Три типовых режима сухожаровой обработки

Стерилизация сухим жаром лабораторной посуды и инструмента опирается на три устоявшихся сочетания температуры и выдержки. Конкретный режим для вашего изделия определяет документ производителя изделия и внутренняя методика лаборатории; таблица ниже — ориентир, от которого отталкиваются при выборе.

РежимТемператураВыдержкаКогда применяют
Основной180 °C60 минМеталлический инструмент, стеклянная и фарфоровая посуда общего назначения
Щадящий160 °C150 минИзделия, для которых производитель ограничивает нагрев до 160 °C
Ускоренный200 °C30 минТермостойкие изделия, когда нужно чаще освобождать камеру

Важная оговорка: в таблице указана только выдержка на заданной температуре. Прогрев камеры и загрузки до этой температуры, а затем остывание до безопасной выгрузки идут отдельно и обычно занимают сопоставимое с выдержкой время или дольше. Режим «180 °C, 60 мин» в реальности означает цикл от загрузки до выгрузки в 1,5–3 часа, в зависимости от объёма камеры и массы загрузки.

Почему выдержка зависит от температуры

Сухой воздух передаёт тепло хуже, чем насыщенный пар в автоклаве, поэтому нужны более высокая температура и длительная выдержка. Отсюда обратная зависимость: при снижении температуры на 20 °C выдержку приходится увеличивать в 2,5 раза (со 60 до 150 мин), а при повышении на 20 °C — сокращать вдвое (до 30 мин).

Практический вывод: выбор между режимами — это компромисс между устойчивостью изделия к нагреву и временем, которое вы готовы потратить на цикл. Если изделие выдерживает 200 °C, ускоренный режим даёт больше циклов за смену; если нет, придётся платить временем. Сравнение метода с паровой стерилизацией — в статье «Автоклав или сухожаровой шкаф: что выбрать», а разницу терминов — в материале «Сухожаровой шкаф или воздушный стерилизатор».

Режим 180 °C, 60 минут

Основной режим выбирают, когда нет специальных ограничений. Он даёт хороший запас по надёжности при умеренной нагрузке на материал и подходит для большинства лабораторных задач:

  • Металлический инструмент: пинцеты, ножницы, шпатели, зажимы, скальпельные рукоятки, иглы из нержавеющей стали.
  • Стеклянная посуда из термостойкого стекла: чашки Петри, пробирки, колбы, пипетки, флаконы.
  • Фарфор и керамика: тигли, ступки, чашки.

Режим 160 °C, 150 минут

Пониженную температуру выбирают, когда изделие теряет свойства при более сильном нагреве. Типичные причины: закалённая сталь тонких режущих кромок, микроинструмент и тонкие иглы, изделия с пометкой «не нагревать выше 160 °C», детали с припоем или клеем.

Платить приходится временем: выдержка 150 минут против 60, а полный цикл с прогревом и остыванием занимает около 3–3,5 часа. Перед выбором щадящего режима прочитайте инструкцию к изделию: там указана допустимая температура, и именно она, а не привычка, определяет режим. Применение 180 или 200 °C к изделию с ограничением приводит к необратимым изменениям: затуплению, потере твёрдости, деформации.

Режим 200 °C, 30 минут

В ускоренном режиме выдержка вдвое короче основной. Его выбирают для термостойких изделий: лабораторного стекла, фарфора, керамики, металлических деталей общего назначения, если лаборатория обрабатывает большой поток посуды и хочет быстрее освобождать камеру.

У режима есть оборотная сторона:

  • закалённая сталь некоторых инструментов может терять твёрдость при многократной обработке;
  • маркировка и краска на изделиях выгорают;
  • упаковка должна выдерживать температуру: бумага и пакеты, подходящие для 180 °C, при 200 °C могут темнеть и становиться хрупкими;

Для 200 °C шкафу нужен запас по верхнему пределу диапазона. Подробнее о диапазонах и точности — в статье «Температура в сушильном шкафу: режимы, диапазоны и точность».

С какого момента считать время выдержки

Самая частая ошибка — отсчитывать выдержку от включения шкафа или от момента, когда регулятор показал нужное значение. Воздух в камере прогревается быстро, а загрузка — медленно: массивный металл и толстое стекло отстают от воздуха на десятки минут.

  1. Прогрев камеры. Шкаф выводят на заданную температуру.
  2. Прогрев загрузки. Выдерживают паузу, пока самая холодная точка загрузки (глубокий угол нижней полки, середина тяжёлого пакета) достигнет уставки. Для ответственных циклов это проверяют отдельным термодатчиком.
  3. Выдержка. Отсчёт времени ведут от этого момента.
  4. Остывание. Дверь не открывают, пока температура не снизится до безопасной для выгрузки: резкий приток холодного воздуха бьёт по стеклу и портит упаковку.

