Cách sử dụng nồi hấp tiệt trùng phòng thí nghiệm

Nồi hấp tiệt trùng phòng thí nghiệm là thiết bị cần thiết để khử trùng cho dụng cụ, hóa chất. Vậy nguyên lý hoạt động của loại nồi hấp này như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu với Nihophawa nhé

Khử trùng bằng hơi nước là 1 công việc quan trọng ở bất kỳ phòng thí nghiệm nào. Quá trình khử trùng được thực hiện bằng nồi hấp. Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu cách thức hoạt động của nồi hấp, quy trình cũng như tại sao chúng ta sản xuất và sử dụng thiết bị này.

Giới thiệu về nồi hấp phòng thí nghiệm

Nồi hấp , Autoclave hay Steam sterilizer về cơ bản đều mang 1 ý nghĩa là thiết bị khử trùng bằng hơi nước. Các thuật ngữ này có thể thay thế cho nhau. Từ nồi hấp tiệt trùng được sử dụng thường xuyên tại các bệnh viện, các cơ sở sản xuất dược phẩm. Trong khi từ tủ hấp tiệt trùng thường hay xuất hiện tại các cơ sở nuôi cấy vi sinh.

Nồi hấp y tế là 1 thiết bị có mặt ở hầu hết các cơ sở khoa học. Thiết bị này sử dụng nhiệt hơi để tiêu diệt bất kỳ sự sống vi sinh nào bám trên vât liệu bị ô nhiễm. Bất kỳ vật liệu nào đã trải qua chu trình tiệt trùng hoàn toàn được gọi là vô trùng. Và chúng được sử dụng mà không sợ đưa vi sinh vật lây nhiễm nào vào môi trường nhạy cảm. Môi trường đó là phòng thí nghiệm, phòng điều hành trong bệnh viện, cơ sở sản xuất thực phẩm… v.v.

Các loại vật liệu khác nhau có thời gian và nhiệt độ tiệt trùng khác nhau. Một số nồi hấp của hãng có những tính năng mà của hãng khác không có như hút chân không, chu trình đặc biệt, buồng hơi điện tích hợp.

Bạn có thể xem thêm chi tiết về lịch sử ra đời của thiết bị này tại: https://nihophawa.com.vn/noi-hap-tiet-trung

Lịch sử của nồi hấp

Vấn đề này đã được nhắc đến khá nhiều ở những bài viết trước. Năm 1879 Charles Chamberland đã phát minh ra thiết bị giống như chiếc nồi sử dụng hơi nước và không gian kín để hấp tiệt trùng các vật liệu bên trong.

Không giống với các quá trình diễn ra trong phòng thí nghiệm và bệnh viện ngày nay. Quá trình khử trùng đã xuất hiện và phát triển qua rất nhiều cách sử dụng. Áp dụng rất nhiều phương pháp và nguyên tắc trong 150 năm qua.

Hầu hết những tiến bộ trong công nghệ nồi hấp kể từ thời điểm đó tới nay đều xoay quanh việc cải thiện theo dõi quá trình khử trùng càng ngày càng chính xác. Đảm bảo anh toàn hơn cho người dùng hoặc tạo ra các thiết bị khử trùng theo chu kỳ mới.

Chỉ có yếu tố duy nhất không đổi theo thời gian đó là sử dụng hơi nước làm chất khử trùng.

Tại sao phải sử dụng hơi nhiệt?

Để tiêu diệt 1 tế bào thông qua nhiệt. Nhiệt độ của chất dẫn phải tăng lên đến mức mà các protein trong thành tế bào bị phá vỡ và đông lại. Hơi nước là 1 phương tiện truyền nhiệt hiệu quả. Do đó, hơi nước là 1 cách tuyệt vời để tiêu diệt vi khuẩn. Mặt khác, không khí được đánh giá là kém hiệu quả hơn rất nhiều so với khả năng truyền nhiệt của nước.

Để làm 1 lít nước đạt điểm sôi ở 100⁰C cần 80kcal năng lượng nhiệt. Để chuyển đổi 1 lít nước sôi thành hơi cần thêm 540 kcal nữa. Điều này có nghĩa là hơi nước ở 100⁰C chứa năng lượng gấp 7 lần so với nước dạng lỏng ở cùng nhiệt độ.

Đó là cách tính năng lượng cụ thể khi làm cho nước sôi, chứng tỏ hiệu quả tiệt trùng mà hơi nước mang lại lớn hơn rất nhiều. Khi hơi nước gặp chất làm mát sẽ ngưng tụ thành nước và truyền toàn bộ năng lượng nhiệt vào vật chất đó. Khả năng làm nóng hiệu quả hơn nhiều so với không khí ở nhiệt độ tương tự.

Qua đó có thể thấy, hơi nước là cách đạt được sự vô trùng trong quá trình hấp khử trùng.

Vô trùng là gì?

Hầu hết mọi người đều hiểu rằng vật liệu vô trùng là không có vi sinh vật và an toàn sử dụng trong y tế. An toàn trong sản xuất thực phẩm, phòng thí nghiệm hoặc các cơ sở khác.

Vậy chính xác có bao nhiêu vi sinh vật sẽ tồn tại theo thời gian ở nhiệt độ cố định? Chắc chắn là không bao giờ đạt đến điểm 0.

Việc khử trùng mất bao lâu tùy thuộc vào nhiệt độ cài đặt và mức đảm bảo vô trùng mong muốn. Nhiệt độ càng cao, vô trùng đạt càng nhanh.

Nồi hấp phòng thí nghiệm hoạt động như thế nào?

