Автоклавный газоблок: Автоклавный газобетон: состав, отличие от неавтоклавного

Содержание

Автоклавный газобетон: состав, отличие от неавтоклавного

Газобетон является искусственным строительным материалом с наличием пористости внутри. Широко используется в строительстве различных помещений из-за легкости в работе, высокой звукоизоляции, устойчивости к неблагоприятным факторам. В зависимости от способа производства делится на автоклавный и неавтоклавный. Первый тип более востребованный по ряду причин, подробно описанных в данной статье.

Производство

Готовые автоклавные газобетонные блоки получаются вследствие обжигания в специально оборудованных печах, называемых автоклавными. Внутри материал подвергается давлению до 12 атмосфер и температуре около 190 °С. Благодаря такой обработке газоблок твердеет быстрее и становится более прочным, нежели неавтоклавный. При обжиге стройматериал меняет свою молекулярную структуру. В конце газобетон становится похож на вулканическую породу тоберморит.

Перед тем, как использовать неавтоклавные блоки, их выдерживают примерно около одного месяца. При помощи автоклавирования в печке материал схватится быстрее. Автоклавные блоки производятся исключительно на заводах крупных фирм, так как требуется дорогостоящее оборудование и просторное помещение. Производство автоклавного газобетона требует заводских условий, соблюдения четкой технологии, определенных температур и давления в печи. Изготавливаются такие газоблоки по ГОСТу.

Состав автоклавного газобетона

Пористая структура блочных изделий образовывается за счет сферических пор. Их размер варьируется в промежутка от 1 до 3 мм. Качество стройматериала будет зависеть от равномерности распределения воздушных частиц по площади камня и по типу их закрытости.

Автоклавный газобетон имеет стандартный состав. В сырье входят следующие элементы:

• вещества для связывания: негашеная известь, зола, доменный шлак в гранулах;
• портланд цемент;
• кварцевый песок мелкой фракции;
• очищенная вода без присутствия солей;
• Порообразующие вещества: алюминиевая пудра или паста с активным металлом от 90%.

Различные присадки и модификаторы не обязательны к добавлению, однако, значительно улучшают характеристики эксплуатации стройматериала. Гипс препятствует быстрому застеванию раствора, а пудра ускоряет образование пористости в блоке.

Преимущества

Газобетонные блоки автоклавного твердения имеют удобные размеры и укладываются гораздо быстрее, чем обычный строительный кирпич. Газобетон обладает высокой противопожарностью: он не воспламеняется быстро и исключает испарение вредных для человека веществ. Это экологически чистый материал, не способный навредить здоровью.

Газобетон автоклавного твердения обладает следующими особенностями и преимуществами:

  1. Блоки изготавливают исключительно в условиях крупного производства, с соблюдением идеальных пропорций компонентов, следованием определенным этапам.
  2. Изделия долгое время не могут заплесневеть, обладают стойкостью к вредоносным бактериям, поскольку производятся на основе минерального сырья.
  3. Здания из такого стройматериала помогают владельцам хорошо сэкономить на отоплении. Газобетон отлично проводит тепло и сохраняет его.
  4. Легкий вес существенное облегчает и ускоряет строительные работы.
  5. Изделие обладает хорошей звукоизоляцией. Идеальное решение для многоквартирных зданий и для помещений, в которых необходимо изолировать посторонние шумы.

Области применения автоклавных блоков

Данный материал очень доступен и популярен, применяется одинаково в массовом и частном строительстве. Из блоков построены многие школы, больницы, различные государственные учреждения. Автоклавный газоблок достаточно крупный, что значительно ускоряет строительный процесс. Газобетон применяется при возведении стен, реставрации зданий, строительстве загородных домов.

Чем отличается от неавтоклавного?

Газоблок автоклавного твердения выгодно отличается по характеристикам от неавтоклавного:

  • материал являются искусственно полученным камнем, а неавтоклавные блоки – всего лишь застывшим пористым раствором;
  • структура однородна, характеристики и свойства идентичны в любой точке изделия;
  • не подвержен деформаций при усадке;
  • желаемая прочность получается во время изготовления;
  • нарезается специальным оборудованием при помощи специальных струн, чтобы вышел геометрически правильный и точный продукт;
  • толщина блока составляет всего 40 см, плотность D400-D500, чего достаточно для высокий показателей прочности и теплозащиты;
  • усадка не более 0,4 мм/м;
  • период эксплуатации 200 лет, что в 4 раза дольше, чем у неавтоклавного газоблока.

С учетом всех характеристик автоклавный газобетон можно считать отличным и оптимальным выбором для проведения различных строительных работ: от постройки загородного дома до строительства многоэтажных жилых зданий.

 


Автоклавный и неавтоклавный газобетон — что лучше?

Автоклавные блоки формируются при большой температуре и давлении, неавтоклавные — твердеют при атмосферном давлении или в условиях нагревания. Что лучше и почему?

 

Главные отличия АВТОКЛАВНОГО и неавтоклавного ГАЗОБЕТОНА:

  • Качество.
    Автоклавные блоки изготавливаются только в заводских условиях. Производить автоклавный газобетон в подпольных условиях невозможно, а неавтоклавный — твердеет в естественной среде, поэтому изготовлять его можно в «кустарных» условиях;
  • ГОСТ. Автоклавный газобетон производится согласно ГОСТу 2007 года — ГОСТ 31360-2007, такие блоки имеют сертификат качества. Клиенты могут быть уверены в качестве покупаемой продукции. Неавтоклавный газобетон изготавливается по ГОСТу 25485-89 и уже долгое время технология и качество не изменяется.
  • Прочность. Ячеистые бетоны изготавливают разной плотности: от 400 до 800 кг/м3 классом. Наш самый ходовой блок является D500, при этом его плотность имеет класс по прочности на сжатие В2,5. Прочность неавтоклавного бетона может быть меньше В1,5, конструкция на таких блоках может не выдержать нагрузки;
  • Крепление. Автоклав значительно повышает прочность газобетона. В основание из автоклавного газобетона можно закрепить не только шкафы и полки, но и бойлеры, кондиционеры, вентиляционные фасады;
  • Усадка не страшна. В сравнение с неавтоклавным газобетоном, автоклавные блоки полностью набирают свою прочность уже в процессе производства. Поэтому усадка им не страшна. Для автоклавного газобетона показатель усадки не превышает 0,5 мм/м, тогда как для неавтоклавных материалов он составляет от 1 до 3 мм/м. Неавтоклавные блоки дают большую усадку, она достигает до 0,23— 0,34 мм/м. Это может сильно повлиять на конструкцию здания;
  • Экологичность. Мы не устанем говорить, что наш автоклавный газобетон полностью экологичный материал. Микроклимат в постройке из автоклавных блоков можно сравнивать с климатов деревянного дома. Газобетон изготавливается из материального сырья, поэтому он не поддается гниению. А его способность регулировать влажность, исключает вероятность появления плесени и грибков. В составе неавтоклавного газобетона чаще всего добавляют смесь шлаков и золы. В результате химической реакции, полученный состав выделяет сферические поры;
  • Геометрия. Точность геометрии блоков из автоклава регулируется современным ГОСТом. Геометрия неавтоклавный блоков разнородна. Блоки начинают крошиться и скалываться;
  • Теплоизоляция. По сравнению с неавтоклавными блоками и кирпичом, автоклавный газобетон обладает на 30% лучшим показателем по теплоизоляции.

Давайте подведем итоги:

  • Неавтоклавные блоки дешевле, чем бетон из автоклава;
  • Газобетонные блоки автоклавного твердения отличаются физико-механическими свойствами
  • Богатый выбор марок по прочности. Прочность автоклавных газоблоков выше в полтора-два раза неавтоклавных материалов;
  • Производят автоклавные блоки только на современных заводах;
  • Автоклавные блоки лишены такого недостатка, как усадка;
  • Соответствие параметров ровности автоклавных блоков;
  • Блоки из автоклава абсолютно экологичны.


Как мы видим, автоклавный газобетон превосходит неавтоклавный практически по всем показателям. На нашем заводе ПТЖБ изготавливаются газоблоки из автоклава. Только так мы можем быть уверенны в качестве своих изделий. Здания из таких блоков получаются более прочные, а постройка проходит легче и проще.

Автоклавный газобетон – отличия от неавтоклавного

В связи с постоянно возрастающей популярностью газобетона, данная строительная продукция обрастает всё большим количеством мифов. Кто-то прочит ему 100-летний срок эксплуатации, кто-то, напротив, рассказывает о личном негативном опыте использования. Давайте во всем разберемся сами.

Автоклавный vs неавтоклавный.

Газобетон – это относительно новый строительный материал для возведения стен на основе цемента. Из-за пористой структуры, материал называют еще ячеистым бетоном. Его уникальные качества, такие как легкость, теплоизоляция, прочность, простота обработки и ценовая доступность, позволяют быстро возводить тёплые комфортные дома.

В Европе из газобетона начали строить примерно в середине XX века, в нашей же стране массовый выпуск газоблоков стали налаживать лишь в 90-х. Вот почему миф о 100-летнем сроке домов остается пока лишь мечтой – материалу еще слишком мало лет, чтобы подтвердить или опровергнуть подобные заявления о долговечности. Тем не менее, европейские дома с 50-70-летним «стажем» доказывают и то, что дома из газобетона не рушатся через год-другой.

Впрочем, определенные опасения сомневающихся потребителей могут быть основаны на путанице: дело в том, что существует две технологии изготовления строительных блоков из ячеистого бетона:

  • Автоклавный – включающий термическую обработку блоков из специальной смеси на основе цемента в автоклавах под высоким давлением. В результате получают газобетонные блоки высокой прочности, способные нести большие нагрузки, имеющие длительный срок эксплуатации;
  • Неавтоклавный – по этой технологии, отвердевание бетонной смеси происходит в естественных условиях, а потому полученные газоблоки значительно менее прочные, поры с воздухом рассредоточены неравномерно, и потому постройки приходится дополнительно утеплять в целях предотвращения теплопотерь.

Отличия автоклавного газобетона от неавтоклавного не только в более высоком коэффициенте прочности: неавтоклавный материал имеет более слабые показатели влагостойкости, менее точную геометрию, подвержен более серьезной усадке. Кроме того, неавтоклавный газобетон не любит несущей нагрузки, плохо держит крепёж, склонен раскрашиваться при сверлении и т.д. Главным его преимуществом является простота изготовления в домашних условиях и низкая стоимость. Но для строительства на десятилетия следует выбирать газобетон автоклавного твердения.

Как делают газобетонные блоки автоклавного твердения?

Процесс производства начинается с приготовления «бетонного теста» - смеси кварцевого песка, извести, цемента, гипса, воды и алюминиевой пудры (в качестве порообразователя). Алюминиевая пудра, взаимодействуя с известью, действует на жидкий раствор из перемолотых и перемешанных компонентов, как дрожжи. Порядок добавления элементов строго регламентирован, отступление от технологии изготовления не допускается.

Когда «тесто» готово, его переливают в специальные длинные формы и отправляют в особые камеры для созревания. Здесь около 3-4 часов при постоянной температуре порядка 35-40 градусов раствор должен подниматься, увеличиваться в объёме, за счет образования пор, заполненных воздухом. Процесс происходит под влиянием активного выделения водорода и весьма сходен с приготовлением пирогов из дрожжевого теста. Именно благодаря наполненности воздухом, газобетон получает высокие теплоизоляционные свойства. Также в процессе созревания происходит формообразование будущих газоблоков, предварительное выравнивание поверхностей в опалубке.

По окончании процесса созревания, сырые газобетонные массивы аккуратно высвобождают из форм-опалубок и отправляют на обработку. При необходимости, специальным оборудованием делают профилирование, создавая систему пазогребневых соединений. Затем сырой газобетон нарезают в соответствие с заданными размерами, следя за образованием идеально ровных граней.

Теперь полностью сформованные газобетонные блоки можно отправлять для отвердевания в специальную камеру с определенным уровнем влажности и температуры – автоклав. Здесь сырые блоки проведут некоторое время, набирая прочность и твердость. По технологии, это время должно составлять 12 часов, давление пара в камере – 12 атмосфер, а температура – 180 градусов. Соблюдение технологических норм гарантирует газоблокам максимально возможную прочность.

По истечении положенного времени, газобетонные блоки извлекают из автоклава и подвергают визуальному контролю: только равномерная окраска в светло-серый цвет и идеально ровные грани могут свидетельствовать о том, что процесс изготовления прошел по всем правилам, а блоки соответствуют заданным критериям и нормам. Замеры точности геометрии происходят не только с помощью электроники, но и людьми с инженерными инструментами. По технологии, допускается отклонение не более 2-3 мм в длину и ширину. Только такие блоки считаются соответствующими нормам качества.

Затем блоки из газобетона проходят выборочное испытание на прочность: специальная аппаратура проверят предел прочности на разрыв и сжатие. Лишь после прохождение всех этапов контроля, партия произведенного товара отправляется на упаковку.

Газоблок автоклавный в Перми



Купить газоблок автоклавный по выгодной цене, с доставкой на строительный объект можно в компании ЖБИ Пермь.

Многочисленные экспертные заключения и результаты проведенных тестов убедительно доказали высочайшее качество автоклавных газоблоков от компании ЖБИ Пермь

В чем основные преимущества продукции, реализуемой нашей компанией?

Автоклавный газоблок – это блок белого цвета, отличающийся абсолютно ровными гранями и точно выверенными размерами. В соответствии с утвержденными ГОСТами, допустимые отклонения не должны превышать двух мм. Именно, благодаря точности размеров, эти блоки способны образовывать абсолютно ровную однородную поверхность с обеих сторон стены. Купить газоблок автоклавный – это означает построить здание, стены которого не требуют выравнивания. А это означает, что внутренняя отделка помещения существенно упрощается. На стены нужно всего лишь нанести тонкий слой стартовой шпаклевки и можно приступать к штукатурке или оклеиванию помещения обоями. Это экологически чистый материал, а его эксплутационные характеристики выше всяческих похвал. По основным параметрам он превосходит большинство стеновых материалов.

Ровные грани блоков существенно упрощают кладку. В ассортименте компании ЖБИ Пермь имеются газоблоки с гребнями и пазами на боковых гранях. Этот тип газоблоков можно стыковать без применения раствора.

Толщина кладочных швов при строительстве зданий из автоклавных газоблоков составляет не более двух-трех миллиметров. Толщина швов у зданий из кирпича может достигать десяти-пятнадцати миллиметров. Однако основным преимуществом газоблоков считается возможность возведения однослойных стен, не требующих дополнительного утепления. Тесты, проведенные специалистами, показали, что стены из газоблоков в пять раз превосходят по теплоизоляции кирпичные стены. На сегодняшний день автоклавный газоблок считается самым теплым стеновым материалом.

Основные преимущества использования автоклавного газоблока при строительстве:
  1. Очень высокая скорость возведения стен.
  2. Отсутствие необходимости в дополнительном утеплении стен.
  3. Простота монтажа и отсутствие необходимости в выравнивании стен.
  4. Экономичность. Стоимость стены из газоблоков обходится в два раза дешевле, чем стены из керамоблоков, которые требуют выравнивания и утепления.

