臭氧运用于制药行业空间消毒杀菌除味和污水处理: 一:概述 新版GMP标准对制药行业消毒灭菌提出了更高的要求。而臭氧作为消毒灭菌的新生力量,已被越来越多的制药企业推崇使用,现在几乎所有的制药企业都有臭氧设备,而且臭氧在制药行业的应用范围也越来越广,臭氧灭菌给制药企业进行GMP验证和接受国家GMP认证提供了强有力的技术支持。 在医药生产工艺中,对于无菌生产洁净区域环境的微生物进行有效的控制,需要选择适宜的消毒灭菌剂,杀灭洁净环境内空气中和浮在机械设备、模具、容器、建筑物表面上的细菌,以保持 “ 无菌药品 ” 生产所必须的相应洁净度环境(无菌室)。 2.中央空调系统杀菌消毒; 6. 制药容器的消毒灭菌。 四、臭氧发生器在 HVAC 系统中的安装方法 2. 对没有 HVAC 系统的房间,可以把臭氧直接通到房间内,利用内循环,把臭氧扩散至整个房间,同样可以达到消毒灭菌目的。 五:臭氧投加方法 (一)生产车间、仓库、材料间臭氧投加方法: 基本使用方法:需要结合中央空调使用时,将臭氧发生器输出的臭氧通入空调的风道内,利用空调的风力将臭氧吹送到需要消毒的车间内;需要独立使用时,采用“管道喷淋法”,将臭氧均匀投放到需要消毒的车间内。 1. 直接吹送法:适用于容积较小的车间 1.1将机器安装在消毒间外通风干燥的地方。 1.2连接臭氧硅胶输送管,管道出气口应置于车间内2/3以上的高度,以便于臭氧弥漫于整个消毒间。20克以下为风冷臭氧发生器,通电直接使用;20克以上为风冷+水冷臭氧发生器,需要外接冷却水。 1.3接通电源,调节定时器,机器会在工作完成后自动关机(水冷的机器需要打开冷却水开关)。如下图: 高处直接吹入臭氧
臭氧
另外,可定期用臭氧水对工作台、地板、墙面等进行刷洗,保证最佳的杀菌净化效果。 2.如下图,空调吹送法:适用于较大车间或需同时对多个车间消毒时
3. 如下图,管道喷淋法:适用于较大车间或需同时对多个车间消毒
车间天花 臭氧喷孔/喷头 PVC管
车间1 车间2 车间3
(二)中央空调投加法: 根据中央空调的工艺特点,可分为集中式集中空调系统、诱导器空调系统和风机盘管空调系统等方式。具体的臭氧投加消毒方式可以根据中央空调的不同类型,选择相应的投加消毒方式 。利用中央空调送风设备 ,将臭氧发生器生产的臭氧气体通过空调系统的送风设备(包括新风风机),扩散至所控制的整个区域,利用中央空调的空气输送管道,将臭氧气体混合进入系统空气内,同时利用内循环,使空气中臭氧浓度均匀,通过与系统空气的接触混合,杀灭环境空气内存在的细菌、传染性病毒和微生物,提高环境空气的质量,保证了生存在改换境内人员的身体健康。在要消毒区域的环境中不增加任何其他消毒设备,即可达到灭菌的目的,可以有效的杀灭各种病毒和病菌。实践中发现,臭氧还能对高效过滤器起到溶菌疏导的作用,延长其使用臭命。在制药行业的净化系统中,一般应用臭氧灭菌一小时便可达到浓度要求,继续保持1-1.5小时,即可得到机械设备和建筑物体表面沉降菌落彻底杀灭的作用,完全取代化学熏蒸大消毒。 臭氧发生器安装位置有以下几种方法:
臭氧发生器把产生的臭氧用尼龙管直接引到送风主管道中,利用HVAC系统中净化风机产生的压力风源,扩散至所控制的整个洁净区域,此安装方法对新建、改建厂房均适用。对没有HVAC系统的房间,可以把臭氧直接通到房间内,利用内循环,把臭氧扩散至整个房间,同样可以达到消毒灭菌目的。
