蒸汽滅菌器（也稱(chēng)為滅菌器）是當(dāng)今微生物學(xué)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)和必需的設(shè)備; 然而，它們傳統(tǒng)上消耗大量的水。

 

購(gòu)買(mǎi)能夠節(jié)約用水的蒸汽高壓滅菌器是一項(xiàng)合理的投資，**終有助于保護(hù)環(huán)境，節(jié)省資金，并且理想地實(shí)現(xiàn)LEED積分。例如，一個(gè)中小型傳統(tǒng)高壓滅菌器可能每年使用100萬(wàn)加侖以上的水。隨著自然資源的保護(hù)越來(lái)越重要，這是一個(gè)社會(huì)和財(cái)政關(guān)注。

幸運(yùn)的是，近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種高壓滅菌器節(jié)水策略以滿(mǎn)足用水節(jié)約的需要。這些戰(zhàn)略也幫助實(shí)驗(yàn)室達(dá)到新建筑企業(yè)的LEED點(diǎn)和ASHRAE 198.1-2009合規(guī)性。

傳統(tǒng)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(shè)計(jì)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(fù)載中的病毒，細(xì)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(hù)套”的空間。當(dāng)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(yù)熱該單元以準(zhǔn)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(nèi)冷凝，然后排放到地漏。由于建筑規(guī)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; 這意味著即使滅菌器關(guān)閉，冷水也可以通過(guò)滅菌器向著漏斗全天候進(jìn)行。結(jié)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?yàn)樵趩卧獌?nèi)的某些類(lèi)型的負(fù)載下，需要去除空氣并確保適當(dāng)?shù)臏缇＿@是通過(guò)抽真空實(shí)現(xiàn)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(tǒng)中，用于產(chǎn)生真空的水立即被引導(dǎo)到排水管。該水源將被稱(chēng)為水源三號(hào)或WS3。注意，由于前期成本較低，大多數(shù)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(jié)省了水，但是仍然存在進(jìn)一步節(jié)水的巨大機(jī)會(huì)，因?yàn)檎婵障到y(tǒng)使用的水通常直接輸送到排水管，

 

今天的傳統(tǒng)蒸汽高壓滅菌器的節(jié)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?yàn)檫@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(shù)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(xiàn)在提供可選擇的系統(tǒng)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(hào)相同的恒定流量設(shè)計(jì)。為了改善冷卻過(guò)程，只有當(dāng)存在大于140°F的熱流出物時(shí)，較新的系統(tǒng)才調(diào)節(jié)冷水（開(kāi)和關(guān)）。結(jié)果是 與傳統(tǒng)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(xiàn)在提供可以安裝在現(xiàn)有的恒定排氣系統(tǒng)上的可選系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)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(jù)需要，注入系統(tǒng)中的少量冷水。這樣的設(shè)備每年可以減少高達(dá)900,000加侖的水消耗，每年減少平均水費(fèi)超過(guò)6,500美元（這個(gè)計(jì)算基于全G平均商業(yè)用水+污水率） 2。典型的投資回報(bào)率（ROI）為3-6個(gè)月，因?yàn)樵O(shè)備和安裝成本在1,500-3,000美元之間。

注意：近年來(lái)，使用設(shè)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(tǒng)包括熱交換器，以將熱負(fù)荷從流出物轉(zhuǎn)移到冷卻器回路中。這些系統(tǒng)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(tǒng)。此外，雖然在理論上這種構(gòu)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(tǒng) - 將水泵回真空系統(tǒng) - 從根本上減少了所消耗的總水量。再循環(huán)系統(tǒng)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(jié)合這兩個(gè)因素，再循環(huán)系統(tǒng)可以在降低水成本的情況下每年節(jié)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(dāng)它涉及節(jié)水解決方案時(shí)考慮設(shè)計(jì)

然而，上述每種耗水方案都需要一些設(shè)計(jì)考慮。讓我們來(lái)看看每個(gè)。 

 