Газобетонные блоки автоклавного твердения производит и реализует завод «ЖБИ Пермь». Купить газоблок автоклавный на этом заводе можно по самым оптимальным ценам. Завод «ЖБИ Пермь» не только производит газобетонные блоки автоклавного твердения, но и осуществляет услуги по хранению и доставке любой железобетонной продукции.

Расширенная информация о Газоблоке автоклавного твердения. Информация о хранении, транспортировке. Нюансы применения:

Расширенная информация о газоблоке автоклавного твердения. Информация о хранении, транспортировке. Нюансы применения:
  • Характеристика газобетонных блоков автоклавного твердения.
  • Газоблок автоклавный – водопоглощение.
  • Хранение и транспортировка автоклавных газоблоков.
  • История появления газобетонных блоков автоклавного твердения.


Вы хотите оформить заказ на поставку, но не нашли подходящего товара у нас на сайте, позвоните по телефонам: +7 (342) 247-17-56 и специалисты Завода ЖБИ г.Пермь помогут Вам, ответят на ваши вопросы, сформируют заявку, предложат индивидуальные условия именно для Вас.

Возникли вопросы? Напишите нам: [email protected] ru.


Газоблоки ВКБлок напрямую от завода КСМК служба доставки

Завод КСМК производит газобетон марки «ВКБлок» в следующих населенных пунктах: ст. Васюринская, г. Гулькевичи и пос. Кадамовский Ростовской обл. Автоклавный газоблок - очень прочный и экологичный строительный материал. Завод КСМК изготавливает конструкционно-теплоизоляционные газобетонные блоки с плотностями D400, D500, D600. Осуществляем доставку собственным автотранспортом в Краснодар, Сочи, Новороссийск и другие города Кубани. Мы предлагаем высококачественные газосиликатные блоки по цене завода - просто оформите онлайн заявку на сайте или позвоните нам.

Газобетон по оптовым ценам завода ВКБ-блок только от нашей службы доставки. Газобетонные блоки высокого качества и сопутствующие материалы для укладки газоблоков.

Наименование товара

Кол-во в 1 м3

Кол-во шт на поддоне

м3 на поддоне

Цена газобетона (в т. ч. НДС 20%)

Блок 625*250*80

80

120

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*100

64

96

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*120

54

80

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*150

43

64

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*200

32

48

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*240

27

40

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*250

28

40

1,56

3100 руб/м3

Блок 625*300*200

27

40

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*300

21

32

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*350

17

24

1,5

3100 руб/м3

Блок 625*250*400

16

24

1,5

3100 руб/м3

U - образные газосиликатные блоки

Наименование товара

Кол-во шт на поддоне

Цена, руб/шт

U-блок 500*250*200

48

150

U-блок 500*250*240

40

170

U-блок 500*250*250

40

170

U-блок 500*250*300

32

190

U-блок 500*250*400

24

250

U-блок 625*250*200

48

210

U-блок 625*250*240

40

230

U-блок 625*250*250

40

230

U-блок 625*250*300

32

270

U-блок 625*250*400

24

330

Инструмент для работ с газобетоном

№ п/п

Наименование

Фото

Цена, руб

1

Кельма 100 мм

380

2

Кельма 150 мм

455

3

Кельма 200 мм

510

4

Кельма 250 мм

580

5

Кельма 300 мм

640

6

Кельма 400 мм

710

7

Каретка 200 мм

1340

8

Каретка 250 мм

1400

9

Каретка 300 мм

1510

10

Каретка 400 мм

1630

11

Штроборез

455

12

Угольник

625

13

Ножовка

1950

14

Рубанок

1300

Газобетонные блоки автоклавного твердения завода-изготовителя КСМК относится к разновидности ячеистых бетонов. К сожалению, некоторые разновидности ячеистобетонных изделий определенно нельзя назвать надежными строительными материалами. Так, при равных плотностях, прочностные характеристики автоклавного газоблока (который в процессе автоклавирования прошел закалку в среде насыщенного пара при высоких давлении и температуре) на порядок выше, чем у неавтоклавного. Естественно, материал небольшой прочности дает сильную усадку, что приводит к появлению в стенах трещин. Зная о таком недостатке отдельных видов ячеистых бетонов, появляется недоверие к другим разновидностям материала. Наша компания предлагает качественный материал из автоклавного газобетона, изготовленный на современном немецком оборудовании, который прошел проверку временем (более подробно в видео на нашем сайте).

Технология производства

Газоблок - это смесь песка, воды, цемента и извести, вспученная водородосодержащими пузырьками, которые образуются в ходе химической реакции щелочной части раствора и небольшого количества алюминиевой пудры.

Пройдя процесс вспучивания, слегка схватившийся массив разрезают и помещают на 10-14 часов в автоклав. Там, в среде насыщенного пара при давлении в 10-15 бар и температуре 170-190 °С сырец подсушивается и набирает проектную прочность. Благодаря специальной рецептуре и автоклавированию ВКБ блоки это очень прочные, негорючие , морозостойкие, долговечные изделия.

Автоклавный газобетон производится на автоматизированном немецком оборудовании. Жесткий контроль за всем технологическим процессом позволяет производить качественный продукт с высокоточной геометрией. Технические характеристики газобетона КСМК соответствуют российским стандартам ГОСТ 31360-2007, ГОСТ 5742-76, ГОСТ 31359-2007 и зарубежному ЕН 771-4:2003

Нашим покупателям мы предлагаем газоблоки со следующими характеристиками:

Тип блока Стеновой теплоизоляционный Стеновые конструкционно-теплоизоляционные
Плотность, кг/м3 D400 D500 D600
Прочность на сжатие, кПа/см2 В 1. 5/2 В 2.5/3.5 В 3.5
Теплопроводность, Вт/(м•°С) 0,096 0,12 0,14
Паропроницаемость, мг/(м•ч•Па) µ — 0,23 µ — 0,2 µ — 0,16
Морозостойкость 50 циклов 50 циклов 50 циклов

Заметим, что автоклавный газосиликат выгодно отличается не только в среде ячеистых бетонов. Ниже рассмотрены физико-химические качества, делающие блоки КСМК конкурентоспособными другим строительным материалам.

В огне не горит, в воде не тонет – экологично и практично

Согласно ГОСТ 30244-94 и добровольной сертификации СНиП 21-01-97 газобетонные блоки КСМК относятся к классу негорючих материалов (НГ). Конструкции из газоблоков имеют I степень огнестойкости и во время пожара не выделяют токсичных газов. Испытания по ГОСТ 30247.0-94 показали, что предел огнестойкости несущих стен из неармированных стеновых блоков КСМК составляет не менее REI 180 при равномерно- распределенной нагрузке 18 т/пог.м ( без учета собственного веса). То есть за 180 минут (3 часа) испытаний несущая стена при непрерывном одностороннем воздействии пламени не потеряла своей теплоизолирующей способности (I), целостности (Е) и несущей способности (R).

Газоблоки КСМК обладают высокой пористостью. Тем не менее, они отличаются хорошей гигроскопичностью из-за сферичности пор, не пропускающих влагу внутрь материала. Поэтому автоклавный газобетон не «впитывает» воду как кирпич и быстро высыхает после косого дождя в отличие от древесины. Из капсулярности газосиликата вытекает еще одно свойство - морозостойкость. Т.к. замерзающая вода имеет место для расширения в пустотах, то в материале не возникает угрозы разрыва.

Автоклавные газобетонные блоки, структурно напоминают природную пемзу и также обладают высокими теплоизоляционными и теплоаккумулирующими свойствами.

В гистограмме представлены характеристики аккумуляции тепла и остывания стен из различных строительных материалов одинаковой толщины. При сравнении показателей по аккумуляции тепла в образцах и их остыванию у газобетона D500 наблюдается высокий уровень тепловой инерции и сопоставимая с деревом хорошая теплоизоляция.

Далее предоставлена таблица, отображающая требуемую государственными нормами по тепловой защите толщину однородных стен из наиболее распространенных конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов.

Из этой таблицы можно сделать вывод, что использование в строительстве автоклавных газоблоков позволяет возводить стены с наименьшей толщиной (без дополнительного утепления), а значит максимально эффективно использовать площадь дома под жилое пространство.

Уникальные характеристики и сравнение с другими строительными материалами

Газобетонный блок КСМК по СанПиН 2. 6.1.2523 – 09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ 99-2009)» относится к 1 классу.

Данный материал не содержит токсичных и органических соединений, и в период эксплуатации не выделяет вредных газов.

Стены из газобетонных блоков по праву называют «дышащими». И неспроста, ведь они не препятствуют выходу через стену газов CO, CO2, Ch5. Из гистограммы видно, что паропроницаемость газоблока почти в 4 раза выше, чем древесины.

Ниже приведена таблица характеристик некоторых материалов. Помимо выше перечисленных преимуществ газосиликатных блоков в ней наглядно показано, что трудоемкость на выполнение строительных работ сравнительно небольшая. Стены из таких блоков легче, чем из других материалов, они податливы в обработке, требуют меньшего расхода раствора.

Характеристика Ед. измерения Силикатный кирпич Полнотелый глиняный кирпич Керамзитобетон Пенобетон Дерево Газобетон (D 500)
Плотность кг/м3 1800-1900 1400-1800 800-1200 800 500 500
Коэффициент теплопроводности Вт/(м•°С) 0,7-1,2 0,56-0,81 0,23-0,4 0,25 0,09-0,18 0,12-0,14
Коэффициент паропроницаемости мг/(м•ч•Па) 0,11 0,11 0,08 1,14 0,06 - 0,32 0,20
Морозостойкость Цикл F-35 F-32 F-25 F-15 F-35 F-50 - F-50
Толщина стены при одинаковой тепловодности м 1 1 0,6 0,4 0,3 0,3
Трудозатраты необходимые для укладки 1 м2 стены час 2 2 0,2-1 0,15 0,5 0,15
Расход раствора м3 0,24 0,24 0,11-0,2 0,11-0,15 - 0,11

Теплопроводность и паропроницаемость здесь характеризуются коэффициентами теплопроводности(λ) и паропроницаемости(µ) соответственно.

По долговечности здания из газобетона не уступают зданиям из бетона и кирпича.

По вопросам приобретения продукции, вы можете обращаться в наш отдел продаж завода ВКБлок по телефону: +7 (861) 246-24-66.

Отличие автоклавного от неавтоклавного газобетона

Именно здесь кроется главное различие материалов.
Автоклавный газобетон в отличие от неавтоклавного подвергается обработке в специальной печи, в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар. В газобетоне при этом образуется новый минерал — доберморит. Несомненным плюсом является то, что благодаря ему повышается прочность материала. За счет своих характеристик автоклавный бетон больше способов применения. Он может использоваться, например, в армированных конструкциях — перемычках, панелях. Автоклавный газобетон готов к использованию сразу после обработки в автоклаве. У автоклавной обработки имеются и недостатки: дорогостоящее оборудование, специфика его эксплуатации, требующая высококвалифицированного обслуживающего персонала, высокая металлоемкость автоклавов, низкий коэффициент использования внутреннего объема автоклава. Именно поэтому стоимость таких блоков на порядок выше стоимости неавтоклавного газобетона.

Производство неавтоклавного газобетона отличается от автоклавного отсутствием обработки в автоклаве. Газоблок, изготовленный по разной технологии, существенно отличается и по своим свойствам. При неавтоклавном производстве смесь для получения газобетона оставляют твердеть в обычных условиях. Это относительно дешевый способ: минимальны затраты электроэнергии, нет нужды применять специальное оборудование. Однако он не позволяет добиться высоких характеристик по прочности.

Сегодня неавтоклавный газобетон изготавливается также с применением современного технологического оборудования (например, пропарочной камеры), новых видов тепловлажностной обработки. Именно такой способ применяется на нашем заводе газобетона, что существенно улучшает характеристики газоблока. При этом позволяет сохранить низкую цену, за которую он и полюбился индивидуальным застройщикам.

Автоклавный, неавтоклавный газобетон и газосиликат

Газобетон приготовляют из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя. По способу производства газобетон делится на автоклавный и неавтоклавный.

Автоклавный газобетон.

Основным отличием автоклавного от неавтоклавного газобетона является особая тепловая обработка. Эта обработка производится в специальных печах (автоклавах) в среде насыщенного водяного пара при температуре 175…200 градусов и давлении 0,8…1,5 МПа. Автоклавы представляют собой герметически закрывающиеся цилиндры диаметром до 3,6м. и длинной до 32 м. Такие размеры печи подразумевают большие площади производства и соответственно большие производственные мощности. Обработка в автоклаве требует значительное потребление электроэнергии , в следствии этого увеличивает цену на газобетон. Основной положительный эффект автоклавирования заключается в том, что во влажной среде, даже при значительном снижении количества цемента и при повышенной температуре кремнеземистый компонент проявляет химическую активность и вступает в соединение с гидроксидом кальция с образованием гидросиликатов кальция, т. е. происходят процессы, придающие ячеистому бетону прочность и морозостойкость.


Автоклавную обработку производят по определенному режиму с учетом типа и массивности изделий. Что бы не появились трещины в изделиях и изделие получило свою марочную прочность, обязательно предусматривают плавный подъем и спуск температуры и давления (в течении 2…6 ч), такое сложное производство значительно усложняет контроль за качеством выпускаемой продукции, особенно в условиях большого выпуска.

Автоклавный газобетон продвигают на рынке строительных материалов, как надежный и выгодный материал, но к сожалению это не совсем так. Некоторые производители ориентированные на большой выпуск продукции, допускают не соблюдение времени выдержки массивов в автоклаве, а так как количество цемента при приготовлении автоклавного газобетона значительно уменьшено, окончательное завершение реакции в таком массиве не происходит и показатели прочности не достигают значений установленных ГОСТом. Как следствие этого, некоторые потребители сталкиваются с разрушением изделий при попадании на них значительного количества воды. Получается что существует риск купить не качественную партию, а т.к. автоклавное производство подразумевает выпуск большого количества изделий в одну смену, отбраковывать такие изделия только по признаку не достаточной выдержки конечно же, не кто не будет, это и без того увеличит себестоимость довольно энергозатратного, а соответственно дорогостоящего производства.

Итак, мы имеем материал с повышенной себестоимостью, а значит и ценой, и с большой вероятностью брака. На сколько выгодный такой материал, судить Вам.

Неавтоклавный газобетон.


На сегодняшний день разработаны новые технологические приёмы изготовления ячеистого бетона, позволяющие понизить себестоимость производства, но при этом, не навредить его прочностным и другим качественным характеристикам. Такое производство основано на холодных смесях (с температурой около 20-30 градусов) с добавками поверхностно-активных веществ, фиброволокон (армирование газобетона) и малым количеством воды. Такой газобетон на цементе после обычного пропаривания при атмосферном давлении достигает прочности автоклавного бетона, изготовленного по литьевой технологии и намного устойчивее к воздействию воды (в сравнении с автоклавным).

Существенное отличие автоклавного газобетона от неавтоклавного в том, что автоклавный газобетон можно применять в строительстве через 3-4 суток после обработки, так как в автоклаве процесс набора прочности окончательно завершён, (в неавтоклавном-через 28 суток, хотя прочность достигла всего 80-90 % ). Возникает вопрос: «В чем же здесь плюс?»

