巴氏消毒原理在高纯水设备中的应用

毒手药王邓智先

巴氏消毒原理在高纯水设备中的应用



摘要：本文首先介绍巴氏消毒技术的相关概念及应用标准，并对高纯水制取设备进行相关分析与探讨，最后解读巴氏消毒技术在高纯水制取设备中的应用。

    关键词：巴氏消毒高纯水反渗透EDI

    一、引言

    巴氏消毒法（法语：Pasteurisation）是指利用低于100℃的湿热杀死微生物的消毒方法。此消毒方法最早产生来源于巴斯德解决啤酒变酸的问题。现在常用的巴氏消毒法为：60～62℃作用30min；70～72℃作用20min；80～82℃作用10min。这几种方法消毒出来后，可将其中非芽孢原菌杀死。此方法主要用于不耐高温的流质食品、棉织物、清洁工具的消毒；在生物医学领域巴氏消毒法可用于血清的消毒和疫苗的制备。

    二、高纯水设备特性

    高纯水是一种无色、无味的液体，水中的电解质已被除去至很低程度，其中不溶解的胶体物质与微生物微粒、溶解气体、有机物等几乎已被完全除去。本文介绍的高纯水采用二级反渗透+EDI电除盐法制取高纯水。

    反渗透（RO）系统的原理：水通过一种半透膜进入一种溶液或从浓度低的溶液向浓度高的溶液的自然流动称为渗透。能够对水或溶液具有选择性的膜称为半透膜。如果在浓溶液一边加上适当的压力则可使渗透停止,当稀溶液向浓溶液的渗透停止时的压力称为溶液的渗透压。反渗透则是在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透的方向，把溶液中水压到半透膜的另一边，这和自然界正常渗透过程是相反的，故称为反渗透，这种反渗透的装置称为反渗透装置。

    EDI的工作原理：供给水进入EDI系统，主要部分流入树脂/膜内部，另一部分沿膜板外流动，以洗去透出膜外的离子，树脂截留水中的溶存离子，被截留的离子在电极作用下，阴离子向正极方向运动，阳离子向负极方向运动，阳离子透过阳离子膜，排出树脂/膜之外，阴离子透过阴离子膜，排出树脂/膜之外，浓缩了的离子从废水流路中排出，无离子水从树脂/膜内流出。

    高纯水系统的工艺流程：

    进水气动阀-→原水箱-→原水泵（反洗泵）-→石英砂过滤器-→活性炭过滤器-→精密过滤器-→一级高压泵-→一级反渗透系统(RO系统)-→淡水箱1-淡水泵-→二级高压泵-→二级反渗透系统(RO系统)-→淡水箱2-→EDI水泵-→EDI模块-→高纯水箱。

    高纯水设备各组成部分的用途：1、石英砂过滤器：降低浊度，提高澄清度。2、活性炭：吸附余氯，除去有机物、油脂、胶体和悬浮物，使进水达到指标，余氯含量≤0.1mg/L。3、精密过滤器：进一步去除水中的悬浮物颗粒、细菌及其它杂质。4、RO膜：脱去水中的无机盐和细菌。5、EDI：更进一步脱去水中的无机盐和细菌。

    从上文可以看出，在高纯水设备制取高纯水过程中，各种功能设施运行均对细菌有阻拦作用，设备长期运行势必加剧细菌积累。纯化水作为在生物制药领域生产用水，细菌过多的积累在制水设备中，无论从哪方面看都是不利的。2010年的我国新版《药品生产质量管理规范》中第九十九条提到；“纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用70℃以上保温循环”。第一百零一条提到；“应当按照操作规程对纯化水、注射用水管道进行清洗消毒，并有相关记录。发现制药用水微生物污染达到警戒限度、纠偏限度时应当按照操作规程处理”。所以说制药企业在制取纯化水中，从制水设备源头就应该加强防止细菌的滋生，把任何潜在的危险从源头加以杜绝掉。
    三、巴氏消毒法在制水设备中的应用设计

