Установка и обслуживание автоклава: помещение, подключение, освидетельствование, клапаны, уплотнители и ТЭНы

Установка автоклава: требования к помещению

Помещение под стерилизатор готовят до поставки, а не после. Типичная история: прибор приехал, а дверной проём уже корпуса, пол не выдерживает массу заполненной камеры, у места установки нет слива, а розетка рассчитана на чайник. Каждую из этих проблем решить можно, но проще закрыть их на этапе планировки. Требования конкретной модели — габариты, масса, мощность, расход воды и пара — берут из её карточки и руководства по эксплуатации; ниже — общие правила, которые относятся ко всем паровым стерилизаторам.

Место и основание

Настольный автоклав ставят на устойчивый лабораторный стол, рассчитанный на массу прибора вместе с водой в баке и загрузкой. Вертикальный и горизонтальный — на пол: основание должно быть ровным, без уклона, чтобы конденсат стекал к сливу камеры, а дверь закрывалась без перекоса. Регулируемые опоры выставляют по уровню при монтаже. Вокруг корпуса оставляют проход для обслуживания: к задней панели подходят трубопроводы и кабель, сбоку обычно расположены клапаны и доступ к парогенератору. Если прибор задвинуть вплотную к стене, любой ремонт начинается с его демонтажа.

У вертикальных стерилизаторов с верхней загрузкой учитывают высоту: над прибором нужно место для откидной крышки и для подъёма корзин. У горизонтальных — зону перед дверью для тележки загрузки. У проходных стерилизаторов корпус встраивают в стену между двумя зонами, и проём с уплотнением проектируют вместе со строительной частью помещения.

Вентиляция и отвод тепла

Автоклав отдаёт в помещение тепло корпуса, пар при открытии двери и пар из выпускного клапана. В небольшой лаборатории один вертикальный прибор за рабочий день заметно поднимает температуру и влажность. Поэтому над местом выпуска пара предусматривают местную вытяжку или зонт, а общеобменную вентиляцию рассчитывают с учётом тепловыделений. Конденсат на стенах, потолке и электрических щитах — признак того, что вытяжки не хватает. Рядом со стерилизатором не хранят легковоспламеняющиеся жидкости и реактивы: для них нужен отдельный шкаф с вентиляцией из раздела «Шкафы для хранения реактивов».

Безопасность персонала

Ожоги паром и горячими поверхностями — главный риск при работе с автоклавом. Помещение оборудуют так, чтобы оператор мог сразу промыть глаза и кожу: если на участке одновременно работают с реактивами и горячими жидкостями, рядом ставят аварийный душ или фонтан для глаз — подбор в разделе «Аварийные души и фонтаны для промывки глаз». На рабочем месте вывешивают инструкцию по эксплуатации автоклава в сокращённом виде: порядок пуска, действия при аварийном сигнале, телефон ответственного. Доступ к прибору ограничивают обученным персоналом.

Если стерилизатор обслуживает асептический участок, его размещают с учётом потоков: грязная загрузка не должна пересекаться со стерильной. Как организовать такой участок без полноценной чистой комнаты, разобрано в статье «Чистая зона без чистой комнаты: локальные решения для участка».

Подключение: электросеть, вода, слив и пар

Перечень подключений определяется видом автоклава и способом получения пара. Схема ниже показывает, что подходит к прибору и что от него отводится.

Электропитание: 220 или 380 В

Портативные, настольные и вертикальные автоклавы в нашем каталоге работают от однофазной сети ~220 В: например, у портативных серий КАДАММ СП-П1 и КАДАММ СП-П5 мощность нагрева 2 кВт, у вертикальной КАДАММ СП-В1 — 4 кВт, у КАДАММ СП-В5 — 2,5–6 кВт. Даже такую нагрузку подключают отдельной линией с автоматическим выключателем и устройством защитного отключения, а не через удлинитель: ТЭН работает на полной мощности долгие минуты, и слабый контакт в розетке нагревается. Горизонтальные стерилизаторы требуют трёхфазной сети 380 В: у КАДАММ СП-Г3 и КАДАММ СП-Г5 мощность 9–18 кВт, у серий со встроенным парогенератором КАДАММ СП-Г10 — 18–24 кВт, у КАДАММ СП-Г14 — 24–61 кВт. Сечение кабеля, номинал автомата и ввод в щит рассчитывает электрик по паспортной мощности; это закладывают в проект помещения заранее, потому что выделенной мощности на этаже может не хватить.

