浅谈注射用水分配系统的热力消毒法

1、    浅谈注射用水分配系统的热力消毒法    摘 要 本文主要介绍了过热水消毒的原理、优点和消毒过程中的注意事项以及在实际工艺中的具体应用，从而使我们在制药用水系统的消毒方法上能做出更好的选择。关键词 过热水消毒;注射用水;gmp在制药工业中，注射用水是应用非常广泛的工艺原，可以作为药品的成分、溶剂、稀释剂等。因为微生物无处不在，所以在注射用水分配系统的储存和循环过程中要控制微生物的滋生，微生物限度是注射用水中最重要的指标之一。注射用水的微生物限度在中国、欧盟药典中都有着较为严苛的要求，其中注射用水的微生物限度要求为小于10cfu/100ml。2010

2、版药品生产质量管理规范（gmp）第九十九条要求：纯化水、注射用水的制备、储存和分配应能防止微生物的滋生。纯化水可采用循环，注射用水可采用70以上保温循环。注射用水分配系统在储存和循环过程中要连续监控微生物限度，掌握注射用水系统的微生物的生长规律对于我们合理的确认分配系统的消毒周期将有巨大的帮助。注射用水系统中微生物的发展的曲线可由（图1）反映，该曲线的纵坐标为细胞增长数目，横坐标为培养时间。微生物的整个生命周期为四个阶段，分别为迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。在迟缓期时，细菌代谢活跃，合成并积累所需酶系统，rna含量明显增多，但dna的量无变化，细菌数并不增加;而在对数期时，细菌数以几何级数增

3、加，细菌的致病力最强;然后在稳定期时，新繁殖的活菌数与死菌数大致平衡，此时生长速度逐渐趋向零;最后在衰亡期时，细菌死亡的数量明显增多，培养时间越长，活菌数越少，细菌的生理代谢活动基本趋于停滞1。1过热水消毒的原理注射用水分配系统的过热水消毒程序主要分为4个阶段（以某注射用水分配系统为例，消毒温度设定为125，保温1小时）：补水阶段：将储罐的消毒液位设定在40%，启动消毒程序，观察罐体液位，系统会自动排水或加水到設定的消毒液位;升温阶段：系统开始加热，工业蒸汽通过双板管式换热器将储罐和分配系统中的注射用水从80加热到125;保温阶段： 125保温循环维持60min，并且要保证罐体温度、换热器前温

4、度、换热器后温度即回水管网温度和呼吸器消毒温度均需达到125才能开始计时;冷却阶段：当60min保温阶段结束后，系统立刻进入冷却阶段，冷却阶段又分为两个阶段。第一阶段为慢速降温阶段，循环注射用水按设定程序，以慢速降温步长0.2/min，降温至设定的慢速降温终点97;第二阶段为快速降温阶段，冷却水进水阀常开，循环注射用水从97快速降温至设定的消毒降温终点85。冷却结束进入排放，消毒注射用水从回水不合格排放阀排至停止循环液位，然后手动排空储罐内剩余的注射用水，系统正常开机，补水至储罐液位的40%时，启动循环泵，同时手动打开回水不合格排放阀，使注射用水一直排放，排至停止循环液位，之后再次手动排空，依

5、次重复2次，回水管路及储罐的消毒注射用水基本被置换完毕，消毒程序结束2。2过热水消毒与纯蒸汽消毒相比，有如下优点：在消毒的过程中，不需要考虑最低点冷凝水的排放问题，低点也无须安装疏水器，而纯蒸汽消毒过程中若是无法达到消毒温度会降低消毒效果;还可能因冷凝水排放不及时而引起消毒死角;采用注射用水储罐本身储存和系统循环的80的注射用水，并利用回水管路双管板换热器进行升温，操作过程容易控制又节省能耗3。3过热水消毒的注意事项对注射用水分配系统进行过热水消毒前，首先要检查工业蒸汽和冷却水的压力是否正常;其次要关闭回水管路上过程仪表的进水隔膜阀（比如toc、ph），防止消毒时循环注射用水会越来越少，而且高