注:1,如需要使用不锈钢管为臭氧输送管路需另行加收费用。因为使用长度无法确定所以无法报价 2,设备用手动方式控制开启或者关闭,可以配置一组定时开关 3,臭氧发生器工作时,中央空调一定要开启,使臭氧能迅速扩展到各个空间进行杀菌 4,臭氧安装在地面,有水源的地方,且靠近回风段风管。 (三)生产加工用水的杀菌净化 典型的生产用水净化流程为:源水-砂滤-活性炭滤-软化器-离子交换-反渗透-储罐。臭氧的投加安排在反渗透处理之后,常规的投加方法有: 1.传统的曝气法---曝气头、曝气盘 运行方式---曝气法是把臭氧发生器所产生的臭氧气体通过管道通入到氧化塔或氧化池的底部,经曝气头、曝气盘散发出微气泡,气泡在上升的过程中把臭氧溶解于水。采用曝气法混合臭氧的效率一般为20-30%,其特点如下: 1.1氧化塔一般采用不锈钢材质,并带有两个对开的视窗,以便观察气泡的大小和均匀程度。 1.2氧化塔带有防倒流装置,即臭氧气体需绕氧化塔的顶部再进入塔底的鼓泡器,防止臭氧发生器停止工作后,氧化塔内的存水靠自压进入臭氧发生器。 1.3氧化塔底部布气,鼓泡器分布均匀,材料采用抗氧化的钛材或刚玉,且鼓泡器过滤孔径要小,以便产生微气泡。 1.4氧化塔上端侧部进水,下端侧部出水,水自上而下流经氧化塔,与气相的臭氧气泡形成逆流,提高混合效率。 1.5氧化塔顶部留有溢流口,防止进出水量不平衡;底部留有排污口。 1.6中上部应装有液位显示,便于观察氧化塔内的水位。
优点:方便、能耗较低。 缺点:喷头堵塞时曝气气不均匀,气液混合率低。
2.文丘里射流混合法 运行方式---射流法是在射流器内的气腔在高速水流作用下形成负压,吸进臭氧气体,高速水流再把臭氧气体粉碎,形成微气泡而与水充分接触混合。采用射流法混合臭氧的效率一般为25-40%。 采用射流法进行气液混合应注意的问题如下: 2.1射流器进水与出水段需要较高的压差,大都不低于0.2 Mpa,一般在射流器前装有增压泵。 2.2射流器的进气段要有非常可靠的防倒流措施,一般要设有双重或三重保护装置。 2.3射流器的出水不可直接灌装,虽然有可能水溶浓度达到规定的数值,但反应时间太短,影响杀菌效果。 2.4射流器最好的应用方式是和反应罐连用,增压泵从反应罐下部一侧进水供给射流器,射流器的出水从反应罐的下侧的切面方向再进入反应灌,循环投加臭氧,且水流带有臭氧气泡在反应罐内螺旋式上升,增加了混合效率。 2.5射流器和增压泵要根据发生器的出气量和系统水压而定,选择氧气源的臭氧发生器因臭氧浓度高、出气量小,可减少射流器和增压泵的投资,安装方法如下图:
优点:投资少,混合好,接触时间短,经射流混合器后臭氧在水中的臭氧浓度可为曝气法的数倍。 3.气液混合泵 混合泵一般为涡流式,在泵内形成负压,吸气口吸入气体(或液体),并通过多个叶轮的搅拌可以进行气-液、液-液混合。采用混合泵溶解臭氧的效率较高,一般在40-70%。 采用混合泵进行气液混合应注意的问题如下: 3.1气-液比例在1:9时,混合泵的混合效率最佳。 3.2混合泵的实际出水量为额定出水量与吸气量之差,当增加混合泵的吸气量时,泵的出水量相应减少。 3.3混合泵安装时进水与出水段要加调节阀和压力表,以便调节出最佳吸气量。 3.4混合泵出水后需加排气罐或反应罐,以便排出溶于水的微气泡。 3.5混合泵不宜接在主路中,这样混合泵承担供水和混合两种责任,难以同时保证两种效果。