Все очень просто,а именно при нарушении процессов автоклавирования (время, плавное понижение температуры, выдержка при определенном давлении и т.д.) набор прочности в автоклаве после завершения пропаривания в дальнейшем не возможен, он в принципе, останавливается на каком то достигнутом результате и не всегда, как мы с Вами рассмотрели выше, он (результат) окажется заявленным по ГОСТу. В неавтоклавном газобетоне процесс набора прочности происходит гидратационным способом. С таким процессом мы встречаемся при производстве тяжелого товарного бетона, причем при 80-90 % прочности можно с уверенностью строить, так как остальные 10-20%, в любом случае достигаются в последующий месяц. Как показывает практика, показатель прочности даже превышает заявленные ГОСТом значения. Такой процесс не останавливается в течении года и со временем только укрепляет газобетон. Итак, набор прочности в неавтоклавном газобетоне сравним с набором прочности в тяжёлом бетоне. Такое производство существенно добавляет устойчивости материала к водной среде, так как набор прочности, связанный на прямую с последующим твердением газобетона, зависит от процесса гидротации цемента, его схватывание и твердение с образованием гидросиликата и гидроксида кальция в течении всей жизни газобетона. Этот процесс проходит в спокойном режиме без ускорения твердения (автоклавирования) и не останавливается в течении всей жизни газобетона (как было отмечено выше), тем самым обеспечивая дополнительный запас прочности, от установленного при отгрузки на момент продажи.

Отгрузка готовой продукции на 28 сутки, конечно, добавляет определенные неудобства производителю, т.к. обязывает его всегда иметь месячное количество продукции на складе и всегда следить за датой производства партии.

Мы советуем Вам при выборе производителя во время телефонного разговора уточнять:

-Когда была сделана партия?

-Достаточное ли количество есть на складе?

А если Вам на эти вопросы будут отвечать: “Мы Вам обязательно в кротчайшие сроки произведем ещё” -Не связываться с такими не добросовестными производителями неавтоклавного газобетона.

Часто задают такие вопросы:

-“Почему неавтоклавный газобетон продают по цене ниже, чем автоклавный?”

-“Почему производители автоклавного газобетона позиционируют неавтоклавный газобетон как плохой материал? ”

Давайте ответим на эти вопросы:

Неавтоклавное производство дает большой экономический эффект, так как позволяет отказаться от энергозатратных автоклавов и существенно понизить себестоимость продукции и как следствие, цену на окончательный продукт. Конечно же, это очень не нравится производителям автоклавного газобетона и они пытаются всячески очернить неавтоклавное производство, надо признаться, им отчасти это удается. Такие успехи достигаются прежде всего за счет недобросовестных СМИ (которым не важно, что они пишут или говорят, главное-заработать), а также недобросовестных производителей неавтоклавного газобетона, которые в погоне за прибылью, экономят на добавках, цементе, фиброволокнах, а самое главное, продают не выстоявшейся блок. Это, конечно-же, ведет к негативному отношению потребителя, который, в свою очередь, из-за нехватки информации или наоборот, от переизбытка негативной информации делает поспешные выводы и как следствие, покупает заведомо дорогой блок (автоклавный) или блок подешевле, но с нарушением технологии. Мы, как производители, неавтоклавного газобетона, советуем: прежде чем сделать выбор в пользу того или иного материала, лично посетить несколько производств и при необходимости,взять образцы для испытаний на прочность. Так же хотелось бы отметить, что неавтоклавное производство не ведется большими партиями и производство не зависит от таких процессов, как плавное понижение температуры, выдержка при определенном давлении и т.д., которые влияют на больший процент брака, исключение всех этих факторов существенно понижает процент брака.

Другими словами, если подитожить все выше сказанное о неавтоклавном газобетоне, можно сделать следующий вывод, что мы имеем более дешёвый, но не уступающий по качеству продукт, с пониженным процентом брака и более устойчивыми показателями к воздействию внешней среды.

Газосиликат (блоки белого цвета) автоклавного твердения в отличии от газобетона изготовляют на основе известково-кремнеземистого, вяжущего, используя местные дешевые материалы: воздушную известь (в место цемента) и песок, золу-унос, и металлургические шлаки. Изделия из газосиликата приобретают нужную прочность и морозостойкость только после автоклавной обработки, обеспечивающей химическое взаимодействие между известью и кремнеземистым компонентом и образование нерастворимых в воде гидросиликатов кальция. Все основные характеристики этих изделий сравнимы с блоками автоклавного производства, но таккак в газосиликате вяжущем и самым основным является известь (а не цемент), такие блоки ещё больше боятся влаги, что не однократно было замечено строителями и ещё сильнее зависят от точности и качества соблюдения процесса производства. В частности строителями было замечено, что газосиликат полежав в воде, начинает крошиться и довольно быстро разрушается, особенно сильно такие разрушения проявляются в зимний период, при частой оттайке и заморозке изделий.

Во всем этом можно убедиться самим, проведя не хитрые опыты с каждым из перечисленных выше материалов.

Мы кратко рассказали Вам о таких материалах, как газобетон (автоклавный и неавтоклавный) и газосиликат. Надеемся что эта небольшая информация поможет Вам в дальнейшем определится с выбором как продукта, так и производителя.

Что такое автоклав и как он работает?

Вы, наверное, слышали термин «автоклав», но для чего нужен автоклав? Если вы относительно знакомы с автоклавами, вы, вероятно, думаете об их использовании только в одной конкретной области. Фактически, существует удивительное количество применений технологии автоклавов и множество вариантов повышения эффективности автоклавов.

Что такое автоклав?

Автоклавы - это большие сосуды, которые находятся под давлением и подвергаются высоким температурам.Обычно они имеют цилиндрическую форму, так как округлая форма лучше выдерживает высокое давление. Автоклавы предназначены для хранения предметов, которые помещаются внутрь, а затем закрывается крышка. Фактически, слова «авто» и «клаве» означают автоматическую блокировку. Из-за действующего давления предохранительные клапаны важны для обеспечения безопасного поддержания давления пара внутри. Автоклавы обычно используются для стерилизации оборудования и инструментов, но они имеют ряд применений.

Как работает автоклав?

После помещения предметов или материалов в автоклав крышка закрывается.Затем из сосуда удаляется большая часть воздуха. Есть два варианта, как это сделать. Установки гравитационного вытеснения удаляют воздух путем закачки пара в емкость. Пар вытесняет воздух, создавая вакуум. Другая конструкция, называемая предварительным вакуумом, удаляет воздух из емкости с помощью вакуумного насоса.

После удаления воздуха из сосуда в камеру закачивается пар под высоким давлением. Это вызывает повышение температуры. После достижения заданной температуры пар будет продолжать поступать в сосуд для поддержания заданной температуры.

Как стерилизуют инструменты в автоклаве?

Медицинские инструменты и оборудование помещены в автоклав. Крышка закрывается, из автоклава удаляется воздух, а затем в емкость закачивается пар. Тепло и давление поддерживаются достаточно долго, чтобы убить микроорганизмы и бактерии и стерилизовать медицинские инструменты.

Насколько сильно нагревается автоклав?

Автоклавы

предназначены для самых разных целей. Например, медицинские автоклавы обычно нагреваются до 121–140 ° C (250–284 ° F) в течение как минимум 3 минут, но до 15-20 минут.Целевая температура и время, в течение которого поддерживается эта температура, зависят от нескольких факторов.

Эти факторы включают тип желаемого процесса, тип предметов внутри автоклава и то, сколько места остается для пара, чтобы свободно перемещаться вокруг предметов внутри автоклава. Промышленные автоклавы часто рассчитаны на поддержание температуры до 300 ° C, но некоторые специальные автоклавы могут достигать температуры 400 ° C и более.

Использует автоклав

Автоклавы датируются 1884 годом, когда они были изобретены Чарльзом Чемберлендом.Сегодня они остаются технологией выбора для стерилизации медицинского оборудования. Это функция, которая чаще всего приходит в голову, но автоклавы находят и другое применение.

Независимо от области применения принцип работы автоклава остается неизменным, но требуемый размер автоклава, а также заданная температура и давление зависят от того, как будут использоваться автоклавы.

Стерилизация медицинского оборудования

Совершенно очевидно, что любые повторно используемые медицинские инструменты должны быть должным образом очищены для уничтожения бактерий и других загрязняющих веществ. Это включает хирургическое оборудование, сосуды и любые другие предметы, которые могут контактировать с жидкостями организма или загрязнением из воздуха.

Больничный автоклав не подходит для обработки материалов, которые не выдерживают высоких температур, но больничные автоклавы используются для дезинфекции другого оборудования. Медицинский автоклав используется для хирургического оборудования, но медицинские автоклавы также используются для стерилизации инструментов и оборудования, используемых ветеринарами, гробовщиками, татуировщиками, дантистами и медицинскими лабораториями.

Лабораторное оборудование

Исследователям необходимо стерилизованное оборудование для нескольких процессов. Доступны специальные автоклавы исследовательского класса для использования в лабораторных условиях. Автоклавы исследовательского класса не одобрены для стерилизации предметов, которые будут использоваться непосредственно на людях, но лабораторные автоклавы спроектированы так, чтобы быть более экономичными в эксплуатации, чем автоклавы медицинского класса.

Полимерное отверждение

Полимерные композиты используются в различных отраслях промышленности.Автоклавы используются для отверждения полимеров, когда важно обеспечить постоянное отверждение полимерного материала, например, при производстве деталей и компонентов для аэрокосмической и судостроительной промышленности.

Вулканизация

Автоклавы используются при вулканизации резины, поскольку автоклавы обеспечивают регулируемое тепло и давление, необходимые для производства однородных высококачественных продуктов.

Синтетические кристаллы

Кристаллы широко используются в электронной промышленности.Автоклавы обеспечивают температуру и давление, необходимые для производства высококачественных кристаллов синтетического кварца.

Преимущества использования генератора азота для автоклавного отверждения полимеров

Первоначально в автоклавах использовался воздух, но азот стал предпочтительным газом для многих типов автоклавных процессов. Есть ряд причин для этого. Одним из основных факторов является доступность генераторов азота, которые экономично устанавливать на месте.

Генераторы азота, устанавливаемые на месте, обеспечивают недорогое производство, не требуя доставки резервуаров под давлением.Используя азот, а не окружающий воздух, можно получить более стабильные результаты, не беспокоясь о наличии легковоспламеняющегося кислорода.

Использование азота становится еще более важным для изделий, производимых при более высоких давлениях и высоких температурах. При такой температуре и давлении многие предметы могут стать легко воспламеняемыми. Использование инертного газа, такого как азот, становится жизненно важным из соображений безопасности. Не только пожар может уничтожить предметы внутри автоклава, но и повреждение автоклава может также привести к значительным расходам и простоям на время завершения ремонта.Узнайте больше о преимуществах генератора азота для автоклавного отверждения полимеров.

Генераторы азота на месте стали более экономичными. Например, система генератора азота GENERON ® PSA может окупить себя за счет экономии средств всего за один год по сравнению с ценой покупки резервуаров с азотом.

Генераторы азота

обладают тем преимуществом, что являются непрерывным источником азота, способным удовлетворить потребности даже крупных промышленных операций по отверждению полимеров.Нет необходимости в простоях для замены резервуаров или организации доставки резервуаров. Использование выработки азота на месте не только более рентабельно, но и снижает воздействие на окружающую среду, устраняя необходимость доставки в резервуары. При надлежащем техническом обслуживании генераторы азота имеют средний срок службы 10 лет, что делает их отличным долгосрочным вложением. Свяжитесь с GENERON, чтобы узнать, какая система генератора азота PSA лучше всего подойдет для вашей компании.

Хотите узнать больше о доступных вариантах для генераторов азота? Свяжитесь с GENERON сегодня для получения дополнительной информации о продукте.

Как работает лабораторный автоклав?

Стерилизация паром - важный процесс, который выполняется в каждой лаборатории. В этой статье мы рассмотрим историю паровой стерилизации, принцип работы стерилизатора и новые тенденции в дизайне стерилизатора.

Содержание

Введение в паровую стерилизацию

Терминология

Термины паровой стерилизатор и автоклав являются синонимами и могут использоваться как синонимы.Тем не менее, автоклав часто используется в лабораторных условиях, а стерилизатор чаще используется в больницах или фармацевтических учреждениях.

Автоклавы используют тепло пара для уничтожения любых микробов, которые могут присутствовать на зараженной загрузке . Загрузка, также известная как товаров , считается стерильной после того, как она прошла полный цикл стерилизации . После того, как загрузка станет стерильной, ее можно использовать, не опасаясь занесения чужеродных микроорганизмов в чувствительную среду, такую ​​как лаборатория, операционная больницы, предприятие по производству пищевых продуктов и т. Д.Различные типы товаров необходимо стерилизовать в течение разного времени и при разных температурах. Некоторые автоклавы включают дополнительные функции, такие как функции вакуумирования, специальные циклы и встроенные электрические бойлеры.

История автоклава

Чарльз Чемберленд изобрел автоклав в 1879 году, но концепция использования пара в замкнутом пространстве для предотвращения болезней существует в той или иной форме с 1679 года.

Принципы и методы для стерилизация практически не изменилась за последние 150 лет.Фактически, большинство основных достижений в технологии автоклавов с 1879 года были связаны с мониторингом процесса стерилизации, безопасностью автоклавов и созданием цикла стерилизации, а не с изменениями процесса стерилизации.

Почему Steam?

Чтобы убить клетку с помощью тепла, ее температура должна быть повышена до такой степени, при которой белки в клеточной стенке разрушаются и коагулируют. Пар - очень эффективная среда для передачи тепла, что делает его отличным способом уничтожения микробов.С другой стороны, воздух - очень неэффективный способ передачи тепла / энергии из-за концепции, известной как теплота испарения.

Для доведения одного литра воды до точки кипения (100C) требуется 80 килокалорий (ккал) тепловой энергии. Для преобразования этого литра воды в пар потребуется 540 ккал, а это означает, что пар при 100 ° C содержит в семь раз больше энергии, чем вода при 100 ° C.

Эта энергия делает пар намного более эффективным в уничтожении микроорганизмов.Когда пар сталкивается с более холодным объектом, он конденсируется в воду. Затем он передает всю энергию, которая была использована для кипячения воды, прямо в воду. Этот процесс нагревает клетки намного эффективнее, чем воздух при аналогичных температурах. Вот почему мы используем пар для достижения стерильности.

Что такое бесплодие?

У большинства людей есть рабочее понимание, что стерильные товары не содержат микроорганизмов и, следовательно, безопасны для использования в медицине, производстве продуктов питания, исследованиях или других условиях, в которых присутствие микробов может представлять значительную угрозу безопасности или вред.

Точное количество микроорганизмов, которые останутся живыми с течением времени при фиксированной температуре, выражается в виде вероятностной логарифмической кривой - функции, которая приближается, но никогда не достигает нуля (см. Рисунок 1).

Рисунок 1

Когда функция приближается к нулю, обычно выбирают уровень достоверности, называемый уровнем обеспечения стерильности (SAL), для вероятности того, что последний присутствующий микроорганизм выживет. Вопреки распространенному мнению, стерилизация не является бинарной, если что-то либо стерильно, либо нестерильно.Стерилизация - это статистическое событие, характеризующееся этим коэффициентом достоверности (SAL). Общий стандарт для SAL - 10-6, или один шанс на миллион выживания одного жизнеспособного микроорганизма. Продолжительность стерилизации зависит от заданной температуры и желаемого уровня SAL; более высокие температуры обеспечат стерильность быстрее.

