Nồi hấp tiệt trùng là một thiết bị sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp và khoa học. Yếu tố chính sử dụng trong các nồi hấp là nhiệt độ cao và áp suất tạo thành từ áp suất, nhiệt độ liên quan.
Ứng dụng nồi hấp vào lĩnh vực y tế để khử trùng thiết bị và vật tư bằng cách sử dụng công nghệ hơi nước bão hòa ở 121°C (250°F) dưới áp suất hấp 0.2kgf/cm2 – 5kgf/cm2, thời gian từ 15 phút đến 60 phút tùy thuộc vào công suất hấp của nồi và đối tượng hấp.
Ứng dụng vào ngành hóa chất để xử lý bề mặt, lưu hóa cao su và thủy nhiệt tổng hợp. Nồi hấp công nghiệp được ứng dụng sản xuất vật liệu tổng hợp và 1 số lĩnh vực công nghiệp nặng khác.
Mục lục
Lịch sử của nồi hấp
Nồi hấp được nhà vi trùng học người Pháp Charles Chamberland phát minh năm 1884.
Tiền thân của nồi hấp là máy hấp hơi nước được nhà vật lý học người Pháp Denis Papin phát minh năm 1679 sử dụng để chiết xuất chất béo từ xương trong môi trường áp suất hơi nước cao, đồng thời làm cho xương đủ giòn để dễ dàng nghiền thành bột.
Tên gọi của nồi hấp xuất phát từ tiếng Hy Lạp là Auto – nghĩa là tự động. Theo tiếng Latin dịch ra là Clavis – nghĩa là thiết bị khóa tự động.
Ứng dụng của nồi hấp tiệt trùng
Ứng dụng của nồi hấp tiệt trùng sử dụng trong nuôi cấy vi sinh, y học, bệnh chân, xăm mình, bấm lỗ cơ thể, thú y, nấm học, tang lễ, nha khoa và chế tạo chân tay giả. Tùy vào mỗi lĩnh vực mà chức năng, kích thước, công suất sử dụng khác nhau. Trong ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm, đôi khi nồi hấp còn được gọi là nồi chưng cất.
Vật phẩm điển hình dành cho nồi hấp là những dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm, các thiết bị, dụng cụ y tế và chất thải y tế.
Ứng dụng nổi bật và ngày càng phổ biến là xử lý các chất thải như các chất thải bệnh viện có chứa virus, vi khuẩn gây bệnh trước khi đưa ra môi trường. Nguyên tắc hoạt động giống như nồi hấp thông thường đó là vô hiệu hóa các tác nhân gây bệnh tiềm ẩn bằng cách sử dụng áp suất hơi của nước và hơi nước quá nhiệt. Thiết bị này còn có khả năng đạt hiệu quả khử trùng tương tự mà không cần áp suất không khí đối với môi trường nuôi cấy vi sinh, các vật liệu cao su, vật liệu vải, sợi… các vật liệu không chịu được nhiệt độ cao của lò đốt.
Sửa chữa vật liệu tổng hợp
Nồi hấp còn được dùng để sửa chữa vật liệu tổng hợp. Đặc biệt trong quá trình lưu hóa cao su, nồi hấp có thể trộn nhiều lớp mà không tạo bất kỳ khoảng trống nào. Nồi hấp tạo ra áp lực và nhiệt độ cao sẽ giúp các đặc điểm vật lý tốt nhất có thể lặp lại. Các nhà sản xuất xà dọc cho thuyền buồn có nồi hấp dài 15m, rộng 3m. Một số nồi hấp sử dụng cho ngành hàng không vũ trụ được làm bằng vật liệu tổng hợp nhiều lớp, có kích thước đủ lớn để chứa toàn bộ thân máy bay.
Một số nồi hấp sử dụng trong nuôi tinh thể trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Tinh thể thạch anh tổng hợp sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử. Đóng gói vật liệu sẽ được thực hiện tại môi trường chân không trong buồng hấp, sau đó các máng hấp được làm ấm và đặt các gói vật liệu vào dù khối lượng rất nhỏ.
Hút chân không
Vấn đề quan trọng cốt lõi của nồi hấp là loại bỏ hoàn toàn không khí dù ở khe kẽ nhỏ nhất trước khi kích hoạt. Mục đích là vô trùng toàn bộ môi trường trong buồng hấp. Hơi nước ở 1340C có thể đạt vô trùng trong 3 phút, trái lại khí nóng 1600C đạt vô trùng trong 2 giờ.
