一、引言
纯蒸汽在制药、食品加工等众多行业中发挥着至关重要的作用，尤其是在湿热灭菌工艺中，其质量直接影响灭菌效果，进而关乎产品质量与安全。为确保纯蒸汽符合使用标准，需要对其进行严格检测，其中不凝性气体、过热值和干度值是三项关键检测指标。这三项指标不仅反映了纯蒸汽的品质，还与生产过程的稳定性和有效性紧密相连。深入了解并优化
这三检测，对于保障生产质量、提高生产效率具有重要意义。
二、不凝性气体检测
（一）不凝性气体的来源与影响
不凝性气体通常是指在蒸汽产生过程中夹带的空气、氮气、二氧化碳等气体。这些气体的存在会使蒸汽从纯净的汽相状态转变为蒸汽和气体的混合物。在饱和蒸汽灭菌过程中，存在一个半对数模式假设，即饱和蒸汽中不存在不凝性气体和过热现象。然而，实际情况中若蒸汽含有不凝性气体，会产生诸多不良影响。例如，它会阻碍蒸汽与被灭菌物品的充分接触，形成气膜，降低热传递效率，导致灭菌温度分布不均匀，可能出现局部温度不达标的情况，进而影响灭菌效果。当不凝性气体含量较高时，还可能出现蒸汽压力达标但实际灭菌温度不足的假象，给生产带来严重的质量风险。
（二）检测原理与方法
检测不凝性气体的常用方法基于特定的装置和物理原理。以常见的测试装置为例，将其固定在合适高度，冷却水入口连接压力水源（水温需在 28℃以下），出口连接储水桶，冷凝水出口连接地漏。关闭装置的水流限流阀和蒸汽限流阀后，与取样点连接。打开冷凝水出口阀和玻璃管上的排气阀，在玻璃管中加入冷水并调节水位至两边玻璃管刻度 0 处。接着，将温度表的热电偶连接到装置插槽中，打开水流限流阀和蒸汽限流阀，调节流量，使温度表测得的冷凝温度稳定在 80 - 90℃之间，再次调节使两边玻璃管水位回到刻度 0 处。通过公式 “不凝性气体比例 = Vb / Vc × 100%” 计算不凝性气体含量，其中 Vb 为收集到的不凝性气体体积，Vc 为收集到的冷凝水体积。在实际操作中，为确保检测结果的准确性，需注意装置的密封性，防止外界气体混入影响测量；同时，要严格控制冷却水温度和蒸汽流量，使其稳定在规定范围内，减少测量误差。
（三）优化措施
为降低蒸汽中不凝性气体含量，可从蒸汽产生源头进行优化。定期对蒸汽发生器进行维护保养，检查设备的气密性，及时修复可能存在的漏气点，防止空气等不凝性气体进入蒸汽系统。在蒸汽输送管道上设置合适的排气装置，在蒸汽输送初期，充分排放管道内积聚的不凝性气体，避免其随蒸汽进入使用端。此外，优化蒸汽发生器的运行参数，如调整燃烧工况、水位控制等，确保蒸汽产生过程的稳定性，减少因操作不当导致的不凝性气体混入。
三、过热值检测
（一）过热蒸汽的定义与危害
过热蒸汽是指在某一压力下，其温度超出该压力对应的沸点温度的蒸汽。它呈现为透明无色气体，只有当温度下降到沸点温度时才会发生冷凝。在湿热灭菌过程中，过热蒸汽可能带来一系列问题。由于过热蒸汽不能像饱和蒸汽那样在接触被灭菌物品时迅速冷凝并释放大量潜热，会降低灭菌效率，延长灭菌时间。而且，过热蒸汽可能导致被灭菌物品过度干燥，尤其是对一些不耐热、易干燥的物品，可能造成物品损坏，影响产品质量。
（二）检测原理与方法
过热值的检测主要通过测量蒸汽温度来实现。在蒸汽管进入口插入一个温度传感器，同时在热膨胀管中插入热电偶，探测点位于膨胀管的几何中心位置。记录蒸汽管道内温度（设为 T0）以及热膨胀管道内蒸汽到达的温度（设为 Te），通过公式 “过热值 = Te - T0” 计算过热值。在检测过程中，温度传感器和热电偶的安装位置至关重要，必须准确安装在规定位置，以确保测量的是蒸汽的真实温度。同时，要选择精度高、稳定性好的温度测量仪器，定期对仪器进行校准，保证测量数据的可靠性。