Как работает автоклав?

Общий процесс

Будь то небольшой настольный агрегат или крупногабаритный агрегат размером с комнату, все автоклавы работают по принципам, аналогичным принципам обычной кухонной скороварки, то есть дверца закрывается, образуя герметичную камеру. и весь воздух в этой камере заменяется паром.Затем пар сжимают, чтобы довести его до желаемой стерилизации в течение желаемой продолжительности. По завершении цикла пар выпускается, и товары могут быть удалены.

Для более подробного объяснения различных фаз цикла стерилизации, пожалуйста, обратитесь к списку и изображению (Рисунок 2), показанным ниже:

1. Фаза продувки: Пар проходит через стерилизатор и начинает вытеснять воздух. ; температура и давление слегка повышаются до непрерывной продувки.

2. Фаза выдержки (стерилизации): Во время этой фазы система управления автоклава запрограммирована на закрытие выпускного клапана, в результате чего внутренняя температура и давление повышаются до желаемой уставки. Затем программа поддерживает желаемую температуру (остается) до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое время.

3. Выпускная фаза: Давление сбрасывается из камеры через выпускной клапан, и внутри восстанавливается давление окружающей среды (хотя содержимое остается относительно горячим).

Рисунок 2

Критические компоненты автоклава

Типичный лабораторный автоклав состоит из следующих компонентов (Рисунок 3):

Рисунок 3

1. Емкость

Емкость является основной корпус автоклава и состоит из внутренней камеры и внешней рубашки. Лабораторные и больничные автоклавы состоят из камер с «рубашкой» (см. Рис. 4), где рубашка заполнена паром, что сокращает время, необходимое для завершения цикла стерилизации, и уменьшает конденсацию внутри камеры.Сосуд, спроектированный и изготовленный с полной рубашкой, превосходит сосуд с частичной рубашкой или рубашкой по следующим причинам: полная рубашка улучшает однородность температуры в камере, снижает вероятность образования мокрых пакетов и помогает минимизировать влажный пар, который не подходит для стерилизации. [

В США каждая емкость автоклава проверяется и маркируется паспортной табличкой Американского общества инженеров-механиков (ASME), на которой указан номер Национального совета. Производители должны провести гидростатические испытания каждого сосуда и наклеить паспортную табличку ASME перед вводом автоклава в эксплуатацию. Этот осмотр и паспортная табличка ASME являются ключевыми показателями исправной работы автоклава.

Сосуды для лабораторных и больничных автоклавов могут различаться по размеру от 100 л до 3 000 л и обычно изготавливаются из нержавеющей стали 316L. Внутренние камеры изготовлены из нержавеющей стали 316L или никелированной, а внешние кожухи изготовлены из нержавеющей стали 316L, 304L или углеродистой стали.

2.Система управления

Все современные автоклавы оснащены интерфейсом контроллера, мало чем отличающимся от того, что вы найдете в микроволновой печи или духовке. Тем не менее, системы управления автоклавами, как правило, немного сложнее, чем системы управления бытовой техникой. Цикл стерилизации следует заранее запрограммированной формуле программного обеспечения, которая открывает и закрывает клапаны и другие компоненты в определенной последовательности. Следовательно, для всех автоклавов требуется какая-либо система управления, будь то простая система «нажимных кнопок» с микропроцессором или такая сложная, как программируемый логический контроллер с цветным сенсорным экраном.

3. Термостатическая ловушка

Все автоклавы оснащены термостатической ловушкой или конденсатоотводчиком той или иной формы - устройством, предназначенным для выхода воздуха и воды (конденсата) из камеры. Хотя система подачи пара / паровой автоклав может использовать множество ловушек, все они выполняют одну и ту же основную функцию: удаление конденсата при одновременном предотвращении прохождения сухого пара. Чаще всего конденсатоотводчики представляют собой термочувствительные клапаны, которые закрываются при нагреве до определенного заданного значения.Термостатические ловушки - важный компонент любого хорошо спроектированного автоклава.

4. Предохранительный клапан

Все автоклавы работают под повышенным давлением (14–45 фунт-сила на квадратный дюйм манометра) и поэтому должны быть изготовлены с невероятно прочной конструкцией и оснащены рядом предохранительных устройств и устройств для обеспечения они не представляют опасности для пользователей. Одним из этих предохранительных устройств является предохранительный клапан, который является последним предохранительным устройством для резервуара высокого давления в случае выхода из строя всех электронных средств управления.Крайне важно, чтобы предохранительный клапан был осмотрен, испытан и подтвержден на предмет надлежащего рабочего состояния в соответствии с рекомендациями производителя стерилизатора и / или клапана, а также местных инспекционных и страховых агентств.

5. Механизм охлаждения сточной воды

Многие автоклавы оборудованы системой охлаждения сточных вод (воздуха, пара и конденсата) до их попадания в дренажный трубопровод. Многие муниципалитеты и здания не допускают попадания сточных вод с температурой выше 140 ° F в канализацию пола.Во избежание повреждения дренажного трубопровода на предприятии пар необходимо охладить перед тем, как его можно будет отправить по вытяжке. Самый простой способ охлаждения этого пара - смешать его с дополнительной холодной водопроводной водой, но необходимое количество воды может привести к тому, что автоклав станет основным источником потребления воды зданием. Некоторые автоклавы оснащены системами, предназначенными для уменьшения или даже исключения потребления воды.

6. Вакуумная система (если применимо)

Для обеспечения надлежащей стерилизации жизненно важно, чтобы весь воздух внутри камеры автоклава был заменен паром.Некоторые обычно стерилизуемые товары - особенно пористые материалы, такие как подстилка для животных или ткань, или контейнеры с небольшими отверстиями, такие как фляги или товары в мешках, - имеют тенденцию удерживать воздушные карманы. Если во время цикла присутствует воздушный карман, любые микроорганизмы в этом кармане выживут, и товары не будут стерильными.

По этой причине многие стерилизаторы включают вакуумную систему. Это не только позволяет пользователю принудительно удалять воздух с помощью вакуума в камере перед циклом (известный как предварительный вакуум), но также позволяет им использовать вакуум после цикла (известный как пост-вакуум) для удаления любого пара. который остается в камере, и для сушки товаров внутри автоклава.

7. Парогенератор (если имеется)

Центральный «домашний» котел является наиболее распространенным источником пара для автоклава. Однако, если пар в доме недоступен или недостаточен для автоклава, необходимо прибегнуть к использованию электрического парогенератора, также известного как бойлер. Эти котлы обычно располагаются под камерой автоклава и используют электрические нагревательные элементы для нагрева воды и генерации пара.

Нужна помощь в выборе источника пара для автоклава? Проверьте это >>>

Рисунок 4

Чтобы узнать больше об автоклавах, посмотрите наше видео здесь:

Циклы стерилизации

Как правило, существует четыре стандартных цикла стерилизации: гравитационная , предварительный вакуум, жидкости и вспышка (также известное как немедленное использование).Таблица, показанная ниже, объясняет эти циклы более подробно.

Некоторые автоклавы также могут выполнять специальные циклы, предназначенные для предотвращения повреждения хрупких товаров, которые необходимо стерилизовать, но которые могут быть повреждены или разрушены быстрыми изменениями температуры и давления в нормальном цикле. Эти специальные циклы включают в себя гораздо более длительные циклы при более низких температурах, циклы паровоздушного смешения со специальными регуляторами давления, чтобы избежать разрушения герметичных пробирок, и циклы, в которых используется специальное оборудование для обеспечения полной температуры стерилизации.

Вот что вам нужно знать о циклах стерилизации паром >>>

Новые тенденции в автоклаве

Автоклавы могут считаться древними устройствами по стандартам современной науки, но это не означает, что автоклавам не хватает инноваций, особенно когда дело доходит до средства управления, возможность подключения к облаку и воздействие на окружающую среду.

Как упоминалось ранее, средства управления автоклавами значительно продвинулись в эпоху компьютеров, перейдя от ручного управления и простых таймеров к компьютерной автоматизации, которая сводит к минимуму или полностью устраняет необходимость во вводе данных пользователем. Компьютеризированные средства управления также привели к прогрессу в управлении данными, ведении записей и удаленном мониторинге с помощью мобильных устройств. Автоклавы с автоматическими принтерами, которые записывают данные с целью проверки успешной стерилизации, теперь заменены новыми автоклавами, которые подключаются к облаку для хранения записей цикла в Интернете.

Еще одна тенденция в конструкции автоклавов - экологичность. Автоклавы являются основным источником потребления воды и энергии как в лабораториях, так и в больницах; Признавая это, многие производители нашли инновационные способы уменьшения воздействия автоклавов на окружающую среду.Зеленые автоклавы, которые сокращают или даже полностью рециркулируют воду, потребляемую стерилизатором - в некоторых случаях от 1500 галлонов в день до менее одного галлона в день - имеют решающее значение для создания экологически чистой лаборатории. Системы управления, которые автоматически поворачивают автоклав, когда он не используется, также могут значительно снизить потребление энергии - в некоторых случаях с 80 киловатт-часов в день до 20 киловатт-часов в день.

Ваш надежный источник всего, что связано с автоклавом

Независимо от того, используете ли вы автоклав для стерилизации медицинского или лабораторного оборудования, важно, чтобы вы хорошо понимали процесс стерилизации - как то, как он работает сегодня, так и как он меняется.

Задайте эти ключевые вопросы перед покупкой следующего автоклава >>>

Consolidated Sterilizer Systems имеет богатое наследие в индустрии паровой стерилизации с более чем 75-летним опытом. Мы стремимся к совершенству производства и стремимся поставлять высококачественные, высокоэффективные решения для стерилизации и дистилляции. Если вы хотите узнать больше о процессе паровой стерилизации или у вас есть другие вопросы, связанные с автоклавом, свяжитесь с нами сегодня.

17 вопросов , которые следует задать перед покупкой следующего автоклава

Мы создали эту электронную книгу из 17 вопросов в качестве основы, которая поможет вам изучить и найти именно тот тип автоклава, который лучше всего подходит для ваших нужд.

Получить электронную книгу

Автоклавы для аэрокосмического применения: проблемы и проблемы

Совет научных и промышленных исследований национальных аэрокосмических лабораторий (CSIR-NAL), Бангалор, Индия, занимался исследованиями автоклавов в течение последних трех десятилетий и первыми разработали и использовали их в Индии для аэрокосмических и авиационных конструкций.Автоклавы CSIR-NAL сыграли важную роль во всех основных национальных авиационных / аэрокосмических программах. Самый большой аэрокосмический автоклав в Индии (рабочий размер 4,4 м в диаметре и 9,0 м в длину) успешно введен в эксплуатацию на CSIR-NAL. В этой статье описываются технологические проблемы и инновационные концепции, внедренные в этих автоклавах.

1. Введение

Автоклавы стали незаменимыми инструментами / оборудованием для обработки высококачественных полимерных композитных компонентов аэрокосмической / авиационной конструкции [1].Сегодня в авиастроении инвестиции в это оборудование считаются стратегически важными. Автоклавы сейчас используются для производства очень крупных компонентов самолетов, таких как крыло и фюзеляж. Они могут обрабатывать широкий спектр материалов, включая термореактивные [2] и термопластические [3] композитные детали самолетов с различными контурами и сложной формой. Термореактивные материалы широко используются, поскольку они менее дороги по сравнению с термопластами.

Требования к качеству в современной авиационной промышленности действительно самые строгие.Кроме того, существует острая необходимость в повышении эффективности и рентабельности структурных систем самолета, помимо обеспечения надежных и последовательных методов обработки. В таком сценарии крайне важно, чтобы проектировщик автоклава должным образом принял во внимание различные руководящие критерии, используемые при обработке и разработке современных автоклавных систем, которые удовлетворительно отвечают разнообразным и сложным требованиям, изложенным выше. Типичная схема вакуумной упаковки, используемая в технологии формования в автоклаве для композитного компонента вместе с несколькими обрабатываемыми расходными материалами, показана на рисунке 1, а типичный цикл отверждения термореактивной эпоксидной смолы показан на рисунке 2. В дополнение к работе с широким спектром расходных материалов современные автоклавы должны иметь соответствующие меры безопасности [4] и обеспечивать минимальные затраты на техническое обслуживание.



Проектирование этих сложных систем является многопрофильным по своей природе и включает в себя машиностроение, управление технологическими процессами и приборостроение. Неизменно современные автоклавные системы полностью автоматизированы с помощью надежных компьютерных систем управления.

Компьютер этих современных автоклавов необходим для выполнения выбранного цикла отверждения путем последовательного запуска различных подсистем, загрузки заданных значений через регулярные интервалы времени на внешние контроллеры, сбора, хранения и архивирования данных, мониторинга состояния отверждения и отказов, генерировать сигналы тревоги и выполнять функции последовательного отключения и составления отчетов [5].Простота обслуживания, безотказная работа и надежность являются одними из ключевых факторов современных автоклавов. Низкую стоимость владения также необходимо учитывать в сегодняшнем контексте.

В ситуациях, когда на одном объекте установлено больше автоклавов, нынешняя тенденция состоит в том, чтобы соединить эти системы через локальные сети (LAN), чтобы повысить общую эффективность сети / группы автоклавов и повысить эффективность использования автоклавы оптимизированы. Системная инженерия этих сложных систем требует, чтобы несколько связанных с ними проблем были должным образом решены.При этом естественно, что проектирование и проектирование этих систем ставит бесчисленные проблемы. Рабочие параметры автоклава, такие как температура и давление, зависят от используемых систем смол. Обычно эпоксидные смолы требуют температуры в пределах 200 ° C и давления 7 бар (изб.). Рабочие температуры этих конструкционных компонентов на основе эпоксидной смолы ограничены примерно 120 ° C. Доступна обширная литература, в которой подробно описана обработка термореактивных композитов с использованием автоклавов [1, 6]. Авторы данной статьи обсудили различные вопросы, связанные с развитием автоклавных технологий [7]. Как уже упоминалось, большой размер этих структурных компонентов (крыла и фюзеляжа) создал потребность в автоклавах очень большого размера (обычно от 6 до 10 метров в длину и от 3 до 5 метров в диаметре) в промышленности. На рисунке 3 показан очень большой современный аэрокосмический автоклав с компьютерным управлением. Рисунок 4 показывает имитацию панели управления этого автоклава.



В настоящее время, в процессе замены все большего количества металлических деталей композитными (в зонах самолетов, которые сталкиваются с более высокими температурами, таких как байпасные каналы и пластины капота военных самолетов), растет потребность в улучшении обслуживания. температуры структурных компонентов полимерного композита примерно до 200 ° C от нынешних 100 ° C или около того.Это означает более высокую температуру и давление отверждения, порядка 300–350 ° C и до 15 бар (изб. ), Соответственно. Системы смол, такие как фенольные смолы, бисмальдегиды и другие термопласты, подпадают под эту категорию. Это требует разработки автоклавных систем с высокой температурой / высоким давлением. Разработка больших автоклавных систем сопряжена с одним набором проблем, таких как обращение с массивной дверью, система быстрого запирания дверцы, однородность температуры, закупка специальных материалов для дверных фланцев и кожухов, изготовление, транспортировка и т.С другой стороны, разработка автоклавов высокого давления и высокой температуры (особые рабочие условия) сталкивается с совершенно другим набором проблем, таких как герметизация при высоких температурах, термические напряжения, системы уплотнения вала нагнетателя, надежные системы датчиков и измерения которые могут выдерживать более высокие условия эксплуатации и т. д. Вопросы и проблемы, связанные с анализом, проектированием, изготовлением, испытанием, сборкой и транспортировкой больших и специальных автоклавов, представлены здесь с точки зрения системы.

