這些氣體的存在會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問題:
1.空氣是一種絕緣體,其傳熱阻力比銅大約12,000倍。一層或一袋空氣都可能導(dǎo)致加熱過程受到不利影響。
2.空氣層或空氣袋都可能導(dǎo)致蒸汽/濕氣到達(dá)負(fù)載的所有部分的物理屏障。水分的存在對(duì)于滅菌過程至關(guān)重要,因?yàn)樗试S細(xì)胞壁凝固。
下面顯示的Bowie-Dick測(cè)試結(jié)果是滅菌器的結(jié)果,其中蒸汽供應(yīng)中存在約6.5%的不凝性氣體。為了發(fā)生均勻的顏色變化,必須在正確的時(shí)間內(nèi)存在正確的溫度,并且必須存在水分。中心部分未能改變顏色清楚地表明存在空氣或其他氣體。中間的透明圓圈以圖形方式說明了殘留空氣或不凝性氣體如何通過流向負(fù)載的蒸汽被迫到達(dá)負(fù)載組件的中心。

雖然不凝性氣體幾乎總是向蒸汽發(fā)生器提供冷給水的結(jié)果,但設(shè)計(jì)不良的蒸汽分配系統(tǒng)可能會(huì)允許相對(duì)少量的氣體在分配系統(tǒng)中積聚,這些氣體不可避免地與蒸汽一起積聚在分配系統(tǒng)中,這些氣體可能會(huì)在高濃度包中置換。這可以通過安裝放置良好的蒸汽疏水閥和通風(fēng)口來解決。
通常,如果產(chǎn)生劣質(zhì)蒸汽,分配系統(tǒng)不會(huì)對(duì)其進(jìn)行改善。雖然排氣閥和蒸汽疏水閥可以在低流量或無流量條件下消除不凝性氣體,但在高流量條件下,這些氣體將不可避免地被夾帶在蒸汽中,并隨之?dāng)y帶到使用點(diǎn)。通常,蒸汽以25~35m/s(56~78mph)的速度流動(dòng),很難想象在這種情況下它會(huì)分離。正是出于這個(gè)原因,在使用點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試被認(rèn)為是必要的。
大多數(shù)蒸汽發(fā)生器都有集成的給水加熱器作為其設(shè)計(jì)的一部分。在大多數(shù)情況下,它們的存在是為了從工廠蒸汽冷凝水中回收熱量并排出熱交換。在這些情況下,除非允許任何氣體離開給水系統(tǒng),否則它們將被水流帶入蒸汽發(fā)生器。諸如此類的簡(jiǎn)單加熱過程不會(huì)影響蒸汽中可凝性氣體的水平。水必須在蒸汽發(fā)生器的外部加熱,并允許氣體離開。這表示外部水箱。
除氧器
商用除氧器 霧化水以呈現(xiàn)較大的表面積,所得氣溶膠用低壓蒸汽逆流加熱。蒸汽將水加熱到接近飽和溫度(當(dāng)前壓力的沸點(diǎn)),并物理剝離水面上產(chǎn)生的氣泡。通常將安裝真空泵以抽出產(chǎn)生的蒸汽/氣體混合物。
不凝性氣體的其他原因包括:
1.蒸汽發(fā)生器給水泵上的泄漏壓蓋允許每次給水泵運(yùn)行時(shí)將空氣泵入蒸汽發(fā)生器。
2.蒸汽閥上的壓蓋泄漏,文丘里效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致空氣被吸入蒸汽分配系統(tǒng)。
3.在蒸汽系統(tǒng)定期或不定期關(guān)閉的情況下,在重新啟動(dòng)時(shí)分配系統(tǒng)中將出現(xiàn)大量空氣。建議在這種情況下應(yīng)用全面的排氣程序,并可能適當(dāng)?shù)販y(cè)試不凝性氣體。
不凝性氣體測(cè)試
