Rad pod pritiskom nije zabavan. Roki, stres, glavobolje, zahtjevan šef. Ali ako ti'Re autoklav, najbolje radiš pod pritiskom. U stvari, radiš samo pod visokim pritiskom. U ovom postu ćemo istražiti kako autoklavi rade pod visokim pritiskom uslova parne i toplote za ubijanje mikroorganizama. Također ćemo pogledati kako autoklav's funkcija je slična kuhalo za pritisak, i koje su osnovne faze autoklavnog ciklusa.
Toplota ubija sve
Kao što smo objasnili u našem prvom postu o mikrobiologiji, mikroorganizmima je potrebna hrana, prava temperatura, i dovoljno vlage da prežive i razmnožavaju se. Zašto ih onda ne izgladnimo ili osušimo? Pošto mikroorganizmi mogu preživjeti na sićušnim količinama hranjivih tvari i vlage, ove metode nisu dovoljno učinkovite. Štaviše, spora, vrsta bakterija koja živi u stanju kvazi hibernacije, može preživjeti u izuzetno negostoljubivim uvjetima.
Dakle, ako nijedna od ovih metoda ne radi, kako možemo uništiti mikroorganizme? Odgovor je vrućina. Toplota uništava proteine unutar mikroorganizama, proces koji se zove denaturalizacija. Kako bi se shvatilo kako ovo funkcionira, neka'Pogledaj na dva načina kako možemo kuhati jaje.
Ako uzmete jaje, otvorite ga i bacite u lonac ključale vode, skuvaćete jaje tako što ćete ga loviti. Bijeli dio jajeta počinje se držati zajedno i postaje tvrd, proces zvan koagulacija, koji se javlja na 52°C. Kada se jaje koagulira, postaje denaturalizirano i tako ubija sve proteine unutar ćelija jajeta.
Drugi način da skuvate jaje je da ga spržite u tavi. U početku će se jaje koagulirati, ali ako ostavite jaje u tiganju i pustite ga da nastavi pržiti, sve će na kraju pocrneti. Ovo sagorevanje se zove oksidacija, i javlja se na mnogo višim temperaturama od koagulacije. Oksidacija je hemijski proces u kojem se elektroni uklanjaju iz atoma, a krajnji rezultat je smrt tog organizma.
Primjer oksidacije - Osnove sterilizacije - Tuttnauer
(L) Poširano jaje uzrokuje da jaje postane bijelo i tvrdo i tako koagulira. (R) Ovdje su dva jaja spaljena u tiganju, primjer oksidacije
Sterilizacija parom, u obliku autoklave, koristi prvu metodu, koagulaciju, za ubijanje mikroorganizama. To znači da autoklavna komora djeluje slično onom loncu ključale vode koja je poširala jaje. Ključni sastojak koji obojica dijele je prisustvo parne, ili plinovite vode. Paru unutar autoklave je agens kojim vlaћna toplota napada mikroorganizme, uzrokujuжi da se koaguliљu i umru.
Kako bismo shvatili kako autoklavi koriste snagu parne za ubijanje mikroorganizama, istražit ćemo kako funkcionira kuhalo za pritisak.
A Souped-up Pressure Cooker
Riječ"autoklav"dolazi iz latinskog"Automatski"(ja) i"clavis"(ključ), drugim riječima, uređaj za samozaključavanje. Autoklav's osnovna funkcionalnost je prilično slična onoj kod kuhala za pritisak, tipa umaka koji je u stanju kuhati hranu 50-70% brže od običnih metoda kuhanja.
Pogled na unutrašnjost kuhala za pritisak - Tuttnauer - Osnove sterilizacije
Pogled na unutrašnjost kuhala za pritisak
Uzmite malo sirove hrane, na primjer graha, i smestite je unutar kuhala za pritisak vodom ili drugom tekućinom, a zatim zatvorite posudu specijalnim poklopcem za zaključavanje, koji uključuje okruglu gumenu bravu koja se koristi za bravu u pari. Mjesto na vatru na visokim vrućinama i čekati da temperatura poraste i da paru počne bježati. Unutar zatvorene komore para će se proširiti i izgurati preostali zrak kroz ventil za ispušne zrake.
Spustite plamen i pustite da kuhalo pod pritiskom nastavi kuhati bez dodira ventila ili poklopca. Primijetite da ventil za ispušne zrake dozvoljava da dio pare pobjegne, tako da pritisak ne'T izgraditi previše, i tako spriječiti eksploziju.
