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臭氧發(fā)生器 在藥品中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2023-04-26 00:00:00   點(diǎn)擊次數(shù):1873次

    臭氧發(fā)生器在藥品中的應(yīng)用

 

 


一、概述

目前,在我國(guó)瓶裝飲用水市場(chǎng)上,主要有礦泉水和純凈水兩種飲用水。在飲料市場(chǎng)上,各種飲料的主要成分均為水,稱為飲料用水。在此,就礦泉水和純凈水兩種飲用水及飲料用水的消毒殺菌工藝做以概述。

在水質(zhì)處理過(guò)程中,大部分微生物已被去除,但即使是采用微濾、超濾等方法處理水時(shí),水中的細(xì)菌物質(zhì)也不能全被去除。而一般的水質(zhì)處理方法更不能除盡微生物。為確保產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)合格,保證消費(fèi)者的健康,在制造飲料,特別是制造碳酸飲料、礦泉水、純凈水以及包裝后不再進(jìn)行二次滅菌的果汁飲料時(shí),必須對(duì)水進(jìn)行消毒處理,并要注意貯罐、管道、閥門等衛(wèi)生狀態(tài),防止對(duì)水產(chǎn)生二次污染。

水消毒的目的是殺滅水中的致病菌,并使水中的細(xì)菌含量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。

二、 臭氧發(fā)生器 消毒原理

臭氧消毒的原理是臭氧在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生氧化能力*的單原子氧(O)和羥基(OH),瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。羥基(OH)是強(qiáng)氧化劑、催化劑,可使有機(jī)物發(fā)生連鎖反應(yīng),反應(yīng)十分迅速。羥基(OH)對(duì)各種致病微生物有*的殺滅作用。單原子氧(O)也具有強(qiáng)氧化能力,對(duì)頑強(qiáng)的微生物如病毒、芽孢等有強(qiáng)大的殺傷力。

三、比較

自來(lái)水等飲用水在我國(guó)目前普遍使用氯劑消毒。而使用氯法有嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題存在。1973年起,荷蘭、加拿大、美國(guó)等國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)用氯消毒后的自來(lái)水中會(huì)產(chǎn)生鹵代有機(jī)物(氯仿、氯胺等),經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明有致癌危險(xiǎn)。況且氯消毒易受溫度和PH值影響。余氯還會(huì)影響飲用水的口感,特別對(duì)于飲料用水,余氯會(huì)使碳酸飲料等飲料制品產(chǎn)生氯的臭味,并使飲料中的色素發(fā)生氧化,影響產(chǎn)品質(zhì)量。

采用紫外消毒時(shí),不同的對(duì)像菌致死所需的照射能量差異較大,另一方面原水水質(zhì)對(duì)紫外殺菌效果也有影響,紫外線因在水中的穿透能力有限而難以達(dá)到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那樣維持消毒效果。

臭氧具有比氯更強(qiáng)的氧化消毒能力,不但可以較*地殺菌消毒,而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機(jī)物等雜質(zhì),如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機(jī)磷、有機(jī)氯、氰化物等,還可以使水除臭脫色,從而達(dá)到凈化水的目的。臭氧適應(yīng)能力強(qiáng),受水溫、PH值影響較小。臭氧適應(yīng)范圍廣,不受菌種限制,殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣,不會(huì)產(chǎn)生二次污染。臭氧處理后的水無(wú)色無(wú)臭,口感好,能改善飲用水品質(zhì)。

故此,為了提高瓶裝飲用水的質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期,瓶裝水協(xié)會(huì)(IBWA)建議采用臭氧處理。在臭氧處理前,瓶裝水一般用反滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機(jī)物,降低臭氧的用量。

四、工藝流程
礦泉水的生產(chǎn)工藝流程:

純凈水的生產(chǎn)工藝流程:

飲料用水的工藝流程根據(jù)不同飲料的要求而定。

五、臭氧消毒系統(tǒng)的參數(shù)選擇

1. 消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
臭氧投加量為1-5mg/L , 接觸時(shí)間為4-10min,保持0.1-1mg/L剩余臭氧濃度。

