淺談氫氧化鈉在純水管道抑菌的應用

樂渝寧，劉旭海，楊紅林

江中藥業股份有限公司，江西 南昌 330004

1 概述

純化水在制藥企業中是一種重要的原料及工藝用水，直接接觸藥品，因此它的質量，特別是微生物的控制至關重要。正常純水生產過程中，純水連續使用，微生物較易控制穩定，但若因生產調節或長假期而停產，純水系統長時間停用，不采取相應措施或措施不當，系統內微生物迅速滋生，嚴重情況將形成微生物膜并定殖，從而影響純水質量。因此，根據微生物的生長特性，假期停產純水系統養護以預防微生物膜的形成更具合理性，通常比除去已經存在并已定殖的微生物更加容易也更有效。針對此種情況，假期停產必須采取相應的抑菌殺菌措施，防止微生物膜的形成。如何對停產期間純水管道采取滅菌抑菌措施，確保管道不形成生物膜，是純水系統假期養護的重要工作。

純水系統假期管道的養護傳統方法一般有排空閥，間斷運行法，添加甲醛（過氧化氫）等強效殺菌劑等保養法。

2 純水系統傳統維護保養方法分析

2.1 排空法

排空法在純水管道的抑菌養護在停產長假期傳統方法應用最多，即在停產期間，將純水系統管道內排空，消除微生物耐以生長的潮濕環境，達到抑制微生物生長的目的。其優點是操作簡便、安全、適用。缺點是從實際應用中發現此方法僅對能完全徹底排凈管道余水的小系統比較有效。對于純水管道長或復雜系統，因設計及施工等因素，造成不能排空余水的系統，此方法并不合適。如江中藥業股份有限公司采用此法，假期后恢復生產前在經過消毒滅菌后取樣檢測，監測點微生物檢測細菌總數超標（100 CFU/100mL）的達到了25%，超糾偏限（60 CFU/100mL）達到了50%，超警戒線（30 CFU/100mL）的達到了83.3%(詳見表1數據)。并且在隨后的一次長達20天的停產期后形成了生物膜定殖情況，造成水質的反復。給生產造成極大的影響。此處所說的長假期是指停產5天以上。

表1

2.2 間斷運行法

即在假期每天安排運行2小時～4小時，進行管路系統的沖洗更新，達到抑制微生物生長目的。此方法優點比較適用于一周內的短暫假期，并且對機組的RO膜也起到了定期運行保護的功能。缺點是運行成本較高，而且停止運行期間系統管道內的水不循環仍然存在微生物滋生問題。以江中藥業股份有限公司為例，純水系統共計4臺套，總容量達到11t/h。若按每2小時運行，每噸純水的成本7元計算，每天運行成本將達到近160元。另外還需安排一名員工加班，每天加班費約100元。因此，一天將產生不少于260元的純水系統保養成本。若純水系統較大或停產周期長，運行成本還將更高，不僅如此，系統仍然需要考慮純水的排放或循環運行問題，故此保養方法大大增加了維護成本。

2.3 添加甲醛或過氧化氫等化學殺菌劑法

即在停產期間，將甲醛或過氧化氫配比成約1%～2%的水溶液，加入純水管道系統，并封閉閥門，利用甲醛的烷化性（或過氧化氫的強氧化性）能力達到滅活、殺菌功能。其優點是對殺菌抑菌效果確切，是公認的高效廣譜殺菌劑。缺點是甲醛（或過氧化氫）等藥劑具有一定的毒性，不穩定性，刺激性強，對操作配置防護要求高，以及存在殘留檢測的問題。因此，此類殺菌劑一般僅用于純水管道系統的初次殺菌使用及純水膜的保養，較少用于純水管道的抑菌養護。

3 氫氧化鈉維護保養法分析

基于以上出現情況，我們改進假期維護措施，采用添加保護液來達到滅菌目的。考慮藥用純水的特性，保護液必須安全、經濟、并且易去除，不產生殘留。因此綜合考慮，我們選用分析純氫氧化鈉用作管道保護液。通過在純水管道系統加入pH值為12的氫氧化鈉溶液，破壞微生物的生長環境，達到滅菌的目的。為此我們做了個驗證試驗，取剛制取出的純水樣3份，每份100mL，其中試樣1立即進行微生物檢測，試樣2添加氫氧化鈉溶液至pH值12，試樣3不做任何添加，將試樣2和3存放在常溫環境中保存15天，再進行微生物檢測，檢測結果如下：

表2

從實驗結果可知，堿液完全達到了抑菌滅菌的效果。當出現超過5天長假的情況應用氫氧化鈉堿液養護純水系統，假期恢復生產微生物檢測無菌率達到了80%以上，所有使用點的微生物檢測均在10 CFU/100mL以下，遠遠高于合格線，達到了注射用水標準。抑菌滅菌效果顯著。

因此，氫氧化鈉具有滅菌抑菌的作用。它的作用機理是通過引起蛋白質、核酸大分子變性、水解，殺死或抑制微生物生長。而在純水反滲透系統中，它還作為脫氣試劑使用，中和水中的CO2氣體形成的碳酸，達到調節純水的pH值，降低純水的電導率。氫氧化鈉溶液無毒性，具強腐蝕性。因此，采用反滲透純水工藝采用的分析純級的氫氧化鈉試劑配成低溶度溶液，作為停產期間純水管道滅菌劑是安全有效及可靠的。

4 氫氧化鈉維護保養法具體操作方法

圖1 加堿方法示意圖

第一步：在停止使用純水后，保持純水管道充滿水，并且保持儲罐水位約1/4；

第二步：取分析純試劑級氫氧化鈉，將試劑溶解在潔凈的不銹鋼桶，并且使用純水作為溶劑；

第三步：通過衛生泵及微孔過濾器將堿液泵入管道系統，并且循環，直至各管道回水pH值在12～13之間即可，關閉循環泵及各水閥（見圖1）；

第四步：在恢復生產前3天開啟機組制水，并且進行沖洗，使各管道純水電導率恢復正常值（2us/cm以內）后再進行消毒滅菌，然后取樣檢測，恢復正常使用。

5 結論

通過我們多年的驗證結果表明，對較大型或管道系統復雜，不能確保排凈純水管道內余水的系統，在長期停產期間采用氫氧化鈉溶液進行管道滅菌養護，預防微生物膜的形成，是一種高效并且經濟可靠的方法。

[1]國家藥典委員會.中國藥典（二部）[M].北京：化學工業出版社，2005.

[2]國家食品藥品監督管理局.藥品生產質量管理規范（1998年修訂）.

[3]楊清香.普通微生物學[M].科學出版社，2008，1.