六:各种机型投加 1、中央空调内置型臭氧机:将臭氧发生器安置在中央空调送风道或回风道内部,利用空调的风力将臭氧发生器产生的臭氧输送到需要消毒的车间内。这种臭氧发生器使用简单,臭氧气体也能方便地投送到需要消毒的车间内。(但由于是安置在空调风道内,所以发生故障时,不易察觉,取出维修时也不方便。同时,臭氧气体可能会对镀锌铁板制做的风道、空调马达、铜制零部件、电子元件、橡胶密封件等产生一定的氧化和腐蚀作用。) 2、中央空调外置型臭氧机:将臭氧发生器产生的臭氧通过管路送入中央空调送风道或回风道内,利用空调的风力将臭氧输送到需要消毒的车间内。和内置型臭氧发生器相比,这种臭氧发生器仅仅是维修和维护方便了,但依然存在臭氧气体可能损坏空调系统配件的缺点。 3、壁挂式臭氧机:将臭氧发生器悬挂在车间外墙壁的高处,通过臭氧发生器上硅胶管连接将臭氧气体吹送到车间。(这种臭氧发生器由于结构、体积等方面的限制,实际吹送臭氧的距离很近,通常不会超过3米,无法对车间的远处消毒,当车间面积较大时,需要安装多台才能达到消毒效果。) 4、移动式臭氧机:臭氧比空气重,对对车间消毒时,通常是从高处投放臭氧,并且要求尽量将臭氧投放到车间的每个角落。将臭氧发生器放在车间外,通过臭氧发生器上硅胶管连接将臭氧气体吹送到车间。
5、管道喷淋型臭氧机:在需要消毒的车间天花上或墙壁高处,安装直径和长度合适的PVC管,在PVC管上定向开数量合适的臭氧喷孔,将臭氧发生器产生的臭氧气体充入PVC管内,通过臭氧喷孔将臭氧均匀喷洒到车间内。 七:臭氧消毒灭菌在医药制药工业方面的特点: 1:高效彻底:臭氧具有非常强的广谱杀菌效果在相对密闭的环境下,扩散均匀,包容性好,克服了紫外线杀菌存在诸多死角的固有缺点,可达到全方位、快速、高效的消毒灭菌目的。 2:操作方便:根据消毒灭菌的要求和空间体积,确定臭氧发生器的型号和臭氧发生量,并可以通过验证检查细菌数来确定灭菌时间。 3:性能稳定寿命长.臭氧产生启动电压、工作电压低,降低热趋势态,可保持性能长期稳定。 4:高洁净性.应用臭氧作消毒灭菌剂,停机30分钟后,剩余臭氧即可渐渐自行分解还原为氧,无消毒残留物,不会造成二次污染,同时还可以改善空气的质量,优化工作环境。所以臭氧被赞誉为“绿色消毒剂”。 5:对各种医疗实验设备无不良影响.臭氧对空气中的浮游菌灭活所需臭氧的浓度很低,一般只需要2~4ppm,对物体表面沉降菌落(代替传统的化学熏蒸大消毒)只需要10~15ppm左右。空气中臭氧浓度只有10-15百万分之一,是化学熏蒸浓度的500分子一。由于灭菌过程时间短,正确使用不足以构成对物体腐蚀的条件,这也是大家特别关心的。 6:适用于种类防爆环境中.臭氧发生器产生出高浓度的臭氧气体,可充入防爆环境以及具有防爆要求的容器、管道及设备中进行消毒灭菌,安全高效。 7:使用经济:以空气为原料,工作能耗低,运行费用低,经济效益好。 八:臭氧与医药行业其它消毒产品相比有特殊的优越性 1、臭氧和医药行业常用消毒剂相比: 杀菌能力高于甲醛、二氧化硫、高锰酸钾用氯制剂等消毒剂; 杀菌后剩余的臭氧会自行分解为氧气,不产生残留造成污染,这一点是任何化学消毒剂所无法比拟的。
