改善 vH2O2 生物凈化的濕度控制

制藥環(huán)境必須處于受控條件下，尤其是要控制影響產品質量和產量的溫度和相對濕度等變量。在汽化*生物凈化應用中，

濕度的影響也很重要，在這些應用中，較高的相對濕度可以減少發(fā)生冷凝前注入該區(qū)域的 H2O2 蒸汽量，如本博客所述。

在我們關于 vH2O2 生物凈化理想方案的文章中，我們常常推薦除濕，以保障 vH2O2 可以達到冷凝前的最大濃度。

但是如何除濕呢？制藥公司采用的除濕方法不盡相同。通常都會用到暖通空調系統，這些系統很有用，但典型的生命科學

環(huán)境需要更嚴格的控制，因而需要理想的除濕技術。在本文中，我們將介紹 Munters 的生命科學應用所用的除濕解決方案。 

我們采訪了 Munters 歐洲、中東和非洲地區(qū)的業(yè)務開發(fā)經理 Martin Ginty。

Martin Ginty：

我在 Munters 工作八年多了。在此期間，我擔任過幾個不同的職務，包括全球制藥業(yè)經理。擔任此職務期間，我能夠看到

在所有生產工藝中持續(xù)調節(jié)和監(jiān)測空氣濕度的重要性。例如，在藥用活性成分 (API) 的整個開發(fā)和生產過程中，無論天氣或

季節(jié)如何，穩(wěn)定的環(huán)境條件，用于控制相對濕度的除濕機都可以微調多個工藝理想相對濕度。

對于生命科學應用，我們可以提供定制設計的空氣除濕解決方案，例如，在筒倉、生產設施、倉庫或運輸中，空氣濕度應精確

控制并保持一致。當濕度得到控制時，生產能力和衛(wèi)生狀況都會得到改善。

例如，在汽化*生物凈化中，除濕的好處之一是能夠在操作前干燥環(huán)境，這樣您就可以保障要凈化的任何區(qū)域的蒸汽濃度

飽和。之后，您無需向該區(qū)域引入高溫或大流量氣流便可以快速干燥該區(qū)域，這有助于控制運營成本。想象一下加熱手套箱或

腔室的情景，您可以選擇 50°C 空氣干燥 5 分鐘的策略。但這也會加熱任何類型設備的所有表面和內部的所有東西。通常，

您希望保持在正常操作條件下，避免大幅偏離。例如，如果門窗周圍有硅膠或橡膠密封件，加熱/冷卻循環(huán)可能是有害的。

隨著時間的推移，這些密封劑的使用壽命會縮短，有效性會降低。

Munters 的除濕機如何工作？

部分除濕機有硅膠轉子。轉子尺寸不等，直徑從 400 毫米到 4.5 米，深度通常在 200 到 400 毫米之間?？諝鈺鹘涍@個

轉子。工藝流程或“潮濕"空氣進入轉子，干燥空氣從另一側出來。當然，“干"這個詞是相對的。干燥程度取決于工藝

需要，因此我們根據幾個因素調節(jié)輸出：輸入濕度是多少，以及空氣是來自室內還是室外、處于哪個月份、處于一天中的

什么時段。轉子通常每小時轉動大約六到八次，具體取決于我們如何設置設備以達到輸出設定點。在某個時刻，轉子內的

水蒸氣濃度會飽和，或者由于水蒸氣分子過多而效率不高，水蒸氣會被吸附到多孔的大表面積碳化硅中。

此時，它進入重新激活階段。熱空氣沿相反方向吹出，以驅走轉子上的水分。然后重新激活的干燥劑又回到氣流中。從熱力學

的角度來看，轉子處于幾種不同的狀態(tài)，從位于一部分底部周邊（偏向中間）時非常干燥的狀態(tài)，到再生之前相對飽和的狀態(tài)。

它是一個運動的系統。轉子內部環(huán)境滿足生命科學環(huán)境中對清潔度的需求。瑞典食品和生物技術研究所最近獨立證明，這些轉子

具有殺菌和防霉的特性。

我們看到該領域的許多設備時間超過 20 年了，而且仍在使用。我們安裝了略超出規(guī)格的設備，提供了提高效率的空間。幾年后

，除非設施配備了良好的過濾裝置，如 HEPA 過濾器，否則微?？赡軙逊e。隨著時間的推移，微粒的粘附會導致轉子效率降低

。機械完整性也會在多年后退化，但由于顆粒粘附在轉子上，設備退化取決于具體情況；這意味著工藝條件會隨著時間的推移影

響轉子的效率和使用壽命。

關鍵參數：濕度和溫度

在某些安裝中，除濕裝置可能是該應用的空氣來源。在這些情況下，我們在裝置的輸出端，非?？拷懦隹諝獾奈恢?，

安裝維薩拉溫度和濕度傳感器。然而，傳感器的放置取決于工藝的需要。例如，空氣在經過轉子除濕后可能需要冷卻。