Dù là nồi hấp nhỏ hay nồi hấp công nghiệp đều hoạt động theo nguyên tắc tương tụ nhau. Đều cấu tạo từ thân vỏ, cửa khóa và có buồng hấp áp suất. Trong buồng hấp khi khóa cửa luôn đảm bảo kín khí để hơi nước sẽ dần thay thế toàn bộ không khí trong đó. Hơi nước sau khi được điều áp để đạt đến nhiêt độ và thời gian khử trùng mong muốn. Dưới đây là các giai đoạn trong quá trình hấp khử trùng:

• Giai đoạn thanh lọc: Hơi nước được bơm vào buồng hấp. Bắt đầu quá trình dịch chuyển không khí. Nhiệt độ và áp suất tăng nhẹ để thanh lọc dòng hơi liên tục.
• Giai đoạn tiệt trùng: Hệ thống điều khiển của nồi hấp được lập trình đóng van xả khí. Làm nhiệt độ và áp suất trong buồng hấp tăng đến điểm cài đặt. Chương trình duy trì nhiệt độ cài đặt đến khi đạt đủ thời gian.
• Giai đoạn xả: Áp suất được giải phóng khỏi buồng hấp thông qua van xả. Bên trong được khôi phục lại áp suất khí quyển mặc dù vật liệu hấp vẫn còn tương đối nóng.

Thành phần quan trọng của nồi hấp tiệt trùng phòng thí nghiệm

Nồi hấp điển hình sử dụng trong phòng thí nghiệm được cấu tạo bởi các thành phần chính sau:

Buồng hấp

Đây là thành phần chính của nồi hấp phòng thí nghiệm. Cấu tạo gồm buồng bên trong và nằm trong vỏ máy. Các nồi hấp này được lắp ráp các buồng nằm cạnh bình chứa nước, giảm thời gian hoàn thanh các chu trình khử trùng và giảm sự ngưng tụ trong buồng hấp.

Buồng hấp của nồi hấp phòng thí nghiệm thường có kích thước từ 20 – 100 lít.

Hệ thống điều khiển

Tất cả nồi hấp hiện đại trong phòng thí nghiệm đều được trang bị giao diện điều khiển. Các hệ thống điều khiển của nồi hấp phức tạp hơn 1 chút so với các thiết bị gia dụng. Một chu trình khử trùng cần tuân thủ theo 1 phần mềm trực tuyến. Các quy trình cụ thể thông qua 1 loạt các giai đoạn đóng mở van và theo thứ tự cụ thể.

Do đó, tất cả nồi hấp phòng thí nghiệm đều yêu cầu 1 bộ điều khiển. Dù thiết bị chỉ có nhu cầu đơn giản như nhấn nút điều khiển hay đòi hỏi bộ vi xử lý logic lập trình với màn hình cảm ứng màu.

Bẫy hơi

Bẫy hơi là một trong nhiều phụ kiện của nồi hấp tiệt trùng. Thiết kế cho phép nước hoặc hơi nước ngưng tụ thoát ra khỏi buồng hấp. Mặc dù bẫy hơi có nhiều loại khác nhau nhưng chức năng chung là cho phép hơi nước ngưng tụ thoát ra. Thông thường, bẫy hơi là các van nhạy cảm với nhiệt độ. Đóng lại khi được làm nóng và đặt ở 1 điểm nhất định. Đây là 1 thành phần quan trọng trong cấu tạo nồi hấp tiệt trùng phòng thí nghiệm.

Van an toàn của nồi hấp phòng thí nghiệm

Các nồi hấp hoạt động dưới áp suất  cao  từ 14 – 45 psi. Do đó, đòi hỏi cấu tạo toàn bộ thành phần bị tác động trực tiếp bởi nhiệt và áp suất đều phải chắc chắn. Đồng thời, trang bị các thiết bị an toàn để đảm bảo không gây nguy hiểm cho người vận hành. Một trong những thiết bị an toàn này là van an toàn. Khi sử dụng, bắt buộc phải kiểm tra hoạt động của van an toàn luôn trong trạng thái tốt.

Cơ chế làm mát nước thải

Khi nước thải từ nồi hấp đi vào hệ thống thoát nước vẫn đang trong ngưỡng nhiệt độ cao, có thể làm chảy đường ống dẫn nước thải. Vì vậy, trước khi thải vào đường ống, cần làm mát nước. Phương pháp làm mát khá đơn giản. Chỉ cần pha nước thải vào nước lạnh bổ sung. Tuy nhiên, phương pháp này làm tốn khá nhiều nước. 1 số nồi hấp hiện đại trang bị hệ thống thiết kế để giảm thiểu tối đa lượng nước tiêu thụ trong quá trình này.

Hệ thống chân không

Như đã nêu trên, không khí là chất dẫn nhiệt kém và làm giảm hiệu quả khử trùng. Để đảm bảo quá trình hấp hơi hiệu quả nhất, nồi hấp được trang bị thêm máy hút chân không. Đặc biệt, khi hấp khử trùng, các vật liệu bọc thứ cấp sẽ lưu trữ không khí. Vi sinh vật vẫn có thể tồn tại và vật liệu không đạt được vô trùng mong muốn. Ngoài ra, máy hút chân không hoạt động sau khi kết thúc chu kỳ tiệt trùng sẽ giúp vật liệu nhanh khô hơn. Nhờ khả năng hút toàn bộ hơi ẩm trong buồng hấp.

Thiết bị tạo hơi nước

Khi hơi nước trong buồng hấp không đủ, cần sử dụng đến thiết bị tạo hơi nước. Thiết bị này thường được tích hợp vào nồi hấp và sử dụng các thiết bị làm nóng bằng điện để tạo ra hơi nước.

Bài viết được sưu tầm và biên soạn bởi nihophawa.com.vn