2、 臭氧杀菌与紫外线照射杀菌相比同样具有特殊的优越性: 臭氧到处渗透,没有死角。紫外线只有照射到物体表面且达到一定的照射强度标准才有杀菌效果。食品车间一般比较高大,致使紫外线照射强度远远不够,特别是距离远,照射产生很大死角,如加工案板下部等。臭氧为气体,渗透性强,扩散性好,浓度均匀,没有死角; 杀菌速度快。紫外线照射杀菌需要较长的作用时间,一般要照射6小时以上,而符合标准浓度的臭氧只需开机1小时以上; 3、高湿度下杀菌效果更好。 紫外线照射杀菌在环境相对湿度达到60%以上时,消毒效果急剧下降,湿度达到80%以上时反可诱使细菌复活。臭氧则相反,湿度越高,杀菌效果越好。这是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄,其组织容易被臭氧破坏,这一特性对于食品行业中普遍存在的高湿环境特别适合; 4、有低浓度保洁功能。紫外线照射时生产人员必须离开现场,照射完成后无法用低功率的紫外线照射保洁;臭氧消毒时生产人员必须离开现场,消毒完成后可以调低臭氧发生量,用符合国家卫生标准的低浓度臭氧继续保持生产车间的空气清洁。 九:制药厂各车间的消毒净化要求 制药厂生物洁净室为了保持室内环境,除了要保持空气含尘浓度外,还要对微生物和细菌的数量进行控制.如果不加以控制,它们就会在洁净室内进行繁殖,对生物制品造成严重的污染. <药品生产质量生产规范>(GMP)中指出:洁净室应定期消毒.臭氧消毒是最有效\最常用的一种方法. 1.容器的消毒灭菌 生物制药的生物反应器、发酵罐 、乙醇储罐等,传统的消毒方法都是用酒精浸泡,可想而知,酒精的用量是多大。况且,需要的时间长,操作也比较复杂,时间也长。如果用臭氧消毒,特别方便,具体操作为下:将高浓度的臭氧直接打入管道容器,保持臭氧尾气有一定的浓度,就可以达到消毒灭菌的要求。因为是对管道容器进行内表层的消毒,所以臭氧浓度用的高一点,我们的设计浓度大于50ppm。 2.中央空调净化系统对洁净区的消毒 在制药厂,一般来说,洁净区面积较大,多用中央空调净化系统完成对各洁净区的净化消毒。传统的消毒方法是用甲醛熏蒸,如上所述,甲醛熏蒸的弊病不少,用臭氧消毒来代替是一个好方法。其方法是将臭氧发生器直接放在空调净化系统的风道中,称为内置臭氧发生器。臭氧随着风道的气流,送入各洁净区,对洁净区进行消毒灭菌,剩余臭氧吸入回风口,由中央空调带走。 也可以将臭氧发生器放在中央空调风口的外面,将臭氧打入中央空调的风道中,然后被送入各洁净室,称为外置式臭氧发生器。外置式臭氧发生器安装检修方便,但制造成本要高一点。两种方法消毒效果都是一样的。按照卫生部消毒规范的要求,对空气消毒的臭氧浓度是5ppm,但事实上,洁净区的消毒不仅是对空气的消毒,实际上还包括了对物体表面的消毒,所以,我们设计的浓度为10ppm。 3.空间的消毒灭菌 对于中央空调净化系统以外的洁净室,或需要灭菌的其他房间则需单独进行灭菌处理。方法是选用臭氧发生器,直接安装在该房间内。根据需要设定消毒时间,消毒结束便自动关机,所以使用非常方便。 在药品生产过程中,常常要对原材料,工器具,包装物等进行表面消毒,常常使用消毒柜,传递窗等。传统的方法是用紫外线消毒。问题主要是在消毒不彻底,所以,若使用在诸如传递窗等要求不高的场合是可以的。但远不如臭氧的效果好。能用臭氧发生器做成的消毒柜在制药厂是深受欢迎的。只要不怕臭氧腐蚀的东西都可以放在柜内进行消毒。臭氧浓度可以设计的高一点。可以取得100ppm以上。 5.水的消毒灭菌 十:制药行业生产流程 药品生产对环境的洁净等级要求与药品的品种、剂型和生产特点有关。常见药品生产的典型工艺流程及环境区域划分如图1至图9。
图7 可灭菌大容量注射剂生产工艺流程框图及环境区域划分
图8 注射用无菌分装产品生产工艺流程框图及环境区域划分 图9 注射用冷冻干燥制品生产工艺流程框图及环境区域划分