2. Главный кожух автоклава с дверцей Quick-Lock

Главный кожух представляет собой герметичный контейнер и обеспечивает рабочее пространство для компонентов, которые будут обрабатываться под давлением, температурой и вакуумом. Дверца с быстрым запиранием является особенностью всех современных автоклавов. Дверь с быстрозажимным замком состоит из зубчатых фланцев и запорных механизмов. Для больших автоклавов разработка системы перемещения дверей представляет собой сложную задачу. Хорошая конструкция должна занимать минимум места для движения двери и иметь гибкость, позволяющую совмещать дверь с корпусом.Материал корпуса - сталь котельного качества, такая как SA516 Gr. 70. Эти стали обладают высоким пределом текучести даже при повышенных температурах (до 350 ° C). Материалом для фланцев больших автоклавов обычно является кованая сталь, такая как SA266 Gr. 2. Поковки обладают однородной зернистой структурой, превосходными прочностными и ударными свойствами, а также улучшенными характеристиками обрабатываемости. Очень немногие компании в мире могут изготавливать поковки диаметром до 5 метров в одной детали. Если ковка крупногабаритной цельной детали сама по себе является сложной задачей, обработка поковки для нарезания необходимых зубьев на фланцах с жесткими допусками для обеспечения фиксации является не менее сложной задачей.Плавающие стопорные кольца, которые использовались в большом количестве автоклавов, состоят из сопрягаемых зубцов и вместе с зубьями фланца дверцы обеспечивают блокировку автоклава. Зубья нарезаются на горизонтальных или вертикальных обрабатывающих центрах. В настоящее время часто можно встретить фланец обечайки вместе со стопорным кольцом, приваренными к основному корпусу как единое целое, даже для больших сосудов. Это существенно снижает вес дверной системы запирания, поскольку исключает не только массивное запорное кольцо, но и связанную с ним систему поддержки, удерживающую запорное кольцо в плавающем состоянии.Такая конструкция снизит вес дверной системы на 30%. Двери больших автоклавов необходимо повернуть примерно на 90 ° для загрузки компонента или формы для отверждения. Большие дверцы автоклавов из-за их большой массы необходимо вращать с особой осторожностью, чтобы минимизировать инерционные нагрузки. Кроме того, хорошая конструкция автоклава обеспечивает минимальное использование драгоценного пространства для открывания и парковки двери [7]. Дверь должна открываться вначале вдоль продольной оси автоклава, чтобы избежать столкновения с стопорным кольцом, а затем ее следует направлять / направлять по заданному пути, чтобы она проходила на минимально возможное расстояние и занимала минимально возможное пространство как в перед автоклавом, а также когда он отведен в сторону для парковки.Для работы с большими дверями широко используются ручки-подставки. При правильном проектировании механизма управления дверью обязательно будет использоваться моделирование САПР для проведения имитационных исследований. Запирание двери для герметичности осуществляется поворотом плавающего стопорного кольца, как уже было сказано. Однако во многих крупных автоклавах блокировка также обеспечивается поворотом дверцы во фланце с неподвижной оболочкой. Такой тип конструкции обеспечивает более точное совмещение корпуса и двери и улучшает герметичность.Согласно нормам ASME для сосудов под давлением, сосуды под давлением с быстро закрывающимися дверцами обязательно должны иметь предохранительное устройство с принудительной блокировкой дверцы, которое должно предотвращать срабатывание дверцы, когда корпус находится под давлением. Современные автоклавы имеют надежное предохранительное устройство дверного замка, которое делает практически невозможным управление дверцей, когда кожух находится под давлением.

Во время отверждения композитов заказчик обычно оговаривает, что внешняя температура оболочки автоклава не должна превышать температуру окружающей среды на 25 ° C.Это требует обеспечения надлежащей изоляционной облицовки внутри емкости. Обычно предпочтительным материалом является минеральная вата.

Уплотнение сосуда высокого давления - еще одна проблема для больших автоклавов. Используется либо надувное уплотнение, либо манжетное уплотнение. Надувное уплотнение расширяется и плотно прилегает к дверному фланцу, тогда как манжетное уплотнение деформируется и прижимается к дверному фланцу, герметизируя давление. Надувные уплотнения имеют кольцевую канавку, в которой давление обычно выше рабочего давления автоклава.Концентричность и размерная точность канавки, общая размерная точность уплотнения и кольцевая металлическая посадка во фланце являются ключевыми параметрами, обеспечивающими герметичное уплотнение автоклава. Надувное уплотнение не требует очень точного выравнивания между фланцами, поскольку оно может расширяться под давлением и заполнять неравномерные зазоры. Мощность, необходимая для запирания двери, также меньше, поскольку уплотнение не контактирует с фланцем во время запирания. Это наиболее предпочтительный выбор для больших автоклавов.С другой стороны, манжетное уплотнение требует точного выравнивания и равномерного зазора, и во время фиксации на него нужно нажимать. Это требует большей мощности для запирания.

3.
Система циркуляции воздуха

Системы принудительной циркуляции газа (азота или воздуха) обычно используются в автоклавах. Схема показана на рисунке 5. Циркуляционная система состоит из центробежного вентилятора и воздуховода. Нагреватели размещены вокруг рабочего колеса. Центробежный нагнетатель всасывает газ в осевом направлении и выпускает его в радиальном направлении.Газ, выходящий из рабочего колеса, проходит через нагревательные элементы. Нагнетательный вентилятор имеет соответствующие размеры, чтобы обеспечить скорость движения компонента 1-2 м / с в условиях окружающей среды. Блок циркуляции газа также выполняет задачу ускорения процесса охлаждения за счет более быстрого удаления газа с внешней поверхности охлаждающих трубок. Современные автоклавы имеют электродвигатель вентилятора с фланцевым креплением, который заключен в герметичный кожух и присоединен к задней части автоклава. Таким образом, ротор двигателя, статор и механические компоненты, такие как подшипники, непосредственно сталкиваются с давлением автоклава.Такие нагнетательные устройства обычно имеют водяное охлаждение, чтобы обмотки и подшипники двигателя не подвергались воздействию более высоких температур. Номинальная мощность двигателя нагнетателя большого автоклава может находиться в диапазоне от 100 до 150 кВт.


4. Система нагрева

Автоклавы нагреваются либо электрически, либо косвенным сжиганием газа (циркуляция теплоносителя с внешним обогревом или охлаждением). Электрический нагреватель, который обеспечивает точный контроль температуры окружающей среды в автоклаве, чище и удобнее для современного компьютерного управления.В современных автоклавах используются приводы SCR, которые являются частью замкнутых систем управления нагревом и могут обеспечивать очень точное управление нагревателями. Мощность электрического нагрева зависит от заряда и требований к системе смолы для цикла отверждения. Обычно для автоклава диаметром 4,5 м и длиной 9 м требуется установленный нагреватель мощностью около мегаватта. Обычно несколько нагревательных элементов (обычно номинальной мощностью в диапазоне 5–10 кВт) сгруппированы в группы и соединены по схеме звезды или треугольника.Нагревательные элементы изготовлены из нихрома / канталовой нити, изолятора из оксида магния с внешней оболочкой из инколоя или стали.

5. Система охлаждения

Эта система предназначена для охлаждения окружающей среды автоклава. Обработка композитов требует переменной скорости охлаждения в соответствии с требованиями системы смол. В автоклавах с электрическим обогревом скорость нагрева регулируется либо выключением нагревательных блоков, либо изменением входной мощности нагревателя. Управление системой охлаждения является более сложным, поскольку существует ряд переменных, которые влияют на охлаждение.Это разница температур между окружающей средой автоклава и охлаждающей средой, скорость потока охлаждающей среды, площадь теплопередачи, коэффициент теплопередачи охлаждающего змеевика, который снова зависит от типа потока, то есть поперечный поток или параллельный поток, проводимость. материала охлаждающего змеевика и скорость среды автоклава через теплообменник (HE). Обычно скорость охлаждения регулируется путем изменения потока охлаждающей воды. В некоторых автоклавах в качестве охлаждающей среды используется как воздух, так и вода.Современные автоклавы контролируют все три параметра: расход охлаждающей среды, температуру охлаждающей среды и площадь теплообмена. Хотя этот метод является дорогостоящим, он оправдан как в больших, так и в высокотемпературных автоклавах, где требуется охлаждение широкого диапазона нагрузок. Для экономии воды обычно используется замкнутая система охлаждения. Он состоит из змеевиков HE внутри автоклава, регулирующих клапанов, дренажной системы, градирни, насосов охлаждающей воды, водоочистных сооружений и т. Д.При проектировании системы охлаждения основной задачей является быстрый и эффективный слив охлаждающей среды из автоклава HE (рис. 6). Любая задержка слива воды из HE не только приводит к отводу тепла автоклава во время фазы нагрева, но также к образованию пара внутри HE, который может повредить трубку HE, если давление пара превышает определенное значение. Для автоматического слива охлаждающей жидкости используются несколько методов. Простой способ слива - создать наименее устойчивый путь для протекания воды.То есть обеспечьте отстойник чуть ниже теплообменника автоклава, а затем откачайте воду обратно в отстойник охлаждающей воды. Это также снижает потери воды и предотвращает попадание горячей воды / пара в градирню.


В современных автоклавах используются бесшовные трубы из нержавеющей стали (SS) с экструдированными ребрами на трубе, что сводит к минимуму потери давления. Эти трубы из нержавеющей стали имеют большую площадь теплопередачи на единицу объема занимаемого пространства.

6. Система наддува

Система должна обеспечивать соблюдение требуемых скоростей наддува в автоклаве.Средняя скорость повышения давления в современных автоклавах составляет 2 бар / мин. В настоящее время во многих автоклавах в качестве среды повышения давления вместо воздуха используется азот. Это связано с тем, что расходные материалы для автоклавного отверждения легко воспламеняются в воздушной среде из-за присутствия кислорода. Было несколько сообщений о возгорании автоклава, неизменно приводящем к потере компонента. Хотя азотная среда обеспечивает циклы отверждения в автоклаве без огня, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать опасности для персонала (возможность удушья) в азотной среде из-за более низкого уровня кислорода.

Система наддува газообразного азота состоит из первичного компрессора, азотной установки, дожимного компрессора, резервуаров для хранения и связанных трубопроводных схем, как показано на Рисунке 7. Первичный компрессор забирает воздух из атмосферы и нагнетает его до 7 бар (изб. ). Азотная установка получает воздух под давлением 7 бар (изб.) И с помощью процесса, известного как адсорбция при переменном давлении (PSA), изолирует азот из атмосферного воздуха. PSA стал одним из популярных методов производства азота.Чистота азота, получаемого этим методом, составляет порядка 99%, что достаточно для отверждения аэрокосмических полимерных композитов в автоклавах. Таким образом, изолированный азот подвергается дальнейшему повышению давления с помощью дожимного компрессора до более высокого давления, обычно 17–22 бар. Более высокое давление требуется для создания достаточного перепада давления, чтобы обеспечить требуемую скорость наддува. Резервуары для хранения азота имеют такие размеры, что подача свободного воздуха (FAD) этих резервуаров для хранения составляет 2.В 5 раз больше FAD автоклава.


Например, FAD автоклава объемом 200 кубических метров, работающего при 7 бар (изб.), Будет составлять 1400 кубических метров, и, следовательно, FAD резервуаров для хранения азота будет 3500 кубических метров. В качестве материала для резервуаров используется сталь котельного качества.

7. Вакуумная система

Усовершенствованная вакуумная система является неотъемлемой частью современных автоклавов. Система состоит из вакуумных насосов, вакуумных резервуаров, буферных резервуаров, измерительных и всасывающих линий, как показано на рисунке 8.Линии измерения, всасывания и вентиляции являются частью системы контроля вакуума с обратной связью, которая обеспечивает необходимый уровень вакуума внутри мешка и на компоненте. Хорошая конструкция автоклава должна предусматривать достаточное количество вакуумных отверстий. Он также должен обеспечивать одновременное поддержание разного уровня вакуума в разных пакетах. Утечки пакетов во время отверждения не редкость. Следовательно, насосы и вакуумные резервуары должны иметь достаточную буферную емкость. При выборе насоса рекомендуется использовать насос производительностью 7 кубических метров / час для площади упаковки в мешки 1 м 2 .Точно так же проводимость вакуумных линий должна быть адекватной. Обычно автоклав размером 4,5 м × 9 м может иметь до 60 линий измерения и всасывания. Соответствующая производительность насоса обычно составляет около 180 м 3 / час, а производительность резервуара составляет 6 м 3 . Диапазон необходимого вакуума в мешке составляет 2–500 торр в зависимости от системы отверждения. Кроме того, современные конструкции включают передовые системы обнаружения вакуума и предупреждения / защиты от сбоев. Кроме того, ловушки для смолы должны улавливать излишки смолы, которые выдавливаются во время отверждения, и обеспечивать надлежащий дренаж.


8. Система загрузки

Система загрузки автоклава состоит из загрузочной платформы для размещения компонентов / форм, подлежащих вулканизации. В зависимости от диаметра автоклава, позволяющего загружать большее количество компонентов, используется двухуровневая / трехуровневая загрузка. Погрузочная тележка используется для толкания и вытягивания платформы из автоклава. Чтобы обеспечить легкую загрузку компонентов, автоклавы обычно устанавливают в приямке так, чтобы верхняя поверхность погрузочной платформы была заподлицо с полом.В этом случае требуется установить перегрузочный мост, чтобы перекрыть зазор между дверцей автоклава и приямком. Для моста используется несколько конструкций. Наклонный мост и мост ножничного типа являются распространенными конструкциями. Как правило, в этих мостах в качестве первичного двигателя используется пневматическое давление, имеющееся в автоклаве.

9. Электрическая система

Электрические системы больших автоклавов должны выдерживать большие токи при высоком напряжении. Следовательно, их безопасная эксплуатация имеет первостепенное значение. Они также должны быть очень надежными, чтобы гарантировать надлежащее производство дорогих композитов при выходе из строя одного или нескольких компонентов.Для поддержания надежности без ущерба для безопасности в системе должны быть предусмотрены достаточное резервирование и локализованные схемы «отключения». Кроме того, электрическая система должна подавать необходимые сигналы обратной связи в систему управления и реагировать на различные команды от нее. Дополнительной функцией является работа всех электродвигателей и нагревателей автоклава в ручном режиме, что помогает сохранить отверждаемые композиты от сбоя системы управления.