2.主要設(shè)備的選擇
a
.臭氧發(fā)生器
臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量及臭氧投加量來(lái)確定。
W = 0.001×Q×P
W ---
臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量(g/h
Q ---
設(shè)計(jì)水量(L/h
P ---
臭氧投加量,一般采用1-5mg/L
0.001 ---
單位換算系數(shù)
b
.接觸氧化罐
接觸氧化罐的尺寸應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量及流速來(lái)確定。
S = Q/V
S ---
罐體截面積(m2
V ---
流速,一般采用8-10m/h
D =
4S/3.141/2
D ---
罐體直徑(m
罐體高度的確定:
H = V×t + 0.2
H---
罐體高度(m
t ---
接觸時(shí)間,一般采用4-10min
0.2 ---
布水空間高度(m

六、安裝運(yùn)行

臭氧發(fā)生器一般采用噴射投加方式,即全部或部分水流與臭氧通過(guò)噴射器混合后進(jìn)入接觸反應(yīng)罐。連接水路和氣路。保持臭氧發(fā)生器進(jìn)氣口與大氣相通。開啟水泵。調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門,調(diào)氣量開關(guān)在zui大位置。調(diào)節(jié)水射器旁的水壓調(diào)節(jié)閥,使臭氧發(fā)生器進(jìn)氣口與氣瓶連接,調(diào)節(jié)氣瓶減壓閥。接好電源線,按電源開關(guān),調(diào)功率調(diào)節(jié)開關(guān)至zui大。工作20分鐘后,用水中臭氧濃度檢測(cè)儀檢查出水口臭氧濃度,應(yīng)約為0.4mg/L

七、設(shè)計(jì)舉例

某純凈水廠消毒工藝設(shè)計(jì)流量為10m3/h,選擇臭氧發(fā)生器及接觸氧化罐。
解:設(shè)臭氧投加量為2mg/L,則
W = 0.001×Q×P = 0.001×10×1000×2 = 20g/h
設(shè)罐內(nèi)流速為10m/h
S = Q/V = 10/10 = 1m
D =
4×1/3.141/2 = 1.13 m
取罐體直徑為1.15m
H = V×t + 0.2 = 10×10/60 + 0.2 = 1.87m
取罐體高度為1.90m
即罐體尺寸為D×H =φ1150×1900mm

臭氧滅菌在藥品生產(chǎn)上的應(yīng)用

1、傳統(tǒng)滅菌方法的缺陷和臭氧滅菌的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的滅菌方法主要有三種:一是紫外線滅菌,二是試劑滅菌,三是加熱滅菌。這些方法已被人們習(xí)慣使用,其安全性可靠性已被長(zhǎng)期的實(shí)踐所確認(rèn),人們對(duì)它們放心。但是任何事情都有一分為二的它們也有各自的缺陷。

紫外線以光波輻射作用殺菌,光波為直線傳播,其照射強(qiáng)度與距離平方成反比,只有照射到的位置且達(dá)到照射標(biāo)準(zhǔn)才有殺菌效果。并且所有紫外燈的殺菌能力隨使用時(shí)間的增加而減弱。紫外線滅菌的主要問(wèn)題在于:它穿透能力小,在紫外線照射不到的地方,消毒效果不好;其殺菌能力隨著使用時(shí)間的增加而減小,而且燈管壽命短,更換過(guò)于頻繁,運(yùn)行費(fèi)用高。

化學(xué)試劑滅菌,藥味大,不能自然排出,需要空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間置換新風(fēng),從而增加了能耗。同時(shí)也存在二次污染的問(wèn)題,剩余的藥物直接排入大氣,造成對(duì)周圍環(huán)境的污染.如甲醛熏蒸,操作麻煩,熏蒸時(shí)間長(zhǎng),有二次污染物,對(duì)人體有一定的危害。做一次甲熏蒸需8個(gè)小時(shí),殘留物附著潔凈的墻壁上和設(shè)備的表面上,需要擦除。在消毒后的幾天內(nèi),其懸浮粒子數(shù)會(huì)增加。而且要求風(fēng)管為不銹鋼管,這也增加了一次性投資費(fèi)用。

加熱滅菌包括干熱和濕熱,其缺點(diǎn)是溫度高,能耗大,有的物品如原材料,儀器儀表,塑料制品等就不宜加熱。

以上三種滅菌方法的弊端是客觀存在,但在沒(méi)有更好的方法替代之前,人們還只好用它。如果能夠做到充分發(fā)揮臭氧的優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)上述方法的缺點(diǎn),就為臭氧滅菌進(jìn)入藥品生產(chǎn)開辟了通道。

