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淺談製藥行業純化水設備微生物控製
水是製藥生產的重要組成部分，純化水具有理化指標與微生物指標，前者一些小型水處理廠家都能夠達到，但後者卻不是所有設備廠家都能達到的。純化水係統微生物滋生的原因有哪些？設計上又有哪些需要注意的潛在風險？本文將從“質量源於設計”的角度出發，為讀者們進行分析，並給出推薦的解決方法，從而幫助製藥企業在滿足藥典標準的情況下盡可能地延長純化水係統的消毒周期。
一些製藥企業雖然安裝調試了純化水係統，但在其消毒周期內卻頻繁遇到微生物指標超出《中華人民共和國藥典》（以下簡稱“藥典”）規定的100 CFU/ml標準，最終被迫不斷縮短進行巴氏消毒的周期。曾有人對國內製藥企業的消毒周期進行了統計，得出純化水分配係統最長的消毒周期是6個月，最短的消毒周期是2周。頻繁的消毒不僅會造成水係統各部件功能下降，而且會對企業的生產排產計劃造成一定影響。那麽如何才能做好純化水係統的微生物控製？本文接下來將對其進行探討。
純化水係統總體分析
純化水係統通常由製備和分配係統兩部分組成，製備係統的功能是通過多道工序步驟將原水（通常是自來水）處理為符合藥典標準的水。分配係統的功能是通過分配泵將符合藥典標準的水輸送到各個使用點。整個水係統的微生物控製不僅要求施工、安裝和運行參照GMP（藥品生產質量管理規範）法規、ASME/ISPE（美國機械工程協會/國際製藥工程協會）指南等要求進行，還要求在水係統設計階段就要對微生物控製加以考慮。
製備係統微生物控製
製備係統的目標是將原水中的微生物去除，從設計上要考慮的是通過不同工序步驟將微生物逐步去除，而不能僅僅用一個工序步驟進行去除，同時要盡可能避免自身微生物的快速滋生。常規純化水設備係統處理工序如圖1所示。
常規純化水設備係統處理工序（RO：反滲透；EDI：電去離子）
在製備係統中，多介質過濾器用於懸浮物、大顆粒物和膠體等雜質的初步去除；軟化器主要用於降低Ca2+和Mg2+等離子的濃度，從而降低水的硬度；活性炭過濾器的作用是去除餘氯和降低TOC（總有機碳）——由於活性炭具有巨大的表麵積，可以很好地吸附和降低TOC，但在吸附有機物的同時，這也導致活性炭過濾器成為微生物滋生的天然溫床。由於多介質過濾器、軟化器和活性炭過濾器自身都沒有去除微生物的能力，反而會導致微生物快速滋生，這就要求製藥企業定期對多介質過濾器、軟化器和活性炭過濾器進行巴氏消毒。活性炭過濾器由於更容易導致微生物的滋生，部分企業甚至不得不采用工業蒸汽的方法來保證微生物殺滅效果。
基於“質量源於設計”的理念，国产成人久久Av免费高清色欲應采用UF（超濾）膜替代多介質過濾器和活性炭，用電磁除垢儀替代軟化器，用中壓UV（紫外線）燈替代活性炭來去除餘氯。推薦的純化水係統處理工序如圖2所示。
圖2 推薦的純化水係統處理工序
UF膜屬於一種膜過濾技術，采用錯流過濾方式。UF膜不僅對懸浮物、大顆粒物和膠體有一定去除能力，還可以對病毒和微生物等進行有效攔截和去除。為了防止膜絲表麵汙堵，UF膜需要定時進行氣水洗。在氣水洗過程中添加次氯酸鈉，就可以對膜絲表麵的微生物進行殺滅控製。
電磁除垢儀通過電磁感應線圈對水施加一定磁場來改變水及溶解離子特性，從而達到降低水硬度的目的。在降低水硬度的同時，磁場能量還能控製原水中微生物的繁殖和生存。
UV燈的主要作用是去除餘氯，保護後麵工序的RO膜不被氧化。但是UV燈在去除餘氯的同時也可以破壞微生物體內的RNA(核糖核酸)和DNA（脫氧核糖核酸），從而破壞細胞的代謝、遺傳和變異功能，最終導致細胞結構死亡。ISPE中推薦的用UV燈去除餘氯的照射劑量是其消毒劑量的20倍以上，所以在用UV燈去除餘氯的同時還可以將微生物殺滅，殺滅後產生的內毒素可以被後麵工序的RO膜有效攔截去除。UV燈對微生物細胞破壞機理如圖3所示。
圖3 UV燈破壞微生物細胞的機理
本文推薦使用中壓紫外燈，這是因為中壓紫外燈相比低壓紫外燈具有一大優點：照射後的微生物細胞不可修複。中壓多普段和低壓單色紫外燈對微生物殺滅對比如圖4所示。
圖4 中壓多普段和低壓單色紫外燈殺菌效果對比
采用UF膜替代多介質過濾器和活性炭，用電磁除垢儀替代軟化器，用中壓UV燈替代活性炭後，整個製備過程中產生的微生物都可以得到逐步的去除。此時再輔以周期性對RO膜和EDI設備進行巴氏消毒或是化學消毒，整個製備係統中的微生物就可以得到很好的控製，其產水微生物數量即可遠低於藥典中的微生物指標。
這裏還需要特別說明一點，通常純化水設備製備係統在待機情況下，會設置小循環來防止微生物快速滋生。在小循環狀態下管路依舊達不到湍流狀態，因此最好在設計上取消小循環，通過其他手段來保證製備係統一直處於正常產水狀態。
結語
做好整個水係統的微生物控製不僅要求製藥企業在係統施工、安裝和運行時參照GMP法規、ASME/ISPE指南等要求進行，還要求企業在製備係統設計工序上考慮采用多道工序對微生物進行逐步去除，在分配係統設計上考慮采用在線的消毒措施，再輔以周期性的巴氏消毒。隻有這樣，微生物才可以得到很好的控製，係統的消毒周期可以得到一定延長。在本文中，筆者主要從純化水設備設計理念上提供了一些見解，希望能夠為製藥企業解決微生物控製提供有益的參考。
【參考文獻】
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