Autoklavieren, Sterilisieren, Triumphieren!

Autoklaven

Ein Laborautoklav ist ein Behälter, in dem Stoffe unter hohem Druck durch Wasserdampf erhitzt werden können. Die Temperaturen Iiegen in der Regel zwischen 121°C und 134 °C, die entsprechenden Drücke zwischen 1,1 und 2,1 bar.

Autoklaven werden für die Sterilisation, d.h. Entkeimung von unter anderem Instrumenten, Flüssigkeiten, Nährboden, Petrischalen, Produkten aus Glas, Metall oder anderen festen Stoffen, Pipettenspitzen, etc. verwendet. Aber auch für Materialprüfungen lassen sich Autoklaven einsetzen.

Zur erfolgreichen Durchführung einer Sterilisation ist es erforderlich, die gesamte Luft aus dem Autoklaven zu entfernen, so dass sich nur noch Wasserdampf in ihm befindet.

Autoklaven für die Sterilisation mittels Wasserdampfes gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen und mit unterschiedlichen Verfahren:

  • Beschickung von vorn oder von oben.
  • Tischgeräte, Untertischgeräte, Standgeräte, Einbaugeräte; letztere auch als Durchreichegeräte mit je einer Tür auf der unreinen und reinen Seite.
  • Gravitationsverfahren, fraktioniertes Strömungsverfahren, Vorvakuumverfahren, Hochvakuumverfahren, fraktioniertes Vakuumverfahren.

 

Die Grundausstattung eines Autoklaven besteht aus Druckbehälter, Heizung, Steuerung, Überwachungseinrichtungen für Druck und Temperatur sowie Sicherheitseinrichtungen. Je nach Anwendung kann bzw. muss diese Grundausstattung noch durch diverses Zubehör ergänzt werden: Vakuumpumpe, Kompressor, Türverriegelung nach TRB 402, Abdampf­ Kondensator, Zwischenmantel, Schaltuhr, Drucker bzw. Schreiber und Validierstutzen.

Für die Beschickung von Autoklaven gibt es je nach zu sterilisierendem Produkt eine Vielzahl unterschiedlicher Körbe und Behälter.

Grundausstattung

Druckbehälter

Die eigentliche Autoklavenkammer besteht in der Regel aus dem Material V4A / Edelstahl

Heizung

Die Wasserdampferzeugung erfolgt nach dem Tauchsiederprinzip. Die Heizleistungen können je nach Größe zwischen 1,5 kW und ca. 12 kW liegen. Es gibt darüber hinaus auch Autoklaven, bei denen Wasserdampf aus einer externen Quelle direkt eingespeist werden kann.

Steuerung

Die analoge oder digitale Steuerung überwacht Sterilisationszeit und Temperatur; bei modernen Geräten erfolgt dies vielfach durch Einsatz eines Mikroprozessors. Für die meisten Anwendungen ist heute eine digitale Steuerung Voraussetzung.

Temperaturüberwachung

Sie erfolgt über einen in die Kammer eingebauten Pt- I 00-Messfühler. Bei der Sterilisation von Flüssigkeiten muss laut TRB 402 auch die Temperatur in der Flüssigkeit gemessen werden. Erst wenn diese nach Beendigung des Sterilisationsvorganges auf einen Wert unter 80 °C gefallen ist, darf eine Öffnung des Autoklaven möglich sein.  

Drucküberwachung

Normalerweise wird der Druck in der Autoklavenkammer über die

Temperatur gesteuert. Nachfolgende Tabelle enthalt einige beispielhafte Angaben:

100 °C                     0,00 bar

105 °C            ≙         0,20 bar

110 °C            ≙         0,42 bar

115 °C                     0,68 bar

120 °C                    0,97 bar

125 °C                    1,31 bar

130 °C                    1,69 bar

134 °C            ≙         2,05 bar

 

Sicherheitseinrichtungen

Sicherheitsventil

Ist unabdingbarer Bestandteil eines jeden Autoklaven. Wird aus irgendeinem Grund der zulässige Druck in der Autoklavenkammer überschritten, sorgt es für den notwendigen Druckabbau.

