Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật cơ khí: Thiết kế và chế tạo thiết bị hấp tiệt trùng khử khuẩn

• Tác giả: Lê Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Quang Khoa
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Thiết kế, chế tạo thiết bị hấp tiệt trùng, khử khuẩn
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. Kết cấu của ĐATN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. Khảo sát và nghiên cứu các thiết bị tiệt trùng đang được sử dụng để tiệt trùng tại các bệnh viện, cơ sở y tế, giới thiệu các loại máy tiệt trùng
• 2.2. Khảo sát và nghiên cứu các đối tượng cần được tiệt trùng
• 2.3. Định nghĩa về tiệt trùng và làm rõ mục đích của việc tiệt trùng
• 2.4. Các phương pháp và thiết bị tiệt trùng, khử khuẩn truyền thống và hiện đại
• 2.5. Ưu, nhược điểm của từng phương pháp
• 2.6. Nguyên lý hoạt động của thiết bị hấp tiệt trùng bằng phương pháp hơi nước bão hòa
• 2.6.1. Kết cấu hệ thống máy
• 2.6.2. Các nghiên cứu liên quan
• 2.6.2.1. Các nghiên cứu ngoài nước
• 2.6.2.2. Các nghiên cứu trong nước
• 2.6.3. Tồn tại và phương hướng giải quyết
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Đánh giá về mức độ tin cậy của thiết bị hấp tiệt trùng, khử khuẩn
• 3.1.1. Kiểm tra vi sinh vật bằng chỉ thị sinh học (Bilogical Indicator)
• 3.1.2. Quy trình kiểm tra bằng chỉ thị sinh học
• 3.1.3. Kiểm tra vi sinh vật bằng chỉ thị hóa học (Chemical Indicator)
• 3.2. Lý thuyết về tạo ra hơi nước trong thiết bị hấp tiệt trùng
• 3.2.1. Công thức tính nhiệt lượng cần thiết
• 3.2.2. Kiểm soát nhiệt độ và áp suất
• 3.3. Lý thuyết về tính toán phương án bão ôn buồng cách nhiệt
• 3.3.1. Hệ số dẫn nhiệt
• 3.3.2. Độ dày của lớp cách nhiệt
• 3.3.3. Kiểm soát nhiệt độ
• 3.4. Đặc tính vật liệu chế tạo thiết bị hấp tiệt trùng
• 3.5. Cơ sở lý thuyết về tính toán thân buồng hấp
• 3.6. Cơ sở lý thuyết về tính toán đáy buồng hấp
• 3.7. Lựa chọn vật liệu cách nhiệt, bão ôn buồng hấp
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ THIẾT BỊ
• 4.1. Yêu cầu đề tài
• 4.2. Phương hướng thiết kế
• 4.3. Phương án thiết kế
• 4.3.1. Các phương án thiết kế cho giai đoạn trước tiệt trùng
• 4.3.2. Các phương án thiết kế cho giai đoạn tiệt trùng
• 4.3.3. Các phương án thiết kế cho giai đoạn sau tiệt trùng
• 4.4. Sơ đồ khối tổng quan hoạt động của thiết bị
• 4.5. Quy trình thực hiện các công việc
• 4.6. Thiết kế 3D hoàn chỉnh
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 5.1. Tính toán cân bằng nhiệt lượng
• 5.1.1. Thời gian tiệt trùng cho đồ dùng/dụng cụ y tế
• 5.1.2. Giai đoạn gia nhiệt
• 5.1.3. Giai đoạn giữ nhiệt
• 5.2. Tính toán và thiết kế buồng hấp và đáy buồng hấp tiệt trùng
• 5.3. Tính toán và chọn máy bơm chân không
• 5.4. Tính toán thiết kế khung thiết bị hấp
• 5.5. Chọn bẫy nước
• 5.6. Tính toán và chọn cảm biến đo nhiệt độ
• 5.7. Lựa chọn các linh kiện trong thiết kế
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ
• 6.1. Xác định yêu cầu chung trong kỹ thuật cho hệ cơ khí
• 6.2. Chi tiết các bộ phận của máy
• 6.3. Phương pháp kiểm thử sản phẩm sau tiệt trùng
• 6.4. Kết quả thử nghiệm, đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị
• 6.5. Đề xuất cải tiến dựa trên kết quả đánh giá
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế thiết bị hấp tiệt trùng