Корпус автоклава обязательно заземляют. Прибор работает с водой и паром, и пробой изоляции ТЭНа на незаземлённом корпусе — прямой путь к поражению током. Проверку сопротивления изоляции и заземления выполняют при монтаже и затем периодически, вместе с остальной электробезопасностью лаборатории.

Вода питания

Пар получают из воды, и всё, что в ней растворено, остаётся в парогенераторе или на дне камеры в виде накипи. Поэтому большинство приборов требуют дистиллированную или очищенную воду; водопроводная допускается только там, где это прямо разрешено документацией. Настольные автоклавы класса B заливают вручную во встроенный бак: у КАДАММ СП-Н10 он на 3,5 л, у КАДАММ СП-Н15 и КАДАММ СП-Н18 — на 14 л. Крупным горизонтальным стерилизаторам с парогенератором нужна постоянная подача воды от водоподготовки — подключение к водопроводу через установку обессоливания и, как правило, отдельная вода на охлаждение вакуумного насоса и конденсата. У серии КАДАММ СП-Г13 расход воды за цикл 35–90 кг — это ориентир для расчёта водоподготовки.

Слив конденсата

Из камеры и парогенератора уходит горячий конденсат. Обычная пластиковая канализация от него деформируется, а горячие стоки часто запрещены правилами эксплуатации сетей. Слив делают из термостойких материалов, с разрывом струи (воронкой) между прибором и канализацией, чтобы стоки не могли засосать обратно в камеру при вакууме. Крупные стерилизаторы оснащают охладителем стоков или подмешивают холодную воду. У приборов для обеззараживания отходов конденсат может содержать живые микроорганизмы до конца цикла, поэтому у серии КАДАММ СП-В35 предусмотрены сбор конденсата и фильтрация выхлопа.

Внешний пар

Исполнения без собственного парогенератора — КАДАММ СП-Г15, КАДАММ СП-Г22, КАДАММ СП-Г23 — подключают к паропроводу от котельной или отдельного парогенератора. Для КАДАММ СП-Г15 давление внешнего пара 0,3–0,7 МПа. Качество пара важно не меньше давления: неконденсирующиеся газы и избыточная влага ухудшают прогрев загрузки, поэтому на вводе ставят фильтр, сепаратор, редуктор и конденсатоотводчик. Собственная электрическая мощность таких приборов невелика — у КАДАММ СП-Г22 2,5 кВт, у КАДАММ СП-Г23 2,5–5 кВт на автоматику и насос. Выбор между встроенным парогенератором и внешним паром — вопрос инфраструктуры здания; подробно он разобран в статье «Как выбрать лабораторный автоклав: объём, вид, удаление воздуха, сушка и подключение».

Пуск, приёмка и обучение персонала

После монтажа прибор не начинают сразу использовать для рабочих загрузок. Сначала проверяют подключения: напряжение под нагрузкой, отсутствие протечек по воде и пару, работу слива, отвод выхлопа. Затем выполняют несколько пробных циклов с пустой камерой: прибор прогревается, сгорают консервационные покрытия, проверяется работа датчиков, дверной блокировки, аварийных сигналов. Для приборов с вакуумом выполняют тест на натекание и тест Боуи — Дика.

Документы, которые должны быть на месте

Паспорт стерилизатора и паспорт сосуда, руководство по эксплуатации, сведения о предохранительном клапане и манометре, электрическая схема, перечень программ. Для лаборатории с системой качества пуск оформляют как квалификацию монтажа и функционирования; этот порядок описан в статье «Валидация автоклава: квалификация IQ, OQ, PQ». Сюда же относится локальная инструкция по эксплуатации автоклава: её составляет пользователь на основе руководства прибора с учётом своих загрузок, программ и порядка контроля.

Кто может работать с автоклавом

К работе допускают персонал, прошедший обучение и инструктаж по устройству прибора, порядку загрузки и действиям при аварии. Назначают ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию — он ведёт журнал, организует обслуживание и освидетельствование. Наши инженеры проводят первичный инструктаж при пуске оборудования: порядок и объём уточняйте у менеджера при заказе.

Техническое освидетельствование паровых стерилизаторов

Камера автоклава — сосуд, работающий под избыточным давлением. Рабочее давление у наших серий — от 0,14 МПа у портативных КАДАММ СП-П1 до 0,25 МПа у крупных горизонтальных КАДАММ СП-Г17 и КАДАММ СП-Г20; расчётное давление камеры у КАДАММ СП-Г10 и КАДАММ СП-Г14 — 0,3 МПа. Поэтому на стерилизатор распространяются требования к оборудованию под давлением: технический регламент ТР ТС 032/2013 при выпуске и федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности для оборудования, работающего под избыточным давлением, при эксплуатации. Какие именно требования применимы к конкретному прибору, зависит от вместимости камеры и рабочего давления: часть небольших сосудов освобождена от отдельных процедур. Это определяют по документации прибора и действующим правилам до пуска.

