基于VHP 的灌裝設備殺菌技術及其應用分析

（凱麒斯智能裝備有限公司，江蘇 宿遷223700)

1 概述

隨著消費者對飲料的品質更高的追求，營養更豐富，口感更好等成為飲料生產廠越來越注重的問題。在這一趨勢下，很多飲料生產廠開始生產更為營養豐富口感也更加完善的飲料。但無論是口感還是營養，前提條件都是需要保證其無菌的環境，而我公司與中國農業大學等單位協作，共同承擔“液體飲料無菌灌裝系統關鍵技術研究”的研究課題，我公司的重點研究方向為“灌裝設備及環境無菌技術研究”，可以借鑒其他公司的成熟產品并加以應用。

2 基于VHP 的灌裝設備殺菌技術

隨著科學技術的不斷創新，在飲料灌裝領域也在進行著一系列的改進和革新，為了達到無菌灌裝，目前，已經有很多的飲料工廠將其灌裝進行改革，將傳統的灌裝室改進成為更加先進的灌裝潔凈室。對比之前的傳統灌裝，灌裝潔凈室的確可以使室內保持正壓，并且更加高效地進行空氣的無菌過濾，但是灌裝潔凈室仍需要人員進出，還有物流的運送，這樣就不可避免的會帶來外界的污染物。因此為了避免灌裝潔凈室因長期積累的外界污染物而無法達到潔凈度要求，我們需要定期對灌裝室進行嚴格的滅菌。

由于我國的食品安全法的要求，每一個飲料生產廠對空氣滅菌采用的滅菌方法和滅菌劑需要滿足條件。傳統的空氣滅菌方法有臭氧滅菌、紫外線照射滅菌和甲醛熏蒸滅菌等。這些傳統的空氣滅菌方法都有著各種各樣的缺點，如消毒耗時長的缺點，并且所使用的臭氧等物質都非常危險，其中臭氧和甲醛都會對人體產生很嚴重的損害，另外，若使用紫外線燈滅菌則會產生臭氧，由于其危害，所以需要將臭氧排除灌裝室之后才能進行開工，這樣很嚴重的影響了飲料工廠的生產效率。

由于技術的創新，科研人員也將醫學領域應用多年的氣化過氧化氫殺菌技術（即VHP）逐漸地運用到飲料灌裝中，促進飲料行業的無菌化發展。目前已知VHP 技術已經應用了有20 多年的發展歷史，尤其是時在醫學制藥等領域，現在全球范圍內已有85%以上的醫學制藥企業采用VHP 技術的作為其無菌隔離器的主要技術。2012 年帖金鳳等人進行了一系列的實驗，并且在其報告中表明了這一實驗的結果，在體積為40 m3和190m3生物安全實驗室內，將346.5 g /L 過氧化氫溶液，以12 ml /m3用量經過氧化氫蒸汽發生器產生過氧化氫蒸汽，密閉作用60 min。對于實驗室內的地面、實驗臺面、墻面等不同位置的表面的染菌布片上的枯草桿菌黑色變種芽孢均能完全殺滅，并且這一整套的滅菌結束后，總用時在2h 內。與傳統的滅菌技術相比，HPV 技術具有操作簡單，殺菌效果好等的優點，并且最為突出的優點時在使用HPV 消毒的整個消毒處理過程中，可以實現自動化控制，這樣也就能夠最大程度上控制好消毒過程中使用的過氧化氫的用量。從實驗結論得出，在試驗中共使用含量346.5 g /L 的過氧化氫溶液12 ml/m3。并且在使用HPV 技術消毒之后，可以利用催化劑，將殘余的過氧化氫進一步的還原分解，剩下對人體無害的水蒸氣和氧氣。