6、温可能会烧坏仪表和电极;还需注意气蚀现象的发生。“气蚀现象”是注射用水分配系统消毒时循环泵经常发生的一种现象，它的主要特点是泵腔内的叶轮发生空转并伴有巨大的响声。某注射用水分配系统做消毒测试时，由于冷却水供水压力的升高，就发生了气蚀现象。在消毒程序进入冷却阶段时，循环泵有巨大的“嗡嗡”声发出，而且循环泵还产生了振动，此时供水管路上的压力表发生了持续性的巨大的波动，立刻终止了消毒程序。分析其原因是当冷却水压力突然变大时，冷却水在相同的时间内进入换热器的量变多了，就会导致换热器后温度降得太快，而注射用水储罐罐内温度本身就很高，通过换热器冷却后回到储罐的循环注射用水温度太低，导致循环泵进口处为汽水混

7、合物，就形成了“气蚀现象”。汽水混合时，在泵腔内会产生强烈的水击作用，以很高的频率冲击金属表面，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海绵状逐步脱落。所以我们可以采用一些措施来预防气蚀现象的发生，比如：在泵轴前端安装诱导轮、降低泵的安装高度、保证泵进口端足够的压力、避免管路中温度增高等4。4过热水消毒的应用高温可以使微生物致死，温度和微生物的死亡率成正比，温度越高则微生物的死亡率越高。而在同等的温度下，对微生物的加热时间越长，它的残存率就越低。所以，过热水消毒在121以上，保温循环60min，基本可以保证杀死所有的微生物。另外，酶是催化有机体生命活动的主要物质，当温度的升高足够达到破坏

8、酶的程度时，酶就失去了活性，细菌也就不会再生长了。注射用水分配系统消毒最主要的部件是安装在回水管路上的换热器及其加热/冷却调节装置。双管板换热器有较高的可靠性和稳定性，图2为双管板换热器剖面示意图，a板和b板是2块不锈钢圆板，无缝不锈钢管与b板胀管密封，与a板焊接。当用工业蒸汽作为加热介质给循环注射用水升温时，注射用水走管程，工业蒸汽走壳程。万一中心管和b板间密封处发生渗漏，则工业蒸汽会由此处喷出，不可能污染到中心管内的注射用水;如果是中心管和a板间的密封处发生泄漏，则注射用水会从此处渗出，也不可能和工业蒸汽混合的。而当用冷却水作为降温介质给循环注射用水降温时，注射用水走管程，冷却水走壳程，两

9、种介质也不会发生混合。所以双管板换热器能最大限度地降低交叉污染的风险，便于及时发现泄漏隐患，能更好地保证过热水消毒的顺利完成5。随着药品生产质量管理规范（2010年修订）的发布与实施以及制药公用工程技术的不断发展和创新，国家和相关制药企业对注射用水的水质问题越来越重视。因为注射用水本身就是一种产品，注射用水的水质直接决定了无菌原料药精制、无菌药品配制的安全，也给直接接触药品的包装材料和器具的最终冲洗提供了稳定的前提。所以保证注射用水的水质是重中之重，其分配系统的消毒方式对系统水质也会产生重要的影响，而在制药行业中过热水消毒已经是一种比较成熟的消毒方法，所以过热水消毒法会在制药用水系统中得到更加

10、广泛地应用。参考文献1 梁毅.gmp教程m.北京：中国医药科技出版社，2003：56.2 lillie d. shockney. good manufacturing practicej. encyclopedia of food microbiology，2014，32（2）：961-972.3 国家药典编委会.中华人民共和国药典（2015版）m.北京：中国医药科技出版社，2015：63.4 李名流.制药用水系统的消毒与灭菌方法j.机电信息，2013 （14）：11-14.5 冯庆，黄浩.制药用水储存及分配系统设计j.医药工程设计，2010 （1）：16-25.作者简介王剑（1990-），男，甘肃兰州人;毕业院校：兰州理工大学技术工程学院，专业：给水排水工程，学历：工学学士，职称：助理工程师，现就职单位：兰州生物制品研究所有限责任公司运行保障部，研究方向：工艺制水设备的日常维护保养、维修以及相