Что входит в освидетельствование

Техническое освидетельствование включает наружный и внутренний осмотр камеры, крышки или двери, сварных швов и патрубков — на коррозию, трещины, деформации и следы протечек, — и гидравлическое испытание пробным давлением, превышающим рабочее. Проверяют исправность предохранительного клапана, манометра, датчика температуры и блокировки двери. Первичное освидетельствование проводит изготовитель (его результаты записаны в паспорте сосуда) или его проводят перед пуском. Затем следуют периодические освидетельствования в сроки, указанные в руководстве по эксплуатации или в правилах, и внеочередные — после ремонта камеры с применением сварки, после длительного простоя, после перемещения прибора на новое место, если этого требуют документы.

Кто проводит и как оформляют

Освидетельствование выполняет уполномоченная специализированная организация либо ответственный специалист эксплуатирующей организации — в зависимости от того, подлежит ли сосуд учёту и какие требования к нему применимы. Результат записывают в паспорт сосуда с указанием разрешённых параметров и срока следующего освидетельствования. Работать со стерилизатором с просроченным освидетельствованием нельзя, даже если он исправно стерилизует. Срок службы камеры также ограничен: у КАДАММ СП-Г10 и КАДАММ СП-Г14 ресурс камеры по расчёту — 20000 циклов, и это число учитывают при планировании замены.

Ежедневные и периодические проверки

Большинство отказов автоклава начинаются с мелочей, которые видны при ежедневном осмотре. Регулярный короткий осмотр стоит дешевле одного ремонта.

Перед началом смены

• уровень воды в баке или подача от водоподготовки, отсутствие мути и осадка в баке;
• уплотнитель двери: чистота, отсутствие трещин, надрывов и остатков упаковки;
• фильтр слива на дне камеры: очищен от бумаги, ваты и осколков стекла;
• манометр на нуле при холодной камере, стрелка не застряла;
• для приборов с вакуумом — тест Боуи — Дика в первом цикле дня;
• отсутствие луж под прибором и следов пара вокруг двери.

Еженедельно и ежемесячно

Сливают и промывают бак воды, удаляют отложения со дна камеры, протирают внутренние поверхности неабразивным средством. Проверяют предохранительный клапан ручным подрывом, если конструкция это предусматривает. Проверяют, не изменилось ли время выхода на режим: если нагрев до рабочей температуры стал заметно дольше, это первый признак накипи на ТЭНе или неисправности одного из нагревателей. Результаты записывают в журнал работы стерилизатора; режимы и продолжительность каждого цикла пишут туда же — подробнее о параметрах циклов в статье «Режимы стерилизации в автоклаве: температура, давление и время».

Поверка и калибровка средств измерений

Манометр и датчик температуры — средства измерений. Манометр поверяют в установленные сроки и пломбируют; на шкале должна быть отметка разрешённого рабочего давления. Датчик температуры сверяют с независимым калиброванным термометром: у серий с точностью 0,1 °C, например КАДАММ СП-Н9 или КАДАММ СП-В27, расхождение с эталоном видно сразу. У серии КАДАММ СП-В21 стоит датчик Pt100 класса AA — его удобно использовать как опорную точку при сверке.

Клапан для автоклава: предохранительный, выпускной, обратный

В запросах «клапан для автоклава» обычно ищут одну из трёх деталей. Перепутать их нельзя: они устроены по-разному и выполняют разные функции.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан для автоклава — главный элемент защиты сосуда. Он открывается, если давление в камере превысило установленное значение, и сбрасывает пар. У КАДАММ СП-Г10, КАДАММ СП-Г14, КАДАММ СП-Г22 и КАДАММ СП-Г24 клапан настроен на 0,28 МПа. Регулировать его на месте, подкладывать грузы или заглушать нельзя: настройку выполняют на стенде и пломбируют. Клапан проверяют периодически — ручным подрывом и на стенде, — а после срабатывания осматривают, не осталось ли седло негерметичным. Выход клапана отводят трубой в место, где пар никого не обожжёт.

Выпускной и воздушный клапаны

Выпускной клапан управляет сбросом пара после выдержки; от него зависит, вскипят ли жидкости в конце цикла. Воздушный (на портативных автоклавах — ручной или поплавковый) выпускает воздух в начале нагрева: если он залип, воздух остаётся в камере и температура не соответствует давлению. Электромагнитные клапаны в автоматических приборах изнашиваются от накипи и частиц из воды — это ещё одна причина использовать очищенную воду.

