Lexikon: Autoklav

 

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Ein Autoklav ist ein luft- und dampfdicht verschließbarer Druckbehälter. Er wird für verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen, jeweils angepassten Ausführungen verwendet.

Technik

Da Autoklaven sehr hohe Drücke aushalten müssen, besitzen sie aus Stabilitätsgründen einen rohr- beziehungsweise zylinderförmigen Aufbau. Zur Bestückung kann ein Ende des Rohres geöffnet werden. Als Anzeigeinstrumente verfügen sie zumindest über Thermometer und Manometer. Die Druckbeaufschlagung erfolgt durch Einleiten von gespanntem Dampf oder Erzeugen von Dampf im Autoklav selbst.

Anwendung

"Autoklavierung"

Es gibt zwei Haupttypen des Autoklavierverfahrens:

  • Vakuumverfahren (Entfernung der Luft durch mehrmaliges Evakuieren (Leerpumpen) im Wechsel mit Dampfeinströmungen)
  • Strömungs- beziehungsweise Gravitationsverfahren (Luft wird durch Sattdampf verdrängt (Schnellkochtopf|Dampfkochtopf-Prinzip).

Sterilisation

Autoklaven dienen vor allem zur Dampfdruck-Sterilisierung von Nährmedien, medizinischen Instrumenten, Operationswäsche, Tupfer u.ä. Solche Autoklaven werden daher manchmal auch als Dampfdruckapparate bezeichnet.

Weiterhin werden Autoklaven in der Lebensmittelindustrie|Lebensmittel- und Tierfutterindustrie verwendet, um die entsprechenden Produkte (Suppen, Eintöpfe, Menüschalen usw.) ohne zusätzliche Kühlung lange haltbar zu machen.

Eine Sterilisation ist dann notwendig, wenn das Produkt einen pH-Wert von über 4,5 aufweist. Bei niedrigeren pH-Werten (zum Beispiel Obstkonserven) ist eine (< 100°C) ausreichend.

Durch die Sterilisation können auch Sporen von Bakterien (insb. Clostridium botulinum) abgetötet werden. Genaugenommen wird nur die Wahrscheinlichkeit, dass in einem Behältnis der Clostridium botulinum überlebt hat, stark reduziert. Eine 100%ige Abtötung gibt es nicht.


Das Autoklavieren als smethode wird unter feuchter Hitze durchgeführt. Die Feuchtigkeit läßt vor allem die der quellen, dadurch sind sie weniger resistent als bei trockener Hitze. Die Prozedur gliedert sich in drei Abschnitte. Der erste Abschnitt ist die Steigzeit, hier erreicht der Autoklav selbst die eingestellte Sterilisationstemperatur. Danach beginnt die Ausgleichszeit, nach dieser Zeit erreicht auch das zu sterilisierende Gut die nötige Temperatur, dann beginnt die eigentliche Sterilisationsphase (Sterilisationszeit). Diese kann je nach Temperatur,Mikroorganismus und Keimzahl variieren. Da die Temperatur auf über 100°C steigt, muß die gesamte Innenluft (Atmosphäre) durch Dampf bei 2 Atmosphäre_(Einheit)|atm ersetzt werden. Als Temperaturrichtwert sind 15 Minuten bei einer Temperatur von 121°C anzunehmen.

Dampfhärtung

So genannte dampfgehärtete Baustoffe, zum Beispiel Kalksandstein und Porenbeton, werden in Autoklaven unter Sattdampfatmosphäre bei Temperaturen von etwa 180 bis 210 Â°C gehärtet.

Faserverbundherstellung

Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen. In diesen Autoklaven werden üblicherweise Drücke von bis zu 10 bar und Temperaturen von bis zu 400 Â°C erzeugt. Die Druckbeaufschlagung erfolgt mittels Kompressoren. Oft werden auch Druckspeicher verwendet, um auch mit einem kleineren Kompressor bei Bedarf ausreichend Druckluft zur Verfügung zu haben.

Der hohe Druck im Inneren wird genutzt, um die einzelnen Laminatschichten zu verpressen. Meist wird das Bauteil gleichzeitig evakuiert, um überschüssige Luft aus dem Verbund zu entfernen. Das Kunstharz im Faserverbund-Bauteil (meist Epoxid-Harz) wird dann bei hoher Temperatur (100-250 Â°C, je nach Harz) mehrere Stunden ausgehärtet.

Wegen ihrer hohen Anschaffungskosten werden diese Autoklaven vorwiegend in der Hochtechnologie (zum Beispiel Luftfahrt|Luft-- und Raumfahrt oder ) verwendet. In ihnen kommt hauptsächlich die Prepregtechnologie zur Anwendung.

Sonstige Anwendungsgebiete

Darüber hinaus werden Autoklaven zur Vulkanisation, zur Hydrolyse|hydrolytischen Spaltung von en (zum Beispiel bei der Seifen (Waschmittel)|Seifenherstellung) oder auch in der Histologie|histologischen (Aufbereitung von histologischen Schnitten) sowie für andere Chemischer Prozess|chemische Prozesse eingesetzt und finden Verwendung in der Forschung bei verschiedenen Versuchsaufbauten und/oder Materialtests (zum Beispiel in der Meeresforschung).

Sonderbauformen

Sonderbauformen erlauben es, Druck (Physik)|Drücke bis 7000 bar und Temperaturen von mehr als 650 Â°C zu erreichen.

Kategorie:Technik Kategorie:Dampfkessel

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