臭氧在制藥廠無塵車間的應用

一、臭氧殺菌消毒概述

臭氧以其特有的氣味而得名，它是一種氣體強氧化劑，具有殺菌力強，不產(chǎn)生任何殘留污染，可直接對食品使用等優(yōu)點。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是1886年由梅利坦斯在法國進行的，最早的實例是1909年法國科隆冷凍廠利用臭氧對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)的應用得到快速發(fā)展，1995-1996年間，日本、法國、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，美國食品與醫(yī)藥管理局（FDA）放棄對食品加工使用臭氧的限制政策，承認臭氧應用于食品過程符合GRAS（通用安全標準）要求。1928年，英國人在我國的天津建立“合記蛋廠”，其打蛋車間就利用臭氧消毒。20世紀30年代末，美國80%的冷藏蛋庫都裝有臭氧發(fā)生器，提高了雞蛋的儲藏期。到了20世紀90年代中期，我國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、儲存?zhèn)}庫及食品船艙等環(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。
  隨著人們對化學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。盡管在我國的藥品生產(chǎn)GMP驗證中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在食品生產(chǎn)的應用是在近十年才得到一個蓬勃發(fā)展的機會。

二、臭氧在制藥行業(yè)的應用領域

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。目前我國大都采用紫外燈消毒，由于前述紫外法殺菌天然的缺點，材料和車間空氣中的微生物指標很難控制，在夏季尤其嚴重。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)品與空氣強烈接觸，試用臭氧后車間微生物降低90％，產(chǎn)品質(zhì)量達到合格標準，而一旦停止使用臭氧，產(chǎn)品中細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。利用臭氧對工作服消毒，是高效、經(jīng)濟、簡便的方法。

  衛(wèi)生部北京生物制品所利用臭氧對工作服進行了消毒試驗，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％，臭氧濃度達到10-15ppm后停機封閉20小時細菌綜述殺滅率96％～99.99％。這個試驗一個月內(nèi)反復進行四次，結(jié)果重復性很高。

  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3-4小時即可達到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)設備及盛裝容器的浸泡和沖洗，從而達到消毒滅菌的目的。采用這種浸泡、沖洗的操用方法，一是管路、設備及盛裝容器表面上的細菌、病毒大量被沖淋掉；二是殘留在表面上的未被沖走的細菌、病毒被臭氧殺死，非常簡單省事，而且在生產(chǎn)中不會產(chǎn)生死角，還完全避免了生產(chǎn)中使用化學消毒劑帶來的化學毒害物質(zhì)排放及殘留等問題。另外，利用臭氧水對生產(chǎn)設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，就可以達到消毒滅菌的要求。因為是對管道容器進行內(nèi)表層的消毒，所以臭氧濃度用的高一點，我們的設計濃度大于50ppm。

用臭氧對管道容器做消毒滅菌的優(yōu)點非常明顯，臭氧發(fā)生器可以移動使用，對不同的罐進行消毒，每個生產(chǎn)單元在每次換料前，都可以及時得到消毒，使用效率很高，很方便，不要用那么多的酒精，不要用氮氣，也不要用高壓蒸氣。

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，固一車間原有設備空氣源700克臭氧發(fā)生器1臺，空調(diào)機組2臺，風量分別為38000m³、40000m³，固二車間原有氧氣源50克臭氧發(fā)生器1臺（已報廢），空調(diào)機組1臺，風量為6000m³，固三車間原有設備空氣源540克、560克臭氧主機各1臺，空調(diào)機組4臺風量分別為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；原消毒等級為十萬級，臭氧濃度5PPM。現(xiàn)需將消毒等級提升至百級（無菌級別），臭氧濃度20PPM；

中央空調(diào)投加公式如下：

首先計算實際臭氧消毒體積，實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補充新風量造成臭氧損失的有效體積，實際計算過程中V3等于循環(huán)系統(tǒng)總風量的1.1%

W=C*V/S 其中
W：實際選用臭氧發(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)機組風量大小、輸送距離、不同類型氣源對臭氧的衰退系數(shù)有直接影響，據(jù)我司多年安裝調(diào)試經(jīng)驗，直接在計算公式結(jié)果基礎上乘以2-3倍為合理數(shù)值。

現(xiàn)建議方案如下：

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

設備參數(shù)