灭菌方法:蒸汽灭菌



简单即美

蒸汽之美在于其简单性。物理学家尚未找到一种更有效的能量传递剂,这使蒸汽成为灭菌的理想选择。现在,我们将尝试解释这种情况的发生方式以及为什么它是如此强大的能量传递媒介。

蒸汽

任何温度下的水都会缓慢但必定会蒸发并变成气体。这是由于水分子运动而发生的自然过程。但是,当水被加热并达到100摄氏度时,该过程加剧,水的蒸发速度比以前高得多,不仅在表面,而且在水中。可见的蒸气是气泡,气泡从水内部上升到表面并逸出到空气中。这种蒸气称为蒸汽。实际上发生的是,当水变成蒸汽时,水的体积膨胀了1600倍!!

蒸汽蒸气不可见;请注意,在水龙头附近您几乎看不到任何东西。我们看到的云是蒸汽凝结水,蒸汽凝结到较冷的空气时形成的水滴。

缩合

一个常见的错误是将沸腾的水壶中的水云与蒸汽混淆。蒸汽是一种看不见的气体。我们实际上看到的是当看不见的蒸汽与较冷的空气接触时形成的微小水滴。蒸汽凝结并再次变成水,这就是我们所看到的。

冷凝和汽化是相反的!冷凝过程中会释放出蒸发所需的热能。
当蒸气撞击较冷物体的表面时,热能从蒸汽传递到较冷物体,从而将其加热。灭菌中使用的蒸汽温度很高,以至于与灭菌负载(较冷的物体)接触并凝结时,会转移足够的热能以杀死负载上的所有细菌。这就是为什么蒸汽如此有效地杀菌的原因之一。

饱和蒸汽-微妙的平衡

饱和蒸汽称为饱和蒸汽,因为该空间不能包含更多的气态水(蒸汽)。温度一下降,蒸气就会凝结回水中。饱和蒸汽中的水分在3%至5%之间,与干热相比,这种水分在较低的温度下有助于破坏微生物,并且比没有水分时要快得多。

深层蒸汽渗透

水蒸气比干燥的空气更有效地传递热量。如果我们能理解原因,那么我们就会理解为什么与干热相比,蒸汽是一种效率更高的杀菌剂。在我们之前的文章中,我们讨论了凝结是如何在比氧化更低的温度下开始的。干热灭菌是一种杀死微生物的氧化方法,简而言之就是将其燃烧。但这还不止于此,水分还是热量的载体,并会导致凝聚而杀死微生物。微生物中的水分含量也影响其破坏的难易程度。包含更多水的微生物更容易被热杀死,因为水分比干热更有效地将热能转移到微生物中。例如,孢子相当干燥,因此需要更长的时间进行灭菌,但是蒸汽提供的潮湿环境比干热明显更快,更有效地灭菌,这使其非常适合破坏孢子。

蒸汽的渗透很深,因为它具有冷凝能力:当蒸汽凝结成水时,1600升蒸汽凝结成1升水。体积的巨大减少会产生很强的抽吸力,从而使灭菌非常有效,因为它会向被灭菌的较冷物体抽吸更多的蒸汽。这就是为什么蒸汽可以如此强大而深入地渗透到各种负载类型,纺织品和多孔负载中的原因。

饱和蒸汽的主要优点总结如下:

  • 蒸汽中存在一定的湿度(通常为3%-5%)会增强微生物的杀灭效果,因为凝结作用是在52°C的低温下开始的。
  • 微生物细胞内的水分使其更易于杀死
  • 蒸汽一碰到需要消毒的较冷物体,就会凝结成水并释放大量热量
  • 蒸汽冷凝时体积的变化会产生吸引力,从而吸引更多的蒸汽,从而大大提高了渗透深度
  • 饱和蒸汽的温度和压力之间的关系使其易于控制

凭借蒸汽的所有这些优点,很容易理解为什么它是**常见和**有效的杀菌剂。