目前，VHP 滅菌技術已經在各個行業內推廣使用，如傳染病病房、隔離擔架、救護車、隔離器、空氣過濾器、無菌灌裝線、高等級生物安全實驗室等的消毒處理。在VHP 技術的使用過程中，所需濃度比目標空間達到凝露點時要低，并且可以采用直接法，即不需要進行過濾處理，可以直接將VHP 噴射到所需滅菌的房間，并將其空間進行循環1h 內便可以完成整個殺菌過程，無需其他條件的限制，更大程度上的保護了工廠內的設備。

在使用VHP 設備進行滅菌時，利用過氧化氫的氧化還原原理，最終被還原為水和氧氣這兩種對人體無害并且不需要再花時間進行通風處理的物質。同時使用VHP 滅菌所需要的條件也很容易滿足，只需在一般的室溫環境下，就可以進行滅菌，這樣不僅對滅菌操作有很大程度上的方便，同時也對整個灌裝室內的器械設備的保護。

3 VHP 灌裝設備殺菌技術的應用優勢

德國PEA Geschko 汽化過氧化氫發生器是德國高端進口用于潔凈室、傳遞窗和隔離器等空間滅菌的便捷移動式設備，該蒸發器采用獨特的干法閃蒸技術完全氣化，產生的過氧化氫氣體廣譜滅菌效果強，殺孢子達log-6 級，不容易在物品表面冷凝，故具有良好的材料兼容性。滅菌后使用催化劑降解為水和氧氣，保證安全性。滅菌標準符合FDA、歐盟、CFDA 要求等，同時可提供完整的3Q 驗證服務。

相比于其他無菌灌裝系統，德國PEA Geschko 的有效性更強，殺菌能力強，適用于對真菌、細菌、病毒和芽孢的滅菌，殺孢子能力保證SAL≤10-6，且易于驗證；安全性更強，秉承德國制造工藝，嚴格的國際標準，低溫生物消毒法，可快速降解為無毒的H2O 和O2；干法工藝完全氣化不冷凝，可兼容敏感電子設備、彩鋼板等多種敏感材料；采用德國閃蒸技術，配合LiRo 氣體分布系統、自動除濕系統，僅需4-6 小時就可完成高效殺菌;操作界面采用西門子PLC，可設置13 到500 個程序；外接A4 打印機記錄過程報告，整機采用移動式的設計，自動化的操作和過程控制。性價比更高、更方便的適用于客戶需求場景的新式空間滅菌。

德國PEA Geschko 的VHP 滅菌工藝，在目前世界上的殺菌領域是很有代表性的，其具有很好的重復性,并且德國PEA 對于殺菌有著很嚴格的標準，其化學指示劑和生物指示劑都是經過驗證，具有很嚴格的無菌保證水平，更易通過GMP 和FDA 審查，環境濕度的調節采用二級冷凝系統，擁有更快的除濕速度；設備是可移動的，也可以根據需求集成到密閉設備上；采用鉑作催化劑分解H2O2，無需再生更換；配備風機，空氣流量可調節；可以外接A4 打印機打印過程報告，等等優點都更符合現代高效便捷的特點，更加方便使用者使用。

4 結論

VHP（干法工藝）通過歐美三十多年的實際應用，被全球客戶公認為到目前為止最安全、最高效、最環保的替代甲醛、臭氧的滅菌方法。在目前已知的所有滅菌方法中，汽化過氧化氫滅菌法已成為其中最重要的一種方法，世界范圍內的各大制藥公司都已使用這種已經非常成熟的滅菌方法。而德國PEA Geschko 汽化過氧化氫滅菌器產生的氫氧基破壞細胞膜和DNA 進行廣譜滅菌，并且從實驗結果中可看出，對于嗜熱脂肪芽孢桿菌這種最難以殺滅的細菌，也成功達到了6log 的殺滅率。并且還擁有十分智能化的操作系統，讓每一個操作都變得簡單快捷。

我們可以借鑒德國PEA Geschko 汽化過氧化氫滅菌器的智能化與實時監控，通過實時監控使用霧化過氧化氫（霧化H2O2）作為空間滅菌劑時，幫助我們找到霧化過氧化氫的濃度、溫度、流量、時間等參數對空間滅菌效果的影響規律。