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臭氧在食品、制药、化妆品GMP认证等空间杀菌消毒应用
发布时间:2019-06-15 23:09:24 文章来源:康同环保 作者:康同小编 点击:178
 

  基本原理

  臭氧的消毒灭菌机理:

  臭氧杀菌机理以氧化作用破坏微生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧首先作用于细胞膜,使膜构成成份受损伤而导致新陈代谢障碍,臭氧继续渗透穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,导致细胞溶解、死亡。而臭氧灭活病毒则认为氧化作用直接破坏其核糖核酸RNA或脱氧核糖核酸DNA物质而完成的。

  臭氧水杀灭情况有些不同,其氧化反应有两种,微生物菌体既与溶解水中的臭氧直接反应,又与臭氧分解生成之羟基OH的间接反应,由于羟基OH为极具氧化性的氧化剂,因此臭氧水的杀菌速度极快。

  臭氧能氧化分解细菌、病毒内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶,并直接与细菌、病毒发生作用,氧化并穿透其细胞壁,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏,而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞溶解性死亡,并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源(内毒素)等溶解死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌型、杀菌和溶菌型三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌型剂体,可以达到“彻底、永久地消灭物体内部所有微生物的目的”。而且它的作用是瞬间完成的。

  臭氧灭菌的过程属于生物化学氧化反应,臭氧灭菌有以下三种形式:

  ①臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶;

  ②直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞壁和 DNA 和 RNA ,分解蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏;

  ③渗透细胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因,寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原(细菌病毒代谢产物、内毒素)等溶解变性灭亡。由此可见,臭氧灭菌属于溶菌,是三种灭菌方式中最彻底的形式。既然臭氧能杀死病毒、细菌,那么会不会也把健康的细胞杀死呢?不会,因为健康细胞具有强大的平衡酶系统, 因而臭氧对健康细胞无害。

  正确使用臭氧,保障作业人员安全

  对臭氧空气消毒的正确认识:

  在气相条件中,臭氧杀灭微生物的效果,取决这几个主要因素:臭氧阀值浓度,即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时,才能具有杀灭微生物的能力;微生物种类;处理时间;臭氧分布方式;空间内的温度和湿度条件;室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等。

  气相条件下,臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的,经实验证明,臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。

  影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下,温度低、湿度大则杀灭效果好,相对湿度>70%,杀灭效果能很好的体现出来。这是由于相对湿度提高,可以使细胞膨胀,细胞壁变薄,使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

  臭氧的毒性、腐蚀性及安全性解释:

  臭氧是无毒物质安全气体,谈到它的毒性主要是其强氧化能力,在浓度高于1.5ppm以上时,人员须离开现场,原因是臭氧刺激人的呼吸系统,造成呼吸系统的应激性反应,严重的会造成可逆性伤害,为此,国际臭氧协会(IOA)制定卫生标准:国际臭氧协会:0.1ppm,接触10小时;美 国:0.1ppm,接触8小时;中 国:0.15ppm,接触8小时

  文献报告:臭氧浓度在0.02ppm时,嗅觉灵敏的人便可觉察,称为感觉临界值,浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值,一般人都能嗅出,也是卫生标准点。当浓度达到1-10ppm时,称为刺激范围。事实上安全使用臭氧完全可以保证人的健康不受危害。臭氧应用一百多年来,至今世界上无一例因臭氧中毒死亡事故发生。

  在具体使用中,臭氧消毒过程应与人员隔离,一般的臭氧发生装置都是自动控制的,只要设定好相关参数,即可以实现无人职守,这与化学消毒剂喷雾消毒需要专门培训过的员现场操作相比,对人员的身体健康更有保证的。

  臭氧具有很强的氧化性,臭氧可以氧化很多金属,铝、锌、铅与臭氧接触会产生氧化腐蚀,但含25%Cr的铬铁合金(不锈钢)基本上不会受臭氧腐蚀。

  臭氧对普通橡胶腐蚀作用最大,所以在应用中应使用耐腐蚀的硅橡胶或添加耐腐剂的橡胶制品。

  臭氧发生一般采用高压电源供电,所以在有导电气体或含烃类介质存在的环境中应杜绝使用,使用人员须按操作规程安全执行。

  使用臭氧时应该注意的几点如下:

 
1 我国卫生部1979年制定的《工业卫生标准》中规定,臭氧的安全标准为0.15ppm。
2 美国标准规定,人员可在0.1ppm浓度下工作8小时。(一般森林地区臭氧浓度即可达到0.1ppm)
3 国际臭氧协会规定,应用臭氧的专业室内,在0.1ppm浓度下,允许工作10小时。
4 引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm,允许接触的时间是1.5小时,时间长了会感到口干等不适。
5 浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽,允许接触时间为1小时。
6 浓度在4-10ppm会引起强烈咳嗽,允许接触时间为20分钟。
7 臭氧的半衰期为20-50分钟,且最终的分解物为氧气,所以对食品不会有残留污染。
8 实践证明,应用臭氧消毒防霉多年,没有发现设备、装置材料受损的情况。