Phương pháp loại bỏ không khí
Dồn khí xuống dưới bằng trọng lực: Bơm hơi nước vào buồng hấp sẽ lấp đầy các khu vực phía trên vì độ đậm đặc ít hơn không khí. Không khí bị nén xuống đáy, buộc phải thoát ra ngoài qua van gắn cảm biến nhiệt độ. Khi toàn bộ không khí được thải ra ngoài hoàn tất, van sẽ dừng. Lưu lượng được kiểm soát bằng bẫy hơi, van điện từ hoặc đôi khi sử dụng van xả. Phần hơi nước và không khí trộn vào nhau cũng sẽ được ép đẩy ra ngoài.
Xung hơi: Làm loãng không khí bằng xung hơi, trong buồng hấp được điều áp xen kẽ, sau đó khử áp suất sao cho gần bằng áp suất khí quyển.
Bơm chân không: dùng để hút không khí hoặc hỗn hợp không khí – hơi nước ra khỏi buồng hấp.
Chu kỳ siêu khí quyển: Sử dụng bơm hút chân không, sau đó xung hơi lần lượt theo chu kỳ như vậy, số lượng phụ thuộc vào nồi hấp và chương trình cài đặt.
Chu kỳ khí quyển: tương tự chu kỳ siêu khí quyển nhưng áp suất buồng không vượt quá áp suất khí quyển cho đến khi tạo áp suất lên đủ nhiệt độ khử trùng.
Ứng dụng trong y học
Nồi hấp trong y tế dùng hơi nước để khử trùng các dụng cụ và thiết bị. Điều này có nghĩa là vi khuẩn, virus, nấm và bào tử đều bị tiêu diệt. Tuy nhiên với 1 số loại bào tử đặc biệt liên quan đến bệnh dịch Creutzfeldt-Jakob gây rối loạn thoái hóa não hoặc 1 số độc tố được giải phóng từ vi khuẩn như Cereulide có thể không bị phá hủy khi hấp chân không ở 1340C. Một số loài vi khuẩn cổ như Geogemma barosii có thể sống và sinh sản ở nhiệt độ trên 1210C nhưng sinh hóa của chúng rất khác, tốc độ nhân lên của chúng chậm, các nhà vi trùng học đánh giá là không đáng lo ngại.
Nồi hấp được sử dụng tại nhiều cơ sở y tế, phòng thí nghiệm và những nơi cần đảm bảo vô trùng. Ngày nay, thay vì sử dụng các sản phẩm có thể khử trùng tái chế, các cơ sở y tế sử dụng sản phẩm dùng 1 lần như kim tiêm, dụng cụ phẫu thuật như kẹp kim, tay cầm dao mổ. Ở các nước đang phát triển nồi hấp có vai trò đặc biệt quan trọng do tỷ lệ tái sử dụng thiết bị y tế khá lớn.
Công nghệ nồi hấp là nhiệt độ cao và hơi nước, vì vậy các sản phẩm không bền với nhiệt như chất dẻo hoặc không bền với nước như giấy sẽ không khử trùng theo phương pháp này.
Trong quá trình xử lý rác thải rắn tại các cơ sở y tế, nồi hấp được dùng để khử trùng chất thải trước khi nghiền và đưa ra môi trường. Phương pháp này thay thế cho lò đốt khi lò đốt không thể xử lý những vấn đề về môi trường và sức khỏe tạo ra từ vật phẩm y tế nguy hại gây ra.
Trong nha khoa, nồi hấp sử dụng để hấp khử trùng các dụng cụ nha khoa.
Ứng dụng trong nghiên cứu
Nồi hấp sử dụng trong nghiên cứu khác với nồi hấp trong y tế được sử dụng rộng rãi trong môi trường giáo dục, nghiên cứu và công nghiệp. Nồi hấp nghiên cứu hay còn gọi là tủ ấm được cấu hình cho hoạt động “truyền qua”, nghĩa là không khí sạch từ ngoài môi trường được truyền vào trong buồng hấp, không khí trong buồng hấp lại được đẩy ra ngoài, tạo thành một vòng tuần hoàn liên tục như vậy trong suốt quá trình sử dụng. Điều này giúp duy trì sự cách ly tuyệt đối giữa khu vực làm việc sạch và khu vực bị ô nhiễm.
Nồi hấp nghiên cứu có thể sử dụng trực tiếp trên người, động vật và vi sinh. Thiết kế linh hoạt các chức năng để dễ sử dụng và hiệu quả. Đa dạng kích cỡ, thường được điều chỉnh theo các sử dụng và vật phẩm nghiên cứu. Cấu tạo buồng áp suất hình trụ hoặc vuông, hệ thống làm mát bằng không khí hoặc bằng nước, cửa mở hoặc cửa trượt.