（三）优化措施
为控制蒸汽过热值，在蒸汽发生器的设计和运行过程中，可采用合适的过热保护装置。例如，安装温度控制系统，当检测到蒸汽温度超过设定的过热值上限时，自动调节蒸汽发生器的运行参数，如调整燃料供应、增加蒸汽冷凝量等，使蒸汽温度恢复到正常范围。在蒸汽输送管道上，采取有效的保温措施，减少蒸汽在输送过程中的热量散失，避免因管道散热导致蒸汽温度降低不均而出现局部过热现象。此外，合理设计蒸汽输送管道的管径和流速，确保蒸汽在管道内流动稳定，减少因流动阻力等因素引起的温度波动。
四、干度值检测
（一）蒸汽干度的概念与重要性
蒸汽干度是指每千克湿蒸汽中含有干饱和蒸汽的质量百分数，它是衡量蒸汽质量的重要指标。在湿热灭菌工艺中，合适的蒸汽干度对于保证灭菌效果起着关键作用。如果蒸汽干度过低，即湿蒸汽中液相水量过多，会导致被灭菌物品表面湿润，不仅影响蒸汽与物品的热传递效率，还可能在物品表面形成水滴，这些水滴可能携带微生物，在灭菌后造成二次污染。而对于一些对水分敏感的物品，如某些药品包装材料，过多的水分可能导致材料性能改变，影响产品质量。相反，蒸汽干度过高，说明蒸汽中几乎不含液相水，虽然有利于热传递，但可能使被灭菌物品过度干燥，同样不利于产品质量的保障。
（二）检测原理与方法
干度值的检测通常采用特定的实验步骤。首先，向保温瓶内倒入 650 ± 50ml 的冷水（水温低于 27℃），称量保温瓶重量并记录为 M2，将温度探头引入瓶内水中，摇动瓶子并记录瓶中水的初始温度 T0。然后，观察记录测试过程中的蒸汽温度，测试完成后计算温度平均值 Ts。当保温瓶内温度接近 80℃时，断开橡皮管和不锈钢管，摇动保温瓶使其彻底均匀，记录最终水温 T1，再次称量瓶子和带夹子的橡胶塞重量并记录为 M3。通过一系列基于热力学原理的计算，得出蒸汽干度值。在实际操作中，保温瓶的保温性能对检测结果影响较大，应选择保温效果良好的保温瓶，并确保其密封性能。同时，测量温度和重量的仪器精度要符合要求，操作过程要规范，减少人为误差。
（三）优化措施
为优化蒸汽干度，在蒸汽发生器的运行管理方面，要严格控制水位。水位过高易产生带水蒸汽，导致干度降低；水位过低则可能影响蒸汽产量和质量。通过安装高精度的水位控制系统，实时监测和调节水位，确保蒸汽发生器在最佳水位状态下运行。此外，在蒸汽输送管道上设置汽水分离器，利用离心力、重力等原理，将蒸汽中的液相水分离出来，提高蒸汽干度。定期对汽水分离器进行维护和清理，保证其分离效果。对于一些对蒸汽干度要求极高的生产工艺，还可考虑采用二次干燥装置，对蒸汽进行进一步干燥处理，以满足生产需求。
五、总结与展望
不凝性气体、过热值和干度值作为纯蒸汽的关键检测指标，对湿热灭菌等生产工艺的质量和效果有着深远影响。通过深入了解其检测原理、方法以及优化措施，生产企业能够更好地控制纯蒸汽质量，保障生产过程的稳定性和产品质量的可靠性。随着科技的不断进步，未来在纯蒸汽检测技术方面有望实现更精准、高效的检测手段。例如，开发基于先进传感器技术的在线监测系统，能够实时、连续地监测纯蒸汽的三项指标，并通过自动化控制系统及时调整蒸汽生产和输送过程中的参数，实现纯蒸汽质量的智能化管理。同时，在蒸汽发生器及相关设备的设计制造方面，也将朝着更节能、高效、稳定的方向发展，进一步提升纯蒸汽的品质，满足各行业日益增长的高质量生产需求。项
纯蒸汽三项检测，不凝性气体、过热值、干度值
