臭氧消毒殺菌在藥品生產環(huán)境中的運用
來源：江西省耐實科技有限公司 閱讀：5428 更新時間：2019-04-16 14:12
臭氧消毒殺菌在藥品生產環(huán)境中的運用
在我國的 GMP 驗證中，對臭氧有一段全面的介紹：“科學研究表明，臭氧具有強烈的殺菌作用”。“臭氧（ O3 ）的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結構不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣（ O2 ）和單個氧原子（ O ）；后者具有很強的活性，對細菌有極強的氧化作用，臭氧氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的酶，從而破壞其細胞膜，將它殺死，多余的氧原子則會自行重新結合成為普通氧原子（ O2 ），不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強的殺滅能力，而且對殺死霉素也很有效。” 另外在我國衛(wèi)生部 1991 年頒布的“消毒技術規(guī)范”中。對臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。其中對臭氧的殺菌作用作了明確的肯定：“ 4.12.2 殺菌作用：臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌霉體和芽胞，病毒、真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧在水中的殺菌速度比氯快。” 以上這些都是我們國家的法規(guī)，充分說明了臭氧滅菌的原理和特點，它既是制藥廠選用臭氧滅菌工藝的依據，也是臭氧發(fā)生器制造工廠制造臭氧發(fā)生器的強大推動力。
1臭氧的消毒原理
臭氧在常溫常壓下分子結構不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣和單個氧原子，后者具有很強的活性，對細菌有極強的氧化作用，臭氧氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的酶，從而破壞其細胞膜，將它殺死，多余的氧原子則會自行重新結合成為普通氧分子，不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細菌(包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等)有極強的殺滅能力，而且對殺死霉菌也很有效。
我國衛(wèi)生部頒布的“消毒技術規(guī)范”中，對臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。肯定了臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧的殺菌速度較氯快。
2.傳統(tǒng)的滅菌方法主要有三種，一.是紫外線滅菌。二.是試劑滅菌。三.是加熱滅菌
科學在不斷發(fā)展和更新，到90年代后期臭氧滅菌已進入藥品生產中應用。那么傳統(tǒng)的滅菌方法和臭氧相較而言，傳統(tǒng)滅菌方法有各自的不足。紫外線滅菌的主要問題在于它穿透能力小，易造成死角，在紫外線照射不到的地方，消毒效果不好，其殺菌能力隨著使用時間的增加而減小。近年來科學家和醫(yī)藥行業(yè)經過研究、設計、生產、應用，臭氧滅菌已經得到了認識和確認。特別是在近幾年的GMP認證的技術改造和醫(yī)藥工程項目中已被廣泛應用。
3.臭氧滅菌在藥品生產環(huán)境中的應用
臭氧滅菌早被科學家研究，國家有關行業(yè)做過肯定和推薦應用，但承德臭氧機滅菌在藥品生產環(huán)境中的應用才是近幾年逐漸被廣泛使用。經過實踐應用和總結在制藥行業(yè)應用廣泛的有以下幾個方面
3.1潔凈區(qū)的消毒滅菌
在制藥廠潔凈區(qū)面積較大，幾乎都有中央空調凈化系統(tǒng)完成對各潔凈區(qū)的凈化消毒。傳統(tǒng)的消毒方法是用甲醛熏蒸，如上所說，甲醛熏蒸的弊病不少。用臭氧滅菌來代替是最簡便易行的好方法。其方法極為簡單，根據潔凈廠房空間的大小取選標準定型的臭氧發(fā)生器。然后將臭氧發(fā)生器直接放到空調凈化系統(tǒng)的風道中，稱為內置式臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風道的氣流送入各潔凈區(qū)，對潔凈區(qū)行空間消毒滅菌，剩余臭氧吸入風口，由中央空調帶走。也可以將臭氧發(fā)生器放置在空調機組中，將臭氧打入中央空調的風道中，然后被送到各潔凈室，稱為外置式臭氧發(fā)生器。外置式臭氧發(fā)生器安裝檢修方便，但制造成本要高一點。兩種方法消毒效果是一樣的。按照衛(wèi)生部消毒規(guī)范，對空氣消毒的臭氧濃度是5ppm,但事實上潔凈區(qū)消毒不僅是對空氣的消毒，實際上還包括了設備、器具等物體表面的消毒，所以一般設計濃度為10ppm，相當于每立方米空氣中臭氧含量20毫克。每天上班前開機兩小時，上班時關機，就可以保證一天內潔凈區(qū)的浮游菌和沉降菌達到GMP的要求。