臭氧消毒滅菌有它許多*的優(yōu)點(diǎn):
較高的擴(kuò)散性:臭氧為氣體,擴(kuò)散性好,*,濃度分布均勻。
殺菌能力強(qiáng):臭氧殺菌能力與過(guò)氧乙酸相當(dāng),高于其它消毒劑。
廣譜性:適合多種致病微生物,對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌及甲乙型肝炎病毒、真菌等多種微生物均有很好的殺滅作用。
原料易得:臭氧制備是利用我們周圍的大氣制取,不需儲(chǔ)藏設(shè)施,節(jié)省原料儲(chǔ)儲(chǔ)所需的占地面積。
環(huán)保性:臭氧能快速分解成氧氣和單原子氧,單原子氧又可自身結(jié)合成氧分子,故沒(méi)有二次污染的問(wèn)題。被*為是綠色消毒劑。

附:在我國(guó)的GMP驗(yàn)證中,對(duì)臭氧有一段全面的介紹:
科學(xué)研究表明,臭氧具有強(qiáng)烈的殺菌作用
臭氧(O3)的消毒原理是:臭氧在常溫、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);后者具有很強(qiáng)的活性,對(duì)細(xì)菌有*的氧化作用,臭氧氧化分解了細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的酶,從而破壞其細(xì)胞膜,將它殺死,多余的氧原子則會(huì)自行重新結(jié)合成為普通氧原子(O2),不存在任何有毒殘留物,故稱無(wú)污染消毒劑,它不但對(duì)各種細(xì)菌(包括肝炎病毒,大腸桿菌,綠濃桿菌及雜菌等)有*的殺滅能力,而且對(duì)殺死霉素也很有效。
另外在我國(guó)衛(wèi)生部1991年頒布的消毒技術(shù)規(guī)范中。對(duì)臭氧的殺菌作用,使用范圍及使用方法都有明確的規(guī)定。其中對(duì)臭氧的殺菌作用作了明確的肯定:“4.12.2殺菌作用:臭氧是一種廣譜殺菌劑,可殺滅細(xì)菌霉體和芽胞,病毒、真菌等,可破壞肉毒桿菌毒素。臭氧在水中的殺菌速度比氯快。
以上這些都是我們國(guó)家的法規(guī),充分說(shuō)明了臭氧滅菌的原理和特點(diǎn),它既是制藥廠選用臭氧滅菌工藝的依據(jù),也是臭氧發(fā)生器制造工廠制造臭氧發(fā)生器的強(qiáng)大推動(dòng)力。

2、藥品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍

盡管在我國(guó)的GMP驗(yàn)證中早已推薦了臭氧滅菌方法,但臭氧在藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用是在近二年才開始熱起來(lái)。用得比較成功的有以下幾個(gè)方面:

(一)容器的消毒滅菌
在藥品生產(chǎn)中,壇壇罐罐用得很多,分別用管道閥門,儀表連接起來(lái),組成一個(gè)生產(chǎn)單元。對(duì)它的消毒,傳統(tǒng)方法中比較好的是用酒精浸泡。反應(yīng)罐,貯存罐小的一噸半噸,大的十噸幾十噸,都要灌滿酒精,酒精用量之多可想而知。消毒完畢后,再將酒精放掉,但在轉(zhuǎn)彎抹角處,儀表閥門的接頭處,還會(huì)有酒精的殘留,去除這些殘留酒精,要用氮?dú)獯担钡酱蹈蔀橹埂>凭昧慷啵緯r(shí)間長(zhǎng),操作過(guò)程復(fù)雜。用高壓蒸汽也存在同樣的問(wèn)題,都很費(fèi)力。
現(xiàn)在用臭氧消毒技術(shù)來(lái)代替,相對(duì)來(lái)說(shuō)要省事得多。具體方法是:將高濃度的臭氧直接打入管道容器,保持臭氧尾氣有一定的濃度,就可以達(dá)到消毒滅菌的要求。因?yàn)槭菍?duì)管道容器進(jìn)行內(nèi)表層的消毒,所以臭氧濃度用的高一點(diǎn),我們的設(shè)計(jì)濃度大于50ppm
用臭氧對(duì)管道容器做消毒滅菌的優(yōu)點(diǎn)非常明顯,臭氧發(fā)生器可以流動(dòng)使用,對(duì)不同的罐進(jìn)行消毒,每個(gè)生產(chǎn)單元在每次換料前,都可以及時(shí)得到消毒,使用效率很高,很方便,不要用那么多的酒精,不要用氮?dú)猓膊灰酶邏赫羝K栽谥扑帍S就能夠得到推廣。