Электрический щит может быть модульным с отдельной кабиной, кнопками ВКЛ / ВЫКЛ, лампами, изолятором и т. Д. Для каждой электрической машины.Это обеспечит дополнительное удобство для оператора при эксплуатации и техническом обслуживании. Каждый двигатель малой мощности (менее 10 кВт) должен иметь независимую защиту от короткого замыкания, перегрузки и замыканий на землю. Двигатель переменного тока большой мощности, такой как двигатель нагнетателя, должен работать либо через пускатель со звезды на треугольник, либо через привод переменного тока. Управление воздуходувкой через привод переменного тока, хотя и является дорогостоящим, дает ряд преимуществ, указанных ниже: (i) скорость вращения может быть уменьшена по мере увеличения давления в автоклаве, чтобы поддерживать постоянный массовый расход, (ii) поскольку нагнетатель работает при более низкой скорости при более высоком давлении его номинальная мощность снижается, (iii) плавный пуск, плавное выключение, лучшие ограничения рабочего тока, блокировки и т. д.увеличивает срок службы мотора.

Большой автоклав CSIR-NAL рассчитан на работу как со звездой / треугольником, так и с приводом переменного тока, так что даже в случае отказа привода переменного тока может работать вентилятор. Еще одна важная составляющая электрической системы - регулятор мощности нагревателя. В качестве экономичной и новой функции 20% нагревателя управляются через контроллер мощности, а остальные 80% управляются через дискретные контроллеры (контакторы) без ущерба для требуемой точности управления [8].

10. Система управления и контрольно-измерительной аппаратуры (C&I)

Система контроля и контрольно-измерительной аппаратуры (C&I) автоклава играет очень важную роль в обеспечении надежной обработки или отверждения композитных конструкций [4]. Эти системы довольно сложны и требуют хорошо обученных инженеров для проектирования, сборки, устранения неполадок и обновления. По мере того, как технологии электроники и программного обеспечения продолжают развиваться, продукты C&I продолжают меняться к лучшему, а старые продукты вскоре устаревают.Обычно систему C&I необходимо обновлять или полностью заменять каждые десять лет. Однако преимущества, полученные с точки зрения безупречного производства композитов, оправдывают такую ​​замену.

Поскольку ключевым вопросом является надежность системы, на этапе проектирования предполагается, что каждый отдельный продукт выйдет из строя в тот или иной момент времени, и все же оператор должен иметь возможность продолжить процесс. В качестве меры предосторожности автоклавы построены с резервными компьютерами, серверами с последовательным портом, источниками питания, датчиками и т. Д., Так что система будет работоспособна даже в случае выхода из строя одного или нескольких компонентов.Помимо резервирования на уровне компонентов, предусмотрено несколько режимов работы, а именно автоматический, полуавтоматический и ручной режимы.

В автоматическом режиме выполнения оператор может выбрать требуемый цикл отверждения (или запрограммировать новый) и дать системе команду выполнить его. В случае отказа компьютера, который может произойти в любой момент во время лечения без предупреждения, полуавтоматический режим является очень полезным резервным средством. В этом режиме оператор может передавать заданные значения температуры, давления и вакуума непосредственно на соответствующий контроллер и инициировать такие сегменты цикла отверждения, как цикл нагрева, давления и вакуума.На рисунке 9 показана архитектура системы управления, разработанной для большого автоклава.


Система управления состоит из программируемых ПИД-регуляторов (пропорционально-интегрально-производная) для управления температурой, давлением и вакуумом с обратной связью; Регистраторы для отображения, построения и хранения всех аналоговых входных сигналов, таких как температура детали в разных местах, давление, вакуум в разных частях и так далее; ПЛК (программируемый логический контроллер) для обеспечения безопасности, блокировок, последовательной работы, отображения состояния / аварийных сигналов и т. Д.Все эти компоненты подключены к паре серверов последовательных устройств (для резервирования) и, в свою очередь, доступны для компьютеров через каналы Ethernet. Каналы связи, используемые в системе автоклава, включают RS485, USB и Ethernet [9]. Как уже говорилось, движущими силами проектирования системы управления являются: (i) надежность и избыточность, (ii) отказоустойчивость, (iii) простота эксплуатации и обслуживания.

11. Программное обеспечение для контроля отверждения

Microsoft Visual Studio - одна из популярных платформ для разработки программного обеспечения для автоклавов.Программное обеспечение выполняет общие функции SCADA (диспетчерский контроль и сбор данных) в дополнение к контролю рабочей температуры. Протоколы и инструменты, используемые в программном обеспечении, включают клиент-серверные процедуры MODBUS, TCP-IP, OPC (OLE для управления процессами), проверку целостности данных с помощью CRC (циклический контроль избыточности) и т. Д. Еще одна уникальная особенность - автоматическая передача управления подчиненным компьютером в случае возникновения проблем на главном компьютере. Это достигается за счет автоматического отслеживания заданного пользователем цикла отверждения, параметров управления и текущего состояния процесса через подчиненный компьютер.

Одной из важных особенностей программного обеспечения является возможность контролировать частичную температуру в соответствии с требованиями пользователя. Пользователь может указать в режиме реального времени тип требуемого контроля температуры детали, который может основываться на ведущем датчике, запаздывающем датчике или на среднем значении группы выбранных датчиков. Пользователь также может иметь несколько групп и различные варианты датчиков управления для каждой группы. Например, температура детали № 1 может основываться на ведущем датчике среди набора датчиков, в то время как температура детали №2 может основываться на запаздывающем датчике. Алгоритм предсказывает ожидаемое изменение температуры детали на основе ее поведения в прошлом при этом отверждении и производит необходимые изменения в управлении температурой воздуха / газа.

12. Высокотемпературные автоклавы высокого давления

Как уже упоминалось, предпринимаются согласованные усилия по переходу к системам отверждения при более высоких температурах и более высоком давлении, чтобы решить проблему производства компонентов планера, которые должны выдерживать более высокие эксплуатационные температуры.Для этой цели рассматриваются бисмальдегиды и фенольные смолы. Это потребовало разработки автоклавов, которые работают при температуре выше 350 ° C и давлении до 15 бар (изб.). Высококачественные котельные стали, такие как SA516 Gr. 70 или другие эквиваленты, которые имеют высокие напряжения текучести даже при температуре до 350 ° C, используются для основной оболочки этих автоклавов. При такой высокой температуре герметизация основной дверцы автоклава является проблемой, поскольку они испытывают термомеханическую нагрузку.Эластомерные уплотнительные материалы, выдерживающие до 350 ° C, для длительного воздействия недоступны. Высокотемпературные уплотнительные материалы, такие как витон, силикон, выдерживают температуру только до 250 ° C. Чтобы сделать их пригодными для этих применений, уплотнительные материалы должны быть должным образом защищены перегородками или дефлекторами, чтобы они не подвергались прямому воздействию горячей окружающей среды автоклава. Кроме того, проходные отверстия для нагревательных элементов, а также для различных чувствительных к температуре и давлению элементов должны быть должным образом герметизированы, чтобы не было утечки давления.Также важно убедиться, что, хотя температура окружающей среды в автоклаве превышает 350 ° C, внешняя температура кожи не превышает на 25 ° C температуру окружающей среды. Это требует правильного проектирования системы изоляции. Для этой цели обычно используется минеральная вата соответствующей плотности. Точно так же система загрузочной тележки, которая попадает в автоклав, должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать экстремальные условия работы автоклава (одновременная термомеханическая нагрузка). В колесах тележки нельзя использовать обычную бронзу и ось или подшипниковую втулку.Нам необходимо увеличить зазоры между двумя сопрягаемыми поверхностями и использовать в подшипниках твердые смазочные материалы на основе графита. Заряд дополнительно загружает систему загрузки, что предъявляет дополнительные требования к конструкции. Система нагнетания воздуха для автоклава высокого давления и высокой температуры, которая является особенностью современного автоклава, является еще одной сложной задачей для разработчика. Важно следить за тем, чтобы обмотки двигателя не находились в условиях автоклава и находились в установленных пределах температуры.Механический привод, состоящий из рабочего колеса и приводного вала, должен выдерживать тяжелые условия эксплуатации. Подшипники на приводном валу должны иметь соответствующее охлаждение, чтобы температура около подшипников не превышала 120 ° C. Конструкция должна обеспечивать сохранность структурной целостности всей системы в экстремальных условиях эксплуатации. В воздуховодах и трубопроводах необходимо обеспечить достаточные зазоры для предотвращения теплового расширения. Трубопровод теплообменника обычно снабжен сильфоном для уменьшения термических напряжений.Конструкция сильфонов представляет собой сложную задачу, поскольку они должны выдерживать высокие температуры, термические удары и высокое давление. Кроме того, реакции полимеризации системы высокотемпературных смол (бисмальдегидов и фенольных смол) экзотермичны в гораздо большей степени, чем обычные системы эпоксидных смол. Следовательно, система контроля температуры с обратной связью должна быть достаточно универсальной, чтобы предотвратить скачки температуры во время отверждения. Кроме того, экзотермические реакции этих систем смол высвобождают гораздо большее количество токсичных отходов по сравнению с обычными системами смол.Некоторые системы смол выделяют воду в качестве побочного продукта в процессе сшивания (отверждения). Следовательно, вакуумная система должна быть спроектирована так, чтобы справляться с большим количеством выбросов токсичных веществ и для эффективного удаления воды.

13. Транспортировка

Автоклавы меньшего размера диаметром до 1 метра интегрированы со всеми подсистемами и транспортируются после полных проверок системы. Однако для более крупных автоклавов обычно оболочка и другие подсистемы транспортируются отдельно, а интеграция системы и ввод в эксплуатацию выполняются на месте.Очень большие кожухи автоклавов, как правило, диаметром от 5 до 6 метров и длиной от 12 до 15 метров (внешние размеры) должны транспортироваться с особой осторожностью, особенно в развивающихся странах, где инфраструктура может не поддерживать такие большие системы (Рисунок 10). Перед тем, как наметить маршрут транспортировки этих огромных систем, необходимо тщательно изучить несущую способность дорог, расстояние между мостами и арками и воздушными высоковольтными линиями электропередачи.


Если инфраструктура не способствует транспортировке этих систем по дороге или по воде, рекомендуется строить их на месте.

14. Установка, интеграция и ввод в эксплуатацию

Установка кожуха автоклава включает снятие кожуха с прицепа и размещение его на фундаменте. Когда автоклав устанавливается в приямке, опускание кожуха достигается за счет тщательно продуманной серии движений кожуха с использованием комбинации уложенных друг на друга деревянных бревен и блоков цепных шкивов, как показано на Рисунке 11.При окончательном опускании следует позаботиться о том, чтобы переднее седло, которое было спроектировано как фиксированное седло, правильно расположилось и надежно удерживалось на земле с помощью механических креплений. Заднее седло - плавающее, которое просто опирается на фундамент, чтобы допускать тепловое расширение / сжатие.


Среди прочего, важная задача - найти подходящую компоновку. Все подсистемы должны быть правильно установлены без ущерба для доступности и обслуживания, занимая минимум площади в цехе и в то же время сохраняя хороший эстетический вид.Условия площадки также влияют на планировку. Компоновка и прокладка труб особенно сложны для больших автоклавных систем, где задействовано большее количество вакуумных линий и других связанных систем. Следует соблюдать стандартные промышленные методы прокладки трубопроводов и обеспечить достаточное количество фланцевых соединений для упрощения сборки и обслуживания. Трубопроводы нуждаются в соответствующей опоре, чтобы предотвратить тепловую и другую нагрузку на порты автоклава. Необходимо предусмотреть возможность компенсации теплового расширения трубопроводов.Трубы для отвода горячего газа и горячей воды должны иметь теплоизоляционное покрытие и возводиться с большей осторожностью.

Помимо большого количества аксессуаров, необходимо разместить несколько силовых кабелей и измерительных проводов, несколько технологических трубопроводов и связанное с ними оборудование. Как правило, силовая панель должна располагаться рядом с автоклавом, в частности, рядом с концевыми соединениями нагревателя и вентилятора, чтобы уменьшить длину кабеля. При этом он должен быть близко к основному фидеру источника питания, так как стоимость шинопроводов (изолированные электрические проводники, по которым подается низкое напряжение и большие токи) очень высока.Панель управления также должна быть расположена близко к автоклаву, особенно к выводам датчика, чтобы минимизировать влияние электрических шумов. Также важно разделять и прокладывать кабели переменного (переменного тока) и постоянного тока отдельно.

Инновационная трехуровневая компоновка была задумана для размещения всех этих систем для большого автоклава. Он был настроен с помощью инструментов САПР, таких как SOLIDWORKS. На рисунке 12 показана трехуровневая конфигурация, которая идеально подходит для автоклавов среднего и большого размера.


Линии охлаждающей воды, воздуховоды КИП, линии нагнетания уплотнения и другие блоки обработки газа, которые не нуждаются в частом доступе во время работы, размещены на цокольном ярусе, то есть внутри ямы автоклава. Системы, которые требуют более частого доступа во время работы автоклава, такие как компоненты системы КИП и датчики вакуумной линии, расположены на уровне пола. Трубопроводы системы наддува и связанные с ними клапаны были размещены в верхней части кожуха автоклава, поскольку они требуют менее частого доступа, то есть только во время планового технического обслуживания.

Каждая система требует определенных стандартных проверок и испытаний перед вводом в эксплуатацию. Например, все напорные линии необходимо проверить и собрать перед подключением к автоклаву. Стандартной практикой является проектирование трубопроводов вакуумной системы и ловушек для смолы с учетом давления в автоклаве, поскольку эти трубопроводы могут подвергаться более высокому давлению во время отказа вакуумного мешка. Необходимо промыть все трубопроводы, чтобы не осталось грязи, частичек сварного шва. В вакуумных линиях важно, чтобы в трубопроводах не оставалась вода или влага, поскольку влага отрицательно сказывается на работе вакуумного насоса.Необходимо обеспечить герметичность всех вводов.

Для ввода автоклава в эксплуатацию адаптирована очень исчерпывающая процедура. Подробный план приемочных испытаний (ATP), который готовится заранее, служит основой для ввода в эксплуатацию. Кроме того, производитель проводит тщательные испытания, чтобы гарантировать правильную работу. Перед интеграцией с другими системами каждый прибор, контроллер, датчик и другие устройства проверяются на предмет их соответствующих операций в соответствии с их спецификациями.Система управления разделена на функциональные подгруппы, такие как система сбора данных, система контроля последовательности и блокировки, система безопасности, система контроля температуры, давления и вакуума, и протестирована независимо. Требуемый уровень точности достигается при контроле температуры, давления и вакуума за счет настройки системы и повторных испытаний. Равномерность температуры в автоклаве достигается как при полной, так и при нулевой загрузке во всех рабочих условиях. Чтобы обеспечить способность системы обеспечивать максимальную скорость нагрева и охлаждения, устанавливаются уровни теплоизоляции в наихудших ситуациях при максимальной загрузке.Испытания на отверждение проводятся систематически, начиная с типичных образцов композитных материалов и заканчивая отверждением крупных композитных структур. Проводится ряд испытаний отверждения, изображающих различные циклы отверждения для компонентов разного размера. Отвержденные детали подвергаются неразрушающему контролю и механическим испытаниям для подтверждения надлежащего отверждения. Тесты и результаты хорошо документированы для использования в будущем. Результаты испытаний образца приведены в таблице 1.

