蒸汽滅菌器（也稱(chēng)為滅菌器）是當今微生物學(xué)和動(dòng)物實(shí)驗室中常見(jiàn)和必需的設備; 然而，它們傳統上消耗大量的水。
購買(mǎi)能夠節約用水的蒸汽高壓滅菌器是一項合理的投資，**終有助于保護環(huán)境，節省資金，并且理想地實(shí)現LEED積分。例如，一個(gè)中小型傳統高壓滅菌器可能每年使用100萬(wàn)加侖以上的水。隨著(zhù)自然資源的保護越來(lái)越重要，這是一個(gè)社會(huì )和財政關(guān)注。
幸運的是，近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種高壓滅菌器節水策略以滿(mǎn)足用水節約的需要。這些戰略也幫助實(shí)驗室達到新建筑企業(yè)的LEED點(diǎn)和ASHRAE 198.1-2009合規性。
傳統蒸汽高壓滅菌器中的耗水技術(shù)
蒸汽高壓滅菌器消耗水的三個(gè)原因 - 蒸汽產(chǎn)生，流出物冷卻和真空產(chǎn)生。讓我們來(lái)看看每個(gè)。
＃1。蒸汽生成：高壓滅菌器的核心是設計成使用加壓的高溫蒸汽殺死可能存在于滅菌器的室中的任何負載中的病毒，細菌和/或其他微生物。這些室通常是雙壁容器，在壁之間具有稱(chēng)為“護套”的空間。當高壓滅菌器打開(kāi)并處于空閑狀態(tài)時(shí)，該夾套充滿(mǎn)蒸汽以預熱該單元以準備操作。自來(lái)水或凈化水是這種蒸汽的來(lái)源。這個(gè)耗水源將被稱(chēng)為水源**或WS1。
＃2。流出物冷卻：高壓滅菌器也使用水來(lái)冷卻它們產(chǎn)生的廢物。在空閑狀態(tài)和中間滅菌期間，蒸汽總是在滅菌器內冷凝，然后排放到地漏。由于建筑規范，所有廢物（或流出物）在排放之前必須冷卻**140°F以下，這大部分是通過(guò)將原始冷水引入滅菌器的廢物流中，立即將整個(gè)混合物排放**排水。該冷卻水將被稱(chēng)為水源2或WS2。不幸的是，許多老式的高壓滅菌器使用“恒定流出”的冷水來(lái)冷卻廢物; 這意味著(zhù)即使滅菌器關(guān)閉，冷水也可以通過(guò)滅菌器向著(zhù)漏斗全天候進(jìn)行。結果是每天使用1,500-2,500加侖的原始冷卻水（WS2）
＃3。真空產(chǎn)生：高壓滅菌器還使用水來(lái)產(chǎn)生真空，因為在單元內的某些類(lèi)型的負載下，需要去除空氣并確保適當的滅菌。這是通過(guò)抽真空實(shí)現的。高壓滅菌器使用基于文氏管的噴水器或液環(huán)泵（LRP）來(lái)產(chǎn)生真空。在兩個(gè)系統中，用于產(chǎn)生真空的水立即被引導到排水管。該水源將被稱(chēng)為水源三號或WS3。注意，由于前期成本較低，大多數壓力蒸汽滅菌器都配有噴水器，除非指定了液環(huán)泵。雖然配備有液環(huán)泵的壓力蒸汽滅菌器確實(shí)節省了水，但是仍然存在進(jìn)一步節水的巨大機會(huì )，因為真空系統使用的水通常直接輸送到排水管，
今天的傳統蒸汽高壓滅菌器的節水解決方案
重要的是要注意，在蒸汽生成過(guò)程中，在壓力蒸汽滅菌器中消耗的**大體積的水不會(huì )發(fā)生，因為這只需要每天30-50加侖。事實(shí)上，與其他兩個(gè)壓力蒸汽滅菌器工藝相比，這個(gè)數字更低，每個(gè)工藝每天可以使用10到50倍的水。因此，為了防止流出物冷卻和真空產(chǎn)生低效，一些壓力蒸汽滅菌器制造商現在提供可選擇的系統和解決方案，大大減少了水的使用。讓我們來(lái)看看每個(gè)。
