雖然臭氧殺菌技術(shù)是近兩年才發(fā)展起來(lái)的新型殺菌技術(shù),但是其在較短的時(shí)間內(nèi)即受到廣大制藥企業(yè)的青睞。與各種傳統(tǒng)殺菌方法相比,臭氧殺菌有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):原料易得、原料成本低;擴(kuò)散性好,無(wú)死角,濃度分布均勻;殺菌能力強(qiáng);具有較好的環(huán)保性,不存在二次污染的問(wèn)題,是公認(rèn)的綠色殺菌劑。在制藥過(guò)程中,臭氧殺菌技術(shù)可被用于原材料、工器具、包裝材料的表面,水、工藝管道及容器,以及中央空調(diào)凈化系統(tǒng)等的殺菌。正是因?yàn)檫@些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),所以它成為我國(guó)GMP中被推薦的重要?dú)⒕椒ㄖ弧?/p>
用于材料表面殺菌:適用性優(yōu)于紫外線
在制藥過(guò)程中,常常要對(duì)原材料、工器具、包裝材料等進(jìn)行表面殺菌。傳統(tǒng)的方法是紫外線殺菌。用于殺菌的紫外線波長(zhǎng)在200~300納米范圍內(nèi),以波長(zhǎng)為254納米的紫外線殺菌能力最強(qiáng)。其易穿透清潔空氣和純凈水,操作方便,殺菌效果也較好。但是,利用紫外線對(duì)原材料、工器具、包裝材料的表面殺菌,其效率受許多因素的影響,從而可能導(dǎo)致殺菌不徹底。如紫外線呈直線傳播,其強(qiáng)度與距離的平方成比例地減弱,并可被不同的表面反射。紫外線只對(duì)一些微生物敏感,而對(duì)霉菌等微生物的殺菌力則較弱。在平面上,當(dāng)其輻射強(qiáng)度為通常應(yīng)用的最小強(qiáng)度2毫瓦/平方厘米時(shí),殺死枯草桿菌芽孢需1100秒,而對(duì)溶血性鏈球菌,則僅需275秒。另外,紫外線對(duì)人體照射過(guò)久會(huì)導(dǎo)致結(jié)膜炎及皮膚燒灼等。所以,若在諸如傳遞窗等要求不高的場(chǎng)合使用紫外線殺菌是可以的,但若在要求高的場(chǎng)合則遠(yuǎn)不如臭氧的效果好。由于臭氧氧化能力強(qiáng)、殺菌效果好,目前利用臭氧發(fā)生器做成的消毒柜在制藥廠應(yīng)用較多,特別是濃度為100ppm的臭氧消毒柜用于藥品原材料、工器具和包裝材料的表面殺菌,越來(lái)越被制藥廠所接受。
用于管道容器殺菌:效率優(yōu)于飽和蒸汽和乙醇
藥品品種不同,其生產(chǎn)工藝也復(fù)雜多樣,而每一條生產(chǎn)線都由許許多多的設(shè)備、容器和管道、閥門(mén)、儀表組成,要對(duì)生產(chǎn)線上每一個(gè)設(shè)備、容器、閥門(mén)、儀表以及每一根管道都進(jìn)行有效地殺菌且不留死角,確實(shí)是一件不容易的事情。目前,通常的方法有兩種,即飽和蒸汽或75%乙醇浸泡法。飽和蒸汽殺菌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)生產(chǎn)線上每一個(gè)設(shè)備、容器、閥門(mén)、儀表以及管道都?xì)⒕覜](méi)有死角,但因?yàn)轱柡驼羝歉邷?、高壓氣體,所以對(duì)設(shè)備、容器、閥門(mén)、儀表和管道的材質(zhì)要求較高,許多閥門(mén)和儀表若長(zhǎng)期受高溫、高壓影響將會(huì)導(dǎo)致靈敏度失衡。而利用75%的乙醇浸泡來(lái)進(jìn)行殺菌雖然也能達(dá)到要求,但所需的乙醇量相當(dāng)多、浸泡時(shí)間長(zhǎng)。另外,在殺菌過(guò)程中還需考慮防火、防爆。因此,這兩種方法都存在一定局限。
