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，不產生任何殘留污染，可直接對食品使用等優點。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。臭氧極不穩定，可自行分解成氧，不產生任何殘留。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，臭氧在食品行業的應用得到快速發展，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中廣泛使用。1997年4月，美國食品與醫藥管理局（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，在車間的殺菌凈化、易腐食品的保鮮、儲存倉庫及食品船艙等環節都安裝了臭氧發生器，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GMP驗證中早已推薦了臭氧滅菌方法，但臭氧在食品生產的應用是在近十年才得到一個蓬勃發展的機會。

二、臭氧在制藥行業的應用領域

1.生產車間殺菌凈化

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，生產車間的微生物污染是影響產品質量的極重要因素。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。產品與空氣強烈接觸，試用臭氧后車間微生物降低90％，產品質量達到合格標準，而一旦停止使用臭氧，產品中細菌含量逐日快速增加。

2.工作服消毒

  食品、制藥、醫療器械等部門一些工序對工作服消毒要求很高。工作服消毒經常采用高壓消毒法，這在食品、制藥、醫療器械行業是難以做到的。食品、制藥、醫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、經濟、簡便的方法。

  衛生部北京生物制品所利用臭氧對工作服進行了消毒試驗，在封閉房間內將衣服用衣架掛起，溫度15～20℃溫度調整到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％。這個試驗一個月內反復進行四次，結果重復性很高。

  食品、制藥、醫療器械行業如每天班后消毒工作服，在20㎡封閉房間內掛上幾十件工作服，在地上灑些水。如利用3g/h發生器開機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。（若選用臭氧產生量大的發生器則時間較短）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生少量偏差。

3.設備、容器、工具、生產過程的消毒滅菌

在食品、制藥、醫療器械等生產過程中，臭氧水可用于管路、生產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，而且在生產中不會產生死角，還完全避免了生產中使用化學消毒劑帶來的化學毒害物質排放及殘留等問題。另外，利用臭氧水對生產設備等的消毒滅菌技術結合膜分離工藝、無菌灌裝系統等，在釀造工業中用于醬油、醋及酒類的生產，可提高產品的質量和檔次。

現在用臭氧消毒技術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點非常明顯，臭氧發生器可以移動使用，對不同的罐進行消毒，每個生產單元在每次換料前，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：

根據貴公司提供的數據為：消毒空間為制藥廠生產車間，共三層，中央空調投加，固一車間原有設備空氣源700克臭氧發生器1臺，空調機組2臺，風量分別為38000m³、40000m³，固二車間原有氧氣源50克臭氧發生器1臺（已報廢），空調機組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。現需將消毒等級提升至百級（無菌級別），臭氧濃度20PPM；

中央空調投加公式如下：

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潔凈區空間體積，V2空氣凈化系統體積，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等于循環系統總風量的1.1%

W=C*V/S 其中
W：實際選用臭氧發生器的產量，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，中央空調投加的空調機組風量大小、輸送距離、不同類型氣源對臭氧的衰退系數有直接影響，據我司多年安裝調試經驗，直接在計算公式結果基礎上乘以2-3倍為合理數值。

現建議方案如下：

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克氧氣源臭氧發生器（外接氣源，內置制氧機，可使用現場氣源）；固三車間4臺空調機組風量在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分鐘內將室內臭氧濃度達到20PPM（無菌級別）。

設備參數