廢水冷卻改進(jìn)：較新的壓力蒸汽滅菌器沒(méi)有采用與舊型號相同的恒定流量設計。為了改善冷卻過(guò)程，只有當存在大于140°F的熱流出物時(shí)，較新的系統才調節冷水（開(kāi)和關(guān)）。結果是 與傳統的恒定排氣單元相比，消耗的冷卻水（WS2）的90％的平均減少1。同樣，一些制造商現在提供可以安裝在現有的恒定排氣系統上的可選系統。該系統結合了冷凝水冷卻和混合罐。具體地，該罐主要通過(guò)使用先前冷卻的流出物冷凝和冷卻熱廢料，并且僅僅根據需要，注入系統中的少量冷水。這樣的設備每年可以減少高達900,000加侖的水消耗，每年減少平均水費超過(guò)6,500美元（這個(gè)計算基于全G平均商業(yè)用水+污水率） 2。典型的投資回報率（ROI）為3-6個(gè)月，因為設備和安裝成本在1,500-3,000美元之間。
注意：近年來(lái)，使用設備冷卻水回路來(lái)冷卻廢蒸汽和冷凝物已經(jīng)變成越來(lái)越受歡迎的選擇。這些系統包括熱交換器，以將熱負荷從流出物轉移到冷卻器回路中。這些系統依靠冷卻水回路進(jìn)行冷卻; 然而，優(yōu)良做法是具有使用冷的原水的安全備用冷卻系統。此外，雖然在理論上這種構造將原水消耗降低到零，但在實(shí)踐中，仍然使用少量的水來(lái)進(jìn)行化妝和冷卻。
真空發(fā)生改進(jìn)：安裝再循環(huán)系統 - 將水泵回真空系統 - 從根本上減少了所消耗的總水量。再循環(huán)系統也將以與前述冷卻箱用于流出物冷卻相同的方式工作以冷卻冷凝物; 這是一個(gè)額外的好處。結合這兩個(gè)因素，再循環(huán)系統可以在降低水成本的情況下每年節約凈水約85％，或每年1000-1,600美元。這種配置的成本在制造商之間變化很大; 因此ROI范圍從2 - 5年。
當它涉及節水解決方案時(shí)考慮設計
然而，上述每種耗水方案都需要一些設計考慮。讓我們來(lái)看看每個(gè)。
流出物冷卻改進(jìn)和設計注意事項：將冷凍水型系統作為流出物冷卻效率低下的解決方案，高度依賴(lài)于冷凍水的可達性和房屋冷卻器的現有能力。由于一些設計細節，一些高壓釜給冷卻器帶來(lái)了非常大的負擔。因此，了解以下內容**關(guān)重要：必要的流量，允許的管路壓力，**大溫度升高和冷凍水的**大壓降，以及輸入到冷凍水回路中的總熱量。
這種情況的例子發(fā)生在具有在100-300psig（這是典型的）之間操作的冷卻器回路的許多建筑物中，允許的壓力降在5-10psig之間。這些冷卻器通常具有42°F的初級回路溫度，在回流管路上允許的溫度上升為+ 15°F。如果蒸汽滅菌器不能滿(mǎn)足這些要求，則可能需要支撐設備，例如減壓閥，膨脹/囊袋罐和冷卻器回路上的泵。但請記住，安裝輔助設備可能非常繁重，無(wú)法包裝到可用空間中，并且可能會(huì )產(chǎn)生高昂的相關(guān)成本，例如購買(mǎi)，安裝和維護價(jià)格標簽。
真空生成改進(jìn)和設計注意事項：在考慮安裝再循環(huán)系統時(shí)，請記住要記住有多少空間可用。一些再循環(huán)系統和一些熱交換器系統可以擴大高壓滅菌器的占地面積，或者需要單獨的設備臺架。因此，必須考慮空間要求。
替代方法 - 無(wú)附加設備或系統