隨著水分從空氣中去除，空氣的溫度會升高。這個結果與蒸發(fā)相反，蒸發(fā)時，熱量會回到空氣中。如果進入轉子進氣側

的空氣溫度為 20°C，則離開轉子時的溫度可能會達到 40°C 左右。通常需要冷卻空氣，但也有一些制造過程需要這種額外的

熱量，例如清潔后的干燥。最終，重要的是空氣混合物進入工藝中時的溫度。

溫度傳感器的放置取決于所使用的設備。想象一個管道系統，從離開除濕裝置到實際返回工藝中全長 30 米。必須測量溫度和

濕度的位置就是靠近實際工藝的位置，也就是靠近真正應用區(qū)域本身的位置。

為特定用途而設計

除濕機根據客戶規(guī)格工作，他們定義了所需的條件，而我們設置設備來創(chuàng)造這些條件。我們會在調試和測試階段與客戶合作。

我們可以調整除濕機在環(huán)境中的工作方式，并根據收集的數據修改除濕。Munters 擁有多種裝置，可滿足多種應用的需求。

美妙之處在于，在多種規(guī)模的裝置中，適用同樣的原理。去除空氣中的水分，控制溫度，并保持正確的工況。

一些除濕裝置非常簡單，它們或多或少地吹出空氣，而傳感器僅測量出口條件。另一些裝置較為理想，沿空氣供應鏈配備了

更多傳感器進行監(jiān)測?？蛻艨赡芟Ｍ诔凉駲C附近進行監(jiān)測，以保障其持續(xù)運行。如果放置在出風口的監(jiān)測傳感器顯示除濕機

和出風口之間的溫度和濕度差異很大，則表明存在問題。例如，如果出口處的預期溫差為 10 攝氏度，但測得的溫差為 15 

攝氏度，則開始進行故障排除。管道系統是否打開，或者氣流是否轉向？系統中是否有不應該存在的東西？傳感器可以表明

系統正在按預期工作，以及是否出現問題。

在采用 vH2O2 生物凈化的區(qū)域使用除濕機時，我們發(fā)現，二氧化硅轉子材料非常耐用。通常，在分子層面上，我們處理的是

水蒸氣分子與轉子材料之間的靜電引力。*分子上的氫鍵末端以同樣的方式被吸引到轉子上。顯然，*比水更

具侵蝕性，因為水不具有*那樣的氧化作用。但它似乎不會削弱轉子材料本身。我們有些應用程序已經運行多年，而

轉子沒有退化。

*蒸汽生物凈化

汽化*生物凈化常用于許多領域，例如無菌制造、動物研究實驗室、設備轉移區(qū)、3 級生物安全實驗室(BSL-3)、

生物安全柜、培養(yǎng)箱、手套箱和醫(yī)院。在疫情期間，在供應短缺時，vH2O2 用作 N95 口罩的去污劑，但需要適當的曝氣

以保證用戶安全。

如前所述，人們總是擔心 vH2O2 對設備的影響。但汽化*生物凈化讓人擔心的另一個問題是曝氣后的殘留物可能會造成

損害。雖然曝氣量始終控制在對操作員安全的水平，但仍會有少量 H2O2 殘留在大氣中。從理論上講，這種殘留物最終可能會

進入產品中，可能導致蛋白質氧化，從而影響產品質量和安全。 

凈化應用中所用的 H2O2 蒸汽量各不相同，溫度、相對濕度、溶液 H2O2 百分比和環(huán)境中的材料都是 vH2O2 凈化程序中的

重要因素。但曝氣后，濃度不足 1 ppm 的 H2O2 可能會殘留在包裝和與產品接觸的其他材料中。已經有許多科學家撰文研究殘留 

vH2O2 對特定蛋白的影響，但是仍需進一步了解這種情況。 

然而，在調節(jié)階段之前進行除濕會增加冷凝前可以使用的 H2O2 蒸汽量。這有助于保障高殺滅率，即被殺死的微生物的

百分比。通常，工藝需要達到 6 log 的殺滅率，即去除環(huán)境中 99.9999% 的微生物。通常，細菌孢子（對 vH2O2 非常耐受）減少 

99.9999% 這個結果可以在 30-90 分鐘內實現，濃度范圍為 150-400 ppm。 

但無論過程如何，理想的情況是在環(huán)境中不產生滴水凝結的情況下實現 99.9999% 的殺滅率。您希望注入盡可能多的蒸汽，但要

保持在冷凝點以下。盡管存在微冷凝，但這種方法通常稱為“干法"。在汽化*生物凈化過程中，濕度有助于殺死微生物，

但滴落的冷凝水不僅會從空氣中吸出一些*蒸汽，還會留下更多殘留物。由于殘留物可能有影響產品質量的風險，不存在

冷凝的 vH2O2 生物凈化工藝更受青睞。將降低濕度作為第一階段是一個好辦法。將除濕作為 vH2O2 第一階段是降低 vH2O2 

生物凈化中的殘留物的關鍵。