اتوکلاو در صنعت

اتوکلاو در صنعت

خلاصه مقاله :

دستگاه اتوکلاو که به انگلیسی( Autoclave) می شود، دستگاهی است برای استریل کردن ابزار آلات پزشکی، آزمایشگاهی و غذایی در فشار بالا و دمای زیاد که این عمل توسط بخار آب انجام می شود. اتوکلاوها در پزشکی برای انجام استرلیزه کردن و درصنایع شیمیایی جهت به عمل آمدن پوشش‌ها و سنتز هیدروترمال و در صنایع غذایی برای پخت و از بین بردن باکتری های موجود در مواد غذایی خام به کار برده میشوند.

دستگاه اتوکلاو که به انگلیسی( Autoclave) می شود، دستگاهی است برای استریل کردن ابزار آلات پزشکی، آزمایشگاهی و غذایی در فشار بالا و دمای زیاد که این عمل توسط بخار آب انجام می شود. اتوکلاوها در پزشکی برای انجام استرلیزه کردن و درصنایع شیمیایی جهت به عمل آمدن پوشش‌ها و سنتز هیدروترمال و در صنایع غذایی برای پخت و از بین بردن باکتری های موجود در مواد غذایی خام به کار برده میشوند.

استریل کردن به معنی از بین بردن تمامی اشکال رویش میکروارگانیسم ها مانند: باکتری ‌های مختلف ، ویروس‌ ها، انگل‌ ها، قارچ‌ ها و اسپور ها (spore). اما، پریون ها و عامل جنون گاوی توسط اتوکلاوها از بین نمی‌ روند. همچنین تعدادی از میکرو ارگانیسم ها که اخیرا کشف‌ شده اند، قادر هستند در دمای بالاتر از ۱۲۱ درجه سانتیگراد نیز رشد کنند. همه مواد را نمی ‌توان توسط اتوکلاو استریل کرد مانند بعضی مواد پلاستیکی. چون در این شرایط ذوب می‌ شود و یا بعضی مواد کاغذی نمی تواند میزان بالای فشار بخار را تحمل کند که در این موارد باید از فور ( گرمای خشک ) و یا سایر روش‌ های استریل کردن مانند اشعه گاما، گاز و محلول فرمالدئید، گاز اتیلناکساید، پلاسما ( پراکسید هیدروژن )، پرتو و مواد شیمیایی ضد (Electron beam) الکترونی عفونی استفاده کرد، که هر یک از روش ها معایب و مزایای خودش را دارد.

• تاریخچه دستگاه اتوکلاو

اتوکلاو های صنعتی در کامپوزیت ‌ها مورد استفاده قرار می‌ گیرد. ابعاد این دستگاه از ابعاد آزمایشگاهی که معمولاً به شکل یک استوانه درب دار است تا ابعاد صنعتی که طول آن به ۱۵ متر می‌ رسد متغیر است. این اتوکلاو را یک میکروبیولوژیست فرانسوی به نام چارلز چمبرلند ( Charles Chamberland ) در سال ۱۸۷۹ میلادی اختراع کرد. واژه اتوکلاو از ترکیب دو واژه (auto-) به یونانی یعنی خودکار و ( clavis ) در لاتین به معنی کلید، تشکیل شده‌ است.

• کاربرد های دستگاه اتوکلاو

بسیاری از دستگاه های اتوکلاو برای استریل تجهیزات و ابزار آلات مورد استفاده قرار می‌گیرند. اپراتوری که با اتوکلاو کار می کند تجهیزات و وسایل مورد نیاز را به مدت ۱۵ الی۲۰ دقیقه (بسته به حجم بار و محتویات آن ) در معرض بخار اشباع ۱۲۱ درجه سلسیوس (۲۴۹ درجه فارنهایت) را درون اتوکلاو قرار می دهد. دستگاه اتوکلاو صنعتی، بسیار بزرگ و از جنس فولاد میباشد که از آن به عنوان یک محفظه فشار برای فرآیندهای صنعتی که به دما و فشار بالایی نیاز دارند، استفاده می‌شود. در واقع فشار بالایی که درون محفظه ایجاد می‌شود باعث بسته شدن خودکار (Self-sealing ) اتوکلاو می‌گردد. البته برای ایمنی و حفاظت بیشتر، دستگاه به صورت دستی از بیرون هم قفل می‌شود. لازم به ذکر است وجود یک شیر کنترل کننده (Safety valve ) از افزایش بیش از حد فشار بخار درون محفظه جلوگیری می‌کند.
از اتوکلاو های استریل ساز به‌طور گسترده ‌ای در زمینه های بسیار متفاوتی استفاده می شود. از جمله در زمینه میکروبیولوژی، زمینه های متفاوت پزشکی،خالکوبی، فرآوریداروهای دامپزشکی، علم قارچ‌ شناسی، عمل های جراحی، دندانپزشکی، طراحی و ساخت پروتز استفاده می‌ شود. اصولا استریل کردن وسیله ای، به اندازه و عملکرد آن وسیله بستگی دارد.

