脉动真空灭菌器的常见问题以及设备验证

灭菌设备是保证物品无菌的关键,是生产优良、高效、稳定药品的重要保证,脉动真空灭菌器是近年来国内市场上高档次、自动化的先进灭菌设备的一种。我公司自2005年以来已购进使用10余台套,现将我们在使用、维护中遇到的问题及解决方案与大家分享,并对灭菌器的灭菌效果和验证程序、方法作一简述。 1 脉动真空灭菌器工作原理与特点 1.1  脉动真空灭菌器工作原理 

脉动真空式灭菌系统介于灭菌重力转换式器和高真空式灭菌器之间。其采用蒸汽脉冲方式后,就不需要高真空了。脉动真空灭菌器工作原理如图1所示。 

 

典型的蒸汽脉冲程序:在连续进蒸汽条件下,抽真空到10.7~13.3 kPa(80~100 mmHg)的**压力,重复2~3 次;或抽真空到10.7~13.3 kPa(80~100 mmHg)的**压力后,进一次蒸汽(一个蒸汽脉冲),重复2~3次,从而使腔体内反复通入无热原蒸汽,达到腔内及灭菌物品冷空气的有效置换,使腔内无冷点。当腔内压力稳定时,灭菌蒸汽均匀地分布在腔内灭菌物品的有效部位进行彻底灭菌,保证了灭菌效果。连续进蒸汽有利于防止和降低物品中空气的残留量。脉动真空灭菌器腔室中的温度-压力曲线如图2所示。当然,如果因被灭菌物品性质比较特殊而有必要时,可采用3 次以上的蒸汽脉冲和抽真空步骤。制药企业常用的灭菌器一般属脉动式灭菌器,灭菌程序完成后,还需检漏,因此需进行相应的功能设置。   

1.2  脉动真空灭菌器特点 

主要优点:(1)灭菌周期短;(2)不需要高的真空度;(3)空气滞留问题小;(4)小装量条件下仍有好的灭菌效果。 

主要缺点:(1)被灭菌品装载过密时,灭菌效果差;(2)在真空度范围内,实现蒸汽脉冲需要较复杂的辅助设施(如真空泵、冷凝器、喷射泵等),从而给维修和保养增加了难度。 2 设备使用中常见问题及解决方法 2.1 PLC故障和触摸屏的黑、白屏现象 

目前,在配有触摸屏式的脉动真空灭菌器当中≥3.5 m3

的设备中易发生PLC故障和触摸屏的黑、白屏现象。 

发生此现象的原因:(1)PLC、触摸屏本身的原因,如元件老化、DC24 V电源故障等;(2)在灭菌完成后开门时,灭菌器内的蒸汽瞬间串出,与房间内空气接触形成水蒸汽,对灭菌器的电路部分尤其是触摸屏、PLC影响较大,容易发生受潮短路。 

解决办法:如元器件本身原因,可更换元器件,或采用加大灭菌器柜门上方的排潮电机功率、异地控制等方法。 

2.2 真空泵持续工作负压不下降 

发生此现象的原因:(1)真空泵本身的原因如真空泵动能下降、真空泵反转;(2)总水压

过低 (<0.1 MPa/cm2

);(3)水流速太小或自来水管道管径太细等。 

解决办法:(1)针对客观原因给予更换部件,如真空泵、水压表、自来水管;(2)灭菌器自来水管**好单独一管道,并在水压力表旁安装水流量表,以随时观察水压及水流速,避免因水流太小负压不下降,使真空泵产生干抽现象导致部件损坏。 2.3 灭菌器密封门打不开 

发生此现象的原因:(1)内室有正压或负压;(2)门密封胶条没抽回;(3)程序在运行;(4)门电机启动电容损坏;(5)门内传动系统损坏等。解决办法:(1)待室内压力回0后,再开门;(2)检查真空泵是否抽空,门密封管路是否堵塞,泵是否反转,是否有水;(3)退出灭菌程序;(4)更换门电机启动电容,检查门电机;(5)检查门内传动系统。 3 影响灭菌效果的因素 3.1 物理/化学条件 

在细菌形成芽孢过程中的多种环境因素会影响孢子的耐热性。例如,温度较高并有二价

阳离子(如Ca2+ 、Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+

)存在时,芽孢的耐热性增强。与此相反,当pH 超出6.0~8.0 的范围时,或在高浓度的盐水或磷酸盐中形成芽孢时,其耐热性下降。 

自然界中芽孢的耐热性与环境条件相关,如溶液浓度、水分、pH、对芽孢有损伤作用的物理因素以及对芽孢有抑制作用的化学品等,均会影响芽孢的耐热性。 

包藏在晶体或有机物内的芽孢,其耐热性通常明显高于一般非包藏态的芽孢。因此,在某一温度条件下,将泥土包藏性芽孢和从泥土分离并培养得到的芽孢同时灭菌时,要想获得相同的灭菌效果,同一灭菌温度下,前者所需的灭菌时间比后者要高出10多倍。由于被灭菌品受到了泥土中芽孢的污染,如在运输处理中被未经过滤空气微粒污染,或者因人员或其他物品接触遭受污染时,要将芽孢完全杀灭会很困难。正因为如此,GMP要求采取一切必要的措施防止污染。 3.2 相对湿度 

在热力灭菌中,水对杀灭细菌芽孢起着重要作用。与水相关的灭菌方式只有2种:湿热和干热。湿度达到饱和[相对湿度(RH)为 100%(或 aw=1.0)]时的灭菌方式称为湿热灭菌;相对湿度低于100%条件下的灭菌方式统称干热灭菌。实验数据表明,温度在90~125 ℃之间,相对湿度在20%~50%时,细菌芽孢较难杀灭;当相对湿度高于50%或低于20%时,则较易杀灭。这对选择灭菌条件具有指导意义。 3.3 曝热时间 

灭菌过程中,原核细胞的死亡(被杀灭)遵循一级反应的规则。温度与某一时间芽孢存活对数间的关系,在许多情况下呈线性。这就是说,在特定的灭菌温度下,任一时间孢子死亡仅与这个时间孢子的浓度相关,而使孢子数下降一个对数单位所需时间并不受孢子原始浓度的影响。