一般的に、加熱効率を確保し、滅菌間隔を短縮するためには、滅菌温度が高いほど、必要な滅菌時間は短くなります。蒸気温度の検出には、しばしばある程度の不均一性があります。同時に、温度検出には一定のヒステリシスと偏差があります。飽和蒸気の温度と圧力は1対1の対応関係を示すため、相対的に言えば、蒸気圧力の検出はより均一で高速です。そのため、滅菌装置の滅菌蒸気圧力を制御基準とし、滅菌温度の検出を安全保証としています。
実際の用途では、蒸気温度と滅菌温度が異なることがあります。一方、蒸気に3%以上の凝縮水が含まれる場合(乾き度97%)、蒸気温度は基準に達しても、蒸気の表面に分布する凝縮水による伝熱阻害により、製品内で蒸気が凝縮水膜を通過する際に温度が低下します。徐々に低下するため、製品の実際の滅菌温度は滅菌温度要件よりも低くなります。特にボイラーで運ばれるボイラー水は、その水質が滅菌製品を汚染する可能性があります。そのため、通常、蒸気入口にWatts DF200高効率気水分離器を使用することは非常に効果的です。
一方、空気の存在は蒸気の殺菌温度にさらなる影響を及ぼします。庫内の空気が除去されていない、または完全に除去されていない場合、空気の存在によってコールドスポットが形成され、空気に付着した製品は殺菌できません。細菌温度。一方、蒸気圧を制御して温度を制御すると、空気の存在によって分圧が発生します。このとき、圧力計に表示される圧力は混合ガスの全圧であり、実際の蒸気圧力は殺菌蒸気圧力要件よりも低くなります。そのため、蒸気温度が殺菌温度要件を満たさず、殺菌に失敗します。
蒸気過熱は蒸気滅菌に影響を与える重要な要素ですが、見落とされがちです。EN285では、滅菌蒸気の過熱は5℃を超えてはならないと規定されています。飽和蒸気滅菌の原理は、製品が冷たい状態で蒸気が凝縮し、大量の潜熱エネルギーを放出することで製品の温度が上昇することです。凝縮時に体積が急激に収縮し(1/1600)、局所的な負圧が発生するため、後続の蒸気が製品の奥深くまで浸透します。
過熱蒸気の性質は乾燥空気と同等ですが、熱伝達効率は低くなります。一方、過熱蒸気が顕熱を放出し、温度が飽和点を下回ると、凝縮は発生せず、この時の熱放出量も非常に小さくなります。そのため、熱伝達は滅菌の要件を満たしません。この現象は、過熱が5℃を超えると顕著になります。また、過熱蒸気は物品の劣化を早める原因にもなります。
使用する蒸気が発電用熱交換器蒸気である場合、それ自体が過熱蒸気となります。多くの場合、自給式ボイラーで飽和蒸気を生成したとしても、滅菌器前での蒸気減圧は一種の断熱膨張作用であり、元の飽和蒸気を過熱蒸気に変えます。この影響は、圧力差が3barを超えると顕著になります。過熱が5℃を超える場合は、ワット水槽式飽和蒸気装置を使用して、適時に過熱を除去するのが最善です。
滅菌装置の蒸気設計には、スーパー蒸気フィルター付きの蒸気入口、高効率の蒸気水分離器、蒸気圧力調整弁、および蒸気トラップが含まれます。