MELAG 蒸汽灭菌器基本原理及维修案例

鄂尔多斯市中心医院器械科 （内蒙古 鄂尔多斯 017000）

内容提要：本文通过作者在实际工作中遇到的几个维修案例，来阐述高温高压灭菌器的日常保养应该注意哪些方面，以及在维修过程中如何积累并形成高温高压灭菌设备的维修思维与方法。

在现代医院的日常运行中，灭菌类设备对于各类手术的开展创造安全无菌的客观条件，参照国家卫生行业标准（WS310.2-2016）的相关规定，目前的灭菌方式分为：①压力蒸汽灭菌；②干热灭菌；③低温灭菌。且特别说明耐湿、耐热的器械、器具和物品应首选压力蒸汽灭菌（注：内窥镜及塑料制品带有Autoclave或134°C均为高温高压蒸汽灭菌标识）。

根据欧洲标准学会EN13060-2014小型蒸汽灭菌器（Small steam sterilizers）的标准，将灭菌器分为三个类型，分别是B型、S型、N型，其中B型的工作方式为三次脉动预真空，S型为一次脉动预真空，N型为下排气式。本院2006年购进一台德国MELAG V24B+台式蒸汽灭菌器（以下简称V24+），至今已使用12年，依旧完好，故障率较低，实际使用中主要用于手术器械、玻璃容器、各类腔镜、敷料的消毒灭菌[2]。

1.V24+B型预真空高温压力蒸汽灭菌器简介

1.1 基本原理

预真空高温压力蒸汽灭菌器就是利用机械抽真空的方法，使灭菌器室内形成负压，形成负压后蒸汽得以迅速穿透到物品内部进行灭菌，为保证灭菌的效果，V24+依照标准采用三次预真空模式，当蒸汽压力达205.8kPa（2.1kg/cm2），温度达132°C或以上时开始灭菌，灭菌期间利用水蒸汽释放出的潜热，使医疗器械中的致病微生物发生蛋白质变性和凝固，致使致病微生物死亡，从而使医疗器械彻底灭菌，到达灭菌时间后，抽真空使灭菌物品迅速干燥[1]。

1.2 基本结构

该灭菌器主要有灭菌腔体、真空泵、供水泵、蒸汽发生器以及配套的测温、控制、保温等部件组成，腔体内部设有温度传感器和压力传感器各一个，管路原理图见图1。

图1.V24+管路原理图

1.3 灭菌过程

该灭菌器要完成灭菌任务需要经过脉动抽真空阶段、加热阶段、灭菌阶段、干燥阶段四个步骤，灭菌过程由控制板里的PLC控制完成，灭菌过程中压力随时间的变化趋势见图2（以V24的Universal-Program为例）。

图2.压力-时间变化趋势图

预真空阶段。预真空过程需要进行3次，次过程中腔体内的空气被重复抽出，第一次预真空的压力设定值为-0.91bar并持续5min，第二次、第三次预真空的压力设定值均为-0.81bar并持续30s，每次预真空达到程序设置的压力和时间值后，打开蒸汽发生器阀门，将饱和的水蒸汽送入腔内并使腔内的压力上升，抽真空过程与蒸汽的进入交替进行，直到达到稍高于大气压的参数值。（2）加热阶段。预真空阶段后是加热阶段，腔体问题和压力随着持续的蒸汽进入而上升，直到腔内压力达到2.1bar，同时温度达到134°C。（3）灭菌阶段。当加热阶段使灭菌的温度和压力参数达到后，就开始了灭菌阶段，此阶段将保持温度在132°C以上和2.1bar以上的压力，并持续20min，此阶段内，灭菌的温度和压力将交替显示，同时显示灭菌阶段的剩余时间，在灭菌阶段的末尾，将会有压力释放并伴有相应的显示。（4）干燥阶段。灭菌阶段结束，压力释放后开始干燥阶段，为了保证干燥效果，采用抽真空的方法快速干燥，在干燥阶段末尾，腔体通风和压力补偿同时进行。干燥时间通常为20min，也为提前结束。

2.维修案例

2.1 开机运行后报警“水质不可用”

故障现象：开机后，按START/STOP键后设备报警，同时屏幕显示信息“water quality insufficient”，很明显，此报警提示水质不达标，V24灭菌器的蒸汽由自身所带的蒸汽发生器提供，为了有效保护灭菌器蒸汽发生器的使用寿命，24灭菌器对水质的要求非常严格，灭菌用水在进入蒸汽发生器之前会经过一个离子浓度传感器，用以检测灭菌用水的电导率，当传感器检测到水的电导度≥40μ/cm³时，则报警并关闭进水电磁阀，停止注水。

处理过程：开机后，先在灭菌器上对水的电导度进行检测，按“-”键，屏幕显示“conductivity 129μ/cm³”，表明水的电导度已超过报警限值，更换新的蒸馏水，重新做电导度检测，结果显示：“conductivity 0μ/cm³”，电导度检测正常，重新开机，工作正常，故障排除。

原因分析：在此故障之前，由于舱门的密封条老化，在购买密封条期间，灭菌器一直未用，科室人员将储存蒸馏水的容器临时用来装消毒水，且未处理干净后便直接注入蒸馏水，导致电导率超过规定值。

2.2 预真空阶段抽真空失败

故障现象：开机后，按START/STOP键后，灭菌器持续抽真空，几分钟以后，设备报警，显示抽真空失败，关机后重新开机，重复出现上述报警，进入灭菌器的维修程序，启动抽真空测试，结果显示：在抽真空的过程中，当压力下降到0.46mbar时，虽然真空泵正常工作，但压力却维持不变，故障已经非常明显，抽真空过程不成功。

