可以采购的时候,可以向有压力容器生产资质的厂家定制。

高压灭菌设备的基本构造,是金属材料制作的可以启闭并锁定的空间。同时必须具备安全保障系统和控制系统、密封系统三个辅助系统。还有支承架这个运输系统,特殊的高级高压灭菌设备甚至有自动进出料系统。此外还有供气系统(分体式)或供热系统(直热式)及保温系统等外部系统。简单的高压灭菌设备安全保障系统和控制系统同样比较简单,密封系统在任何设备上都有同样的要求,但也有两种基本模式。我们下面就一一予以简单介绍,介绍这些简单知识的目的,是为了给使用和操作提供更好的指南,也为调节和改变灭菌程序提供理论依据,弄懂这些知识,会更加得心应手的使用高压灭菌设备。

(1)、灭菌空间,分圆筒和方体两个模式,俗称圆锅、方锅。

这两种锅体并不是仅仅是形状问题,实际上还涉及到制作难度和使用、过保护、热效率等多个方面。抛开制造质量问题看,方锅对材料厚度、压力变化的承受力范围要求更高,在力学角度看,不如圆锅安全。但方锅容积空间利用率高,运输和放置也方便,进出料也容易与地面导轨接合。另一方面,从热力学及流体力学角度看,圆锅内部循环较好,出现灭菌死角的可能性较小,这个又优于方锅。

灭菌空间的大小,与制造材料的要求关系密切,因此,空间大小是不能随意放大的,其厚度材质等都要相应加强,所以对于所有的高压灭菌设备,宽高限制是比较强的,而长度可以比较随意的增加,所以我们看到的灭菌设备是容量越大形状越显得“细”长,但过长又要考虑热力分布的均匀性,这将牵涉到供气供热的更为复杂的设计,所以目前市场上最大的高压灭菌设备容量大约为10000个标准包(折径17cm长度35-38cm菌袋)。

也正因为容积与制造要求的关系,所以有些厂家选择做亚高压,通过降低灭菌的气压要求来降低材料要求,目的是保障安全。

灭菌空间的内部,除开容纳物料,还必须包括一些气体进出口,这些进出口的安排,意味着空间温度或者说能量的均匀性。而为了解决这个分布均匀,相应的管道和孔洞排布就体现制造水平了。此外,除了特别好的高压灭菌设备之外,一般性产品就只有导轨,有些连导轨都没有。如果有导轨,通常也要有一个固定的连接构造使之与外部车架轻松沟通。

(2)、密封系统,目前大型高压锅和小型高压锅最大的构造区别就在这个方面了,小型锅通常使用自封式或者外压式密封圈,外压式密封圈材质主要是橡胶,而自封式密封圈主要用硅胶做成。这两种密封圈都可以简单的替换。

然而,小型锅选择这两种封口方式对大型锅是不适用的,因为自封式密封有一个快速泄气到密封圈软化贴紧盖体的过程,大型锅如果出现这种泄气,很容易造成人员伤害,同时,太大了的自封密封圈形变度超过弹性限度,就会发生密封不好的情况,而且自封式密封圈非常容易老化失去弹性,所以除家用高压锅外,自封方式很少采用。而外压式密封圈密封,则因为需要大量紧固螺栓而很不方便。过去还有一种杠杆式紧固结构的外压密封,构造很复杂,并且因为金属体受热容易蒸发润滑油,使用同样麻烦。所以,直径(或宽度)60cm以上的灭菌锅基本上逐渐不再采用这两种密封形式。

还有一种特殊的外压式密封,应该叫顶压密封,是利用盖体自内而外的贴合来密封,这种模式也不适合大型锅,因为它操作需要盖体的多角度转动,手动力量限制了它的大小,而且这种方式锅口必须是椭圆的,这样进出料也很不方便,所以基本上是简易高压灭菌锅才采用这种结构密封,主要是福建古田生产这种灭菌锅。

大型灭菌锅毫无二致的采用内压式密封圈密封。

内压式密封圈就是一个类似车内胎的硅胶管圈,由锅体上的定位槽固定,通过空气压缩机打气,使本来就缝隙很小的锅盖和锅体在密封圈充气膨胀后达到密封效果,由于硅胶的弹性好,密封效果很好,而且管状硅胶可以方便的粘接,因此制造上很容易合位,避免了其他密封圈那种必须固定模型制造的难点。这种方式密封时,锅盖通常通过旋转(圆锅)或上下移位(方锅)的操作来入扣,这样,固定密封的部件就可以一次成型,无有焊缝,保险系数大为提高。而这些扣锅盖动作都可以通过杠杆或齿轮加小电机的运行实现,这样,也就能够实现全机械操作而免于手工的繁重及烫伤危险。

当然,这样的密封成本较高,而且在运行期间,要依靠压力控制器连接空压机动作来保障内压力,所以不能停电,否则短时期停电就会发生密封问题,这个比较麻烦。

注:锅炉虽然不能停电,但只要进入保压阶段,锅炉储备气压可以维持很长时间的灭菌锅压力,不怕短时间停电。

(待续)


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