脉动真空灭菌器的常见问题及设备验证

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脉动真空灭菌器的常见问题及设备验证

   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。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重力转换式灭菌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。

   典型的蒸汽脉冲程序：在连续进蒸汽条件下，抽真空到10.7～13.3kPa（80～100mmHg）的绝对压力，重复2～3次；或抽真空到10.7～13.3kPa（80～100mmHg）的绝对压力后，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≥3.5m3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、DC24V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（＜0.1MPa/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）灭菌器自来水管最好单独一管道,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 影响脉动真空灭菌器灭菌效果的因素

   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。