臭氧在制藥廠無塵車間的應(yīng)用

一、臭氧殺菌消毒概述

臭氧以其特有的氣味而得名，它是一種氣體強(qiáng)氧化劑，具有殺菌力強(qiáng)，不產(chǎn)生任何殘留污染，可直接對(duì)食品使用等優(yōu)點(diǎn)。作為一種廣譜高效殺菌劑，其殺菌速度較氯快300—600倍，可以快速殺滅各種細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒和真菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色變種芽孢、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。臭氧極不穩(wěn)定，可自行分解成氧，不產(chǎn)生任何殘留。臭氧用作殺菌劑的最早試驗(yàn)是1886年由梅利坦斯在法國(guó)進(jìn)行的，最早的實(shí)例是1909年法國(guó)科隆冷凍廠利用臭氧對(duì)冷藏牛肉表面殺菌以提高貯藏期。近年來，臭氧在食品行業(yè)的應(yīng)用得到快速發(fā)展，1995-1996年間，日本、法國(guó)、澳大利亞相繼立法，允許臭氧在食品行業(yè)中廣泛使用。1997年4月，美國(guó)食品與醫(yī)藥管理局（FDA）放棄對(duì)食品加工使用臭氧的限制政策，承認(rèn)臭氧應(yīng)用于食品過程符合GRAS（通用安全標(biāo)準(zhǔn)）要求。1928年，英國(guó)人在我國(guó)的天津建立“合記蛋廠”，其打蛋車間就利用臭氧消毒。20世紀(jì)30年代末，美國(guó)80%的冷藏蛋庫(kù)都裝有臭氧發(fā)生器，提高了雞蛋的儲(chǔ)藏期。到了20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)不少中外合資食品企業(yè)，在車間的殺菌凈化、易腐食品的保鮮、儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)及食品船艙等環(huán)節(jié)都安裝了臭氧發(fā)生器，后又推廣到食品集裝箱、食品冷藏車間。
  隨著人們對(duì)化學(xué)消毒劑殘留造成食品污染的重視，臭氧將成為食品行業(yè)的新興消毒劑得到迅速的推廣和使用。盡管在我國(guó)的藥品生產(chǎn)GMP驗(yàn)證中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在食品生產(chǎn)的應(yīng)用是在近十年才得到一個(gè)蓬勃發(fā)展的機(jī)會(huì)。

二、臭氧在制藥行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.生產(chǎn)車間殺菌凈化

口罩、化妝品、制藥、食品加工車間與包裝間，都有比較高的衛(wèi)生要求，特別是口罩、防護(hù)服等由于最終沒有加熱消毒工序，生產(chǎn)車間的微生物污染是影響產(chǎn)品質(zhì)量的極重要因素。目前我國(guó)大都采用紫外燈消毒，由于前述紫外法殺菌天然的缺點(diǎn)，材料和車間空氣中的微生物指標(biāo)很難控制，在夏季尤其嚴(yán)重。臭氧用于醫(yī)療器械加工車間消毒效果很好，濃度也比食品制藥的消毒要求低的多，一般3－5ppm即可達(dá)到80％以上的空氣殺菌率，并可去除車間異味。產(chǎn)品與空氣強(qiáng)烈接觸，試用臭氧后車間微生物降低90％，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，而一旦停止使用臭氧，產(chǎn)品中細(xì)菌含量逐日快速增加。

2.工作服消毒

  食品、制藥、醫(yī)療器械等部門一些工序?qū)ぷ鞣疽蠛芨?。工作服消毒?jīng)常采用高壓消毒法，這在食品、制藥、醫(yī)療器械行業(yè)是難以做到的。食品、制藥、醫(yī)療器械廠家多用紫外照射消毒工作服，因紫外線法的天然缺陷消毒效果很差。利用臭氧對(duì)工作服消毒，是高效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的方法。

  衛(wèi)生部北京生物制品所利用臭氧對(duì)工作服進(jìn)行了消毒試驗(yàn)，在封閉房間內(nèi)將衣服用衣架掛起，溫度15～20℃溫度調(diào)整到RH80%～90％，臭氧濃度達(dá)到10-15ppm后停機(jī)封閉20小時(shí)細(xì)菌綜述殺滅率96％～99.99％。這個(gè)試驗(yàn)一個(gè)月內(nèi)反復(fù)進(jìn)行四次，結(jié)果重復(fù)性很高。

  食品、制藥、醫(yī)療器械行業(yè)如每天班后消毒工作服，在20㎡封閉房間內(nèi)掛上幾十件工作服，在地上灑些水。如利用3g/h發(fā)生器開機(jī)3-4小時(shí)即可達(dá)到8-10ppm臭氧濃度，確保殺滅率85％以上的消毒效果。（若選用臭氧產(chǎn)生量大的發(fā)生器則時(shí)間較短）把工作服掛在臭氧殺菌車間也有消毒作用，效果因濃度高底而產(chǎn)生少量偏差。

