脉动真空灭菌器的工作原理及维修保养

高压饱和蒸汽是医疗机构用来对内外科仪器、
 
器械和供应品进行灭菌的**古老、**普通的介质;同时它也是工业革命的产物,人类早在公元 1 世纪就开始利用蒸汽,但直到 19 世纪**了成熟的蒸汽机; 而利用蒸汽高压锅来灭菌是 1880 年的查理·张伯伦 ( Charlie. Chamberlain) 。此后灭菌设备的制造技术有了重大进展,但蒸汽灭菌的基本原理和理论一直没有发生根本的变化。随着人们认识到灭菌技术的发展与人类健康和生存有着极为密切
 
的关系。人们不断地为研究和制造出性能更完善、更经济实惠、使用更安全方便的灭菌设备作出了巨大的努力,推动了消毒灭菌行业的蓬勃发展。高压饱和蒸汽灭菌器也发展出按其冷空气排除的方式两类灭菌器,下排式蒸汽灭菌器 ( 亦称重力置换蒸汽灭菌器) 和预真空压力蒸汽灭菌器。预真空压力蒸汽灭菌器利用机械抽真空的方法,使灭菌柜室内形成负压,蒸汽得以迅速穿透到物品内部进行灭
 
菌。蒸汽压力达 205. 8kPa ( 2. 1kg /cm2 ) ,温度达
 
132℃ 或以上,开始灭菌,到达灭菌时间后,抽真空使灭菌物品迅速干燥。脉动真空也是属于预真空中的一种,本文着重介绍脉动真空灭菌器的工作原理以及日常使用中的优缺点,希望能为其使用、管
 
理工作提供帮助。
 
脉动真空灭菌器是利用饱和蒸汽在冷凝时释放出大量潜热的物理特性,使待灭菌的物品处于高温和潮湿的状态,经过一段时间的保温从而达到灭菌
 
的目的。在制药行业中它可对瓶塞、操作工具、大
 
量的工作服等不需降温防爆的布类物品或药品进行灭菌,也可用于制药行业中生产卫生材料、敷料、器械等产品的单位作灭菌设备,同时还能用于药材的灭菌、熏蒸和烘干,在食品灭菌上也有良好效果。脉动真空灭菌器以其灭菌彻底、工作效率高、可靠性强等优点,现广泛应用于我**各大中型医院,作为大中型医院主导的灭菌设备,它承担着医院 80% - 100% 耐热、耐湿医疗器材包的灭菌工作量。根据 “ISO14971 医疗装备风险评估分析方法与评价”进行分析,脉动真空压力蒸汽灭菌设备的风险系数在 20 分以上,属于临床应用的高风险设备,是医疗安全和医院感染控制的重点监控对象。因此,我**卫生部 《消毒技术规范》和 《医
 
院感染管理规范》等文件都对脉动真空压力蒸汽灭菌器的使用管理进行了详细的规定,还特别要求压力蒸汽灭菌器相关使用资料都应详实记录和保存,以便于灭菌质量追溯。但是,脉动真空压力蒸汽灭菌器是集高压蒸汽、水、电和压缩空气于一体的多介质医疗设备,也是自动化程度较高的机电一体化设备,在使用过程中也有着灭菌质量要求高、涉及参数多和高频率使用易发生故障等特点,对使用资料的管理难度较大,管理不规范和缺失现象普
 
遍。
 
1 脉动真空灭菌器的工作原理
 
1. 1 脉动真空灭菌器的基本原理
 
脉动真空灭菌器的基本原理是基于微生物在受到热力作用时,其蛋白质分子的运动加速,互相撞击,从而导致连接肽链的付键断裂,促使其分子由有规律的紧密结构,变为无秩序的散漫结构,造成大量的疏水基暴露于分子表面,并互相结合成为较大的聚合体而凝固沉淀,即通过不可逆地破坏酶和