Ovo"efikasan kuhinjski užitak"bukvalno tjera toplotu unutar hrane koristeci :
Visokotlačana paro, koja je bolji kondukter toplote od zraka.
Vrućina visoke temperature (iznad 100°C), zbog čega hrana brže kuha.
Stiže Autoklav.
Kao i kuhalo za pritisak, autoklav je mašina koja koristi kombinaciju visokog pritiska i paru kako bi se toplota prebacila na artikle koji su u njemu. Izumio ga je Charles Chamberland 1879. godine, prvi autoklav je u suštini bio proslavljeni kuhač za pritisak. I baš kao što je kuhalo za pritisak prolazilo kroz bezbroj nadogradnji dizajna u posljednjih nekoliko stoljeća, kao i autoklav. Od osnovnih, mehaničkih mašina do potpuno kompjuteriziranih, sofisticiranih remek-djelova sterilizacije, autoklavi su daleko došli.
Danas, bolnice, laboratorije i doktori'kancelarije koriste autoklave da steriliziraju čvrstu i šuplju opremu, zalihe, tekućine i otpad. A u hemijskoj industriji, autoklavi vulkaniziraju gumu, izliječe prevlake, i sintetiziraju kristale -- kao što su u rastućem sintetički kvarc i dragulji.
Iako autoklavi dolaze u raznim veličinama i modelima, osnovni princip ostaje: ukorenjavanje snage pritiska i paru za ubijanje mikroorganizama.
Bakterije prije i poslije sterilizacije
(L) Prije sterilizacije, bakterije izgledaju zdravo i snažno. (R) Nakon sterilizacije, membrane su napuknute i rastrgane od izlaganja visokoj temperaturnoj pari, uzrokujući tako da bakterije umru
Autoklav, osnovni pregled
Kao što smo već razgovarali, kuhalo za pritisak tjera vlagu topline unutar hrane kako bi je skuhali. Zamisli da umjesto hrane imaš tacnu kirurškog pribora spremnog za sterilizaciju za sutra.'operacija. Stavljanje u autoklavu i trčanje ciklusa natjeralo bi vlagu topline u sve moguće kučeve i luđake na površinama opreme.
Ovde's osnovni pregled ciklusa autoklava, koji varira, naravno, u zavisnosti od toga šta i koliko materijala se autoklavirao:
Prvo zagrijemo vodu na temperaturu ključanja da generišemo paru koja ulazi u autoklavnu komoru. Dok parom ulazi u komoru, zrak se uklanja iz komore, i nastavlja se izgurati dok se parom širi. Zrak se mora ukloniti iz komore ili vakuumnim procesom (kao u velikim autoklavama koje koriste pumpu ili izbacivač) ili procesom pomaka (kao u nekim manjim tabletop autoklavama).
Sada kada je zrak uklonjen povećavamo temperaturu i pritisak zatvaranjem komornog ispušnog ventila dok nastavljamo da dodajemo paru komori. Temperatura i pritisak će se popeti na nivo potreban za sterilizaciju. Potrebna temperatura se obično podeša na 121°Cili 134°C.
Ova faza se zove vrijeme sterilizacije, ili držanje vremena, pošto je sada vrijeme kada se stvarna sterilizacija dogadja. To može potrajati oko 3-20 minuta, ovisno o veličini i sadržaju tereta. Zbogom mikroorganizmi!
Sada kada je sterilizacija završena, to'vrijeme je da smanjimo pritisak, što radimo otvaranjem ispušnog ventila i ispuštajućom parom. (Sjetite se kako kola za pritisak imaju sigurnosni ventil iz istog razloga?)
Konačno, ohladimo teret, što ga čini sigurnim za rukovanje kada otvorimo autoklavna vrata.
Ne ponesti steam... Tek smo počeli!
Pusti's pregled: naučili smo da je toplota, a konkretno, vlazna toplota, najbolji način da se ubiju klice. Postoje dva načina da se ubije pomoću toplote, koagulacijom ili oksidacijom. Autoklavna sterilizacija koristi koagulaciju u obliku visoko pritisnutih pari za denaturiranje proteina unutar mikroorganizama. Onda smo usporedili kako kuhalo za pritisak funkcionira s onim kako autoklav radi. Baš kao što kuhalo za pritisak koristi intenzivnu snagu paru da natera toplotu u hranu, autoklav takođe koristi paru da"Sila"paru u opremu, ubijajući sve oblike mikrobioloskog života živeći na rečenoj opremi. I na kraju smo pogledali osnovne faze ciklusa autoklava, od zagrijavanja vode i pritiska zgrade, do držanja vremena i hlađenja.