若用臭氧技術(shù)來(lái)代替飽和蒸汽和乙醇進(jìn)行殺菌則要省事得多。具體方法是:利用臭氧發(fā)生器和輸送泵將50ppm濃度的臭氧直接打入管道、容器等中,且保持臭氧尾氣有一定的濃度,這樣可使生產(chǎn)線上每一個(gè)設(shè)備、容器、閥門(mén)、儀表以及每一根管道都得到殺菌且沒(méi)有死角。用臭氧對(duì)管道、容器等進(jìn)行殺菌的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的:因?yàn)槌粞醢l(fā)生器可以流動(dòng)使用,對(duì)不同的容器或不同的密閉生產(chǎn)線進(jìn)行殺菌時(shí)都可以隨時(shí)進(jìn)行,其使用方便、效率很高。
用于水殺菌:應(yīng)用范圍廣
制藥廠用水的環(huán)節(jié)較多,水的種類(lèi)也較多,有醫(yī)藥用水(包括純化水、注射用水)、消毒用水、清洗用水及飲用水等。在制藥工業(yè)中對(duì)于水的殺菌歷來(lái)使用含氯的殺菌劑和熱殺菌方法,而臭氧殺菌其實(shí)也是一種很好的方法。
臭氧在水中分解時(shí)生成的新生態(tài)的氧具有強(qiáng)烈的氧化作用和分解能力,它能使水中的無(wú)機(jī)物氧化、有機(jī)物改變和完全氧化。此外,臭氧還可以起到脫色、去臭,使難分解的物質(zhì)變成容易分解的物質(zhì),改善絮凝作用和提高凈化能力等作用。因此,在制藥廠的用水處理方面,臭氧的應(yīng)用范圍很廣,它既可以用于處理原水,也可以用于處理生產(chǎn)用水,還可以處理排水。
利用臭氧對(duì)水進(jìn)行殺菌時(shí),應(yīng)將其視為一個(gè)殺菌系統(tǒng),而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的殺菌裝置。為了建立這樣一個(gè)系統(tǒng),須注意選用具有穩(wěn)定的臭氧生產(chǎn)能力的臭氧發(fā)生機(jī)。除借助小型臭氧機(jī)制造臭氧外,工業(yè)規(guī)模的臭氧發(fā)生機(jī)也是常用設(shè)備,但使用時(shí)對(duì)作為臭氧原料的空氣進(jìn)行精制處理(包括除塵、除濕)是非常重要的。一般來(lái)說(shuō),無(wú)聲放電臭氧發(fā)生機(jī)產(chǎn)生臭氧的濃度以空氣為原料時(shí)為1%~3%,以氧為原料時(shí)為2%~6%。如果精制處理過(guò)程不充分,臭氧的生產(chǎn)效率就相當(dāng)?shù)?,而且原料中的不純物還會(huì)以氮的氧化物等形式進(jìn)入臭氧水處理系統(tǒng)。
對(duì)于臭氧注入量和接觸反應(yīng)時(shí)間,要根據(jù)微生物的種類(lèi)及目標(biāo)殺菌率而定。為了使臭氧殺菌可靠而徹底,監(jiān)測(cè)臭氧的注入濃度和臭氧的溶解度非常重要。另外,在水的殺菌過(guò)程中,不可避免地要將臭氧排到系統(tǒng)之外,所以必須同時(shí)進(jìn)行除害處理,使排出的臭氧量在允許濃度范圍之內(nèi)。
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臭氧(O3)分子由三個(gè)氧原子組成,在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,很快自行分解成氧氣(O2)和單個(gè)氧原子(O)。單個(gè)氧原子具有很強(qiáng)的活性,對(duì)細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用。臭氧可氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的酶,從而破壞細(xì)胞膜,將細(xì)菌殺死。多余的氧原子則會(huì)自行重新結(jié)合成為氧氣(O2)。在這一過(guò)程中不產(chǎn)生有毒殘留物,故臭氧被稱(chēng)為“無(wú)污染殺菌劑”。它不但對(duì)大腸桿菌、綠膿桿菌及雜菌等有消毒能力,而且對(duì)霉菌也很有效。
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