结构蛋白,继而达到杀灭微生物的目的。
 
1. 2 脉动真空灭菌器工作原理
 
脉动真空灭菌器是以饱和水蒸汽作为灭菌介质,采用机械强制脉动真空的空气排除方式,经过多次抽真空和多次注入蒸汽交替作用,使灭菌室达到一定的真空度后,再充入饱和蒸汽,达到设定压力和温度,实现对被灭菌物进行灭菌的目的。这个过程包括预真空和脉动真空两个阶段。预真空是高压蒸汽灭菌在对灭菌室进蒸汽前,进行一次抽真空,尽量排除灭菌室内的空气后再进入蒸汽进行灭菌的方法。脉动真空则是反复多次地对灭菌室进行抽真空,即抽完一次真空,再向灭菌室进人一定量的蒸汽 . 让剩余空气和蒸汽进行混合并达到一定的正压再进行抽真空,经过反复多次的抽真空**后进入蒸汽灭菌的方法,我们将其称之为脉动真空。脉
 
动真空灭菌器的基本原理就是利用真空泵产生的负压抽出灭菌柜室的冷空气,再输入饱和蒸汽使其穿透灭菌物品,脉动三次后,输入饱和蒸汽进行灭菌,**后抽真空干燥。一个完整的工作流程包括:准备、脉动、升温、灭菌、排汽、干燥、结束等七个过程。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图 1 工作曲线图
 
2 脉动真空灭菌器的结构与特点分析
 
灭菌设备是保证物品无菌的**,是医疗设备无菌的重要保证。脉动真空蒸汽灭菌器的主要结构主要有压力容器部份、管路部份、控制系统、钣金装璜部份、物料搬运系统构成。脉动真空灭菌器的额定工作压力: 0. 21MPa - 0. 23MPa,温度控制范围: 0 - 138℃ ,**高工作温度: 138℃ . 灭菌室内壁材质不管内胆还是外壳均采用**不锈钢,耐酸碱、耐腐蚀。密封门设有电气和机械压力安全连锁装置,当灭菌室内有压力时密封门不能被打开,可以确保设备及操作者人身安全。
 
脉动真空灭菌器的主要优点有: 灭菌周期短;不需要高的真空度; 空气滞留问题小; 工作效率高; 对物品的损坏程度低; 可靠性强; 节约能源、温度,均匀性好; 小装量条件下仍有好的灭菌效果等。缺点为: 在真空度范围内,实现蒸汽脉冲需要较复杂的辅助设施 ( 如真空泵、电机、蒸汽生发器等) ,脉动真空灭菌器中的部件内室疏水阀、夹
 
层疏水阀、单向阀和门封在使用中容易产生故障从而影响消毒效果,和灭菌器配用的电热蒸汽发生器也较易出现问题。在维修和保养上难度较大。
3 设备的几例故障与解决方法
 
我院现在有一台江苏连云港生产的千樱 SCM
 
- D /JSA ( 1. 2 m3 ) 脉动真空蒸汽灭菌器脉动真空蒸汽灭菌器,现就该设备常见故障与解决方式举几
 
个例子。
 
( 1) 湿包问题与解决途径**典型的问题就是压力容器部分泄漏,它不光
 
危害运行安全,也会造成湿包,危害医疗安全。腔
 
体或是灭菌柜体泄漏,早期常常表现为: 在腔体不锈钢层面上,出现 1 - 3mm 级别的小洞,或是 2 - 5mm 左右的裂纹,蒸汽或是其冷凝水从夹层内通过漏点漏到灭菌腔内,不灭菌时难以觉察,但灭菌后,泄漏的水汽会弄湿漏点附近的消毒包,造成正常包件湿包。漏点的位置,大多发生在腔体靠近底部的位置。对于漏点的处理,要么要专业人员进行维修,要么联系厂家处理。导致湿包的还有一个常见原因就是内室排汽管路上的单向阀故障,导致下排汽孔冷凝水反涌回内室,从而造成湿包。通常是更换单向阀即可解决故障。但厂家配件往往需要周期,而市面上的单向阀又往往不兼容,为解决这一问题,可从市面买回的单向阀取其耐高温硅胶垫片来代替老化的垫片。需要注意的是,安装耐高温硅胶垫片以能转动垫片为松紧标准,过松或过紧都会
 
导致其密封失败。 ( 2) 主板故障
 
故障现象是: 在确定水压、蒸汽压力及压缩空气压力正常的情况下,关好柜门后,按 “启动”按键,不能启动灭菌程序,但一直按着 “启动”按键,可以将程序跳转到下一步,但泵、阀等装置无动作。拆下控制板,观察线路板的芯片,没有
 
