Das Sterilisationsgut wird wasserdampfdurchlässig, aber undurchlässig für Mikroorganismen (siehe Keim) verpackt oder muss selbst in direktem Kontakt mit dem Wasserdampf stehen können und dann in den Druckbehälter des Autoklaven gegeben werden. Der Sterilisationsraum wird evakuiert und Wasserdampf strömt ein oder wird im Sterilisationsraum selbst generiert. Bei einer Temperatur von 121 °C werden 2 bar Druck erreicht. Die Wasser- und die Dampfphase stehen in einem dynamischen Gleichgewicht (es verdampft immer genau so viel Wasser, wie auch zeitgleich wieder kondensiert). Die Wasser- und die Dampfphase unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Gesamtenthalpie (siehe Enthalpie; Verdampfen) sehr deutlich, da die Verdampfungsenthalpie 5/6 der Gesamtenthalpie der Dampfphase beträgt. Diese Energie wird bei der Kondensation des Wasserdampfs als Kondensationswärme wieder frei und auf das Sterilisationsgut übertragen. Da dieser Energiebetrag im Vergleich zum Energiegehalt von Heißluft sehr hoch ist, sind die Sterilisationszeiten im direkten Vergleich zu dieser deutlich kürzer.
Mithilfe des Autoklaven können verschiedene Materialien wie Stoffe (z. B. Operationstücher, -kittel), korrosionsfeste Metalle, einige Kunststoffe, Keramik oder Glas sterilisiert werden. Im Pharmabereich wird diese Methode sehr oft zur Sterilisation von Arzneimitteln im Endbehältnis wie Parenteralia verwendet. Nach diesem Verfahren lassen sich allerdings nur wässrige Lösungen von thermostabilen Zubereitungen behandeln, da sich im Inneren des Behältnisses das gleiche dynamische Gleichgewicht zwischen Wasser- und Dampfphase einstellen muss wie im umgebenden Autoklaven. Nicht mit Erfolg autoklavieren lassen sich also ölige Lösungen (hier kann im Behältnis kein Wasser verdampfen) oder auch Suspensionen (siehe auch Kristallsuspension), da diese durch die Veränderung des Löslichkeitsprodukts (siehe auch Löslichkeit) mit der Temperaturänderung und damit der Teilchengröße nach dem Autoklavieren zwar steril, aber oft nicht mehr verwendbar sind.
Abb. A 13: Dynamisches Gleichgewicht zwischen Wasser- und Dampfphase in einem Autoklaven. Durch die Wärmeübertragung bei der Kondensation des Wasserdampfs auf der Ampulle verhält sich diese in ihrem Inneren wie ein Autoklav. (Quelle: F. Stieneker)
© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie