蒸汽滅菌器（也稱為滅菌器）是當今微生物學和動物實驗室中常見和必需的設備; 然而，它們傳統上消耗大量的水。

 

購買能夠節約用水的蒸汽高壓滅菌器是一項合理的投資，**終有助于保護環境，節省資金，并且理想地實現LEED積分。例如，一個中小型傳統高壓滅菌器可能每年使用100萬加侖以上的水。隨著自然資源的保護越來越重要，這是一個社會和財政關注。

幸運的是，近年來已經開發了各種高壓滅菌器節水策略以滿足用水節約的需要。這些戰略也幫助實驗室達到新建筑企業的LEED點和ASHRAE 198.1-2009合規性。

傳統蒸汽高壓滅菌器中的耗水技術

蒸汽高壓滅菌器消耗水的三個原因 - 蒸汽產生，流出物冷卻和真空產生。讓我們來看看每個。

＃1。蒸汽生成：高壓滅菌器的核心是設計成使用加壓的高溫蒸汽殺死可能存在于滅菌器的室中的任何負載中的病毒，細菌和/或其他微生物。這些室通常是雙壁容器，在壁之間具有稱為“護套”的空間。當高壓滅菌器打開并處于空閑狀態時，該夾套充滿蒸汽以預熱該單元以準備操作。自來水或凈化水是這種蒸汽的來源。這個耗水源將被稱為水源**或WS1。

＃2。流出物冷卻：高壓滅菌器也使用水來冷卻它們產生的廢物。在空閑狀態和中間滅菌期間，蒸汽總是在滅菌器內冷凝，然后排放到地漏。由于建筑規范，所有廢物（或流出物）在排放之前必須冷卻**140°F以下，這大部分是通過將原始冷水引入滅菌器的廢物流中，立即將整個混合物排放**排水。該冷卻水將被稱為水源2或WS2。不幸的是，許多老式的高壓滅菌器使用“恒定流出”的冷水來冷卻廢物; 這意味著即使滅菌器關閉，冷水也可以通過滅菌器向著漏斗全天候進行。結果是每天使用1,500-2,500加侖的原始冷卻水（WS2）

＃3。真空產生：高壓滅菌器還使用水來產生真空，因為在單元內的某些類型的負載下，需要去除空氣并確保適當的滅菌。這是通過抽真空實現的。高壓滅菌器使用基于文氏管的噴水器或液環泵（LRP）來產生真空。在兩個系統中，用于產生真空的水立即被引導到排水管。該水源將被稱為水源三號或WS3。注意，由于前期成本較低，大多數壓力蒸汽滅菌器都配有噴水器，除非指定了液環泵。雖然配備有液環泵的壓力蒸汽滅菌器確實節省了水，但是仍然存在進一步節水的巨大機會，因為真空系統使用的水通常直接輸送到排水管，

 

今天的傳統蒸汽高壓滅菌器的節水解決方案 

重要的是要注意，在蒸汽生成過程中，在壓力蒸汽滅菌器中消耗的**大體積的水不會發生，因為這只需要每天30-50加侖。事實上，與其他兩個壓力蒸汽滅菌器工藝相比，這個數字更低，每個工藝每天可以使用10到50倍的水。因此，為了防止流出物冷卻和真空產生低效，一些壓力蒸汽滅菌器制造商現在提供可選擇的系統和解決方案，大大減少了水的使用。讓我們來看看每個。

 

廢水冷卻改進：較新的壓力蒸汽滅菌器沒有采用與舊型號相同的恒定流量設計。為了改善冷卻過程，只有當存在大于140°F的熱流出物時，較新的系統才調節冷水（開和關）。結果是 與傳統的恒定排氣單元相比，消耗的冷卻水（WS2）的90％的平均減少1。同樣，一些制造商現在提供可以安裝在現有的恒定排氣系統上的可選系統。該系統結合了冷凝水冷卻和混合罐。具體地，該罐主要通過使用先前冷卻的流出物冷凝和冷卻熱廢料，并且僅僅根據需要，注入系統中的少量冷水。這樣的設備每年可以減少高達900,000加侖的水消耗，每年減少平均水費超過6,500美元（這個計算基于全G平均商業用水+污水率） 2。典型的投資回報率（ROI）為3-6個月，因為設備和安裝成本在1,500-3,000美元之間。

注意：近年來，使用設備冷卻水回路來冷卻廢蒸汽和冷凝物已經變成越來越受歡迎的選擇。這些系統包括熱交換器，以將熱負荷從流出物轉移到冷卻器回路中。這些系統依靠冷卻水回路進行冷卻; 然而，優良做法是具有使用冷的原水的安全備用冷卻系統。此外，雖然在理論上這種構造將原水消耗降低到零，但在實踐中，仍然使用少量的水來進行化妝和冷卻。

 

