Forno ad aria calda: Principio, meccanismo di lavoro, controllo della sterilizzazione, vantaggio e svantaggio

Introduzione del forno ad aria calda

Un forno ad aria calda è il metodo più comune di sterilizzazione in laboratorio che lavora sul calore secco. La sterilizzazione è il processo di rimozione o distruzione di tutti i microrganismi inclusi virus, batteri e le loro spore dall’articolo o dalla superficie senza distruggerne la qualità e la quantità. È un metodo fisico di sterilizzazione dovuto al calore secco. I fattori che influenzano la sterilizzazione dal calore sono la natura del calore cioè secco o umido, la temperatura e il tempo, il numero di microrganismi, la natura dei microrganismi, il tipo di microrganismo e la presenza di materiale organico. Modalità di azione: denaturazione proteica, distruzione ossidativa dei costituenti cellulari essenziali ed effetti tossici di elevati livelli di elettroliti. Funziona secondo il principio di conduzione in cui il calore viene assorbito dalla superficie esterna di un oggetto e quindi passato allo strato successivo. Questo metodo è stato introdotto da Louis Pasture.

Principio del forno ad aria calda

I dispositivi elettrici funzionano secondo il principio della convezione dell’aria secca e calda (cioè la circolazione dell’aria riscaldata), della conduzione e della radiazione. Il processo di convezione dell’aria calda è di due tipi. a. Processo di convezione per gravità: l’aria riscaldata si espande e possiede meno densità dell’aria raffreddata che sale e sposta l’aria più fredda (l’aria più fredda scende). Produce la temperatura incoerente all’interno della camera così ha un giro d’affari lento. b. Convezione meccanica: Uso di ventilatore montato o ventilatore che forza attivamente aria riscaldata in tutte le aree della camera. Questo calore secco distrugge endotossine batteriche (o pirogeni ) che sono difficili da eliminare con altri mezzi. Questa proprietà lo rende applicabile per la sterilizzazione di bottiglie di vetro che devono essere riempite in modo asettico. Il calore secco uccide per ossidazione, denaturazione proteica ed effetti tossici di elevati livelli di elettroliti ed è più efficiente.

Struttura del forno ad aria calda e funzioni

Si compone delle seguenti parti:

• Una camera isolata circondata da un involucro esterno contenente riscaldatori elettrici
• Un ventilatore
• Ripiani
• Termostato
• Comandi di bloccaggio della porta

Armadio metallico con filamento riscaldante e ventilatore fissato alle pareti. Termostato, controllo della temperatura, a doppia parete: (interno essendo un povero conduttore ed esterno essendo metallico e spazio pieno d’aria tra gli strati) isolamento mantiene il calore e conserva energia. Elettricamente riscaldato, e dotato di un ventilatore o un ventilatore per garantire una rapida e uniforme. Meccanismo di riscaldamento:- L’effetto letale del calore secco sui microrganismi è dovuto a i) ossidazione distruttiva dei costituenti cellulari essenziali, ii) denaturazione proteica e iii) effetto tossico di elevati livelli di elettroliti.

Usi del forno ad aria calda

Sterilizzazione di articoli che resistono alle alte temperature e non vengono bruciati, ad esempio Articoli in vetro, polveri, pinze, forbici, bisturi, siringhe di vetro, prodotti farmaceutici come paraffina liquida, grassi, grasso e polvere di polvere, ecc.

Procedura di manipolazione del forno ad aria calda

Avvolgere gli articoli o racchiuderli in un contenitore di cartone, alluminio o carta. Bocche di boccette, sabbia per provette entrambe le estremità delle pipette devono essere tappate con cotone idrofilo. Gli articoli da sterilizzare come piastre di Petri e pipette possono essere disposti all’interno di contenitori metallici e quindi posizionati. Posizionare gli articoli a distanze sufficienti in modo da consentire la libera circolazione dell’aria tra di loro e garantire un flusso d’aria ininterrotto. Chiudere la porta e accendere il forno ad aria calda. Quando il termometro indica che l’aria del forno ha raggiunto la temperatura di sterilizzazione, il riscaldamento viene continuato per il periodo di tempo richiesto (ad esempio 160°C per un’ora). Lasciare che la temperatura scenda fino a 40°C (circa 2 ore), prima della rimozione dei materiali sterilizzati; che impedisce la rottura della vetreria.

Vantaggi di autoclave

1. Non richiedono acqua e non c’è molta pressione accumulo all’interno del forno che lo rende più sicuro per lavorare.
2. Più piccolo dell’autoclave ma può ancora essere altrettanto efficace.
3. È possibile raggiungere temperature più elevate rispetto ad altri mezzi.
4. Questo trattamento uccide l’endotossina batterica, non tutti i trattamenti possono farlo.
5. Un metodo efficace di sterilizzazione di articoli termostabili solo metodo di sterilizzazione oli e polveri.
6. Protezione di strumenti taglienti o taglienti (meno problemi con la smussatura dei taglienti).
7. Non lascia residui chimici.
8. Non è tossico e non danneggia l’ambiente.

Svantaggio dell’autoclave

1. Alcuni organismi come il prione non possono essere uccisi o inattivati.
2. Articoli di plastica o materiali sensibili al calore non possono essere sterilizzati.
3. Gli occhiali possono diventare fumosi a causa delle alte temperature di sterilizzazione: il periodo di mantenimento della temperatura è a 160°C per 1 ora, 170°C per 30 minuti mentre a 180°C per 20 minuti.
4. Il calore secco penetra lentamente e in modo non uniforme nei materiali ed è quindi un metodo che richiede tempo a causa del lento tasso di penetrazione del calore e dell’uccisione microbica.
5. Richiede una fonte continua di energia elettrica.

Controllo di sterilizzazione per forno ad aria calda

A) Controlli biologici: 106 spore di Bacillus subtilis subsp. niger o spore di ceppi non tossici di Clostridium tetani su strisce di carta vengono collocati all’interno di buste e quindi collocati all’interno del forno ad aria calda dopo la sterilizzazione completa inoculata in tioglicolato o mezzo di carne cotto e incubata per il test di sterilità in condizioni strettamente anaerobiche per 3-5 giorni a 37°C. La crescita nel mezzo indica

B) Controllo chimico: il tubo di Browne n. 3 mostra un colore verde dopo la sterilizzazione a 160°C per 60 minuti (il colore cambia da rosso a verde).

C) Controllo fisico: termocoppie e registratore grafico temperatura utilizzato.

Precauzioni durante la sterilizzazione in autoclave

1. Sterilizzare sostanze secche.
2. Non dovrebbe essere sovraccaricato.
3. Articoli in gomma, tessuti, sostanze infiammabili o volatili non devono essere messi all’interno del forno.
4. Il forno viene lasciato raffreddare gradualmente per circa 2 ore o fino a 40°C prima che la porta venga aperta.

Bibliography

1. https://www.researchgate.net/publication/331899509_Hot_Air_Oven_for_Sterilization_Definition_Working_Principle
2. http://www.acmasindia.com/blog/hot-air-oven/
3. Textbook of Medical Laboratory Technology by Praful B. Godkar, Darshan P. Godkar
4. https://ultrasoniccleanersmfgr.com/hot-air-oven.html gclid=CjwKCAjwps
5. https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3340325
6. https://www.stericox.com/laboratory-oven/hot-air-oven.html
7. https://www.prestogroup.com/blog/use-of-hot-air-oven-in-laboratories/
8. https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_air_oven