904 2 904 902

904 904 9 904 904 10,02

Прочность на межслойный сдвиг (ILSS) при комнатной температуре

Последовательный.нет. Ширина (мм) Толщина (мм) Макс. Нагрузка (Н) ILSS (МПа) Мин. треб. значение (МПа) Режим отказа

(1) 10,06 1,97 1864 70,54 B
B 1817 70,27 Мин .: 60 B
(3) 10.03 1,94 1854 71,46 Среднее значение: 65 B
(4) 10,05 1,91 1778 69,46 7015 9040 904 9040 904 904 904 904 904 (5) 10,1 1,97 1893 71,36 B

Прочность на изгиб (FL. Str) при комнатной температуре
904№ Ширина (мм) Толщина (мм) Макс. Нагрузка (Н) Fl. Str (МПа) Мин. значение (МПа) Вид отказа

(1) 10,07 1,94 446,91 1415,5

2
1415,5 A 446,91 1468,1 Среднее значение: 1300 A
(3) 10.01 1,94 478,68 1518,3 Среднее полученное: 1444,58 A
(4) 10,05 1,98 460,04 15415 460,04 1,95 450,85 1419,9 A

На рисунках 13 и 14 показаны воздуховод для брюк самолета LCA и горизонтальное оперение (HT). выдерживается в автоклавах в CSIR-NAL.На рисунке 15 показан снимок экрана с результатами теста C-scan, проведенного на HT самолета SARAS.




Надлежащая интеграция всех подсистем, описанных выше, так что они в конечном итоге функционируют как единое целое, является ключом к успешной реализации этого сложного оборудования.

Благодарности

Авторы выражают признательность бывшим руководителям отдела современных композитов (ACD, CSIR-NAL), г-ну М. Субба Рао и доктору М. Р.Мадхава, глава ACD, г-н Х. Н. Судхендра, глава ELK, г-н М. В. Кришна, г-н М. К. Махадева и г-н Басуварадж, ELK, г-н К. В. Конда Редди и г-н Т. В. Натарадж, EBU, г-н К. Пракаш и г-н Амит Кумар Гупта, г-н Партибан и г-н Палани из ACD за их вклад в развитие технологий автоклавов.

Как работает автоклав?

Как работает автоклав? - Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 24 июня 2020 г.

Радуйтесь, радуйтесь, что ваши глаза не так сильны, как электронные микроскопы. Если бы они были, вы бы увидели мир вокруг себя ползать со всевозможными жуткими ошибками. Какой мерзкой и мерзкой могла бы казаться жизнь! Так же хорошо, что мы есть автоклавы: машины для стерилизации вещей и сохраняя их свободными от микробов. Они немного похожи на гигантское давление плиты, которые используют силу пара для уничтожения микробов, которые могут выдерживают простую стирку или протирание горячей водой с моющими средствами.Они просты в использовании, подходят для оптовой стерилизации (большое количество оборудования), а поскольку в них используется пар, относительно экономичны в эксплуатации. Давайте подробнее разберемся, что это такое и как они работают!

Фото: Заглядывает в открытую дверь большого автоклава. Обратите внимание на уплотнительную прокладку на двери, которая удерживает пар внутри, а манометры сверху. Фото Кэрол М. Хайсмит любезно предоставлено Коллекцией фотографий Джорджа Ф. Ландеггера из Алабамы в Америке Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Для чего нужен автоклав?

Фото: Тестирование автоклава для стерилизации паром перед использованием. Это Hanshin HS-4085G с микропроцессорным управлением, который может стерилизовать грузы объемом до 85,6 л (22,6 галлона) при температуре до 135 ° C (275 ° F). Фото Роаделла Хикмана любезно предоставлено ВМС США.

Хотя автоклавы используются во многих важных научных и промышленных целях, о которых мы поговорим позже, основное внимание в этой статье будет уделено тому, как эти удобные машины используются для стерилизации .

Вы, наверное, слышали о скороварках? Они были в моде, пока в 1980-х годах не стали популярными микроволновые печи. Они похожи на кастрюли большого размера с плотно закрывающимися крышками, и, когда вы наполняете их водой, они производят много пара под высоким давлением, что ускоряет приготовление пищи (если вы хотите узнать больше, см. Рамку на внизу этой страницы). Автоклавы работают аналогичным образом, но обычно они используются в более экстремальной форме приготовления: чтобы уничтожить насекомых и микробы вещи с паром достаточно долго, чтобы их стерилизовать.Дополнительный давление в автоклаве означает, что вода закипает при температуре выше его нормальная температура кипения - примерно на 20 ° C выше - поэтому он выдерживает и переносит больше тепла и более эффективно убивает микробы. Продолжительный взрыв высокого давления пар намного эффективнее проникает в предметы и стерилизует их чем быстрое мытье или протирание в обычной горячей воде с дезинфицирующим средством. Согласно недавнему обзору ученых из Новой Зеландии: «Стерилизация паром (автоклавирование) - наиболее широко используемый метод стерилизации и считается самым надежным и экономичным методом стерилизации медицинских устройств.«

Почему в автоклаве важно давление?

Давление - это способ действия силы на поверхность. Если вы качаете воздух в велосипедную шину, энергичные молекулы газа носиться внутри, сталкиваясь со стенками шины и давя наружу. Шина остается упругий и надутый, потому что молекулы воздуха толкают его внутренние стенки с такой же силой (или большая) сила, чем молекулы воздуха снаружи, толкают внешние стены. Если вы нагреете покрышка, вы даете молекулам воздуха больше энергии.Они быстрее носятся, чаще сталкиваются с резиновыми стенками шины и больше силы. Шина кажется более накачанной или, если вам не повезло, всплески!

В физике мы говорим, что давление на поверхность - это сила давление на него, разделенное на площадь, на которую действует сила:

Давление = Сила / Площадь

Это простое уравнение говорит вам, что если вы приложите заданную силу к половине площади, вы удвоите давление. Приложите силу к удвоенной площади, и вы уменьшите давление вдвое.

Фото: Кнопки для рисования используют науку давления. Разница в площади между голова, которую вы толкаете, и острый конец, входящий в стену, эффективно увеличивают силу толчка.

Очень полезно знать о давлении в повседневной жизни. Предполагать вы хотите повесить плакат на стене спальни. Предполагая, что вы этого не сделаете есть молоток, вам будет намного проще использовать канцелярские кнопки (канцелярские кнопки), чем гвозди. У канцелярской кнопки огромная плоская головка соединена с очень тонкой булавка с острым концом.Когда вы нажимаете на плоскую головку, вы наносите определенное количество силы на довольно большую площадь. Сила передается прямо через штифт на наконечник, где теперь действует на площадь металла может быть в 100 раз меньше. Так что давление на наконечник фактически в 100 раз больше - вот почему штифт входит твоя стена так легко. В снегоступах и тракторных шинах используются абсолютно одинаковые принцип только наоборот. Они распределяют вес (силу тяжести) на большую площадь, чтобы не позволяйте своему телу (или машине) погрузиться в мягкий грунт.

Как давление и температура влияют на кипение

Предположим, у вас есть кастрюля полная картошки, которую вы хотите готовить. Вы наполняете кастрюлю водой, ставите на горячую плиту и ждете чтобы вода закипела. Теперь вы, наверное, думаете, что вода закипит «когда достаточно жарко» - и это правда, но только наполовину. Вода закипит, когда большинство содержащихся в ней молекул достаточно энергии, чтобы выйти из жидкости и образовать водяной пар (пар) над ней. Чем горячее вода, тем более энергичны молекулы и тем легче им ускользнуть.Таким образом, температура играет важную роль в закипании.

Но давление тоже важно. Чем выше давление воздуха над водой молекулам труднее вырваться на свободу; чем ниже давление, тем легче. Если вы когда-нибудь пробовали заварить чашку чая на горе с портативная походная печь, вы знаете, что вода закипает при более низком температура на большой высоте. Это потому, что давление воздуха падает выше вы идете. На вершине Эвереста давление воздуха около треть от того, что было бы на уровне моря, поэтому вода кипит примерно при 70 ° C или 158 ° F (узнайте, почему, в этой публикации на форуме MadSci).Чай с вершины горы имеет отвратительный вкус, потому что вода кипит при слишком низкой температуре: хоть он и кипит, вода слишком холодная, чтобы «сварить» чайные листья должным образом.

Узнайте больше о давлении, температуре и поведении молекул при кипении жидкости.

Рекламные ссылки

Как работает автоклав?

Фото: Закрытие дверцы типичного лабораторного автоклава. Обратите внимание на большую ручку справа. используется для полной герметизации двери.Также обратите внимание на циферблаты с правой стороны. которые указывают температуру и давление. Фото PHAA Sarna любезно предоставлено ВМС США.

Автоклав - это, по сути, просто большой стальной сосуд, проходящий через какой пар или другой газ циркулирует, чтобы стерилизовать вещи, выполнять научные экспериментирует или проводят производственные процессы. Обычно камеры в автоклавах имеют цилиндрическую форму, потому что цилиндры лучше выдерживают крайнее давление, чем коробки, края которых становятся точками слабость, которая может сломаться.Высокое давление делает они самоуплотняющиеся (слова «авто» и «клава» означают автоматическая блокировка), хотя по соображениям безопасности большинство из них также закрывается вручную за пределами. Как и на скороварке, предохранительный клапан гарантирует, что давление пара не может подняться до опасного уровня.

Как пользоваться автоклавом?

Изображение: Как работает автоклав (упрощенно): (1) Пар проходит через трубу внизу и вокруг закрытой рубашки, окружающей основную камеру (2), прежде чем попасть в саму камеру (3).Пар стерилизует все, что было помещено внутрь (в данном случае три синих бочки) (4), прежде чем выйти через выхлопную трубу внизу (5). Герметичный дверной замок и прокладка (6) надежно удерживают пар внутри. Предохранительный клапан (7), аналогичный тем, что установлен на скороварке, выскочит, если давление станет слишком высоким.

После герметизации камеры из нее удаляется весь воздух. с помощью простого вакуумного насоса (в конструкции, называемой предварительный вакуум) или путем откачки в паре, чтобы вытеснить воздух (альтернативный вариант, называемый гравитационное смещение).Далее через камеру прокачивают пар с более высокое давление, чем нормальное атмосферное давление, поэтому оно достигает температуры около 121–140 ° C (250–284 ° F). Как только необходимая температура будет достигнута, срабатывает термостат и запускает таймер. Подача пара продолжается. в течение минимум 3 минут и максимум примерно 15–20 минут (более высокие температуры означают более короткое время) - обычно достаточно долго, чтобы убивают большинство микроорганизмов. Точное время стерилизации зависит от множество факторов, включая вероятный уровень загрязнения автоклавированные предметы (грязные предметы, о которых известно, что они требуется больше времени для стерилизации, потому что они содержат больше микробов) и как автоклав загружен (если пар может циркулировать более свободно, автоклавирование будет быстрее и эффективнее).

Автоклавирование немного похоже на приготовление пищи, но это не только наблюдение. от температуры и времени, давление тоже имеет значение! Безопасность превыше всего. Поскольку вы используете высокое давление, высокотемпературный пар, будьте особенно осторожны при открыть автоклав, чтобы не происходило внезапного сброса давления, может вызвать опасный паровой взрыв.

Автоклавы промышленные и научные

Фото: Автоклавирование в научных целях: инженеры ВМС США загружают в автоклав кусок алюминия для нагрева и приклеивают к нему композитный пластырь.Фото Джонатана Л. Корреа любезно предоставлено ВМС США.

Artwork: Простой промышленный автоклав начала 20 века, предназначенный для производства различных промышленных химикатов с использованием кислот. По сути, это усиленный кислотостойкий кухонный сосуд (синий) со съемной завинчивающейся крышкой (оранжевый). Вы можете добавить химические ингредиенты через меньшее резьбовое входное отверстие (зеленое) и перемешать их с помощью мешалки с шестеренчатым приводом (красная). Это больше похоже на современную скороварку, чем на автоклав.Из патента США 1426920: Автоклав Оливер Слипер, 22 августа 1922 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Автоклавы, наиболее известные как стерилизаторы, также могут использоваться для проводить всевозможные промышленные процессы и научные эксперименты, которые лучше всего работают при высоких температурах и давления. В отличие от стерилизующих автоклавов, в которых обычно циркулирует пар, промышленные и научные автоклавы могут распространять другие газы, чтобы стимулировать протекание определенных химических реакций.Промышленные автоклавы часто используются для «отверждения» материалов (нагревания для стимулирования образования длинноцепочечных полимерных молекул). Например:

  • Резину можно вулканизировать (нагреть, упрочнить и упрочнить серой) в автоклаве.
  • Нейлон (пластик) можно изготавливать путем «варки» концентрированного раствора соли в автоклаве для стимулирования так называемой конденсационной полимеризации.
  • Полиэтилен (полиэтилен, другой пластик) можно получить путем циркуляции воздуха или органических пероксидов через автоклав для полимеризации этилена.
  • Самолетные материалы, изготовленные из композитов, также обычно отверждаются в больших промышленных автоклавах. (хотя различные альтернативные процессы, включая микроволновое отверждение и производство вне автоклава, становятся все более популярными).

Некоторые автоклавы сочетают в себе элементы как стерилизации, так и промышленного производства. Например, пробки для бутылок из натуральной пробки (деревянные) необходимо прокипятить и простерилизовать, прежде чем они станут пригодными для использования. Традиционно это делалось в больших резервуарах для воды; теперь это гораздо более вероятно, будет сделано в больших масштабах в промышленных автоклавах с компьютерным управлением.

Кто изобрел автоклавы?

Фото: Автоклав для научных исследований: осмотр кристалла, выращенного в условиях микрогравитации, внутри цилиндрического автоклава. Этот научный эксперимент был проведен на борту космического корабля "Шаттл" в октябре 1995 года. Фотография любезно предоставлена ​​Центром космических полетов НАСА им. Маршалла (NASA-MSFC).

  • Древние греки стерилизовали медицинские инструменты кипятком.
  • 1679: французский инженер Дени Папен (1647–1712) изобретает пароварка - важный шаг в развитии Паровые двигатели.
  • 1860-е годы: французский биолог Луи Пастер (1822–1895) помогает подтвердить микробную теорию болезни. Он понимает, что греющие вещи убивать микробы может предотвратить болезни и продлить срок службы пищевых продуктов (что привело его к изобретению пастеризации).
  • 1879: сотрудник Пастера Чарльз Чемберленд (1851–1908) изобретает современный автоклав. Похоже на скороварку с крышкой. сверху плотно заклеен зажимами.
  • 1881: микробиолог. Роберт Кох и другие критикуют паровой метод Чемберленда, который, по их мнению, может повредить лабораторное оборудование, и вместо этого разрабатывают альтернативный стерилизатор без давления.В конечном итоге это превращается в машину, называемую Автоклав Коха.
  • 1889: немецкий врач Курт Шиммельбуш опирается на работа Чемберленда и Коха по производству стерилизатора барабанного типа, известного как автоклав Шиммельбуш (стерилизационный барабан).

В чем разница между автоклавом и скороваркой?

Хотите приготовить ужин быстрее? Вы могли бы использовать микроволновая печь, чтобы поразить его энергичными волнами. Но еще один популярный решение заключается в том, чтобы запечатать его в скороварке: своего рода кастрюле, которая готовит продукты быстрее, кипятя их при более высокой температуре, чем обычный.Хотя некоторые считают скороварки устаревшими, они по-прежнему являются удобным и экономичным способом приготовления. еда. Основная концепция - использование давления для достижения более высокой температуры - та же самая. как в автоклаве.

