压力蒸汽灭菌器的工作原理

陈建芳

福建省莆田市第一医院急诊科（351100）

1 湿热灭菌原理

热力灭菌是应用最早、效果最可靠、使用最广泛的一种物理灭菌方法，热力对细胞壁和细胞膜的损伤以及对核酸的作用，均可导致微生物的死亡，而湿热主要是使微生物蛋白质发生凝固而导致其死亡。

压力蒸汽灭菌器就是利用湿热杀灭微生物的原理而设计的。采用湿热灭菌方法的优点在于蒸汽有较强的杀菌作用，它可以使菌体蛋白质含水量增加，使其容易因受热而凝固，加速微生物的死亡过程。在灭菌过程中，蒸汽释放出大量的潜伏热，使物品的温度很快升高。1g水由0℃加热至100℃，需热量为100kal，而1g 100℃的沸水再加热，使之变成常压蒸汽，则需热量为539kal，这539kal热量在水变成蒸汽后，就潜伏在蒸汽内，当热的蒸汽遇到冷的灭菌物品时即冷凝成水，放出全部潜伏热，使被灭菌的物品温度迅速升高。另外当蒸汽凝结成水之后，体积瞬间缩小1000多倍，因而产生局部负压又可使蒸汽穿透至灭菌物品的深部，这样就加强了蒸汽对被灭菌物品的穿透，使物品的深部也能达到所需的灭菌温度。当蒸汽被加压后，温度升高，单位体积内的蒸汽含量相应增加，它凝结成水后所释放出的潜伏热也大大增加，使被灭菌物品的温度升高更快，同时，加压更有利于蒸汽对被灭菌物品的穿透，保证物品深部的灭菌质量。

总之，用湿热蒸汽灭菌比干热灭菌有三大优点：一是易使蛋白质变性，有利于灭菌；二是热负载高，有利于提高物品的温度；三是蒸汽冷凝后形成较大的负压，有利于随后而来的蒸汽对物品的穿透。

2 预真空和脉动真空原理

使用压力蒸汽灭菌时，如在对灭菌室进蒸汽前，设法排出灭菌室内的空气，使其接近于真空，则灭菌更易于成功，这种方法称为预真空。考虑真空泵的性能，为充分实现预真空的目的，使室内原有的空气尽可能多地得以排出，在实际应用中，通常采用脉动真空的方法（就是反复多次地对灭菌室进行抽真空，即抽完一次真空，使灭菌室内达到一定的真空度，然后向灭菌室内送入一定量的蒸汽，让剩余空气和蒸汽进行混合，并达到一定的正压，再进行第二次抽真空，达到一定正压后再抽真空，这样反复地进行抽真空、送蒸汽，最终使灭菌室内原有空气尽可能多地排出。一般情况下，抽至绝对压力约0.091MPa时只抽出灭菌室中98%的空气，那么抽第二次后，则抽出空气达99.9%，第三次则达99.999%。采用脉动真空的方法反复多次地对灭菌室抽真空比只有一次抽真空的预真空法的优越性显而易见。至于反复多少次，则根据真空泵的性能、灭菌器的具体技术要求、灭菌物品的不同以及使用环境而定。

采用预真空和脉动真空的方法强行地排出灭菌室内原有空气，主要是因为空气的存在对蒸汽灭菌有3个不利因素：一是空气和蒸汽形成空气蒸汽混合体产生分压，减低蒸汽的压力，不利于灭菌室在原定压力下达到应有的温度；二是空气受蒸汽的挤压形成空气气团，阻碍蒸汽接触灭菌物品，不利于热的穿透；三是减少灭菌室气体的含水量，不利于微生物的杀灭。由上述3个不利因素可以看出，空气的存在会影响蒸汽对物品的穿透和灭菌效果，从而导致灭菌的失败，所以在压力蒸汽灭菌时，灭菌物品中是否有空气气团的存在是灭菌能不能成功的一个重要指标。

3 夹套的原理

预真空灭菌器其结构形式无论是卧式矩形还是卧式圆形，大都采用双层筒体的设计，即除了灭菌室，还有夹套。

灭菌室用于装载被灭菌物品，通入蒸汽，杀灭被灭菌物品中所含微生物，实现灭菌器的使用目的。夹套在预真空压力蒸汽灭菌器中的作用为：

3.1 在对灭菌室抽真空和送汽进行灭菌之前，将夹套充满蒸汽并达到一定的压力，该压力一般应大于等于灭菌过程所需压力，使灭菌室整个装置以及装在灭菌室内的被灭菌物品得以预热，这样有利于提高对灭菌室抽真空的速率以及灭菌物品的温升速率。

3.2 外接蒸汽送入夹套后，从蒸汽源带来的锅炉水以及蒸汽冷凝水通过夹套的疏水系统排出，有利于提高从夹套送入灭菌室的蒸汽质量，保证其为饱和蒸汽，提高灭菌质量。

3.3 灭菌结束后，排出灭菌室内的蒸汽，夹套保持原有的蒸汽压力和温度，通过对灭菌室内抽真空，使被灭菌物品上的水份在高温低压下蒸发，并排出灭菌室，实现对被灭菌物品的干燥。

3.4 如需连续灭菌，则第一次灭菌结束后，夹套仍保持原有的压力和温度，第二次灭菌的预热时间大大缩短，整个灭菌周期也就相应缩短，提高了灭菌器的工作效率。