Was ist ein Autoklav?
Ein Autoklav ist ein Gerät, das ein Objekt durch Einblasen von gesättigtem Dampf unter Druck setzt und erhitzt.
Autoklaven werden hauptsächlich als Sterilisationsverfahren bei molekularbiologischen Experimenten eingesetzt, da die hohe Temperatur und der Druck des Dampfes bakterielle und mikrobielle Proteine denaturieren und abtöten können. Autoklaven arbeiten mit Dampf bei hohen Temperaturen und hohem Druck und müssen mit Vorsicht gehandhabt werden.
Anwendungen von Autoklaven
Autoklaven werden hauptsächlich als Sterilisatoren bei molekularbiologischen Experimenten eingesetzt. Bei molekularbiologischen Experimenten müssen Flaschen und Petrischalen, die für die Kultivierung von E. coli und anderen Bakterien verwendet werden, sowie Werkzeuge, die für die Handhabung von Bakterien verwendet werden, sterilisiert werden. Dies geschieht um eine Kontamination mit Bakterien aus der vorherigen Verwendung zu verhindern, wenn sie wiederverwendet werden. Für diesen Sterilisationsprozess werden Autoklaven verwendet, die bei hohen Temperaturen erhitzt werden können.
Außerdem werden bei gentechnischen Experimenten gentechnisch veränderte Bakterien und Zellen verwendet, die es in der Welt nicht gibt. Um zu verhindern, dass diese außerhalb des Labors austreten, dürfen die wiederzuverwendenden Geräte sowie unerwünschte Bakterien, Zellkulturmedien und feste Medien nicht direkt in den Abfalleimer oder die Spüle geworfen werden. Vor der Entsorgung dieser Bakterien werden auch Autoklaven verwendet.
Die hohen Temperatur- und Druckbedingungen von Autoklaven können auch für spezielle chemische Reaktionsprozesse (Kolbe-Schmidt-Reaktion, metallkatalysierte Hydrierungsreaktionen) und für die Formung von Kunststoffen genutzt werden.
Funktionsweise der Autoklaven
Der Aufbau eines Autoklaven ähnelt dem eines Schnellkochtopfes. Wie bei einem Schnellkochtopf muss auf die Menge des einzufüllenden Wassers, das Öffnen und Schließen des Deckels, das Überdruckventil usw. geachtet werden. Wenn das Wasser eine Temperatur von 100 °C oder mehr erreicht, kocht es und verdampft, wenn der Druck dem atmosphärischen Druck entspricht.
Wird das Wasser jedoch in einem verschlossenen Gefäß weiter auf 100 °C erhitzt, verdampft das Wasser kaum und die Temperatur steigt über 100 °C, wodurch der Innendruck des verschlossenen Gefäßes allmählich über den Atmosphärendruck ansteigt. Schnellkochtöpfe sind Kochgeräte, die diesen Zustand absichtlich herbeiführen, um die Kochzeit zu verkürzen. Indem man feuchte Lebensmittel in einen versiegelten Behälter gibt und diesen über ein Feuer stellt, wird der Wassergehalt auf über 100 °C erhöht und die Lebensmittel werden mit mehr Energie als kochendes Wasser gegart.
In Autoklaven werden auch feuchte Zwischenprodukte in einen versiegelten Behälter gegeben. In Autoklaven wird der Behälter nicht erhitzt, sondern der Innendruck durch Einblasen von gesättigten Dampf erhöht. Nach Beendigung des Behandlungsprozesses wird das Überdruckventil geöffnet, damit der Innendruck auf etwa Atmosphärendruck sinken kann, und das behandelte Produkt wird entnommen. Da die Energie, die enthalten werden kann, vom Druck des gesättigten Dampfes abhängt, wird der Dampfdruck je nach Behandlungsverfahren reduziert.
Weitere Informationen über Autoklaven
Hitzesterilisation in Autoklaven
Verwenden Sie für den zu autoklavierenden Inhalt Glasgefäße wie Glaskolben oder Glaspetrischalen oder Metallgefäße mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit. Prüfen Sie vorher die Hitzebeständigkeit des Inhalts, da bei der Verwendung von Kunststoff-, Gummi- oder Gewebeartikeln mit geringer Hitzebeständigkeit die Gefahr des Schmelzens besteht. Kunststoff- und andere Behälter müssen nach einer anderen Methode als im Autoklaven sterilisiert werden.
Bei der Sterilisation von Glaskolben oder Glaspetrischalen, die für die Kultivierung von Bakterien usw. verwendet werden, beträgt die Erhitzung im Autoklaven 3-5 Stunden bei 135-145 °C, 2-4 Stunden bei 160-170 °C, 1 Stunde bei 170-180 °C und 30 Minuten bei 180-200 °C. Da das Wasser im Autoklaven heiß ist und während des Gebrauchs unter Druck steht, muss vor dem Betrieb darauf geachtet werden, dass die Wassermenge und die Festigkeit des Deckelverschlusses ausreichend sind, um Unfälle zu vermeiden.