121°C 时高压灭菌器的压力是多少？有效蒸汽灭菌的关键

在标准灭菌温度 121°C (250°F) 下，实验室高压灭菌器在大约 15 磅/平方英寸 (psi) 的压力下运行，这相当于 103 千帕 (kPa)，或比正常大气压高约 1.02 个大气压。这种特定的热量和压力组合是有效蒸汽灭菌的基石。

高压灭菌器中的压力本身并不是灭菌剂。相反，它是将水的沸点提高到 121°C 所需的必要条件，从而产生能够迅速破坏耐热微生物的高温饱和蒸汽。

在正常大气压下，水在 100°C 时沸腾。虽然很热，但这个温度不足以在实际时间内可靠地杀死高耐性细菌孢子。高压灭菌通过操纵水的物理特性来解决这个问题。

为了达到更高的温度，高压灭菌器像一个复杂的高压锅一样工作。通过增加其密封腔内的压力，它提高了水的沸点。

目标是产生饱和蒸汽，即在特定压力下水沸腾时的精确温度下的蒸汽。这种蒸汽含有大量的热能，可以在接触时立即将其传递给较冷的物品，这种过程比干热更有效地杀死微生物。

这种关系受物理学支配。要将蒸汽温度提高到 121°C，必须增加压力。

15 psi 的目标是使水在 121°C 沸腾所需的表压 (psig)。高压灭菌器的控制系统监测温度并注入或加热蒸汽，直到达到此目标，压力自然会随之稳定。

成功的灭菌周期不仅仅取决于表盘上的压力数字。该过程是一系列精心控制的步骤，旨在确保蒸汽渗透到整个负载中。

高压灭菌器故障最常见的原因是存在滞留的空气。如果腔室或负载内仍有空气袋，高压灭菌器的压力表可能会显示 15 psi，但这将是空气和蒸汽压力的混合物。

由于蒸汽的分压较低，这些空气袋中的温度将低于 121°C，从而产生微生物可以存活的冷点。高压灭菌器使用重力置换（蒸汽将较重、较冷的空气向下推出）或预真空循环（主动将空气抽出）等方法来解决这个问题。

30-60 分钟的标准循环时间并非随意设定。它由负载的性质决定。

因素包括待灭菌物品的尺寸、形状和密度。一大包致密的 surgical instruments 比几个玻璃烧杯需要更长的循环时间，因为蒸汽需要更多时间才能渗透到负载的中心。

仅仅依靠机器读数而不了解原理可能导致灭菌失败。

“15 psi”这个数字几乎总是表压 (psig)，意味着比周围大气压高 15 psi。这是物理学和工程学中的一个关键区别。绝对压力 (psia) 大约是 29.7 psi（15 psi + 海平面大气压 14.7 psi）。

高压灭菌器过载或物品包装过紧是常见的错误。这些做法会阻碍蒸汽循环并产生气穴，阻止蒸汽接触所有表面，从而使过程无效。

在高压灭菌液体时，必须使用单独的“液体循环”。此循环具有慢得多的压力释放（排气）阶段，以防止过热液体剧烈沸腾溢出，这可能导致溢出、体积损失和潜在伤害。

为确保您的灭菌成功，您必须将循环与负载匹配并验证结果。

如果您的主要重点是固体物品的常规灭菌：确保高压灭菌器达到并保持 121°C 和约 15 psi 的验证时间，并密切注意正确装载以避免气穴。
如果您正在灭菌液体或培养基：使用带有缓慢排气的专用液体循环以防止沸腾溢出，并记住大体积需要显著更长的循环时间才能达到目标温度。
如果您正在验证新工艺或确保合规性：使用生物指示剂（如孢子测试）放置在负载中最具挑战性的部分，以确认循环参数实现了真正的微生物杀灭，而不仅仅是满足机器的显示读数。

了解蒸汽、温度和压力之间的关系是每次实现可靠和安全灭菌的关键。