• انواع دستگاه‌های اتوکلاو:

اتوکلاوها با توجه به نوع تجهیزات و دستگاه هایی که استریل می‌کنند به سه دسته تقسیممی شوند:

اتوکلاو کلاس N : در خرید این نوع از دستگاه های اتوکلاو نیاز به دقت بیشتری است. این نوع از اتوکلاو، بر اساس استاندارد، قابلیت این را دارد که ابزارآلات جامد بدون پوشش را استریل کند. بنابراین هیچ تضمینی برای استرلیزه شدن موارد و وسایل پوشش دار نظیر پارچه و یا کاغذ های مدیکال وجود ندارد. همچنین این دستگاه قابلیت استریل کردن وسایل حفره دار را ندارد.

اتوکلاو کلاسS: این دسته از اتوکلاو ها قابلیت استریل کردن وسایلی را دارند که توسط کارخانه مربوطه معین می گردد. این دستگاه اتوکلاو همچنین قابلیت استرلیزه کردن ابزار آلات بدون پوشش و یا پوشش دار جامد را دارا است. علاوه بر این توانایی استریل کردن موادی دیگر مانند مواد نساجی مثل پارچه، وسایل سوراخ دار کلاسB و گاز تک لایه را دارد. نکته مهم در مورد اتوکلاو کلاس S این است که می تواند با پمپ وکیوم و یا حتی بدون آن تجهیز شود. این نوع از اتوکلاو ها قطعا دارای سیکل خشک کن هستند.

اتوکلاو کلاسB: این نوع اتوکلاو می تواند ابزار و وسایل جامد، با پوشش و یا بدون پوشش را استریل کند. علاوه بر این، این دستگاه قابلیت استریل مواد نساجی و ابزار دارای سوراخ مدل B و Aرا داراست. اتوکلاو های این کلاس از یک موتور پمپ قدرتمند نیز بهره می برند.

اتوکلاو های سریع: از این نوع اتوکلاو در اتاق های عمل، کلینیک ها و مراکز پزشکی و دندان‌پزشکی به منظور استرلیزه کردن در حجم کم استفاده می‌شود.

• عملکرد دستگاه اتوکلاو

در دمای بالا درون سیستم اتوکلاو بخار تولید می شود که این بخار از طریق یک لوله به سمت بالا حرکت می کند. لوله مذکور از اطراف محفظه اتوکلاو حرکت می کند و وارد محفظه دستگاه می شود. در درون محیط اتوکلاو، تمام تجهیزات در داخل بخار استرلیزه می شوند. این بخار سپس به وسیله ای که در قسمت دیگر محفظه قرار دارد ( لوله خروجی ) از اتوکلاو خارج می شود. اتوکلاو دارای قفلی محکم و ایمن است که وظیفه این قفل جلوگیری از خروج بخار از محفظه دستگاه می باشد. همچنین در درون سیستم اتوکلاو یک شیر کنترل کننده تعبیه شده است تا هر لحظه فشار داخل محفظه اتوکلاو را بررسی کند. این شیر باعث می شود که فشار داخل محفظه در حد مجاز تعریف شده نگه داشته شود. معمولا فشار معمولی اتمسفر کمتر از فشار بخاری است که وارد دستگاه می شود. به همین دلیل است که دمای آن حدوداً ۱۲۰ تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.

