生物醫藥生產車間臭氧消毒滅菌應用
在醫藥生產工藝中,對于無菌生產潔凈區域環境的微生物進行有效的控制,需要選擇適宜的消毒滅菌劑,殺滅潔凈環境內空氣中和浮在機械設備、模具、容器、建筑物表面上的細菌,以保持 “ 無菌藥品 ” 生產所必須的相應潔凈度環境(無菌室)。
一、臭氧在制藥廠的應用場合
臭氧在食品及醫藥行業的應用主要有幾個方面:
1.GMP/HACCP車間及設備、器具表面的的殺菌消毒;
2.*空調系統殺菌消毒;
3.更衣室和工作服殺菌消毒;
4.生產加工用水的殺菌凈化;
5.制備高濃度的臭氧消毒水對容器、管道殺菌消毒;
(1-2)、生產GMP/HACCP車間及設備、器具表面的的殺菌消毒*空調系統殺菌消毒:
請參照三:“臭氧空間殺菌消毒”。需要詳細的計算方法計算適合機型
(3)、 更衣室和工作服消毒:
生產車間的大部分細菌,都能通過加工人員的工作服帶入生產車間,嚴重時會導致大面積傳播,應引起足夠重視。醫藥企業大多數采用紫外線照射消毒,因紫外線照射的天然缺陷,消毒效果較差,而臭氧氣體可滲透服裝各個部位,故利用臭氧對工作服進行消毒是高效、簡單的方法。
(4)、 生產用水的殺菌凈化--水處理:
臭氧在水中對細菌、病毒、微生物等殺滅率更高、速度更快,對水中有機化合物等污染物質去除*,而又不產生二次污染。這對食品加工用水有特別意義。通常生產用水采用氯制劑進行消毒,由于水源受到有機化學產物污染日趨嚴重,氯制劑消毒后會產生氯仿、二氯乙烷、*等氯化有機物,這些物質具有致癌性,因而歐盟國家已禁止使用氯系列*消毒藥劑,日本也將逐步禁止使用。而臭氧消毒處理后不產生二次污染化合物,且臭氧對細菌的殺滅率比氯制劑更高,殺滅速度大約是氯制劑的300-600倍。特別在預冷消毒中,克服了次氯酸鈉消毒后氯殘留的缺點,可以高效、經濟、簡便的殺滅細菌。目前有些使用巴氏消毒法,但又追求食品外型美觀的食品企業,正在嘗試用臭氧消毒來代替巴氏消毒。
(5)、 制備高濃度的臭氧水作為新型消毒劑:把高濃度的臭氧溶解于水中。制成的臭氧水具有*的廣譜殺菌效果,同時對各種農藥、有機毒物、重金屬離子都有*的降解作用。高濃度的臭氧水消毒液在完成殺菌消毒及降解其它有害物質時,臭氧重新變成氧氣,在水中不留下殘留物,無二次污染和任何副作用。
二、采取臭氧消毒滅菌方式在具有空調凈化系統
(簡稱 HVAC 系統) 控制的潔凈環境中的應用機理與*性利用 HVAC 系統的循環風作為臭氧的載體,即將臭氧發生器生產的臭氧化氣體由 HVAC 系統中凈化風機產生的壓力風源,擴散至所控制的整個潔凈區域,并且使空氣中臭氧濃度均勻,在潔凈區域的生產環境中不增加任何消毒設備,即可達到滅菌的目的,同時對 HVAC 系統起到殺滅細菌和霉菌的效果,實踐發現,該消毒滅菌方式還能對高效過濾器起到溶菌疏導作用,延長其使用壽命。
三、臭氧發生器在 HVAC 系統中的安裝方法
1.利用 HVAC 系統中凈化風機產生的壓力風源,擴散至所控制的整個潔凈區域,此安裝方法對新建、改建廠房均適用。
2. 對沒有 HVAC 系統的房間,可以把臭氧直接通到房間內,利用內循環,把臭氧擴散至整個房間,同樣可以達到消毒滅菌目的。
3.臭氧設備選擇方法利用 HVAC 系統集中投加時,臭氧發生器選用按以下方法計算:
首先計算實際臭氧消毒體積,實行體積由三部分組成 V=V1+V2+V3 , V1 潔凈區空間體積, V2 空氣凈化系統體積, V3 循環時空氣損失體積,實際計算過程中 V3 等于循環系統總風量的 1.1% 。根據《消毒技術規范》的標準確定臭氧滅菌的投加量( g/h ),對于空氣浮游菌,臭氧滅菌濃度為 4-8mg/m3 ,對物體表面沉降菌落,投加量為 20-30mg/m3. w=c*v/s w :實際選用臭氧發生器的產量,單位為 g/h ; c :單位體積投加量 v :實際臭氧消毒體積; s :臭氧衰退系數 0.4208 如工廠為空氣滅菌,潔凈室所需臭氧濃度定為 c=5ppm ,但事實上,潔凈區的消毒不僅是對空氣的消毒,實際上還包括物體表面的消毒,所以,我們的設計濃度 c 為 10ppm 。 工程技術叁數: 消毒面積 S=36*48=1728 m2 標高 H=2.6 m 送風量為 100000m3/h 根據工廠提供的工程參數 V1=S*H=1728*2.6=4492.8m3 V2 忽略不計 V3=100000*1.1%=1100m3 實際臭氧消毒體積 V=V1+V2+V3=4492.8+1100=5593m3 所需臭氧投加量 W=C*V/S =10*2*5593/0.4208 =266g/h 考慮管道及其它因素影響,選擇臭氧發生器的產量為 280g/h 。