3.2空間的消毒
對于有些制藥生產工序當沒有中央空調或者不需設中央空調，但房間內需要單獨滅菌處理。方法是根據房間空間大小選取一定濃度的臭氧發(fā)生器，直接安裝在房間內。根據需要設定消毒時間，消毒結束便自動關機，所以使用非常方便對于有潔凈度要求的房間，機內裝有過濾器，使臭氧發(fā)生器具有自潔功能，以達到消毒和潔凈的目的。
3.3器具的表面消毒
在藥品的生產過程中，常常要對原材料、工器具等進行表面消毒，利用臭氧發(fā)生器消毒簡便易行，且消毒效果很好我公司水針劑生產中，周轉盤經過清洗后傳入灌封室之前要進行消毒，這樣我們在清洗完后的周轉盤存放室選擇安裝了臭氧發(fā)生器，待周轉盤清洗完畢放置好后，打開并設置好臭氧發(fā)生器，到時間后自動關閉。
二、臭氧滅菌在 HVAC 系統(tǒng)應用方案
在醫(yī)藥生產工藝中，對于無菌生產、潔凈生產潔凈區(qū)域環(huán)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(huán)境內空氣中和浮在機械設備、模具、容器、建筑物表面上的雜菌，以保持“無菌藥品”生產所必須的相應潔凈度環(huán)境（無菌室）。
1、應用機理與優(yōu)越性:利用 HVAC 系統(tǒng)的循環(huán)風作為臭氧的載體，即將臭氧發(fā)生器生產的臭氧化氣體由 HVAC 系統(tǒng)中凈化風機產生的壓力風源，擴散至所控制的整個潔凈區(qū)域，并且使空氣中臭氧濃度均勻，在潔凈區(qū)域的生產環(huán)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(tǒng)起到殺滅雜菌和霉菌的效果，實踐發(fā)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。
2、臭氧發(fā)生器選型:如何選用臭氧發(fā)生器，就必須知道臭氧發(fā)生器的評價指標。一般評價一個臭氧發(fā)生器最基本的指標是：臭氧產量，臭氧濃度，可靠性、使用壽命，電耗等。用于藥廠的臭氧發(fā)生器功率比較小，電耗是一個次要條件。臭氧濃度單位：國際通行用體積百分比濃度標稱臭氧濃度。 1% 空氣源臭氧濃度為 12.9mg/L 。 1% 氧氣源臭氧濃度為 14.3mg/L 。 衛(wèi)生消毒界習慣用 ppm 做單位，即體積百萬分之一。對于空氣中的臭氧， 1ppm=2.14mg/m3 。 用 HVAC 系統(tǒng)集中投加時，臭氧發(fā)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(qū)空間體積， V2 空氣凈化系統(tǒng)體積， V3 補充新風量造成臭氧損失的有效體積，實際計算過程中 V3 等于循環(huán)系統(tǒng)總風量的 1.1% 。根據《消毒技術規(guī)范》及實際應用經驗，三十萬級取 C=2.55ppm=5mg/m3 ；十萬級取 C=5ppm=10mg/m3 ；萬取 C=15ppm=30mg/m3 ；百級取 C=20ppm=40mg/m3 。
W=C*V/S 其中
W ：實際選用臭氧發(fā)生器的產量，單位為 g/h
C ：車間消毒需保持的臭氧濃度
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(qū)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 。 工程技術參數 ： 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(fā)生器的產量為 280g/h
3 、臭氧發(fā)生器安裝位置有以下幾種方法：
（ 1 ）分體或移動式放在單獨房間內
（ 2 ）組裝在空調機組中
（ 3 ）在總送風管道內
（ 4 ）在總回風管道內
（ 5 ）單獨設置，只將排氣口插入送（回）風管道內 現在都采用第五種方式，它由一套臭氧發(fā)生器產生臭氧可同時供多個車間使用。流程如下： 空壓機 - 富氧機 - 臭氧發(fā)生器 - 空調總送風管 - 各凈化區(qū)。 臭氧發(fā)生器把產生的臭氧用PVC管直接引到送風主管道中，利用 HVAC 系統(tǒng)中凈化風機產生的壓力風源，擴散至所控制的整個潔凈區(qū)域，此安裝方法對新建、改建廠房均適用。 對沒有 HVAC 系統(tǒng)的房間，可以把臭氧直接通到房間內，利用內循環(huán)，把臭氧擴散至整個房間，同樣可以達到消毒滅菌目的。
