臭氧消毒方式在医药行业洁净室中的应用_范国才

比m%×(iW2-iN);

(5)若点C2和点S不在等湿线上,如图4所示,新风处理点需作如下调整:过C2作直线C1C2平行于直线W1W2,过S作垂直线与C1C2相交于C2'。对于带自动控制的除湿机,实际过程中干燥处理点为W2',新回风混合点为C2'。

预冷器冷量Q1=新风量(m3/h)×1.2×焓差(iW-iW1)(KJ/kg干空气)/3600KW空调器再冷量Q2=总风量(m3/h)×1.2×焓差

(iC2-iS)(KJ/kg干空气)/3600KW如果点C2'在C1C2的延长线上则表示须选较大的干燥机,可按新风量的3/2重新选型,按干燥机2/3名义处理风量重新查性能曲线计算。

对于室内湿负荷特别大或要求的湿度特别低(如20～30%)的房间,干燥机的名义风量常大于新风量。

收稿日期:2000-04-12

臭氧消毒方式在医药行业洁净室中的应用

东北制药总厂(110026)　范国才　路永强　刘卫兵

1　概述

臭氧分子式O3,分子量48.00;是的同素异形体,由三个氧原子构成。臭氧是一种强

氧化剂,其氧化还原电位仅次于氟,居第二位。臭氧在一定浓度条件下能与细菌、病毒等微生物产生生物化学氧化反应,从而决定臭氧具有很强的灭菌能力。臭氧有很高的能量,所以很不稳定,在常温、常压下分子结构易变,很快自行分解为氧(O2)和单个氧原子(O)。后者具有很强的活性,对细菌、病毒等微生物有极强的氧化作用。

科学研究表明,臭氧具有强烈的杀菌消毒作用。它的灭菌机制及过程,类属于生物化学氧化反应。臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶。也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糠核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏。还可以渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶解死亡。并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原(内毒素)等溶解变性死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。应用臭氧作灭菌剂是属于溶菌,即可以达到“彻底、永久地消灭物体内部所有微生物”———灭菌。2　臭氧消毒的特点

在制药工艺中,为对无菌生产区域环境的微生物进行有效的控制,需要选择适宜的消毒方式,杀灭静态环境内空气中、建筑物和设备表面的杂菌。过去对洁净室的消毒灭菌

的常规方法有紫外灯照射,过氧乙酸、甲醛、环氧乙烷等气体薰蒸、消毒剂喷洒、高温杀灭等。但是,常规的消毒灭菌方法有诸多缺点,如应用紫外线照射法,采用的紫外线灯管随使用时间的增加而减退,因而杀菌能力也不·118·医药工程设计杂志　PharmaceuticalEngineeringDesingn2000,21(3)

断减退;紫外线穿透力极弱,而且有死角,杀菌作用随菌种不同而不同;同时湿度对灭菌效果影响也很大。采用化学药剂薰蒸和消毒剂喷洒,作用周期长,使空调净化系统非生产

长时间运行,造成能耗增加。同时,化学药剂薰蒸会或多或少存在二次污染问题。如甲醛薰蒸,会出现多聚甲醛聚合物(白色粉末)附着在洁净室围护结构和设备表面上。一般在消毒后的几天内,其悬浮粒子数会增加,甲醛聚合物也逐渐解聚成游甲醛,对作业人员产生危害。另一方面,化学药剂薰蒸由于不能天天进行,而微生物污染源———人与物却天天要进出洁净室,其带入的微生物不能完全靠清场打扫卫生和一般消毒剂擦拭和喷洒来解决,会出现微生物随时间的延长而增加的情况。

《GMP验证指南》在消毒种类中推荐臭氧消毒灭菌方法。它与常规的消毒灭菌方法相比具有如下特点:

(1)高效性:臭氧消毒是以空气为原料,不需要其他任何辅助材料和添加剂。工作时产生一定量的臭氧,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的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。另外,它的灭菌谱广,即可杀灭细菌繁殖体、芽胞、甲乙型肝炎病毒、真菌和原虫胞体等多种病毒,还可以破坏肉毒杆菌的毒素及立克次氏体等,同时还具有很强的除霉、腥、臭等有机异味的功能。