Фото: Скороварка в действии. Обратите внимание на клапан наверху, через который выходит пар, и на двойную ручку, используемую для запирания крышки. Фото Джорджа Данора, Управление военного управления США, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Мы уже видели, что высокое давление повышает температуру кипения воды. Предположим, мы могли бы как-то устроить так, чтобы воздух над нашим кастрюля находилась под гораздо более высоким давлением, чем обычно. Что заставит воду закипеть при значительно более высокой температуре, благодаря чему картофель готовится быстрее.

Это основная идея скороварок. Скороварка представляет собой большую стальную кастрюлю с плотно закрывающейся крышкой. Внешний край крышка имеет толстый резиновый круг, называемый прокладкой, которая подходит между нижней частью крышки и верхней частью сковороды, чтобы герметичное уплотнение.

Когда вы наполняете кастрюлю водой и ставите ее на плита, вода нагревается, и некоторые из ее молекул улетучиваются, образуя пар над ним. На обычной сковороде пар просто улетучится. на кухню и исчезни. Но с скороваркой прокладка и крышка предотвращают выход пара, поэтому давление скоро возрастет. Хотя вода внутри кастрюли закипает, чем выше давление, тем выше она закипает. температуры, чем обычно, что позволяет приготовить пищу быстрее. Специальный клапан в верхней части крышки позволяет выходить небольшому количеству пара, поддерживая давление выше обычного, но не настолько, чтобы плита взрывается.Если давление внутри поддона становится слишком сильным, клапан выскакивает, быстро понижая давление до безопасного уровня.

Рекламные ссылки

Если вам понравилась эта статья ...

... вам могут понравиться мои книги. Мой последний Бездыханный: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Статьи

Популярное
  • Внутри аэрокосмической фабрики будущего от Джона Экселла.Инженер, 17 июня 2014 года. Автоклавы играют важную роль в производстве самолетов, но, возможно, не будут так долго работать.
  • Солнечная энергия: альтернативное устройство для стерилизации хирургических инструментов в сельской местности, Дональд Дж. Макнил мл. The New York Times. 12 ноября 2012 г. Автоклавы на солнечных батареях могут принести огромную пользу сельским районам Африки.
  • Геометрии | Автоклав на острове Эллис: The New York Times, 9 апреля 2008 г. Захватывающий фотографический взгляд на то, как автоклав стерилизовал вещи больных, потенциальных иммигрантов.
  • Мгновенный пар может изгнать MRSA: BBC News, 29 июля 2007 г. Перегретый пар из ручного «пистолета» может быть альтернативой автоклавированию.
  • Микроб побил температурный рекорд Хелен Бриггс. BBC News, 15 августа 2003 г. Почему микроб из океанов может выдержать высокотемпературное автоклавирование.
  • Медицинская стерилизация «может распространить CJD»: BBC News, 10 февраля 1999 г. Исследователи задаются вопросом, достаточно ли простого автоклавирования для уничтожения прионов (белков), вызывающих болезнь Крейтцфельдта-Якоба.
Научные журналы

Патенты

Чтобы получить более подробные технические сведения, попробуйте этот небольшой набор из множества запатентованных конструкций автоклавов:

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Автоклавы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/autoclaves.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте...

  • Анаэробные камеры (1)
  • Препараты с бактериями, жидкие среды и чашки Петри (1)
  • Стерилизатор Bacti-cinerator III (1)
  • Пакет для биологически опасных отходов, как того требует закон для безопасного обращения с инфекционными материалами.После автоклавирования перевести биологически опасные и опасные отходы в неинфекционное состояние для безопасной и экономичной утилизации. (1)
  • Биологически опасные RMW (1)
  • Биологически опасные отходы (1)
  • Очистка, удаление накипи, удаление отложений жесткой воды (1)
  • Клинический и медицинский лабораторный прибор (1)
  • Клиника, молочная промышленность, окружающая среда, промышленность, микробиология (1)
  • Прямая запись данных стерилизации, температуры и времени (1)
  • Стерилизация оборудования (2)
  • Наборы сверхтяжелых инструментов, таких как ортопедические и сердечно-сосудистые. (1)
  • Для льняных полотенец, рюкзаков и халатов, комплектов для легких бассейнов, отдельных инструментов и медицинских изделий (2)
  • Частая стерилизация (1)
  • Использование в больницах общего профиля (1)
  • Стеклянные микрошарики (1)
  • Удаление опасных отходов (1)
  • Больница, клиника и профессиональные офисы (1)
  • Больница, клиника или другое медицинское учреждение, где используются паровые стерилизаторы, а также могут использоваться в промышленности, универсальные применения (1)
  • Гигиеническая утилизация зараженных лабораторных предметов (2)
  • Идеально подходит для платиновых петель, игл и горлышек трубок (1)
  • Лаборатория (2)
  • Лабораторное использование большой емкости (1)
  • Легкие льняные пакеты, льняные халаты, комплекты полотенец, отдельные тазики и другие легкие упаковки. (1)
  • Инструмент длинной или необычной формы (1)
  • Стерилизация медицинских отходов, а также инструменты для клинических и медицинских лабораторий (1)
  • Контроль процедур стерилизации паром (1)
  • Несколько; Стерилизация (3)
  • OR и CSR упаковка (1)
  • Совместимость с предвакуумным паром и оксидом этилена (ЭО) (1)
  • Предотвращает перенос организмов через воронки (1)
  • Защищает лаборантов от опасных газов, пламени и брызг (1)
  • Дезинфекция с помощью УФ-освещения (2)
  • Небольшое количество воды (1)
  • Стандартное лабораторное использование (1)
  • Паровая стерилизация (4)
  • Паровая стерилизация (5)
  • Стерильные технологические среды (4)
  • Проверка стерильности фармацевтических продуктов, оптимальных для использования в изоляторах (1)
  • Стерилизация (5)
  • Стерилизация жидкостей, сред, инструментов, посуды, одежды и отходов (1)
  • Стерилизация отработанного воздуха (1)
  • Стерилизация жидкостей, сред, инструментов, посуды, одежды и отходов (1)
  • Стерилизация средств массовой информации, инструментов, посуды, одежды и отходов (1)
  • Используется для упаковки деталей, поддонов и комплектов перед облучением паром, газом или гамма-излучением. (1)
  • Используется в качестве источника тепла в экспериментах, требующих генерации и использования пара. (1)
  • Используется для очень тяжелых наборов инструментов, таких как ортопедические и сердечно-сосудистые наборы. (1)
  • Используется в чистых помещениях, встраивается в чистые скамейки или устанавливается потайной на рабочей поверхности изоляторов. (1)
  • Используется для упаковки льняных полотенец, пакетов, халатов, наборов для легких раковин и отдельных инструментов для стерилизации (2)
  • VERIFY ™ SCBI (1)
  • Подтверждение стерилизации жидкостей паром (1)
  • График технического обслуживания автоклава

    Дверная система
    Очистить нижнюю 1/3 стопорного кольца Еженедельно
    Проверить уплотнение двери на посадку в паз двери Еженедельно
    Проверить уплотнитель дверцы на предмет зазубрин, зазубрин или вкраплений мусора Еженедельно
    Проверить поверхности скольжения и клинья на чрезмерный износ и соосность Еженедельно
    Проверьте работу, очистите и смажьте стопорное кольцо и фланец оболочки (SS30) Ежемесячно
    Проверить уровень жидкости в бачке гидронасоса Каждые 2 месяца
    Смажьте поверхности клиньев двери SS30 Каждые 3 месяца
    Проверить термосварку и при необходимости заменить Каждые 6 месяцев
    Очистить и нанести защитное средство на уплотнитель двери Каждые 6 месяцев
    Зачистить клинья и фланцы смазки и повторно смазать SS30 Один раз в год
    Проверить гидравлические линии, фитинги и уплотнение цилиндра на предмет утечек Один раз в год
    Проверить изнашиваемые пластины на предмет строжки: указывает на смещение двери Один раз в год
    Работа дверного механизма
    Проверьте узел Camroll Один раз в год
    Проверить цилиндр блокировки дверцы и микровыключатель на правильность работы Ежемесячно
    Выполните неразрушающий контроль (NDE) проушин, клиньев и затворов Один раз в год
    Безопасность сосудов под давлением
    Проверить и убедиться, что все предохранительные блокировки по давлению работают в соответствии с конструкцией Каждые 6 месяцев
    Датчик давления обратной промывки Каждые 6 месяцев
    Активация сигнализации «Человек в клаве» и подтверждение операции Каждые 6 месяцев
    Откалибруйте или замените предохранительные клапаны Один раз в год
    Заменить разрывные диски Один раз в год
    Проверьте и откалибруйте давление в выключателе и блокировках автоклава Один раз в год
    Инспекция сосудов
    Проверить резервуар и сопла на предмет трещин, точечной коррозии на поверхности Каждые 6 месяцев
    Проверить емкость на предмет высокой рабочей температуры поверхности Каждые 6 месяцев
    Выполните испытание резервуара и форсунок магнитными частицами Каждые 3 года
    Проверить емкость на минимальную толщину Каждые 5 лет
    Вентилятор и система привода
    Снимите корпус, проверьте все болты, трубопроводы и электрические соединения Один раз в год
    Проверьте и смажьте вал вентилятора, уплотнение и подшипник привода Один раз в год
    Осмотрите и опорожните колпак Еженедельно
    Проверить соединение крыльчатки вентилятора и вала двигателя, при необходимости затянуть Один раз в год
    Проверьте кожухи шкива, кожухи ремня и рычажный механизм уплотнения двигателя Один раз в год
    Сосуды с электрическим подогревом
    Проверить работоспособность и работу контакторов и тиристоров Один раз в год
    Проверить работоспособность и работу регулятора перегрева Один раз в год
    Проверьте все провода в MCC и клаве, ведущие к нагревателю и от него Один раз в год
    Проверить правильность работы всех контакторов, пускателей и автоматических выключателей Один раз в год
    Проверить все соединения на герметичность, включая линию источника питания Один раз в год
    Сосуды, работающие на газе
    Проверить регулятор перегрева камеры сгорания Один раз в год
    Замените свечу зажигания, отрегулируйте пилот и отрегулируйте низкий и высокий пламя Один раз в год
    Проверить реле высокого и низкого давления газа Один раз в год
    Проверить подачу газа, двойную блокировку, реле контроля закрытия и спускные клапаны Один раз в год
    Проверить реле низкого давления воздуха для горения Один раз в год
    Проверьте УФ-сканер пламени, имитируйте сигналы тревоги и индикаторы пламени Один раз в год
    Проверить рабочее состояние и чистоту нагнетателей Один раз в год
    Проверить состояние и чистоту газовой рампы и внутренних частей Один раз в год
    Проверить нагревательный змеевик сгорания на утечку Один раз в год
    Анализатор кислорода
    Калибровка анализатора и проверка работы Каждые 6 месяцев
    Вакуумная система
    Проверить уплотнение насоса Каждые 6 месяцев
    Удаление воздуха из бака приемника и слива конденсата Ежемесячно
    Пневматические системы
    Проверить чистоту и отрегулировать диапазон всех I / P-преобразователей Каждые 6 месяцев
    Проверьте и отрегулируйте диапазон всех пневматических регулирующих клапанов Каждые 6 месяцев
    Слейте и отрегулируйте все инструменты и клапаны регуляторов подачи воздуха Каждые 2 месяца
    Интерьер автоклава
    Очистить внутреннюю часть емкости от мусора Еженедельно
    Проверить затяжку винтов для листового металла и очистить лист Каждые 3 месяца
    Проверить затяжку болтов Один раз в год
    Система охлаждения
    Осмотрите и замените изношенные ремни вентилятора Каждые 6 месяцев
    Проверить клапан охлаждения на предмет утечки Каждые 6 месяцев
    Сливной бак и заправка Один раз в год
    Центр управления двигателем
    Проверить контакторы, пускатели и автоматические выключатели Один раз в год
    Убедитесь, что все контакторы плотно затянуты, включая входящую мощность Один раз в год
    Датчики контроля деталей
    Калибровка всех датчиков вакуума Один раз в год
    Проверить фитинги вакуумной системы на герметичность и герметичность Каждые 6 месяцев
    Проверить настройку ПИД-регулятора системы и при необходимости отрегулировать Каждые 6 месяцев

    Стерилизация паром - обзор

    Стерилизация паром

    Стерилизация паром имеет ограниченное промышленное применение, но очень часто используется в медицинских учреждениях.В паровом стерилизаторе, также известном как «автоклав», используется насыщенный пар при 121–132 ° C. Типичный стандарт стерилизации паром достигается через 15–30 минут под давлением 106 кПа (1 атм), когда все поверхности достигают температуры 121 ° C (Block, 2000). Для обеспечения надежности этого метода стерилизации критическими факторами являются: (i) правильная температура и время; и (ii) полную замену воздуха паром (т.е. отсутствие захвата воздуха). В некоторых автоклавах используется предварительный вакуум для удаления воздуха перед подачей пара.В других используется выпускной клапан, активируемый паром, который остается открытым во время замены воздуха острым паром до тех пор, пока пар не приведет к закрытию клапана.

    Стерилизация влажным теплом убивает микроорганизмы, разрушая структурные и метаболические компоненты, необходимые для их размножения. Свертывание основных ферментов и нарушение белков и липидов являются основными летальными событиями (Kowalski and Morrissey, 2004). Преимущество влажного тепла заключается в лучшей передаче тепла в элемент и внутрь, что приводит к необходимости в целом более короткого времени воздействия и более низкой температуры (Block, 2000).

    Стерилизация паром имеет много преимуществ. Это простой, быстрый, эффективный, безопасный, экологически чистый и недорогой метод стерилизации. Он дает мало отходов (его единственный побочный продукт - энтропия). Мониторинг физических параметров (влажность, температура, время и т. Д.) Можно использовать для обеспечения эффективности стерилизации, хотя в некоторых странах все еще широко используются биологические индикаторы. Он также может стерилизовать жидкости. Поэтому он обычно используется в медицинских центрах для стерилизации металлических устройств и инструментов многоразового использования, больничного белья, различных растворов и т. Д.

    Его основным ограничением является несовместимость со многими материалами. Стерилизация паром повреждает большинство полимеров. Он также может вызывать коррозию некоторых металлических устройств, в частности, высокоуглеродистых сталей, используемых для хирургических и стоматологических инструментов, и вызывать затупление незащищенных режущих кромок. Влага также может отрицательно повлиять на электронику. Чтобы избежать этого, крайне важно очистить и тщательно высушить инструменты перед стерилизацией в автоклаве. Один из способов уменьшить прогрессирующую коррозию инструментов из углеродистой стали - окунуть их в антикоррозионный раствор перед автоклавированием (Stach et al., 1995; Холмлунд, 1965). В хирургических ложках следует избегать контакта между инструментами из разнородных металлов, чтобы предотвратить гальваническую коррозию.

    Повреждения полимеров могут варьироваться от небольшого окисления до полной деформации и плавления, в зависимости от состава и свойств полимера. Здесь невозможно сделать полный обзор полимеров в отношении стерилизации паром. Более подробную информацию можно найти в справочниках. Важно отметить, что некоторые полимеры можно безопасно стерилизовать паром.Это случай полипропилена (PP), PTFE, ароматических полиуретанов, нейлона, Tyvec, поликарбоната и т. Д. Другие будут претерпевать изменения от умеренных до серьезных.