NOVRAM、EEPROM 或者 FLASH 之类的东西,判断不是被锁定。将线路板做清洁处理,仔细观察了一遍,没有明显烧焦损坏的零件,焊点也无虚焊脱焊的迹象。拿出万用表,将电路板上除了集成电路以外的所有器件,包括电阻、电容、二极管、三极管、光耦……都测了一下。发现了 5 处疑似故障:3 个电阻 2 个电容,和标称值不符,相差较大。拆
 
下来测量,其中 2 个电阻 2 个电容是正常的。另外一个是个 4S560 的 SIP8 封装的电阻排,集成了 4
 
个 560Ω 的电阻,其中一个断路了。这个电阻正好位于输入部分的隔离光耦附近,预判是因该元件损坏使某个信号不能传输**单片机而引起的程序不能
 
运行。拿出 4 个 560Ω 的电阻代替原有的封装电阻排。开机试机,正常,交付使用。
 
( 3) PLC 故障和触摸屏的黑、白屏现象
 
SCM - D /JSA ( 1. 2 m3 ) 脉动真空蒸汽灭菌器
 
脉动真空蒸汽灭菌器控制系统采用 SIEMENS S7 -
 
200 可编程控制器 PLC + 彩色触摸屏控制。易发生
 
PLC 故障和触摸屏的黑、白屏现象。针对这种现象对仪器进行检查,能够发现,大多现象出现的原因
 
主要来自于 PLC、触摸屏本身。**种是元件老化、DC24 - V 电源故障,只要细心检查,更换元件即可; 第二种是电路部分受潮形成的短路,这主要是由于灭菌工作完成后,里面的蒸汽与外面的冷空气接触形成水蒸气,导致短路,根据电路受影响程度,有更换元器件或者远程控制等方法。
 
4 脉动真空灭菌器的保养
 
通过对脉动真空灭菌器的保养,能够降低或避免故障的发生,不仅大大提高了科室工作效率,并且延长了机器使用寿命,也给工程师们减轻了负担。
 
脉动真空灭菌器的保养主要有两种手段,分别是日常维护和定期保养。日常维护一般由科室和操作人员完成,是每天都要进行的工作,属于医院制度化的章程,并且在操作规程和注意事项上都有明确警示和规定。日常保养人员**是具有一定仪器知识的工作人员,而且需要极强的责任心,在维护仪器设备的清洁和观察调整机房温度、湿度上要细心谨慎,随时注意仪器运行过程中是否有异常气味和声音,图像质量是否正常,发现操作失误时,要及时予以纠正。在定期保养上,主要是一名管理人员搭配一名技术人员来共同完成,这是一项不断循环进行的有组织且有计划的维修措施,对于实时把握仪器状况,及时解决问题故障有重要意义。一般来说,定期保养实行三级制,一级,一次时间间隔在一个月到一季度之间,主要是清尘、除垢,检查各种元器件的使用情况与损坏情况并形成书面记录; 二级,一次时间间隔在半年到一年左右,除了做好一级的养护外,主要是对控制系统和仪表精度、灵敏度进行测试和校正和计量测定,更换高压

发生器**缘栅等到期的损耗品; 三级,一次时间间隔在两年到四年左右,这是在做好一级二级保养的基础上,对整机进行全面拆卸予以清洗检修,对超过使用期的元件进行修复或更换,对仪器进行全面严格的调试,以恢复其工作的精度和性能。保养上主要是以上措施。
 
在仪器的维修上,方法多样,不管是跟踪性维修、预防性维修还是即时维修,都要做到细心谨慎,严格按照**家颁布的标准进行,按照医院的相关规定严格操作。维修人员除了需要扎实的专业基础知识以外,还要有丰富的实践经验,多观察,多询问,做好维修前后的档案记录,完善仪器的档案管理。除了多多积累经验之外,维修人员还要定期参加提高培训和技术交流会议,将自己培养成为实践经验丰富、动手能力强的维修队伍,为仪器的运行始终处在良好状态贡献力量。
 
小结
 
总之,灭菌设备的正确使用和日常维护保养与维修,是延长设备使用寿命和减少故障的必要条件,也是保证灭菌工作顺利进行的**手段。