(2)高洁净性:臭氧快速自然分解为氧的特性,是臭氧用作消毒灭菌剂的独特优点。臭氧氧化灭菌过程中,多余氧原子[O]在30分钟后,又结合成氧分子[O2],不存在任何有毒残留物,既解决了二次污染问题,同时省去消毒结束后的再次清洁。

(3)操作简洁:灭菌时,直接将臭氧发生器置于洁净室内或空气净化系统中。根据通过验证的灭菌时间,设置定时器开机即可。操作使用特别方便,运行费用也很低。3　臭氧消毒灭菌器的选型安装和使用我们选择的臭氧消毒器为安装在空调净化系统内的型式,这种型式的臭氧发生器在对洁净室消毒的同时,对整个空调净化系统也进行了消毒。具有更多的灭菌优势,在灭菌能力上,有“空气灭菌”和“物体表面灭菌”二种参数,二者处理空间体积相差三倍。洁净室消毒不仅对空气而且对洁净室围护结构和设备表面都要进行消毒,“物体表面灭菌”这一参数作为选择设备能比“空气灭菌”参数更能满足洁净室消毒要求。

臭氧发生器的安装位置主要有三种:总回风管道内、总送风管道内和空调机组中。

装在空调机组中需增加工作段,臭氧发生器会受到机组调温、调湿的影响,由于臭氧发生器体积不大,不可能象表冷器那样布满空调机组的整个截面迫使气流从中穿过,因而容易出现气流不通过或少通过臭氧发生器的现象,这样会导致臭氧不能及时传递出去,而收不到良好的灭菌效果。同样,臭氧管工作时发生的热量不能及时传递出去也容易导致臭氧发生管积热损坏。

我们的臭氧发生器安装在空调机组的总回风管道上。消毒时,相应关闭新风进口和回风排放阀门,使整个被消毒的洁净室空气通过净化系统风道形成内循环状,这样发生的臭氧通过循环风带出,从而达到消毒灭菌的效果,并且使发生臭氧时产生的热量可经空调机组调温来抵消。

臭氧消毒灭菌时间,按GMP对洁净室的菌落数要求,通过验证检查细菌数来确定,然后设置定时开机即可。在消毒的频次上,由于臭氧灭菌和臭氧还原可在2小时内完成,而化学药剂薰蒸与置换需要较长时间,这样可以将化学药剂的定期消毒改为每班当日医药工程设计杂志　PharmaceuticalEngineeringDesingn2000,21(3)·119·

用臭氧消毒一次,即每日班前提前2小时,将空调机组和臭氧发生器开启,进行微生物灭菌和空气自净除尘。在非生产班次,空调机组全部停下来,即不用值班风机维持正压。实践证明,这种开停运行方式,洁净室的洁净度和微生物浓度完全符合GMP要求。4　臭氧消毒灭菌经济效益分析

(1)臭氧消毒代替化学试剂薰蒸灭菌,实现了洁净室空调系统节能。

GMP实施指南(1992)第十章中10.1.3款要求“洁净度100组、10000级区域的空调宜连续运行,非连续运行的洁净室,可根据工艺生产要求,在非生产班次时,空调系统宜作值班运行,使室内保持正压并防止室内结露。”为保证洁净度,一般空调是连续运转的,这样两班作业就有一班、一班作业就有两班空调是在空运转,白白浪费能源。若非作业班空调全部停下来,不维持正压,洁净室会受到悬浮粒子和微生物污染,尘埃粒子可以通过空调净化系统自净来解决,但天天要进行化学药剂薰蒸灭菌是不现实的。用臭氧对洁净室进行消毒灭菌,就可以在无菌室不作业时,将空调机组全部停止运行,待再次开车前1.5小时左右,开风机消毒灭菌置换空气即可。由于臭氧消毒器的运行费用很低,如1000m2无菌室灭菌一次,耗电量仅为1.5kW/h,实现了洁净室的节能。

以某产品空调系统为例:其A系统送风量为40000m/h,风机功率为30kW;B系统送风量为20000m3/h,风机功率为18.5kW;整个排风系统风量为8000m3/h,功率为9.5kW;自循环风机功率为3.5kW,合计总功率为61.5kW。该产品生产按12小时设计,采用臭氧消毒,每天至少减少风机运行时间10小时,以每月生产27天消毒3天,其中2天开风机,这样按每年生产11个月计,可节电:3