十一: 臭氧在制药行业使用中的注意事项 臭氧发生器用于制药行业的加工车间和类似场所的空气灭菌和物体表面灭菌。臭氧发生器按安装形式可分为:移动式、壁挂式、手提式、箱式等。臭氧发生器在制药厂GMP车间和HVAC系统配套使用时,通常分为内置式和外置式两种。使用臭氧发生器制取臭氧的机器称为臭氧发生器,这里臭氧作为消毒剂使用。那么在使用臭氧发生器时应该注意什么呢? 1、 对人员的影响 理论研究把人员接触臭氧的浓度和时间关系划成几个区,无症状刺激区、有症状区、暂时性损害区等。无症状区的研究比效成熟,有症状区和暂时性损害区研究较少,损害区仅为理论推导。无症状区是人员离开臭氧存在的地方,回到自然环境下,所产生的反应会很快消失而没有损害。无症状区可归纳如下: a、 嗅觉灵敏的人在0.01ppm即可察觉,一般的人在0.02ppm可嗅到,嗅觉迟 钝的人在0.1 ppm,时也会明显感觉到。这种浓度对人员完全无害,且使人有所新鲜感。一般森林地区即可达0.1ppm,海边达0.05ppm。某些城市在夏天阳光充足时,浓度可达0.03-0.1ppm。我国卫生部1979年制定的《工业卫生标准》中规定,臭氧的安全标准为0.15ppm。美国标准规定,人员可在0.1ppm浓度下,工作8小时。国际臭氧协会标准规定。应用臭氧的专业室内,在0.1ppm浓度下,允许工作10小时。 b、引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm,允许接触时间在1.5小时以内。时 间长了会感到口干等不适。 c、浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽,允许接触时间为1小时。 d、浓度在4-10ppm会引起强烈咳嗽,允许接触时间为20分钟。 另有一些资料指导,臭氧浓度在0.098-0.98ppm的环境下,人接触1小时,会出现心闷、心痛、肺活量减少等症状。在5.13-9.70ppm下,人体会出现全身疼痛、麻痹,并导致肺水肿。 在冷库中应用臭氧,应与人员隔绝。要安排好臭氧和生发器的开机时间与人 员入库操作时间。不使人员在较高的浓度下,较长时间的接触臭氧。 2、 对材料的影响 虽然臭氧是一强氧化剂,但在制药业中实践证明,应用臭氧消毒没有发现设备、装置受损明显的情况
3.保证臭氧发生器气体的干燥 4、保证水冷型臭氧发生器冷却水的正常供应 6.臭氧发生器日常注意事项 ①、机器设施务必放置在无油污、空气清洁、干燥的地方职业,以延伸机器设施应用寿命。 ③、机器设施用于水处理,臭氧输出口务必接上止回阀。,(注:止回阀分正反,在没接止回阀前检验有臭氧输出,再接上止回阀,如没臭氧就证实止回阀接方向接反);避免回水进去机内,损坏机器。 ④、禁止将臭氧发生器放在消毒区内 ,为了机器的寿命安全,设施应有独自工作区,再用硅胶管将臭氧气体输送到消毒或化学反应区。 ⑦、依据消毒环境、应用请求,准确选购臭氧产生器。 ⑧、机器设施若长光阴无须务必将机内、机外壳清理清洁,放置通风干燥的地方。避免受潮破坏。 ⑨、为了避免机器受潮和更好的保护设施,每星期打开《气泵开关》或《气控开关》;关掉《浓度调和》或《臭氧开关》工作三小时以上,以整洁机内水气。 ⑩、实践证实,使用臭氧消毒防霉多年,不曾发觉设施、装置资料受损的景况
广州佳环电器技术部:李工 18520587752 2018年3月5日 |