HTM 2010/EN 285中描述的進(jìn)行不凝性氣體測(cè)試的方法需要相當(dāng)?shù)募寄懿拍塬@得可重復(fù)的測(cè)試結(jié)果。用于測(cè)試的水應(yīng)通過煮沸并在密閉容器中冷卻來脫氣。如果不這樣做,除了來自蒸汽供應(yīng)的氣體外,還會(huì)從水中釋放氣體。
這可能會(huì)導(dǎo)致遇到高值。測(cè)試的執(zhí)行速度,決定獲得高或低結(jié)果的速度加劇了這種情況。通常,測(cè)試進(jìn)行得越快,測(cè)試結(jié)果就越高。在許多方面,測(cè)試方法是主觀的。當(dāng)冷卻水溫度達(dá)到70攝氏度時(shí),必須完成測(cè)試。可以看出,要正確測(cè)試蒸汽,可能需要在不同的流動(dòng)條件下進(jìn)行測(cè)試。排空和更換冷卻水所涉及的時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致重要信息丟失并形成不完整的畫面。
使用使用冷凝器的SQ1便攜式蒸汽質(zhì)量測(cè)試套件時(shí),可以避免這些問題。這可以防止蒸汽
與冷卻水接觸,并避免因曝氣而出現(xiàn)問題。氣體的唯一來源可以是蒸汽。此外,測(cè)試可以無限期地進(jìn)行,除了測(cè)試方法中描述的參考條件外,還可以在一系列流動(dòng)條件下測(cè)試蒸汽供應(yīng)。
使用SQ1便攜式蒸汽質(zhì)量測(cè)試套件,該測(cè)試只需冷凝從蒸汽供應(yīng)管道頂部采集的蒸汽樣品,并在滴定管中收集任何產(chǎn)生的氣體。測(cè)試結(jié)果以ml氣體/ml冷凝水表示,以百分比表示。每100ml冷凝水收集的氣體量不應(yīng)超過3.5ml,描述為>3.5%。HTM 2010 和 EN 285 都應(yīng)用了相同的限制。應(yīng)該注意的是,100毫升水在大氣壓下會(huì)產(chǎn)生169.4升蒸汽,雖然結(jié)果以百分比表示,但按氣體:蒸汽的體積計(jì)算,實(shí)際值為0.00206%,這是一個(gè)非常小的值。
壓力/溫度比較
人們通常認(rèn)為,使用蒸汽表進(jìn)行簡(jiǎn)單的壓力/溫度比較將發(fā)現(xiàn)不凝性氣體的存在。如果使用道爾頓定律,如果蒸汽供應(yīng)中存在1%的空氣(按體積計(jì)),該值超過3.5%的限制(按體積計(jì)為0.00206%),則從下表可以看出,由此產(chǎn)生的溫度下降將僅為0.33℃。考慮到壓力和溫度儀表之間響應(yīng)時(shí)間和校準(zhǔn)誤差的差異,可以看出,這種比較只能檢測(cè)到非常大且完全不可接受的氣體水平(在1%到10%之間)。
| 腔室總壓力(bar) |
腔室內(nèi)容(L) 蒸汽:空氣 |
道爾頓定律 蒸汽+空氣 壓力(bar)+壓力(bar) |
腔室溫度(°C) |
| 2.10 | 1000:0 | 2.10+0 | 121.8 |
| 2.10 | 900:100 | 1.89+.21 | 118.5 |
| 2.10 | 990:10 | 2.079+.021 | 121.47 |
| 2.10 | 999:1 | 2.0979+.0021 | 121.77 |
蒸汽流過管道的理論表明,存在的任何氣體都將與管壁相鄰。其中將有一層冷凝水,管道底部將存在進(jìn)一步的冷凝水。
可以看出,如果采樣點(diǎn)大于指定值,則將收集更大比例的氣體,并且往往會(huì)產(chǎn)生更高的結(jié)果。因此,采樣點(diǎn)的尺寸應(yīng)按規(guī)定。同樣,如果樣品安裝在管道底部,由于存在較大的冷凝水體積,結(jié)果可能會(huì)更低。