過熱水滅菌、純蒸汽滅菌、臭氧滅菌的注意事項
【天津純水設備http://m.joeyzone.cn】制藥用水在藥品生產和生物技術領域應用廣泛，純化水與注射用水的質量直接影響著藥品的生產質量。中國、歐盟和美國藥典對制藥用水的微生物限度有著嚴格的要求，其中純化水的微生物限度為不超過100CFU/ml；高純水和注射用水的微生物限度為不超過10CFU/100ml。2010版藥品生產質量管理規(guī)范（GMP）要求：純化水、注射用水的制備、儲存和分配應能防止微生物的滋生。
制藥用水儲存與分配系統會不斷滋生微生物，掌握純化水和注射用水系統的細菌生長規(guī)律將有助于企業(yè)合理確認制藥用水系統的消毒或滅菌周期。制藥用水系統中微生物負荷發(fā)展的趨勢可由“細菌生長曲線”（圖1）間接反映，它是將少量的單細胞微生物純種接種到一定容積的液體培養(yǎng)基后，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時取樣測定細胞數量繪制而成的一條曲線，該曲線以細胞增長數目的對數為縱坐標，以培養(yǎng)時間為橫坐標。
高溫對微生物有明顯的致死作用，不同類型的微生物對高溫的抵抗力不同，當環(huán)境溫度超過微生物生長的最高溫度范圍時，微生物很容易死亡；超過的溫度越多，或在高溫條件下滅菌時間越長，微生物死亡的越快。
為保證純化水和注射用水的質量始終符合藥典的微生物限度要求，制藥用水儲存與分配系統需實現定期消毒或滅菌，以便有效降低整個系統的微生物荷載。世界衛(wèi)生組織藥品標準專家委員會在2012年技術報告《附錄二 制藥用水系統》中規(guī)定：為抑制微生物的增長，過熱水與純蒸汽可用于系統的周期性的消毒或滅菌。(The growth of microorganisms can be inhibited by sterilizing or sanitizing the system periodically using superheated hot water or clean steam.)
過熱水滅菌是一種典型的熱力滅菌法，其原理是利用高溫高壓的過熱水進行滅菌處理，可殺滅微生物，包括細菌繁殖體、真菌、原蟲、藻類、病毒和抵抗力更強的細菌芽孢。與純蒸汽滅菌一樣，過熱水滅菌可引起細胞膜的結構變化、酶鈍化以及蛋白質凝固，從而使細胞發(fā)生死亡。圖2為注射用水儲存與分配系統采用過熱水滅菌時典型的工藝示意圖。
制藥用水分配系統推薦采用專業(yè)的三維設計軟件進行框架模塊化設計并指導組裝。模塊化設計有可利于實現工廠性能測試（FAT）、節(jié)省占地面積、美觀大方且便于操作，完全符合美國ASME BPE的設計理念。制藥用水過熱水滅菌的分配框架系統主要由如下元器件組成：帶變頻控制的輸送泵、換熱器及其加熱/冷卻調節(jié)裝置、取樣閥、隔膜閥、管道管件、溫度傳感器、壓力傳感器、電導率傳感器、TOC在線監(jiān)測儀器、備壓閥及其配套的集成控制系統（含控制柜、I/O模塊、觸摸屏、有紙記錄儀等），圖3是一個典型的過熱水滅菌分配框架系統。
注射用水儲存與分配系統的過熱水滅菌程序主要分為四個階段（圖4）：（a）注水階段：在罐體內注入一定體積的注射用水，一般以30%~40%罐體液位為宜；（b）加熱階段：啟動循環(huán)系統，利用雙板管式換熱器將儲存與分配系統中的注射用水從80度加熱到121度；（c）滅菌階段： 121度溫度下維持30min，并確保罐體溫度、回水管網溫度和呼吸器滅菌溫度均需達到121度才能開始計時； （d）冷卻階段：開啟冷卻水控制程序，循環(huán)注射用水按預定速度降溫至設定溫度。
圖4 過熱水滅菌時溫度/壓力與時間的變化曲線
與純蒸汽滅菌相比，過熱水滅菌有如下優(yōu)點：（1）采用工業(yè)蒸汽為熱源，無需另外制備純蒸汽；（2）滅菌過程中，無需考慮最低點冷凝水的排放問題，高壓過熱水循環(huán)流經整個系統，不會發(fā)生冷凝水排放不及時引起的滅菌死角；（3）采用注射用水系統已有的維持80度高溫循環(huán)用雙板管式換熱器進行系統升溫，節(jié)省項目投資且操作非常方便；（4）當系統用點較多或冷用點采用全自動sub-loop設計時，過熱水消毒優(yōu)勢更加明顯；（5）過熱水滅菌時，注射用水罐體內氣相為高壓飽和純蒸汽，可有效實現注射用水儲罐呼吸器的在線滅菌。
“氣蝕現象”是過熱水滅菌時經常發(fā)生的一種工程現象，其主要特征為泵腔內葉輪發(fā)生空轉并發(fā)出巨大的“嗡嗡”聲。“氣蝕現象”的危害非常大，在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，經過一段時期之后，金屬就會產生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之應力更加集中，葉片出現裂縫和剝落。誘導輪（圖5）可有效預防注射用水儲存與分配系統發(fā)生“氣蝕現象”，它是一種安裝于泵軸前端類似螺旋槳的裝置。
當前，現代工業(yè)大發(fā)展提出越來越苛刻的節(jié)能、環(huán)保、等要求，體現當代科學技術水平的制藥用水產品進入一個發(fā)展的歷史新時期。過熱水滅菌法已成為制藥行業(yè)非常成熟的熱力滅菌法，隨著我國新版GMP和新版藥典的正式頒布，我國制藥行業(yè)對制藥用水系統設計、安裝和水質質量等方面的要求更加嚴格，過熱水滅菌法將在國內制藥用水系統中得到更加廣泛地推廣和應用。
需要注意的是，在制藥用水系統滅菌環(huán)節(jié)中，過熱水滅菌雖然比純蒸汽滅菌更加方便、經濟，但如果企業(yè)有更高的節(jié)能與措施需求是，連續(xù)循環(huán)的臭氧滅菌系統設計不失為另外一個的選擇。北京純水設備，天津水處理設備，天津去離子水設備。醫(yī)院用純化水設備 實驗室純水設備，醫(yī)用GMP純化水設備。
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