Phần này tập trung vào thiết kế thiết bị hấp tiệt trùng, một yếu tố quan trọng trong đồ án tốt nghiệp. Thiết bị được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn y tế, đảm bảo hiệu quả tiệt trùng cao. Quá trình thiết kế bao gồm việc lựa chọn vật liệu phù hợp, tính toán kích thước, và tích hợp các hệ thống điều khiển tự động. Công nghệ tiệt trùng bằng hơi nước bão hòa được ưu tiên vì tính an toàn và hiệu quả. Thiết bị cũng được trang bị các cảm biến để giám sát nhiệt độ và áp suất, đảm bảo quy trình tiệt trùng diễn ra chính xác.

1.1. Lựa chọn vật liệu

Vật liệu được lựa chọn phải đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt cao. Thép không gỉ 316L là lựa chọn hàng đầu do tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Vật liệu cách nhiệt như bông thủy tinh và polyurethane foam cũng được sử dụng để giảm thiểu thất thoát nhiệt.

1.2. Tính toán kích thước

Kích thước thiết bị được tính toán dựa trên dung tích 220L, phù hợp với nhu cầu sử dụng tại các bệnh viện. Kích thước tổng thể là 1270 x 1050 x 1670 mm, đảm bảo không gian lưu trữ và vận hành hiệu quả.

II. Chế tạo thiết bị khử khuẩn

Quá trình chế tạo thiết bị khử khuẩn bao gồm gia công các chi tiết, lắp ráp, và tích hợp hệ thống điều khiển. Thiết bị được thiết kế để hoạt động tự động, với các cảm biến đo nhiệt độ và áp suất. Kỹ thuật chế tạo được áp dụng để đảm bảo độ chính xác và độ bền của thiết bị. Quy trình khử khuẩn được thực hiện thông qua phương pháp hơi nước bão hòa, đảm bảo tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật hiệu quả.

2.1. Gia công chi tiết

Các chi tiết của thiết bị được gia công bằng máy CNC, đảm bảo độ chính xác cao. Các bộ phận như buồng hấp, cửa, và hệ thống ống dẫn được chế tạo riêng biệt trước khi lắp ráp.

2.2. Lắp ráp và tích hợp hệ thống

Sau khi gia công, các chi tiết được lắp ráp thành thiết bị hoàn chỉnh. Hệ thống điều khiển tự động được tích hợp, bao gồm các cảm biến và vi xử lý để giám sát và điều khiển quy trình tiệt trùng.

III. Ứng dụng trong ngành cơ khí

Thiết bị hấp tiệt trùng không chỉ ứng dụng trong y tế mà còn có tiềm năng lớn trong ngành cơ khí. Việc sử dụng máy móc cơ khí để chế tạo thiết bị này đòi hỏi kỹ thuật cao và sự hiểu biết sâu về công nghệ chế tạo. Thiết bị có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của ngành cơ khí, như tiệt trùng các dụng cụ và thiết bị chuyên dụng.

3.1. Tùy chỉnh thiết kế

Thiết bị có thể được thiết kế lại để phù hợp với các yêu cầu đặc thù của ngành cơ khí, như tăng dung tích hoặc thay đổi vật liệu để chịu được các điều kiện làm việc khắc nghiệt.

3.2. Hiệu quả kinh tế

Việc sản xuất thiết bị trong nước giúp giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh. Điều này mở ra cơ hội thương mại lớn cho các doanh nghiệp cơ khí trong nước.

IV. Nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển là phần không thể thiếu trong đồ án này. Các thử nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả tiệt trùng của thiết bị. Kết quả cho thấy thiết bị đạt tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả cao. Các đề xuất cải tiến cũng được đưa ra để nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị trong tương lai.

4.1. Thử nghiệm hiệu quả

Các thử nghiệm được thực hiện để kiểm tra khả năng tiệt trùng của thiết bị. Kết quả cho thấy thiết bị đạt hiệu suất tiệt trùng 99.9%, đáp ứng các tiêu chuẩn y tế.

4.2. Đề xuất cải tiến

Dựa trên kết quả thử nghiệm, các đề xuất cải tiến được đưa ra, như tăng cường hệ thống cảnh báo tự động và cải thiện giao diện người dùng để dễ sử dụng hơn.