在我國的 GMP 驗證中，對臭氧有一段全面的介紹：“科學研究表明，臭氧具有強烈的殺菌作用”。“臭氧（ O3 ）的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結構不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣（ O2 ）和單個氧原子（ O ）；后者具有很強的活性，對細菌有極強的氧化作用，臭氧氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的酶，從而破壞其細胞膜，將它殺死，多余的氧原子則會自行重新結合成為普通氧原子（ O2 ），不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強的殺滅能力，而且對殺死霉素也很有效。” 另外在我國衛(wèi)生部 1991 年頒布的“消毒技術規(guī)范”中。對臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。其中對臭氧的殺菌作用作了明確的肯定：“ 4.12.2 殺菌作用：臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌霉體和芽胞，病毒、真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧在水中的殺菌速度比氯快。” 以上這些都是我們國家的法規(guī)，充分說明了臭氧滅菌的原理和特點，它既是制藥廠選用臭氧滅菌工藝的依據，也是臭氧發(fā)生器制造工廠制造臭氧發(fā)生器的強大推動力。
1臭氧的消毒原理
臭氧在常溫常壓下分子結構不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣和單個氧原子，后者具有很強的活性，對細菌有極強的氧化作用，臭氧氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的酶，從而破壞其細胞膜，將它殺死，多余的氧原子則會自行重新結合成為普通氧分子，不存在任何有毒殘留物，故稱無污染消毒劑，它不但對各種細菌(包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等)有極強的殺滅能力，而且對殺死霉菌也很有效。
我國衛(wèi)生部頒布的“消毒技術規(guī)范”中，對臭氧的殺菌作用，使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。肯定了臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧的殺菌速度較氯快。
2.傳統(tǒng)的滅菌方法主要有三種，一.是紫外線滅菌。二.是試劑滅菌。三.是加熱滅菌
科學在不斷發(fā)展和更新，到90年代后期臭氧滅菌已進入藥品生產中應用。那么傳統(tǒng)的滅菌方法和臭氧相較而言，傳統(tǒng)滅菌方法有各自的不足。紫外線滅菌的主要問題在于它穿透能力小，易造成死角，在紫外線照射不到的地方，消毒效果不好，其殺菌能力隨著使用時間的增加而減小。近年來科學家和醫(yī)藥行業(yè)經過研究、設計、生產、應用，臭氧滅菌已經得到了認識和確認。特別是在近幾年的GMP認證的技術改造和醫(yī)藥工程項目中已被廣泛應用。
3.臭氧滅菌在藥品生產環(huán)境中的應用
臭氧滅菌早被科學家研究，國家有關行業(yè)做過肯定和推薦應用，但承德臭氧機滅菌在藥品生產環(huán)境中的應用才是近幾年逐漸被廣泛使用。經過實踐應用和總結在制藥行業(yè)應用廣泛的有以下幾個方面
3.1潔凈區(qū)的消毒滅菌
在制藥廠潔凈區(qū)面積較大，幾乎都有中央空調凈化系統(tǒng)完成對各潔凈區(qū)的凈化消毒。傳統(tǒng)的消毒方法是用甲醛熏蒸，如上所說，甲醛熏蒸的弊病不少。用臭氧滅菌來代替是最簡便易行的好方法。其方法極為簡單，根據潔凈廠房空間的大小取選標準定型的臭氧發(fā)生器。然后將臭氧發(fā)生器直接放到空調凈化系統(tǒng)的風道中，稱為內置式臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風道的氣流送入各潔凈區(qū)，對潔凈區(qū)行空間消毒滅菌，剩余臭氧吸入風口，由中央空調帶走。也可以將臭氧發(fā)生器放置在空調機組中，將臭氧打入中央空調的風道中，然后被送到各潔凈室，稱為外置式臭氧發(fā)生器。外置式臭氧發(fā)生器安裝檢修方便，但制造成本要高一點。兩種方法消毒效果是一樣的。按照衛(wèi)生部消毒規(guī)范，對空氣消毒的臭氧濃度是5ppm,但事實上潔凈區(qū)消毒不僅是對空氣的消毒，實際上還包括了設備、器具等物體表面的消毒，所以一般設計濃度為10ppm，相當于每立方米空氣中臭氧含量20毫克。每天上班前開機兩小時，上班時關機，就可以保證一天內潔凈區(qū)的浮游菌和沉降菌達到GMP的要求。