流出物冷卻改進(jìn)和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：將冷凍水型系統(tǒng)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(dá)性和房屋冷卻器的現(xiàn)有能力。由于一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，一些高壓釜給冷卻器帶來(lái)了非常大的負(fù)擔(dān)。因此，了解以下內(nèi)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(jí)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(shè)備，例如減壓閥，膨脹/囊袋罐和冷卻器回路上的泵。但請(qǐng)記住，安裝輔助設(shè)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(gòu)買(mǎi)，安裝和維護(hù)價(jià)格標(biāo)簽。

 

真空生成改進(jìn)和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：在考慮安裝再循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)記住要記住有多少空間可用。一些再循環(huán)系統(tǒng)和一些熱交換器系統(tǒng)可以擴(kuò)大高壓滅菌器的占地面積，或者需要單獨(dú)的設(shè)備臺(tái)架。因此，必須考慮空間要求。

 

替代方法 - 無(wú)附加設(shè)備或系統(tǒng)

關(guān)閉：除了對(duì)傳統(tǒng)的現(xiàn)有系統(tǒng)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節(jié)省水。許多壓力蒸汽滅菌器一直保持，24/7。這意味著系統(tǒng)總是準(zhǔn)備好使用，但是維持適當(dāng)?shù)臏嘏瘻囟人璧恼羝馕吨B續(xù)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(jié)省高達(dá)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(tǒng)在工作日開(kāi)始之前預(yù)加熱滅菌器，并在**結(jié)束和周末時(shí)關(guān)閉蒸汽供應(yīng)。甚**可以配置更**的系統(tǒng)，使得每個(gè)設(shè)施可以為一周的每**設(shè)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(jì)算機(jī)的睡眠模式的特征，其中如果該單元在指定的時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有使用，則蒸汽供應(yīng)將關(guān)閉。

 

灰水：**近，對(duì)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(duì)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(zhǎng)問(wèn)題而使項(xiàng)目復(fù)雜化，因此通常建議不要將其用于水保護(hù)戰(zhàn)略。

 

LEED積分和ASHRAE合規(guī)性

美G綠色建筑委員會(huì)的LEED評(píng)級(jí)系統(tǒng)旨在幫助設(shè)施設(shè)計(jì)者和業(yè)主獲得對(duì)優(yōu)先保護(hù)自然資源的認(rèn)可。項(xiàng)目分級(jí)，并從LEED認(rèn)證到LEED白金評(píng)級(jí)。正確配置的右側(cè)滅菌器可以有多種類(lèi)型。分級(jí)的例子包括水效率和設(shè)計(jì)創(chuàng)新。關(guān)于對(duì)LEED信用額的貢獻(xiàn)的細(xì)節(jié)在很大程度上取決于項(xiàng)目和滅菌器配置。然而，貢獻(xiàn)是重要的，不應(yīng)該被忽視。

LEED專(zhuān)注于特定設(shè)計(jì)的結(jié)果和成就，它不應(yīng)被誤認(rèn)為是建筑規(guī)范或規(guī)范。這就是為什么ASHRAE 187.1-2009是重要的。ASHRAE 187.1標(biāo)題為“高性能綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”，是一種標(biāo)準(zhǔn)，旨在輕松納入建筑規(guī)范和規(guī)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(wěn)步獲得批準(zhǔn)。第6節(jié)“水利用效率”是高壓滅菌器的特別中心，因?yàn)樗垢邏簻缇鞯暮愣ㄅ欧攀嚼鋮s，并需要使用機(jī)械真空系統(tǒng)代替水噴射（文丘里管）真空系統(tǒng)。本節(jié)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(tǒng)，

 

關(guān)鍵外賣(mài)

蒸汽高壓滅菌器，是實(shí)驗(yàn)室用水的主要來(lái)源。雖然這種消耗通過(guò)更現(xiàn)代的系統(tǒng)和安裝選項(xiàng)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(tǒng)的老式消毒器。這些系統(tǒng)每年浪費(fèi)超過(guò)100億加侖的淡水。例如，典型的校園或設(shè)施通常擁有各種各樣的高壓滅菌器制造和型號(hào)，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(tái)高壓滅菌器并不罕見(jiàn)。鑒于此，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室，研究所和大學(xué)應(yīng)進(jìn)行設(shè)施調(diào)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(jié)水解決方案是合適的。