4.臭氧消毒的經濟效益分析
a.臭氧消毒代替化學試劑熏蒸滅菌,實現了潔凈室空調系統節能。
b. GMP 實施指南要求潔凈度 100 級, 10000 級區域的空調宜連續運行,非連續運行的潔凈室,可根據工藝生產要求,在非生產班次時,空調系統
宜作值班運行,使室內保持正壓。為保證潔凈度,一般空調是連續運轉的,只有這才能避免潔凈室受到懸浮粒子和微生物的污染,用臭氧對潔凈室進行消毒滅菌,就可以在無菌室沒有作業時,將空調機組進行全部停止運行,上班前 2 小時左右,開風機消毒滅菌換空氣即可,實現了潔凈室的節能。 如工廠空調系統送風量為 100000 m3 /h ,風機總功率按 100kw ,產品生產按 12 小時設計,采用臭氧消毒,每天至少減小風機運行時間 10 小時,以每月生產 27 天,這樣每年生產 11 個月計可節電: 100×10×27×11=297000 度 如電價為 0.6 元 / 度,全年節約電費: 297000×0.6=178200 元
四、由于采用臭氧消毒,可以避免化學藥劑熏蒸產生的二次污染問題,而且對空氣過濾器有疏導作用,這樣就會延長過濾器尤其是高效過濾器的使用壽命,從而節約維護費用。
五、臭氧具有非常強的廣譜殺菌效果
臭氧幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的廣譜殺菌效果。臭氧是已知可利用的zui強的氧化劑之一,具有殺菌力強,不產生任何殘留污染,可直接對食品使用等優點。臭氧可迅速而*清除空氣中、物體表面的病毒及細菌。
可以快速殺滅常見的細菌。如:大腸桿菌、糞鏈球菌、葡萄球菌、沙門氏菌、綠膿桿菌、單胞菌、痢疾桿菌、枯草桿菌黑色變種芽孢、黑曲霉等;殺滅常見的乙肝抗原、甲肝病毒抗原、流感病毒、感冒病毒、脊髓灰質炎病毒、艾滋病毒等;殺滅各種霉菌。殺滅各種原蟲和卵囊。
臭氧殺滅速度極快。且滅菌時間迅速無比,是氯的600倍,紫外線的三千倍。
近年來,臭氧在醫藥行業的應用得到快速發展。
臭氧殺菌消毒機理:臭氧殺菌過程為強氧化作用使微生物細胞中的多種成分產生化學,從而導致不可逆轉的變化而死亡。一般認為,臭氧滅活病毒是通過直接破壞核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸(DNA)物質完成的,而殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧首先作用于細胞膜并將膜破壞,進而破壞膜內組織,直到殺死。
六、臭氧與醫藥行業其它消毒相比有特殊的*性
1、臭氧和醫藥行業常用消毒劑相比:
殺菌能力高于甲醛、二氧化硫、*用氯制劑等消毒劑;
殺菌后剩余的臭氧會自行分解為氧氣,不產生殘留造成污染,這一點是任何化學消毒劑所*的。
2、 臭氧殺菌與紫外線照射殺菌相比同樣具有特殊的*性:
3、臭氧到處滲透,沒有死角。紫外線只有照射到物體表面且達到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大,致使紫外線照射強度遠遠不夠,特別是距離遠,照射產生很大死角,如加工案板下部等。臭氧為氣體,滲透性強,擴散性好,濃度均勻,沒有死角;
4、殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長的作用時間,一般要照射6小時以上,而符合標準濃度的臭氧只需開機1小時以上;
5、高濕度下殺菌效果更好。 紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到60%以上時,消毒效果急劇下降,濕度達到80%以上時反可誘使細菌復活。臭氧則相反,濕度越高,殺菌效果越好。這是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄,其組織容易被臭氧破壞,這一特性對于食品行業中普遍存在的高濕環境特別適合;
6、有低濃度保潔功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場,照射完成后無法用低功率的紫外線照射保潔;臭氧消毒時生產人員必須離開現場,消毒完成后可以調低臭氧發生量,用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。