Este tipo de autoclave possui duas câmaras sendo uma interna e outra externa. O espaço entre a câmara interna de pressão e a externa é utilizado para manutenção e controle da temperatura durante o processo. Também conhecido como autoclave horizontal, o modelo possui bomba de vácuo para a retirada do ar antes da entrada do vapor e para secagem dos materiais no final do processo. A retirada do ar e entrada do vapor é feita em pulsos de forma a uniformizar a temperatura e ação do vapor esterilizante em toda a câmara de processo (interna).
Neste modelo, o vapor é gerado em caldeira separada, abastecida de água destilada ou purificada com filtros de osmose reversa. Normalmente, devido à maior complexidade do processo e da tubulação hidráulica, este autoclave possui sistema automatizado por um controle computadorizado (CLP) que controla as válvulas automáticas durante todo o ciclo. As etapas do ciclo são gravadas digitalmente e impressas , garantindo a segurança e certificando a operação. Cada país possui um conjunto de normas exigindo estas certificações de qualidade no processo de esterilização para hospitais, laboratórios ou indústrias. Modelos chamados "de barreira", possuem 2 portas;~,pool que impedem contaminação da área limpa, com entrada do material contaminado por uma porta e saída do material estéril por outra, só abrindo uma porta de cada vez. Vários sistemas de segurança estão incorporados, impedindo a abertura das portas quando ainda há pressão na câmara ou a temperatura de contacto do material ainda não é segura. Válvulas mecânicas de alívio e controlo eletrônico rigoroso da pressão evitam acidentes com a câmara de esterilização.
Alguns modelos permitem esterilização mista de vapor com agentes químicos para processar materiais sensíveis ao calor. O processo é feito então a temperaturas entre 45 e 70 °C. Os agentes químicos podem ser os gases Formaldeído ou Óxido de Etileno. Existe ainda outro moderno processo químico através de peróxido de hidrogênio, que é injetado vaporizado numa câmara de alto vácuo e sob a forma de plasma (gerado por campo eléctrico ou magnético), efetuando assim o processo de esterilização. Este sistema permite esterilizar uma vasta gama de produtos e aparelhos a baixa temperatura (~35 °C) de maneira rápida, segura e sem umidade. Usa alto-vácuo de modo a permitir a geração do plasma e consequentemente a eficiente penetração do esterilizante em todos os materiais.
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