  人员安全参照室内空气质量标准《GB/T 18883-2002》

序号 参数 单位 标准值 备注
1 温度 22-28 夏季空调
16-21 冬季空调
2 相对湿度 % 140-80 夏季空调
30-60 冬季空调
3 新风量 M3/h人 30  
4 一氧化碳 Mg/m3 10 1h均值
5 二氧化碳 % 0.1 日平均值
6 臭氧 Mg/m3 0.16  
7 细菌总数 cfu/m3 2500 依据仪器测定
 
 
 

  三、臭氧杀菌简介:

  3.1能特点:

  1、消毒杀菌

  臭氧对细菌、霉菌、病菌等微生物具有极强的杀灭力,它杀灭病毒是通地直接破坏其RNA和DNA物质完成的,而杀细菌,病毒类微生物的过程则是臭氧先作用细胞膜,继而破坏膜内组织直至溶解死亡。

  2、除异臭味

  臭氧去除霉,腥、臭等异味效果极好,它可以快速氧化分解异味的化学物质。

  3、防霉保鲜

  臭氧为弥漫性气体,消毒无死角,可实现机器自行运行而杀菌防霉。对水果菜类不但能杀菌防霉、延长保鲜期,而且可快速分解果菜呼吸排除的领其快速成熟和乙烯气体。

  3.2、物体表面消毒杀菌

  在药品生产过程中常常要对原材料,工具,包装物等进行表面消毒,常常使用消毒柜,传递窗等,传统的方法是用紫外线消毒,问题主要是消毒不彻底,所以若使用在诸如传递窗等要求不高的场合是可以的,但远不如臭氧的效果好。《消毒技术规范》中详细讲述,对于浸没在臭氧气体中的物体表面,接触一段时间,可将表面细菌杀死。

  A:臭氧在医药工业中应用

  医药工业洁净室与其他工业洁净室有所不同,特别是无菌生产制剂及原料药品生产,不仅要控制空气中一般悬浮状态的气溶胶粒子,还要控制或微生物数,既提供“无菌药品”生产所必须的相应空气洁净度环境(无菌室)。

  高效彻底:工作时产生一定量的臭氧,在相对密闭的环境下,扩散均匀,包容性好,克服了紫外线杀菌存在诸多死角的固有缺点,可达到全方位、快速、高效的消毒灭菌目的。

  操作方便:根据消毒灭菌的要求和空间体积,确定臭氧发生器的型号和臭氧发生量,并通过验证检查细菌数来确定灭菌时间。灭菌时,直接将臭氧输出口置于无菌室内或HVAC系统中,可选用24小时时间控制器设置开机关机时间即可。

  高洁净性:应用臭氧作消毒灭菌剂,停机30分钟后,剩余臭氧即可渐渐自行分解还原为氧,同时还可以改善空气的质量,优化工作环境。所以臭氧被赞誉为“绿色消毒剂”。

  对机器设备无不良影响:臭氧对空气中的浮游菌灭杀所需臭氧的浓度很低,一般只需要2~4PPM,对物体表面沉降菌落(代替传统的化学熏蒸大消毒)只需要10~15PPM左右。空气中臭氧浓度只有10-15百万分之一,是化学熏蒸浓度的500分之一。由于灭菌过程时间短,正确使用不足以构成物体腐蚀的条件,这也是大家特别关心的。

  使用经济:以空气为原料,工作能耗低,运行费用低,经济效益好。

  B:臭氧在药厂的应用场合:

  臭氧在医药行业的应用主要有几个方面:一是GMP车间及设备、器具表面的杀菌消毒;二是中央空调系统杀菌消毒;三是更衣室和工作服杀菌消毒;四是生产加工用水的杀菌净化;五是制备高浓度的臭氧消毒液。

  生产GMP车间的空气杀菌消毒 :

根据GMP车间级别不同,对应选择臭氧浓度
车间洁净度级别 微生物最大允许数
浮菌/立方米
臭氧浓度
30万级 1000 2ppm
10万级 500 5ppm
1万级 100 15-20ppm
1000级 20 20-30ppm
100级 5 30-50ppm
 
 
 

  空气消毒用臭氧发生装置的选用计算:

  利用臭氧消毒需要至少要达到阀值浓度,发生浓度低于阀值浓度,是达不到灭菌效果的,而浓度过高会造成运行成本增加,所以应该计算选用合适范围的发生浓度的臭氧发生装置。根据《消毒技术规范》和实践应用数据,在GMP制药车间的洁净区,洁净级别三十万级取消毒需要保持臭氧浓度N=5mg/M3,十万级取N=10 mg/M3,万级取N=30mg/M3,百级取N=40mg/M3。臭氧总用量计算公式为:

  W=NV/(1-S)

  式中,W-臭氧总用量(mg/M3);S-臭氧衰减率S=40%;V-总体积(M3);N-洁净区域消毒需要保持的臭氧浓度(mg/M3)。其中V=V1+V2+V3,V1-洁净区域总体积;V2-空调风道体积;V3-补充新风量造成臭氧损失的有效体积(V3=总风量×20%常规新风更换率×10%(保持洁净区域的正压补充新风量)×60%=总风量×10-20%)。

臭氧车间

  (二)、康同臭氧机型选择建议:


 
臭氧设备原理

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