關(guān)閉：除了對傳統的現有系統的修改之外，還有一個(gè)非常簡(jiǎn)單，零成本和**小化的方法來(lái)顯著(zhù)降低高壓滅菌器的耗水量：關(guān)閉它。除了恒定流量的高壓滅菌器之外，在晚上和周末簡(jiǎn)單地關(guān)閉高壓滅菌器的行為可以顯著(zhù)節省水。許多壓力蒸汽滅菌器一直保持，24/7。這意味著(zhù)系統總是準備好使用，但是維持適當的溫暖溫度所需的蒸汽意味著(zhù)連續地產(chǎn)生冷凝物。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，如果高壓滅菌器僅在工作日期間開(kāi)啟，則可以節省高達70％的冷卻水（WS2）消耗。為此，一些制造商在其消毒器上包括自動(dòng)開(kāi)關(guān)功能。該特征允許控制系統在工作日開(kāi)始之前預加熱滅菌器，并在**結束和周末時(shí)關(guān)閉蒸汽供應。甚**可以配置更**的系統，使得每個(gè)設施可以為一周的每**設置不同的開(kāi)始時(shí)間和停止時(shí)間。一些高壓滅菌器還具有非常類(lèi)似于計算機的睡眠模式的特征，其中如果該單元在指定的時(shí)間段內沒(méi)有使用，則蒸汽供應將關(guān)閉。
灰水：**近，對于使用灰水（雨水，來(lái)自湖或井的非飲用水，或來(lái)自其他過(guò)程的廢水）的一次通過(guò)，對高壓滅菌器行業(yè)有一些討論和興趣和罐式冷卻。毫不奇怪，使用灰水可能會(huì )由于過(guò)濾和生物生長(cháng)問(wèn)題而使項目復雜化，因此通常建議不要將其用于水保護戰略。
LEED積分和ASHRAE合規性
美G綠色建筑委員會(huì )的LEED評級系統旨在幫助設施設計者和業(yè)主獲得對優(yōu)先保護自然資源的認可。項目分級，并從LEED認證到LEED白金評級。正確配置的右側滅菌器可以有多種類(lèi)型。分級的例子包括水效率和設計創(chuàng )新。關(guān)于對LEED信用額的貢獻的細節在很大程度上取決于項目和滅菌器配置。然而，貢獻是重要的，不應該被忽視。
LEED專(zhuān)注于特定設計的結果和成就，它不應被誤認為是建筑規范或規范。這就是為什么ASHRAE 187.1-2009是重要的。ASHRAE 187.1標題為“高性能綠色建筑設計標準”，是一種標準，旨在輕松納入建筑規范和規范。在過(guò)去幾年中，這種代碼的使用已經(jīng)在建筑行業(yè)中穩步獲得批準。第6節“水利用效率”是高壓滅菌器的特別中心，因為它禁止高壓滅菌器的恒定排放式冷卻，并需要使用機械真空系統代替水噴射（文丘里管）真空系統。本節還禁止使用飲用水進(jìn)行直通冷卻。盡管**后的要求在范圍上受限于HVAC系統，
關(guān)鍵外賣(mài)
蒸汽高壓滅菌器，是實(shí)驗室用水的主要來(lái)源。雖然這種消耗通過(guò)更現代的系統和安裝選項得到解決，但是遺憾的是，仍然存在成千上萬(wàn)個(gè)具有恒定排放冷卻系統的老式消毒器。這些系統每年浪費超過(guò)100億加侖的淡水。例如，典型的校園或設施通常擁有各種各樣的高壓滅菌器制造和型號，從25歲以上到全新，一所大學(xué)在其場(chǎng)地上擁有超過(guò)100臺高壓滅菌器并不罕見(jiàn)。鑒于此，每個(gè)實(shí)驗室，研究所和大學(xué)應進(jìn)行設施調查，以確定安裝什么類(lèi)型的高壓滅菌器，以及什么類(lèi)型的節水解決方案是合適的。
