水浴式滅菌器工作原理及溫度均勻性驗證

唐志坤

（云南白藥集團股份有限公司 云南·昆明 650500）

1 水浴式滅菌器工作原理

水浴式滅菌器滅菌程序分為先滅菌、先檢漏兩種，其工作流程如圖1、圖2所示，根據生產工藝需求選擇不同的滅菌程序，也可根據用戶需求自行進行程序設計。水浴式滅菌器程序也叫過熱水滅菌程序，此類滅菌程序在滅菌時，產品被固定在托盤上，腔體內的過熱水通過換熱器持續循環加熱后噴淋方式對產品進行滅菌。

圖1：先滅菌程序工作流程圖

圖2：先檢漏程序工作流程圖

圖3：水浴式滅菌器工作原理圖

水浴式滅菌器設備采用PLC自動控制各電氣、氣動執行元件，同時配備了電腦/人機界面進行遠程操作、控制、數據顯示與存儲、打印。按操作規程將待滅菌產品裝載入水浴滅菌器內，設定滅菌溫度、滅菌時間、檢漏壓力等參數，啟動滅菌程序。注水階段：PLC控制水源閥門打開，程序自動注水，水位達到設定液位時，液位傳感器感應液位信號，水源閥門關閉，注水停止；升溫階段：蒸汽閥門打開、換熱器、循環泵啟動，過熱水重復循環噴淋，當溫度傳感器監測溫度達到設定滅菌溫度時，蒸汽閥門關閉；滅菌階段：溫度傳感器監測溫度信號傳輸至PLC，當監測溫度低于設定溫度下限時，蒸汽閥門打開，當監測溫度高于設定溫度上限時，蒸汽閥門關閉，通過溫度控制范圍來實現蒸汽閥門的重復開合，直至滅菌階段結束，同時PID調節閥根據溫度顯示情況自動控制蒸汽流量的大小，保證溫度均勻性；排壓階段：真空泵啟動，排水閥門打開，排出腔體內壓力及殘水，同時水源閥門打開，低溫噴淋水淋浴對產品進行降溫，當監測溫度及液位高度達到設定溫度時，排壓結束；檢漏階段：真空泵啟動，抽負壓至設定壓力時，滅菌器連通閥門全部關閉，達到設定檢漏時間時，檢漏階段結束水浴式滅菌器工作原理如圖3所示。

2 溫度分布均勻性驗證

保證水浴式滅菌器溫度分布均勻性及滅菌效果符合法規要求（最終滅菌產品需要考察滅菌效果），保證產品質量均一、穩定。

2.1 條件

（1）滅菌溫度允許范圍：設定溫度+0℃～+3℃；

（2）溫度極差：滅菌階段同一時刻溫度最大值與最小值的差值≤2.0℃；

（3）儀器儀表：恒溫培養箱經過驗證、相關儀器儀表經過校驗，符合使用要求；

（4）最終滅菌產品：累積殺死率F0＞12生物指示劑挑戰測試合格。

2.2 驗證溫度探頭、指示劑布點數量、位置

（1）至少選擇10個點（較大的滅菌器可以選擇15～20個探頭）；

（2）幾何中心和角落應有代表性點，冷凝水排水口（低溫點）；

（3）熱穿透測試時，應放置在最難穿透點的滅菌產品中，放置點應具有代表性；

（4）空載確認的最冷點位置應放置探頭。

2.3 滅菌物品裝載確認

（1）裝載數量：根據滅菌柜的大小，滅菌物品的形狀、種類、裝量、生產需求等合理確定滅菌物品的數量，溫度驗證時需要對最大裝載量進行驗證，如不滿足最大裝載量，應采用替代物進行填充至最大裝載量；

表1：溫度分布均勻性測試結果記錄表單

（2）裝載方式：對于有檢漏要求的產品，采用倒置式放置，各物品之間應留有一定間隙，可采用加隔條、設計合理裝載容器具等方式，保證噴淋水正常通過，與產品充分接觸進行換熱。

2.4 測試方法

使用無線溫度探頭進行溫度熱分布測試。按溫度探頭布點數量、位置將溫度探頭放置于滅菌器內的相應位置，放置過程中，溫度探頭不能與滅菌器腔內金屬表面接觸，并避免碰撞。完成連續3次空載熱分布、負載熱分布測試，各項指標均在允許標準范圍內，方可認為通過驗證測試。確定滅菌器冷點位置，日常生產過程進行監測。測試過程及驗證結果出現偏差時，需要進行原因分析、調查、必要時需要重新開展驗證測試。

2.5 生物指示劑挑戰測試（最終滅菌產品）

（1）測試方法：隨負載測試過程同步進行，通過風險評估及空載測試冷點位置，確定指示劑數量及放置位置。

（2）生物指示劑挑戰測試結果均合格：按指示劑培養方法對已滅菌指示劑、陽性對照進行培養、檢測（快速顯示滅菌效果指示劑除外），進行結果合格判定。

2.6 測試數據統計

見表1。

3 結語

（1）水浴滅菌器采用蒸汽熱交換式過度淋洗水進行滅菌，軟件采用PLC控制系統對滅菌過程進行自動化控制。

（2）設備配備有PID蒸汽調節閥、溫度傳感器、壓力傳感器、氣動閥等電氣原件，以及PLC、電腦/人機界面、電磁閥、真空泵等電氣元件，保證設備各執行功能正常。

（3）根據實際滅菌工藝，選擇或配置合適的滅菌程序。最終滅菌、非最終滅菌程序需注意區分。

（4）溫度均勻性測試結果：監測溫度最大值、最小值、溫度極差等符合法規要求。

（5）水浴式滅菌器在投入使用前或驗證到期、設備發生重大變更、改造時，必須進行設備驗證，驗證合格后方能正常使用。

（6）水浴滅菌器在驗證周期內，發生驗證狀態偏移、改變時，如：設備的控制溫度超過允許范圍時，應該采取相應的控制措施，并再次進行驗證合格后方能使用。

（7）驗證溫度探頭及生物指示劑的數量、布點位置選擇方法：通過空載熱分布測試確定滅菌器腔室內不同位置的溫差狀況，確定可能存在的冷點，對該位置應增加溫度探頭、生物指示劑布點數量。