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杀菌效率高 臭氧杀菌技术成“新宠”
2006年7月26日 14:20  来源:中国医药报

    虽然臭氧杀菌技术是近两年才发展起来的新型杀菌技术,但是其在较短的时间内即受到广大制药企业的青睐。与各种传统杀菌方法相比,臭氧杀菌有许多独特的优点:原料易得、原料成本低;扩散性好,无死角,浓度分均匀;杀菌能力强;具有较好的环保性,不存在二次污染的问题,是公认的绿色杀菌剂。在制药过程中,臭氧杀菌技术可被用于原材料、工器具、包装材料面,水、工艺管道及容器,以及中央空调净化系统等的杀菌。正是因为这些独特的优点,所以它成为我国GMP中被推荐的重要杀菌方法之一。

    用于材料表面杀菌:适用性优于紫外线在制药过程中,常常要对原材料、工器具、包装材料等进行表面杀菌。传统的方法是紫外线杀菌。用于杀菌的紫外线波长在200~300纳米范围内,以波长为254纳米的紫外线杀菌能力最强。其易穿透清洁空气和纯净水,操作方便,杀菌效果也较好。但是,利用紫外线对原材料、工器具、包装材料的表面杀菌,其效率受许多因素的影响,从而可能导致杀菌不彻底。如紫外线呈直线传播,其强度与距离的平方成比例地减弱,并可被不同的表面反射。紫外线只对一些微生物敏感,而对霉菌等微生物的杀菌力则较弱。在平面上,当其辐射强度为通常应用的最小强度2毫瓦/平方厘米时,杀死枯草杆菌芽孢需1100秒,而对溶血性链球菌,则仅需275秒。另外,紫外线对人体照射过久会导致结膜炎及皮肤烧灼等。所以,若在诸如传递窗等要求不高的场合使用紫外线杀菌是可以的,但若在要求高的场合则远不如臭氧的效果好。由于臭氧氧化能力强、杀菌效果好,目前利用臭氧发生器做成的消毒柜在制药厂应用较多,特别是浓度为100ppm的臭氧消毒柜用于药品原材料、工器具和包装材料的表面杀菌,越来越被制药厂所接受。

    用于管道容器杀菌:效率优于饱和蒸汽和乙醇药品品种不同,其生产工艺也复杂多样,而每一条生产线都由许许多多的设备、容器和管道、阀门、仪表组成,要对生产线上每一个设备、容器、阀门、仪表以及每一根管道都进行有效地杀菌且不留死角,确实是一件不容易的事情。目前,通常的方法有两种,即饱和蒸汽或75%乙醇浸泡法。饱和蒸汽杀菌技术的优点是可以对生产线上每一个设备、容器、阀门、仪表以及管道都杀菌且没有死角,但因为饱和蒸汽是高温、高压气体,所以对设备、容器、阀门、仪表和管道的材质要求较高,许多阀门和仪表若长期受高温、高压影响将会导致灵敏度失衡。而利用75%的乙醇浸泡来进行杀菌虽然也能达到要求,但所需的乙醇量相当多、浸泡时间长。另外,在杀菌过程中还需考虑防火防爆。因此,这两种方法都存在一定局限。

    若用臭氧技术来代替饱和蒸汽和乙醇进行杀菌则要省事得多。具体方法是:利用臭氧发生器和输送将50ppm浓度的臭氧直接打入管道、容器等中,且保持臭氧尾气有一定的浓度,这样可使生产线上每一个设备、容器、阀门、仪表以及每一根管道都得到杀菌且没有死角。用臭氧对管道、容器等进行杀菌的优点是非常明显的:因为臭氧发生器可以流动使用,对不同的容器或不同的密闭生产线进行杀菌时都可以随时进行,其使用方便、效率很高。

    用于水杀菌:应用范围广制药厂用水的环节较多,水的种类也较多,有医药用水(包括纯化水、注射用水)、消毒用水、清洗用水及饮用水等。在制药工业中对于水的杀菌历来使用含氯的杀菌剂和热杀菌方法,而臭氧杀菌其实也是一种很好的方法。臭氧在水中分解时生成的新生态的氧具有强烈的氧化作用和分解能力,它能使水中的无机物氧化、有机物改变和完全氧化。此外,臭氧还可以起到脱色、去臭,使难分解的物质变成容易分解的物质,改善絮凝作用和提高净化能力等作用。因此,在制药厂的用水处理方面,臭氧的应用范围很广,它既可以用于处理原水,也可以用于处理生产用水,还可以处理排水。

    利用臭氧对水进行杀菌时,应将其视为一个杀菌系统,而不是一个简单的杀菌装置。为了建立这样一个系统,须注意选用具有稳定的臭氧生产能力的臭氧发生机。除借助小型臭氧机制造臭氧外,工业规模的臭氧发生机也是常用设备,但使用时对作为臭氧原料的空气进行精制处理(包括除尘、除湿)是非常重要的。一般来说,无声放电臭氧发生机产生臭氧的浓度以空气为原料时为1%~3%,以氧为原料时为2%~6%。如果精制处理过程不充分,臭氧的生产效率就相当低,而且原料中的不纯物还会以氮的氧化物等形式进入臭氧水处理系统。对于臭氧注入量和接触反应时间,要根据微生物的种类及目标杀菌率而定。为了使臭氧杀菌可靠而彻底,监测臭氧的注入浓度和臭氧的溶解度非常重要。另外,在水的杀菌过程中,不可避免地要将臭氧排到系统之外,所以必须同时进行除害处理,使排出的臭氧量在允许浓度范围之内。

    臭氧(O3)分子由三个氧原子组成,在常温、常压下分子结构不稳定,很快自行分解成氧气(O2)和单个氧原子(O)。单个氧原子具有很强的活性,对细菌有极强的氧化作用。臭氧可氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶,从而破坏细胞膜,将细菌杀死。多余的氧原子则会自行重新结合成为氧气(O2)。在这一过程中不产生有毒残留物,故臭氧被称为“无污染杀菌剂”。它不但对大肠杆菌、绿脓杆菌及杂菌等有消毒能力,而且对霉菌也很有效。

 
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