3.設(shè)備、容器、工具、生產(chǎn)過程的消毒滅菌

在食品、制藥、醫(yī)療器械等生產(chǎn)過程中，臭氧水可用于管路、生產(chǎn)設(shè)備及盛裝容器的浸泡和沖洗，從而達(dá)到消毒滅菌的目的。采用這種浸泡、沖洗的操用方法，一是管路、設(shè)備及盛裝容器表面上的細(xì)菌、病毒大量被沖淋掉；二是殘留在表面上的未被沖走的細(xì)菌、病毒被臭氧殺死，非常簡(jiǎn)單省事，而且在生產(chǎn)中不會(huì)產(chǎn)生死角，還完全避免了生產(chǎn)中使用化學(xué)消毒劑帶來的化學(xué)毒害物質(zhì)排放及殘留等問題。另外，利用臭氧水對(duì)生產(chǎn)設(shè)備等的消毒滅菌技術(shù)結(jié)合膜分離工藝、無菌灌裝系統(tǒng)等，在釀造工業(yè)中用于醬油、醋及酒類的生產(chǎn)，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次。

現(xiàn)在用臭氧消毒技術(shù)來代替常用的老式消毒方式，如高溫消毒，紫外線消毒等，相對(duì)來說要省事的多。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)生器可以移動(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)?，也不要用高壓蒸氣?/span>

三、臭氧投加方案：

根據(jù)貴公司提供的數(shù)據(jù)為：消毒空間為制藥廠生產(chǎn)車間，共三層，中央空調(diào)投加，固一車間原有設(shè)備空氣源700克臭氧發(fā)生器1臺(tái)，空調(diào)機(jī)組2臺(tái)，風(fēng)量分別為38000m³、40000m³，固二車間原有氧氣源50克臭氧發(fā)生器1臺(tái)（已報(bào)廢），空調(diào)機(jī)組1臺(tái)，風(fēng)量為6000m³，固三車間原有設(shè)備空氣源540克、560克臭氧主機(jī)各1臺(tái)，空調(diào)機(jī)組4臺(tái)風(fēng)量分別為30000m³、32000m³，各車間體積約為：固一車間消毒面積≈4500m³；固二車間消毒面積≈600m³；固三車間消毒面積≈7200m³；原消毒等級(jí)為十萬級(jí)，臭氧濃度5PPM。現(xiàn)需將消毒等級(jí)提升至百級(jí)（無菌級(jí)別），臭氧濃度20PPM；

中央空調(diào)投加公式如下：

首先計(jì)算實(shí)際臭氧消毒體積，實(shí)行體積由三部分組成V=V1+V2+V3，V1潔凈區(qū)空間體積，V2空氣凈化系統(tǒng)體積，V3補(bǔ)充新風(fēng)量造成臭氧損失的有效體積，實(shí)際計(jì)算過程中V3等于循環(huán)系統(tǒng)總風(fēng)量的1.1%

W=C*V/S 其中
W：實(shí)際選用臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量，單位為g/h
C：車間消毒需保持的臭氧濃度
V：實(shí)際臭氧消毒體積
S：臭氧衰退系數(shù)0.4208

所需臭氧量分別為：

固一車間：4500*20*2.14/0.42/1000=460g/h；

固二車間：600*20*2.14/0.42/1000=61g/h；

固三車間：7200*20*2.14/0.42/1000=734g/h；

備注說明：以上公式參考作用較多，中央空調(diào)投加的空調(diào)機(jī)組風(fēng)量大小、輸送距離、不同類型氣源對(duì)臭氧的衰退系數(shù)有直接影響，據(jù)我司多年安裝調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，直接在計(jì)算公式結(jié)果基礎(chǔ)上乘以2-3倍為合理數(shù)值。

現(xiàn)建議方案如下：

固一車間風(fēng)量在38000-40000m3左右，在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上配備12KW功率的臭氧主機(jī)1臺(tái)，400L制氧機(jī)1臺(tái)（供2臺(tái)臭氧主機(jī)使用）；固二車間只是作為局部消毒，將原有設(shè)備拆除更換成100克氧氣源臭氧發(fā)生器（外接氣源，內(nèi)置制氧機(jī)，可使用現(xiàn)場(chǎng)氣源）；固三車間4臺(tái)空調(diào)機(jī)組風(fēng)量在30000-32000m3左右，在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上配備8KW功率的臭氧主機(jī)2臺(tái)，300L制氧機(jī)2臺(tái)（供4臺(tái)臭氧主機(jī)使用）。此配置可在30分鐘內(nèi)將室內(nèi)臭氧濃度達(dá)到20PPM（無菌級(jí)別）。

設(shè)備參數(shù)