处理过程：V24灭菌器的整个灭菌过程，要进行三次抽真空，最终使得灭菌腔的剩余空气低于0.15%，首次抽真空的压力值为：-0.92bar，当首次抽真空的压力到不了限值，程序将无法进行下一步。于是，检查灭菌器的真空系统，开机，按“programm”键，连续按6次，此时屏幕显示“vaccumtest”和“door closed”，连续按2次START/STOP键后，设备开始运行真空测试程序，当压力下降到0.46mbar时，真空泵未停止，但压力不再下降，从而判断是真空系统出了故障，常规来说，抽真空不成功，可能的原因有两种：（1）真空泵性能下降，无法正常抽真空；（2）抽真空时，系统密封性出现故障。由于此灭菌器的真空泵刚半年前刚换，所以先不考虑真空泵故障，在检查系统是否有泄露的时候，发现位于灭菌器后面的空气过滤器端口有负压产生，此端口用于腔内外气压平衡，按照程序设备，灭菌器在抽真空时所有管路都应关闭，怀疑由于电磁阀故障，导致此平衡气路无法关闭，拆机，用万用表测量电磁阀两端电压正常，判断电磁阀由于长期处于工作状态烧坏，更换一新电磁阀后，再进行真空测试，这时压力下降到限值80mbar时，停止抽真空，系统处于密封状态，当压力变化很小时，开始计时，计时10min后，屏幕显示“LEAK Rate：0.5”，说明系统气密性完好，至此故障排除，机器正常工作。

原因分析：空气端的电磁阀，在每次消毒的绝大多数时间里是关闭的，一直处于通电状态，而且在灭局过程中，要不间断的进行升压、升温以及抽真空阶段，状态转换频率较高，所以，此电磁阀的故障率还是比较高的。

2.3 温度上升缓慢或失败

故障现象：开机后，按START/STOP键后，灭菌器进入第一次抽真空（1.fractionation）阶段，当压力降至-0.92bar后，灭菌器进入第一次升温阶段，当压力和温度分别到达0.41bar和107°C时，灭菌器进入第二次抽真空（2.fractionation），但当压力和温度达到0.06bar和89°C时，就无法上升了。同时在灭菌器侧面有异常的马达声传出。约6min后，显示灭菌失败。

处理过程：V24灭菌器的整个灭菌过程（以程序gentalprogram 121°C.wrapped为例进行说明），在正常的情况下，要进行三次抽真空，并在每次抽真空后进行一次加热步骤，第一次抽真空完成后的加热动作，使得灭菌器腔体内部的压力和温度分别达到0.41bar和107°C；第二次抽真空完成后的加热动作，使得灭菌器腔体内部的压力和温度分别达到0.41bar和110°C；第一次抽真空完成后的加热动作，使得灭菌器腔体内部的压力和温度分别达到0.41bar和110°C。经过三次抽真空和加热的交替进行后，灭菌器进入最后一次升温（heating up）程序，当温度升至121°C时开始保持，进入灭菌（sterilazation）阶段，灭菌阶段需要将温度保持在121°C及以上，并持续20min，再加上干燥等步骤，从而完成整个灭菌程序。本次故障，在第二次加热过程中，当腔体的温度和压力上升至0.06bar和89°C时，不再变化，同时从灭菌器侧面传出马达声。根据灭菌器的工作原理，升温的过程是由蒸汽发生器加热蒸馏水，使得腔体的温度和压力达到指定值，本次升温过程失败，并伴随异常的马达声，初步判断为蒸馏水泵工作异常，无法为蒸发器及时提供足量的水，导致蒸发器液位传感器无法探测到液面，从而触发蒸馏水泵一直处于给水状态。打开机盖，找到蒸发器前端的蒸馏水泵（见图1）。拆开蒸馏水泵后，发现其活塞顶部的橡胶老化，并有轻微裂痕，故障点已明确，更换新的橡胶阀后，重新开机，工作正常。同时我们也明确了，原来从灭菌器侧面传来的异常的马达声，是由于灭菌器的蒸汽发生器无法及时补充到水，使的灭菌器的控制信号不断触发蒸馏水泵工作，从而产生异常的马达声。

原因分析：由于蒸馏水泵的作用是为蒸发器提供蒸馏水，在每次灭菌过程中需要不停的根据蒸汽发生器里的水位情况进行频繁动作，且随着橡胶的老化，故障率越来越高，在使用过程中只能按期进行更换，以免耽误工作。

3.结论

高温高压灭菌器在各级医院的正常运行中，有着基础且重要的作用，如何保障其正常运行，笔者认为可以从以下几点着手：

（1）作为医学工程师，有责任向临床使用、操作人员做好使用培训工作，高温高压灭菌器有独立的排气及排水口，对所要消毒的物品，要做初期的清洗，灭菌物品的包装、摆放要合理，防止排气（水）口被阻塞，

（2）要定期检查、清理进水口的通过情况，过滤器定时清洗，多数进口灭菌器对水的要求比较高，要防止储水容器长时间放置滋生微生物等杂质情况的发生。

（3）要在实际工作中不断积累高温高压灭菌器的知识，做到多数故障可自行排除，不能单纯依靠厂家提供维修服务，对一些经常出现故障的部位准备一定的可随时更换的备件，譬如，电磁阀、密封圈、温度传感器等，这样，既可以节约维修成本，又可以大大缩短设备维修期，提高设备使用率，任何一种灭菌器，其结构在很大程度上都相同，原理一致，只要仔细分析，一定能将故障排除[3]。