61.5×10×27×11=182655kWh61.5×24×2×11=32472kWh全年总共节电:

182655+32472=215127kWh,电价为0.6元/kWh

全年节约电费:

215127×0.6=129076.20元

(2)节约消毒剂,减轻劳动强度,同时解决了消毒剂易燃易爆问题。

目前生产中,作业前对洁净室表面包括设备都用75%乙醇、消毒剂(来苏儿、新吉尔灭)消毒,每月大消毒用1,3一丙二醇。每天用75%乙醇以501计算,全年用乙醇(折纯)的量为:

50×75%×27×11×=11137.51

乙醇(100%)的单价为:4.00/1元,那么全年节约乙醇价值为:

11137.5×4.00=44550.00元每天用两瓶来苏儿,每瓶7.00元,全年节约来苏儿价值为:

2×7.00×27×14=4158.00元每月用4瓶1,3一丙二醇,每瓶17.00元,全年节约1,3一丙二醇价值为:

4×17.00×11=748.00元

全年总共节约消毒剂价值为:49456.00元。(3)由于采用臭氧消毒,可以避免化学药剂薰蒸产生的二次污染问题,而且对空气过滤器有疏导作用,这样,就会延长过滤器尤其是高效过滤器的使用寿命。(4)取消每月一次的大消毒,可延长生产周期。

(5)对上述空调系统采用4台臭氧消毒器,就完全满足生产要求。4台设备的价值为:71280.00元。

那么以臭氧代替消毒剂用于洁净室消毒灭菌全年可节约价值:

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发与促进粉炭为炼油厂与染料化工厂等含油废水、含盐有色废水处理配套服务技术。粉炭再生经济效益高,投资不大,能为社会提供大量就业机会,利国利民。

参考文献

1　沈善明等.废粉末活性炭的再生与利用.医药设

计.1980,(6):27

2　沈善明等.粉末活性炭热再生.上海环境科学.

1984,3(4):6

3　沈善明等.论颗粉活性炭热再生的节能.化工环

保.1985,5(2):40

4　铃木基之.粉末活性炭的热再生.工业用水(日).1976,35(2):248

5　铃木基之.颗粒少性炭的热再生.化学工学(日).1976,40(8):256

6　高木均.湿式催化氧化法再生废粉末活性炭.水

处理技术(日).1979,20(1):45

收稿日期:1999-12-03

(上接第119页)

129076.20+49456.00-71820.00=106712.20元

5　结论

臭氧消毒用于医药行业洁净室,不但能满足生产要求,保持良好的工作环境,而且会产生可观的经济效益。

参考文献

1　国家医药管理局推行GMP、GSP委员会编.《药

品生产验证指南》.中国医药科技出版社,19962　[美]费里德里克·卡利登·艾盖洛柯编.上海医药行业协会译:《无菌制药工业的验证》.上海科学普及出版社,1999

3　中国医药工业公司,中国化学制药工业协会.《药品生产管理规范(GMP)实施指南》.企业管理出版社,1992

收稿日期:2000-04-17

(上接第127页)

总体规模过大导致净化区面积投资大,运行成本过高,因而在改建时,兼顾当前生产规模的梯阶上升过程,适当预留一部分厂房面积待需要时作扩充,而不必将发展能力完全在设备、生产线上全部安排。在产能提高方面应综合考虑:①从增加生产班次,可提高产量;②改造设备、工艺来提高产量;③增加局部生产设备提高产量;④增加生产线提高产量。具体操作应根据产品品种、市场发展、投资实力来确定合适的发展生产能力的方式。

以上一些观点是笔者在近期几个改造项目实际操作运行中的一些体会,作为老厂

GMP改造而言,既要将生产车间按GMP要求改造并在生产规模能力上有所提高,又能在多品种、生产之间能够灵活地安排大小产量的搭配,而改造投资费用又能有效地控制、工艺生产路线得以稳定延续和发展,这将是成功的保证。

作为工程设计人员而言,充分考虑这些因素来综合规划设计方案,确定布置、设备方案,将有助于企业实施GMP改造,充分利用接触项目多,取经验避教训,为众多的改造企业提供更为良好的工作设计服务。

收稿日期:2000-05-12