3.2空間的消毒
對于有些制藥生產工序當沒有中央空調或者不需設中央空調，但房間內需要單獨滅菌處理。方法是根據房間空間大小選取一定濃度的臭氧發(fā)生器，直接安裝在房間內。根據需要設定消毒時間，消毒結束便自動關機，所以使用非常方便對于有潔凈度要求的房間，機內裝有過濾器，使臭氧發(fā)生器具有自潔功能，以達到消毒和潔凈的目的。
3.3器具的表面消毒
在藥品的生產過程中，常常要對原材料、工器具等進行表面消毒，利用臭氧發(fā)生器消毒簡便易行，且消毒效果很好我公司水針劑生產中，周轉盤經過清洗后傳入灌封室之前要進行消毒，這樣我們在清洗完后的周轉盤存放室選擇安裝了臭氧發(fā)生器，待周轉盤清洗完畢放置好后，打開并設置好臭氧發(fā)生器，到時間后自動關閉。
二、臭氧滅菌在 HVAC 系統(tǒng)應用方案
在醫(yī)藥生產工藝中，對于無菌生產、潔凈生產潔凈區(qū)域環(huán)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(huán)境內空氣中和浮在機械設備、模具、容器、建筑物表面上的雜菌，以保持“無菌藥品”生產所必須的相應潔凈度環(huán)境（無菌室）。
1、應用機理與優(yōu)越性:利用 HVAC 系統(tǒng)的循環(huán)風作為臭氧的載體，即將臭氧發(fā)生器生產的臭氧化氣體由 HVAC 系統(tǒng)中凈化風機產生的壓力風源，擴散至所控制的整個潔凈區(qū)域，并且使空氣中臭氧濃度均勻，在潔凈區(qū)域的生產環(huán)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(tǒng)起到殺滅雜菌和霉菌的效果，實踐發(fā)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。
2、臭氧發(fā)生器選型:如何選用臭氧發(fā)生器，就必須知道臭氧發(fā)生器的評價指標。一般評價一個臭氧發(fā)生器最基本的指標是：臭氧產量，臭氧濃度，可靠性、使用壽命，電耗等。用于藥廠的臭氧發(fā)生器功率比較小，電耗是一個次要條件。臭氧濃度單位：國際通行用體積百分比濃度標稱臭氧濃度。 1% 空氣源臭氧濃度為 12.9mg/L 。 1% 氧氣源臭氧濃度為 14.3mg/L 。 衛(wèi)生消毒界習慣用 ppm 做單位，即體積百萬分之一。對于空氣中的臭氧， 1ppm=2.14mg/m3 。 用 HVAC 系統(tǒng)集中投加時，臭氧發(fā)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(qū)空間體積， V2 空氣凈化系統(tǒng)體積， V3 補充新風量造成臭氧損失的有效體積，實際計算過程中 V3 等于循環(huán)系統(tǒng)總風量的 1.1% 。根據《消毒技術規(guī)范》及實際應用經驗，三十萬級取 C=2.55ppm=5mg/m3 ；十萬級取 C=5ppm=10mg/m3 ；萬取 C=15ppm=30mg/m3 ；百級取 C=20ppm=40mg/m3 。
W=C*V/S 其中
W ：實際選用臭氧發(fā)生器的產量，單位為 g/h
C ：車間消毒需保持的臭氧濃度
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(qū)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 。 工程技術參數 ： 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(fā)生器的產量為 280g/h
3 、臭氧發(fā)生器安裝位置有以下幾種方法：
（ 1 ）分體或移動式放在單獨房間內
（ 2 ）組裝在空調機組中
（ 3 ）在總送風管道內
（ 4 ）在總回風管道內
（ 5 ）單獨設置，只將排氣口插入送（回）風管道內 現在都采用第五種方式，它由一套臭氧發(fā)生器產生臭氧可同時供多個車間使用。流程如下： 空壓機 - 富氧機 - 臭氧發(fā)生器 - 空調總送風管 - 各凈化區(qū)。 臭氧發(fā)生器把產生的臭氧用PVC管直接引到送風主管道中，利用 HVAC 系統(tǒng)中凈化風機產生的壓力風源，擴散至所控制的整個潔凈區(qū)域，此安裝方法對新建、改建廠房均適用。 對沒有 HVAC 系統(tǒng)的房間，可以把臭氧直接通到房間內，利用內循環(huán)，把臭氧擴散至整個房間，同樣可以達到消毒滅菌目的。
