基于VHP 的灌装设备杀菌技术及其应用分析

（凯麒斯智能装备有限公司，江苏 宿迁223700)

1 概述

随着消费者对饮料的品质更高的追求，营养更丰富，口感更好等成为饮料生产厂越来越注重的问题。在这一趋势下，很多饮料生产厂开始生产更为营养丰富口感也更加完善的饮料。但无论是口感还是营养，前提条件都是需要保证其无菌的环境，而我公司与中国农业大学等单位协作，共同承担“液体饮料无菌灌装系统关键技术研究”的研究课题，我公司的重点研究方向为“灌装设备及环境无菌技术研究”，可以借鉴其他公司的成熟产品并加以应用。

2 基于VHP 的灌装设备杀菌技术

随着科学技术的不断创新，在饮料灌装领域也在进行着一系列的改进和革新，为了达到无菌灌装，目前，已经有很多的饮料工厂将其灌装进行改革，将传统的灌装室改进成为更加先进的灌装洁净室。对比之前的传统灌装，灌装洁净室的确可以使室内保持正压，并且更加高效地进行空气的无菌过滤，但是灌装洁净室仍需要人员进出，还有物流的运送，这样就不可避免的会带来外界的污染物。因此为了避免灌装洁净室因长期积累的外界污染物而无法达到洁净度要求，我们需要定期对灌装室进行严格的灭菌。

由于我国的食品安全法的要求，每一个饮料生产厂对空气灭菌采用的灭菌方法和灭菌剂需要满足条件。传统的空气灭菌方法有臭氧灭菌、紫外线照射灭菌和甲醛熏蒸灭菌等。这些传统的空气灭菌方法都有着各种各样的缺点，如消毒耗时长的缺点，并且所使用的臭氧等物质都非常危险，其中臭氧和甲醛都会对人体产生很严重的损害，另外，若使用紫外线灯灭菌则会产生臭氧，由于其危害，所以需要将臭氧排除灌装室之后才能进行开工，这样很严重的影响了饮料工厂的生产效率。

由于技术的创新，科研人员也将医学领域应用多年的气化过氧化氢杀菌技术（即VHP）逐渐地运用到饮料灌装中，促进饮料行业的无菌化发展。目前已知VHP 技术已经应用了有20 多年的发展历史，尤其是时在医学制药等领域，现在全球范围内已有85%以上的医学制药企业采用VHP 技术的作为其无菌隔离器的主要技术。2012 年帖金凤等人进行了一系列的实验，并且在其报告中表明了这一实验的结果，在体积为40 m3和190m3生物安全实验室内，将346.5 g /L 过氧化氢溶液，以12 ml /m3用量经过氧化氢蒸汽发生器产生过氧化氢蒸汽，密闭作用60 min。对于实验室内的地面、实验台面、墙面等不同位置的表面的染菌布片上的枯草杆菌黑色变种芽孢均能完全杀灭，并且这一整套的灭菌结束后，总用时在2h 内。与传统的灭菌技术相比，HPV 技术具有操作简单，杀菌效果好等的优点，并且最为突出的优点时在使用HPV 消毒的整个消毒处理过程中，可以实现自动化控制，这样也就能够最大程度上控制好消毒过程中使用的过氧化氢的用量。从实验结论得出，在试验中共使用含量346.5 g /L 的过氧化氢溶液12 ml/m3。并且在使用HPV 技术消毒之后，可以利用催化剂，将残余的过氧化氢进一步的还原分解，剩下对人体无害的水蒸气和氧气。

目前，VHP 灭菌技术已经在各个行业内推广使用，如传染病病房、隔离担架、救护车、隔离器、空气过滤器、无菌灌装线、高等级生物安全实验室等的消毒处理。在VHP 技术的使用过程中，所需浓度比目标空间达到凝露点时要低，并且可以采用直接法，即不需要进行过滤处理，可以直接将VHP 喷射到所需灭菌的房间，并将其空间进行循环1h 内便可以完成整个杀菌过程，无需其他条件的限制，更大程度上的保护了工厂内的设备。

在使用VHP 设备进行灭菌时，利用过氧化氢的氧化还原原理，最终被还原为水和氧气这两种对人体无害并且不需要再花时间进行通风处理的物质。同时使用VHP 灭菌所需要的条件也很容易满足，只需在一般的室温环境下，就可以进行灭菌，这样不仅对灭菌操作有很大程度上的方便，同时也对整个灌装室内的器械设备的保护。

3 VHP 灌装设备杀菌技术的应用优势

德国PEA Geschko 汽化过氧化氢发生器是德国高端进口用于洁净室、传递窗和隔离器等空间灭菌的便捷移动式设备，该蒸发器采用独特的干法闪蒸技术完全气化，产生的过氧化氢气体广谱灭菌效果强，杀孢子达log-6 级，不容易在物品表面冷凝，故具有良好的材料兼容性。灭菌后使用催化剂降解为水和氧气，保证安全性。灭菌标准符合FDA、欧盟、CFDA 要求等，同时可提供完整的3Q 验证服务。

相比于其他无菌灌装系统，德国PEA Geschko 的有效性更强，杀菌能力强，适用于对真菌、细菌、病毒和芽孢的灭菌，杀孢子能力保证SAL≤10-6，且易于验证；安全性更强，秉承德国制造工艺，严格的国际标准，低温生物消毒法，可快速降解为无毒的H2O 和O2；干法工艺完全气化不冷凝，可兼容敏感电子设备、彩钢板等多种敏感材料；采用德国闪蒸技术，配合LiRo 气体分布系统、自动除湿系统，仅需4-6 小时就可完成高效杀菌;操作界面采用西门子PLC，可设置13 到500 个程序；外接A4 打印机记录过程报告，整机采用移动式的设计，自动化的操作和过程控制。性价比更高、更方便的适用于客户需求场景的新式空间灭菌。

德国PEA Geschko 的VHP 灭菌工艺，在目前世界上的杀菌领域是很有代表性的，其具有很好的重复性,并且德国PEA 对于杀菌有着很严格的标准，其化学指示剂和生物指示剂都是经过验证，具有很严格的无菌保证水平，更易通过GMP 和FDA 审查，环境湿度的调节采用二级冷凝系统，拥有更快的除湿速度；设备是可移动的，也可以根据需求集成到密闭设备上；采用铂作催化剂分解H2O2，无需再生更换；配备风机，空气流量可调节；可以外接A4 打印机打印过程报告，等等优点都更符合现代高效便捷的特点，更加方便使用者使用。

4 结论

VHP（干法工艺）通过欧美三十多年的实际应用，被全球客户公认为到目前为止最安全、最高效、最环保的替代甲醛、臭氧的灭菌方法。在目前已知的所有灭菌方法中，汽化过氧化氢灭菌法已成为其中最重要的一种方法，世界范围内的各大制药公司都已使用这种已经非常成熟的灭菌方法。而德国PEA Geschko 汽化过氧化氢灭菌器产生的氢氧基破坏细胞膜和DNA 进行广谱灭菌，并且从实验结果中可看出，对于嗜热脂肪芽孢杆菌这种最难以杀灭的细菌，也成功达到了6log 的杀灭率。并且还拥有十分智能化的操作系统，让每一个操作都变得简单快捷。

我们可以借鉴德国PEA Geschko 汽化过氧化氢灭菌器的智能化与实时监控，通过实时监控使用雾化过氧化氢（雾化H2O2）作为空间灭菌剂时，帮助我们找到雾化过氧化氢的浓度、温度、流量、时间等参数对空间灭菌效果的影响规律。