Обратный клапан и клапаны вакуумной линии

У приборов с вакуумными импульсами, например КАДАММ СП-В34 или КАДАММ СП-Г9 с предельным вакуумом −0,096 МПа, обратный клапан на линии насоса не даёт воде и конденсату уходить в камеру. Его негерметичность проявляется как провал теста на натекание. При замене любого клапана заказывают деталь под конкретную серию: присоединительная резьба, материал седла и давление настройки у разных моделей различаются.

Прокладка для автоклава: уплотнитель двери

Прокладка двери — самый часто меняемый узел. Она работает при каждом цикле: нагрев, давление, пар, затем остывание и вакуум. Со временем силиконовая резина теряет эластичность, на ней появляются трещины и вмятины от края двери.

Признаки износа

Пар вокруг двери во время цикла, медленный набор давления, провал теста на натекание, ошибка «утечка» на дисплее, мокрая загрузка после сушки. Иногда прокладка внешне цела, но затвердела и не прилегает к фланцу. Для профилактики уплотнитель протирают после рабочего дня, не оставляют дверь закрытой с поджатием на длительное время, а при длительном простое оставляют её приоткрытой.

Как менять

Прокладку подбирают по серии и диаметру камеры: например, у КАДАММ СП-П6 диаметр камеры Ø280 мм, у КАДАММ СП-Н15 — Ø391 мм, у вертикальных КАДАММ СП-В14–КАДАММ СП-В19 — Ø386 мм. Старую прокладку вынимают из паза, паз очищают от остатков и накипи, новую укладывают без скручивания, начиная с противоположных точек. После замены проводят пустой цикл и тест на натекание. Если стерилизатор используют в валидированном процессе, замену уплотнителя записывают и оценивают её влияние — обычно достаточно повторить тест на натекание и Боуи — Дика.

ТЭН для автоклава и обслуживание парогенератора

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) греет воду на дне камеры у портативных, настольных и большинства вертикальных автоклавов или в отдельном парогенераторе у горизонтальных. Мощность нагревателя — характеристика конкретной серии: 2 кВт у КАДАММ СП-П7, 3,5–4,5 кВт у КАДАММ СП-В4, 3,1 кВт у КАДАММ СП-В8.

Почему ТЭНы выходят из строя

Две основные причины — накипь и сухой нагрев. Слой накипи ухудшает теплоотдачу, оболочка ТЭНа перегревается и прогорает. Сухой нагрев случается, если в камере или парогенераторе не хватило воды: датчик уровня или защита от перегрева должны отключить нагрев, но если датчик покрыт отложениями, он может не сработать. Поэтому чистка от накипи и проверка датчика уровня — обязательные пункты периодического обслуживания.

Как проверить и заменить ТЭН

Признаки неисправности: прибор дольше выходит на режим, срабатывает УЗО, на дисплее ошибка нагрева. Сопротивление и изоляцию ТЭНа проверяет электрик при отключённом и остывшем приборе. Заменяют нагреватель на деталь с той же мощностью, напряжением и присоединением; при замене меняют и уплотнение фланца ТЭНа. После замены — пробный цикл и проверка на протечки. Если в приборе несколько нагревателей и вышел из строя один, автоклав может продолжать работать, но медленнее, и равномерность прогрева ухудшается.

Парогенератор горизонтальных стерилизаторов

Встроенный парогенератор продувают по графику, чтобы удалить шлам, проверяют его предохранительный клапан и датчики уровня. У КАДАММ СП-Г18 давление парогенератора 0,8 МПа — его освидетельствуют как отдельный сосуд, если этого требуют правила. Качество питательной воды здесь критично: при жёсткой воде ресурс нагревателей сокращается многократно.

Типовые неисправности и что проверить

Неисправности узлов, работающих под давлением, — камеры, клапанов, затвора — устраняет только обученный персонал сервисной организации. Работа с неисправным предохранительным клапаном или манометром запрещена.

Подбор автоклава под помещение и подключение

Ограничения помещения часто определяют выбор раньше, чем объём камеры. Ниже — ориентир по нашим сериям с учётом подключения. Полный перечень — в разделе «Автоклавы (паровые стерилизаторы)».

Сколько стоит подготовка помещения и как она влияет на полную стоимость владения, разобрано в статье «Сколько стоит автоклав». Если вы ищете «автоклав лабораторный» для синтеза под давлением, это другой прибор — реактор высокого давления; его не используют для стерилизации, подбор в разделе «Реакторы высокого давления».