Многие шкафы позволяют задать таймер так, что отсчёт начинается после достижения уставки. Но таймер следит за воздухом, а не за содержимым, поэтому для массивных загрузок добавляют время на прогрев, найденное опытом. Об испытании равномерности и контрольных точках камеры — в статье «Аттестация сушильного шкафа: равномерность и контрольные точки».

Как загружать камеру

Сухой воздух распределяет тепло главным образом конвекцией, поэтому его потокам нужно оставить путь.

  • Свободное размещение. Между изделиями оставляют зазоры, чтобы воздух обтекал каждое. Плотно уложенные пакеты прогреваются неравномерно.
  • Не больше примерно 70 % объёма камеры. Перегруженная камера хуже держит равномерность температуры.
  • Нет контакта металла с металлом. В местах касания теплообмен затруднён.
  • Решётчатые или перфорированные полки. Они дают воздуху ход и снизу, и сверху.
  • Упаковка. Изделия закладывают в бумагу или контейнеры, рассчитанные на нагрев, чтобы они оставались чистыми после цикла. Посуду с крышками обрабатывают с приоткрытыми или снятыми крышками.

Что нельзя обрабатывать сухим жаром

При 160–200 °C разрушаются материалы, которые не рассчитаны на такой нагрев. Это не вопрос режима: ни один из трёх вариантов им не подходит.

  • Резина, латекс, силиконовые прокладки — теряют эластичность, растрескиваются.
  • Большинство пластиков — плавятся и деформируются, в том числе одноразовая посуда.
  • Текстиль и бумага без термостойкости — обугливаются, возможно возгорание.
  • Растворы и питательные среды. Жидкости в сухожаровом шкафу кипят и выделяют пар; для них применяют паровую стерилизацию, см. «Режимы стерилизации в автоклаве».

Контроль результата

Режим на дисплее — это намерение, а не доказательство. Лабораторная практика подтверждает результат тремя уровнями контроля и записью.

Физический контроль: каждый цикл

Это контроль температуры и времени по показаниям шкафа и независимого термометра.

Химический контроль

Термоиндикаторы меняют цвет при достижении температуры и времени. Их кладут на разные уровни загрузки — на верхнюю, среднюю и нижнюю полки, в глубину и к двери. Равномерность смены цвета говорит о равномерности прогрева. Подбор индикаторов и упаковки разобран в статье «Индикаторы и пакеты для сухожарового шкафа».

Биологический контроль: периодически

Самый строгий способ — тест-культуры с заведомо термостойкими спорами. После цикла их инкубируют несколько дней; отсутствие роста подтверждает, что режим уничтожает даже устойчивые формы. Периодичность задаёт методика лаборатории.

Журнал

Результаты записывают: дата, режим, загрузка, показания индикаторов, исполнитель. Если индикатор не изменился, изделия считаются необработанными, цикл повторяют после выяснения причины: неверная уставка, сбой питания, неисправный датчик, перегруз. Структура записей — в статье «Журнал контроля работы воздушного стерилизатора».

Какой шкаф нужен под эти режимы

Для режимов 160–200 °C шкаф должен уверенно держать эти значения с запасом по верхнему пределу, иметь программируемый таймер и равномерное поле температур. Обзор серий КАДАММ для сухожаровой обработки:

СерияОбъёмВерхний пределОсобенность
ШСС130–230 л+300 °CТри варианта управления, 18 моделей, мощность 800–3000 Вт
ШСС230–125 л+300 °C4 модели, мощность 800–2300 Вт
ШСС323–200 л+250 °C6 моделей, мощность 600–2300 Вт
ШСС448–180 л+250 °C4 модели, мощность 1000–2450 Вт
ШСС535–225 л+250 °CТочность ±0,5 °C, 4 модели, мощность 500–2000 Вт
ШСС625–180 л+250 °C5 моделей, мощность 650–2450 Вт
ШСС734–200 л—Точность ±0,5 °C, 5 моделей, мощность 500–2000 Вт

Как выбирать из этого ряда. Если нужен режим 200 °C и вы работаете с серьёзной загрузкой, берут серии с пределом +250 или +300 °C: у них остаётся запас, и шкаф не работает на пределе. Для малых объёмов и задач, где важна точность поддержания, подходят ШСС5 и ШСС7 с точностью ±0,5 °C. Для потока посуды смотрят на ШСС1 и ШСС3. Каталог всех сухожаровых шкафов собран в разделе «Сухожаровые шкафы (воздушные стерилизаторы)». Если режимы выше 300 °C, смотрите высокотемпературные шкафы, а для обычной сушки посуды — раздел «Шкафы для сушки лабораторной посуды».