真空發生改進：安裝再循環系統 - 將水泵回真空系統 - 從根本上減少了所消耗的總水量。再循環系統也將以與前述冷卻箱用于流出物冷卻相同的方式工作以冷卻冷凝物; 這是一個額外的好處。結合這兩個因素，再循環系統可以在降低水成本的情況下每年節約凈水約85％，或每年1000-1,600美元。這種配置的成本在制造商之間變化很大; 因此ROI范圍從2 - 5年。

 

當它涉及節水解決方案時考慮設計

然而，上述每種耗水方案都需要一些設計考慮。讓我們來看看每個。 

 

流出物冷卻改進和設計注意事項：將冷凍水型系統作為流出物冷卻效率低下的解決方案，高度依賴于冷凍水的可達性和房屋冷卻器的現有能力。由于一些設計細節，一些高壓釜給冷卻器帶來了非常大的負擔。因此，了解以下內容**關重要：必要的流量，允許的管路壓力，**大溫度升高和冷凍水的**大壓降，以及輸入到冷凍水回路中的總熱量。

這種情況的例子發生在具有在100-300psig（這是典型的）之間操作的冷卻器回路的許多建筑物中，允許的壓力降在5-10psig之間。這些冷卻器通常具有42°F的初級回路溫度，在回流管路上允許的溫度上升為+ 15°F。如果蒸汽滅菌器不能滿足這些要求，則可能需要支撐設備，例如減壓閥，膨脹/囊袋罐和冷卻器回路上的泵。但請記住，安裝輔助設備可能非常繁重，無法包裝到可用空間中，并且可能會產生高昂的相關成本，例如購買，安裝和維護價格標簽。

 

真空生成改進和設計注意事項：在考慮安裝再循環系統時，請記住要記住有多少空間可用。一些再循環系統和一些熱交換器系統可以擴大高壓滅菌器的占地面積，或者需要單獨的設備臺架。因此，必須考慮空間要求。

 

替代方法 - 無附加設備或系統

關閉：除了對傳統的現有系統的修改之外，還有一個非常簡單，零成本和**小化的方法來顯著降低高壓滅菌器的耗水量：關閉它。除了恒定流量的高壓滅菌器之外，在晚上和周末簡單地關閉高壓滅菌器的行為可以顯著節省水。許多壓力蒸汽滅菌器一直保持，24/7。這意味著系統總是準備好使用，但是維持適當的溫暖溫度所需的蒸汽意味著連續地產生冷凝物。為了說明這一點，如果高壓滅菌器僅在工作日期間開啟，則可以節省高達70％的冷卻水（WS2）消耗。為此，一些制造商在其消毒器上包括自動開關功能。該特征允許控制系統在工作日開始之前預加熱滅菌器，并在**結束和周末時關閉蒸汽供應。甚**可以配置更**的系統，使得每個設施可以為一周的每**設置不同的開始時間和停止時間。一些高壓滅菌器還具有非常類似于計算機的睡眠模式的特征，其中如果該單元在指定的時間段內沒有使用，則蒸汽供應將關閉。

 

灰水：**近，對于使用灰水（雨水，來自湖或井的非飲用水，或來自其他過程的廢水）的一次通過，對高壓滅菌器行業有一些討論和興趣和罐式冷卻。毫不奇怪，使用灰水可能會由于過濾和生物生長問題而使項目復雜化，因此通常建議不要將其用于水保護戰略。

 

LEED積分和ASHRAE合規性

美G綠色建筑委員會的LEED評級系統旨在幫助設施設計者和業主獲得對優先保護自然資源的認可。項目分級，并從LEED認證到LEED白金評級。正確配置的右側滅菌器可以有多種類型。分級的例子包括水效率和設計創新。關于對LEED信用額的貢獻的細節在很大程度上取決于項目和滅菌器配置。然而，貢獻是重要的，不應該被忽視。

LEED專注于特定設計的結果和成就，它不應被誤認為是建筑規范或規范。這就是為什么ASHRAE 187.1-2009是重要的。ASHRAE 187.1標題為“高性能綠色建筑設計標準”，是一種標準，旨在輕松納入建筑規范和規范。在過去幾年中，這種代碼的使用已經在建筑行業中穩步獲得批準。第6節“水利用效率”是高壓滅菌器的特別中心，因為它禁止高壓滅菌器的恒定排放式冷卻，并需要使用機械真空系統代替水噴射（文丘里管）真空系統。本節還禁止使用飲用水進行直通冷卻。盡管**后的要求在范圍上受限于HVAC系統，

 

關鍵外賣

蒸汽高壓滅菌器，是實驗室用水的主要來源。雖然這種消耗通過更現代的系統和安裝選項得到解決，但是遺憾的是，仍然存在成千上萬個具有恒定排放冷卻系統的老式消毒器。這些系統每年浪費超過100億加侖的淡水。例如，典型的校園或設施通常擁有各種各樣的高壓滅菌器制造和型號，從25歲以上到全新，一所大學在其場地上擁有超過100臺高壓滅菌器并不罕見。鑒于此，每個實驗室，研究所和大學應進行設施調查，以確定安裝什么類型的高壓滅菌器，以及什么類型的節水解決方案是合適的。