    本文下面介绍的是巴氏消毒法在高纯化水设备中的具体应用，此类设备的消毒灭菌过程共分三个功能段。消毒灭菌操作程序如下：1、预处理至一级RO系统；2、二级RO系统；3、EDI系统。但对高纯水设备进行巴氏消毒时须从第三部分（EDI系统）开始，因为EDI系统中的流量计为玻璃转子流量计，高温灭菌后不可以立刻通过冷水否则流量计会损坏。所以应先灭菌EDI系统、后灭菌二级RO系统、最后灭菌预处理至一级RO系统，这样刚好有一定的时间留给EDI系统中的流量计冷却的时间。再因为设备系统内板式换热器是用于产水时控制水温用的，因此板式换热器中含大量预处理水，从节水角度考虑，灭菌过程中先消毒灭菌EDI只要排放一次水即可。

    高纯水设备（二级反渗透+EDI）巴氏消毒灭菌操作程序：

    1、EDI功能段灭菌程序：EDI系统前的阀门不需要调节，和工作状态下一样。打开3.8.33.34.36.47.38.49号阀门，关闭42.39.37阀门，2#淡水箱的水通过板式换热器自动从36阀门处排出，过2—3分钟后关闭36阀门，启动EDI水泵过2—3分钟关闭47.48两阀门让其自动循环。把全自动温控温度设定在≥80℃之间，打开5.6.7阀门和蒸汽阀门：给水加温过程10分钟关闭7阀门。当水温控制在≥80℃以上时对EDI系统灭菌30分钟，30分钟以后（先关闭蒸汽阀门）停止EDI水泵让其系统自动冷却至常温才可以进冷水，并调节阀门至运行状态时的样子，关闭3.8.33.34.36.47.38.48阀门打开42.39.37阀门。

    2、二级RO功能段灭菌程序:打开2.9.26.27.28.18.17.45.19.16.20.25.41.46阀门和2#计量泵处于停止状态，启动淡水泵和二级高压泵让其自动循环并打开蒸汽阀门，当水温加热到≥80℃时开始记时，对二级RO系统灭菌30分钟后先关闭阀门后停二级高压泵再停淡水泵，并打开16.19.20.25.45.41阀门和2#计量泵处于自动状态，关闭2.9.26.27.28阀门。

    3、预处理与一级RO功能段灭菌程序：打开机械过滤器中操作屏上的总进水阀，正洗阀和活性炭过滤器操作屏上的正洗阀、出水阀和1.10.18.19.28.25阀门,微开14阀门，关闭其他预处理和RO主机上的所有阀门，启动原水泵和一级高压泵，当水温加热到≥80℃时开始记时对预处理和一级RO系统灭菌30分钟，灭菌完成后关闭蒸汽阀门；调整所有阀门到正常运行状态。

    四、结语

    本设计的三步消毒步骤，在消毒使用过程中温度控制比较稳定，各段进出水温差较小，消毒灭菌结果比较理想，操作起来简单实用。但要注意的是：预处理系统、反渗透（RO）系统的膜及膜壳、EDI系统的配置应按耐高温设计考虑，原有的制水设备增加巴氏消毒灭菌工艺更要值得注意，且不可盲目实施。
    参考文献：

    【1】«药品生产质量管理规范»（2010年版）中华人民共和国卫生部

大海

学习学习就是进步

qiujian6666

又长见识了

蒲公英

说的不错，关于巴氏消毒用了很多年，说了很多年，系统的看一下关于这方面的介绍还真是第一次，对巴氏消毒又增进了了解

巴西木

很好的资料，谢谢药王分享

hengjiang

汇总的确实不错，现在基本上都用这种了。。。要符合新版GMP，更要符合制药国情。

情非得已

学习学习哦

砍柴樵夫

知识啊，学习了

易罗杰

巴氏消毒的方法固然好，但是无疑中对纯水系统增加了几大难点：
其一，纯水系统中RO膜要选用耐高温，但是长时间高温下，对膜内层的玻璃纤维层有一定的损伤作用；
其二，EDI（电解离）的热敏感原件，高温下会造成二次伤害。
加大了维护更换的成本及运行成本，而且需要增加蒸汽发生器连接管路。现阶段采用最多的还是化学消毒及臭氧消毒方法。
以上观点纯属代表个人观点。

好吧那就这样吧

好东西就是要收藏起来

小小男人

感谢楼主的分享!

猫咪特工

谢谢分享

cmyeq5

谢谢分享！