Türverriegelung

Über einen Thermostat wird sie erst freigegeben, wenn die Temperatur in der Autoklavenkammer einen bestimmten Wert unterschritten hat. Normalerweise ist dieser Wert auf 80°C eingestellt, da dann für den Bediener keine Gefahr mehr durch überkochende Flüssigkeiten besteht.

Wassermangelabschaltung

Schaltet den Sterilisationsvorgang ab, wenn nicht mehr genügend Wasser für die Dampferzeugung vorhanden ist.

Übertemperaturabschaltung

Im Normalfall funktionieren Sicherheitsventil und Wassermangelabschaltung als Übertemperaturbegrenzer. Zusätzliche Sicherheit kann aber ein am Heizungssystem angebrachter Flüssigkeitsausdehnungsthermostat bringen, der die Heizung ausschaltet, wenn der Wasserstandsensor einmal ausgefallen sein sollte.

Ladungsaktivierte Zeitschaltuhr

Ein in die Ladung platziertes Thermoelement löst die Sterilisationszeit erst dann aus, wenn die Ladung die eingestellte Sterilisationstemperatur tatsächlich erreicht hat. Bei der Einstellung der Sterilisationszeit ist dann keine Aufheizzeit mehr zu berücksichtigen; das Risiko einer nicht aus­ reichenden Sterilisation wird damit ausgeschlossen.

Zeitlich regelbare freie Dampfströmung

Nähert sich die Kammertemperatur dem Wert von 100°C, wird eine elektronische Zeitschaltuhr aktiviert und ein Entlüftungsventil für eine vorwählbare Zeit geöffnet. In dieser Zeit werden die in Ladungstaschen eventuell noch vorhandenen Luftreste durch den turbulent einströmenden Dampf ausgetrieben. Nach Ablauf der Zeit schließt sich das Ventil wieder und die Aufheizung auf die gewünschte Sterilisationstemperatur beginnt.

 

Anwendungsabhängige Bauartvarianten

Vernichtungssterilisation / Gentechnische Abfälle

Bei der sogenannten Vernichtungssterilisation arbeitet der Autoklav in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle bei einer Temperatur von 134 °C. Durch einen Zwischenmantel lässt sich die Sterilisation noch optimieren; der Wasserdampf wird dann in der Kammer zwangsgeführt. Bei Problemabfällen ist unter Umständen vor der Sterilisation noch die Erzeugung eines Vakuums erforderlich. Bei gentechnischen Abfällen muss ein Abluftfilter installiert werden, damit beim Austreiben der Luft in der Aufheizphase keine Mikroorganismen in das Labor gelangen können.

Lösungssterilisation / Nährböden

Hierfür muss der Autoklav gemäß TRB 402 mit einer speziellen Deckelverriegelung ausgestattet sein. Dadurch wird die Sterilisationszeit erheblich verlängert, unter Umständen um mehrere Stunden. Mit einer

Schnellrückkühlung,

dient dazu, die Kammer schneller auf den für die Entriegelung bzw. zum Öffnen erforderlichen Wert von 80 °C abzukühlen.
Dies bringt Zeiteinsparungen bis zu 90%.

Glas- und Metallwaren

Die Arbeitsweise ist die gleiche wie bei der Vernichtungssterilisation, es ist aber eine Nachtrocknung der Charge möglich. Der Autoklav muss dazu eine Nachtrocknungsausstattung haben, in der Regel eine Vakuumpumpe. Eine hundertprozentige Trocknung ist bei der Wasserdampfsterilisation meistens nicht möglich; vor allem gilt dies für Pipettenspitzen.

Materialprüfung

Autoklaven, die für diesen Zweck verwendet werden sollen, erhalten je nach Anforderung spezielle, kundenspezifische Ausstattungen, zum Bei­spiel für die Durchführung von Alterungs- oder Dichtigkeitstests.

Technische Angaben

Bei der Verschiedenheit der Lieferbaren Geräte sind nur beispielhafte Angaben von Größenordnung möglich.

Kammervolumen  15-240l
Arbeitstemperatur  100-134°C
 Druck  bis 2,05 bar
 Heizleistung  3-12kW

 

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