(二)中央空調(diào)凈化系統(tǒng)對(duì)潔凈區(qū)的消毒滅菌
在制藥廠,一般來(lái)說(shuō),潔凈區(qū)面積較大,多用中央空調(diào)凈化系統(tǒng)完成對(duì)各潔凈區(qū)的凈化消毒。傳統(tǒng)的消毒方法是用甲醛熏蒸,如上所述,甲醛熏蒸的弊病不少,用臭氧消毒來(lái)代替是一個(gè)好方法。其方法是將臭氧發(fā)生器直接放在空調(diào)凈化系統(tǒng)的風(fēng)道中,稱為內(nèi)置臭氧發(fā)生器。臭氧隨著風(fēng)道的氣流,送入各潔凈區(qū),對(duì)潔凈區(qū)進(jìn)行消毒滅菌,剩余臭氧吸入回風(fēng)口,由中央空調(diào)帶走。也可以將臭氧發(fā)生器放在中央空調(diào)風(fēng)口的外面,將臭氧打入中央空調(diào)的風(fēng)道中,然后被送入各潔凈室,稱為外置式臭氧發(fā)生器。外置式臭氧發(fā)生器安裝檢修方便,但制造成本要高一點(diǎn)。兩種方法消毒效果都是一樣的。按照衛(wèi)生部消毒規(guī)范的要求,對(duì)空氣消毒的臭氧濃度是5ppm,但事實(shí)上,潔凈區(qū)的消毒不僅是對(duì)空氣的消毒,實(shí)際上還包括了對(duì)物體表面的消毒,所以,我們?cè)O(shè)計(jì)的濃度為10ppm。每天上班前開機(jī)二小時(shí),下班時(shí)關(guān)機(jī),就可以保證一天內(nèi)潔凈區(qū)的浮游菌和沉降菌達(dá)到GMP的要求。
據(jù)檢測(cè)報(bào)告,應(yīng)用臭氧發(fā)生器,各潔凈區(qū)在40分鐘內(nèi),臭氧濃度均達(dá)到10ppm以上,菌檢全部合格。而且每天都合格,*替代了令人頭痛的甲醛熏蒸大消毒。同時(shí),使非生產(chǎn)作業(yè)減少,能耗減少,取得了滿意的效果。

(三)空間的消毒滅菌
對(duì)于中央空調(diào)凈化系統(tǒng)以外的潔凈室,或需要滅菌的其他房間則需單獨(dú)進(jìn)行滅菌處理。方法是選用臭氧發(fā)生器,直接安裝在該房間內(nèi)。根據(jù)需要設(shè)定消毒時(shí)間,消毒結(jié)束便自動(dòng)關(guān)機(jī),所以使用非常方便。
對(duì)于有潔凈度要求的房間,機(jī)內(nèi)裝有過(guò)濾器,使臭氧發(fā)生器具有自潔功能。臭氧濃度按10-20ppm設(shè)計(jì)。按房間空間體積的大小選型使用。只要滿足臭氧濃度的要求,就可以達(dá)到消毒滅菌的目的。比用化學(xué)試劑對(duì)房間的熏蒸要省事得多。

(四)物品的表面消毒滅菌
在藥品生產(chǎn)過(guò)程中,常常要對(duì)原材料,工器具,包裝物等進(jìn)行表面消毒,常常使用消毒柜,傳遞窗等。傳統(tǒng)的方法是用紫外線消毒。問(wèn)題主要是在消毒不*,所以,若使用在諸如傳遞窗等要求不高的場(chǎng)合是可以的。但遠(yuǎn)不如臭氧的效果好。能用臭氧發(fā)生器做成的消毒柜在制藥廠是深受歡迎的。只要不怕臭氧腐蝕的東西都可以放在柜內(nèi)進(jìn)行消毒。臭氧濃度可以設(shè)計(jì)的高一點(diǎn)。可以取得100ppm以上。

(五)水的消毒滅菌
在制藥廠用水的地方較多,有醫(yī)藥用水,消毒用水,清洗用水及飲用水等區(qū)別。根據(jù)不同的水質(zhì)要求,采用不同的工藝流程,消毒工藝則用一般的臭氧水處理方法即可達(dá)到滿意的效果。這里就不再詳細(xì)介紹了。

 

資料整理:青島維斯特電子凈化設(shè)備有限公司: 趙德平

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