• توضیح مهمترین اجزای اتوکلاو ها

درب اتوکلاو: این درب وظیفه جدا کردن محفظه استریلیزاسیون از محیط خارجی را عهده دار است و همچنین مجهز به امکانی است که هنگام بالا رفتن فشار داخل محفظه از باز شدن درب ممانعت می کند.
دریچه ایمنی: وظیفه این دریچه جلوگیری از بالا رفتن فشار بیش از حد مجاز در داخل محفظه اتوکلاو می باشد.
محفظه استرلیزه کردن: در این محفظه وسایل مورد نیاز استرلیزه می شوند. این محفظه به هنگام استرلیزه کردن باید با بخار پر شود.
فشارسنج بیرونی: فشار سنج بیرونی یک وسیله مکانیکی است که اندازه و میزان فشار بخار را در قسمت بیرونی محفظه به نمایش می گذارد.
فشار سنج محفظه اتاقک: این نوع فشار سنج یک وسیله مکانیکی است که اندازه و میزان فشار بخار محفظه مربوط به استرلیزه کردن را به نمایش می گذارد.

• شرایط مناسب جهت بهبود عملکرد دستگاه اتوکلاو

در هنگام کار، گرما و رطوبت محیط را فرا می گیرد، لذا لازم است محیط از تهویه مناسبی برخوردار باشد.
لازم است که دستگاه اتوکلاو از هر طرف حداقل ۸۰ سانتی متر فضای خالی داشته باشد.
زاویه کف اتوکلاو باید صاف و دقیقا تراز باشد و از مواد مقاوم نسبت به رطوبت و گرما استفاده شود.
لازم است که خروجی الکتریکی، یا اصطلاحا همان پریز برق، با اتوکلاو متناسب باشد.
از لحاظ مصرف آب، اتوکلاوها به دو دسته تقسیم می شوند: کم مصرف و پر مصرف. به همین دلیل توصیه می شود که به تناسب اتصالات آب با مقدار مصرف آن، از لحاظ فشار و حجم توجه شود.

• ساختار و کارکرد دستگاه اتوکلاو

بخار از بخش پایین دستگاه اتوکلاو درون یک لوله به سمت بالا و در اطراف محفظه دستگاه حرکت می‌کند. پس از وارد شدن در محفظه اتوکلاو بخار تمام قسمت های موجود در آن را استرلیزه می‌کند. سپس از طریق لوله مخصوص خروج (Exhaust pipe) از قسمت پایین دستگاه اتو کلاو خارج می‌شود. برای امنیت و اطمینان بیشتر یک قفل محکم از خروج بخار درون محفظه جلوگیری می‌کند. یک عدد شیر کنترل کننده فشار درون محوطه دستگاه اتوکلاو را تنظیم می‌کند.

زمانی که دستگاه اتوکلاو بسته می‌شود ،تمام هوای محفظه آن توسط یک پمپ خارج می‌شود یا بخاری که وارد محفظه شده است می‌تواند هوا را با نیروی خود خارج کند و جایگزین آن شود. فشار بخاری که وارد دستگاه شده است بالاتر از فشار نرمال اتمسفری است، بنابراین دمای آن تقریبا ۱۴۰-۱۲۰ درجه سانتیگراد است. زمانی که دمای دستگاه به دمای مورد نیاز رسید بخش تایمر ترموستات شروع به کار می‌کند. زمان موردنیاز برای فرآیند استریلیزاسیون و از بین بردن بیشتر میکروارگانیسم‌ها حداقل ۳ دقیقه و حداکثر۲۰-۱۵ دقیقه است. زمان دقیق استریل کردن وابسته به اندازه تجهیزات و میزان آلودگی آنها و همچنین جریان بخار موجود در اتوکلاو است. پس از گذشت زمان، بخار و فشار درون دستگاه خارج می‌شود و با باز شدن دستگاه تجهیزات موجود در آن خشک و خنک می‌شوند.

در دستگاه اتوکلاو به دلیل وجود بخار با فشار و دمای بالا، امکان انفجار بخار به هنگام آزاد شدن ناگهانی فشار وجود دارد لذا باید تمام نکات ایمنی را رعایت کرد. فرآیند استریل کردن توسط دستگاه اتوکلاو به دلیل دمای بالایی که دارد با سرعت و کیفیت بالا انجام می‌شود.
اتوکلاو هایی که جهت فرآیند صنعتی و آزمایش های علمی صورت می گیرند، توانایی استفاده از گازهای دیگر به جای بخار جهت انجام واکنش های شیمیایی را دارد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص راه اندازی خطوط تولید صنایع غذایی از طریق شماره های زیر با ما در ارتباط باشید.