CN104001198B - 一种灭菌方法及双腔体多层过氧化氢灭菌机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灭菌方法及双腔体多层过氧化氢灭菌机，所述灭菌方法是采用两个分别设有进、出口活动门的灭菌腔体，利用一套输送和输出装置通过所述进、出口活动门将产品交替送入和送出所述灭菌腔体进行灭菌处理。所述双腔体多层过氧化氢灭菌机，包括两个独立的灭菌腔体，各灭菌腔体上分别设相对的进口闸门和出口闸门，各灭菌腔体内分别设有多层托盘机构和与多层托盘机构连接的升降机构，实现多层托盘机构的分层进出瓶。本发明采用双腔体多层结构设计，实现了包括滴眼剂塑料瓶在内的塑料包装瓶的洗瓶—灭菌—灌封的联动生产，其灭菌效率高，完全满足GMP无菌生产的要求。

Description

一种灭菌方法及双腔体多层过氧化氢灭菌机

技术领域

本发明属于低温灭菌箱，具体涉及一种用于塑料包装瓶尤其是滴眼剂塑料包装瓶的灭菌方法及双腔体多层过氧化氢灭菌机。

背景技术

在制药行业，塑料瓶尤其是滴眼剂塑料包装瓶，传统的灭菌方式是使用甲醛熏蒸或者臭氧灭菌，新版GMP（2010版）已将塑料瓶眼药水生产工艺标准从外用药标准提升至无菌制剂标准，因此传统灭菌技术不能满足新版GMP标准，需要用新的灭菌工艺来替代。

低温汽化过氧化氢（简称VHP）灭菌技术起源于上世纪80年代，研究发现过氧化氢在低浓度的气体状态下比在液体状态下具有更高的杀孢子能力，主要原理是生成游离的氢氧基，用于进攻细胞成分，包括脂类、蛋白质和DNA。与传统的灭菌技术相比，其分解为水蒸气和氧气，环保、无毒，逐步被欧美等很多国家广泛应用于生物技术和制药行业。

目前国内也逐步将VHP应用于塑料包装瓶的灭菌，主要有两类设备，一种是由高温灭菌柜演变而来的VHP灭菌器，其弊端是需要人工周转，不能联动生产，且容易出现交叉污染；另一种是将传统的高温隧道烘箱经过改进，使之适用于滴眼剂塑料瓶的VHP灭菌，这类设备的弊端在于灭菌箱内部设有网带，有传动机构在箱体里面，不便于在位清洗，且隧道式烘箱非常长，灭好菌的眼药水瓶需要等长的储瓶区，导致产生效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种灭菌方法及双腔体多层过氧化氢灭菌机，使塑料瓶眼药水无菌生产工艺完全符合国家制药行业新版GMP要求，且提高生产效率。

实现本发明目的采用的技术方案如下：

本发明提供的灭菌方法，是采用两个分别设有进、出口活动门的灭菌腔体，利用一套输送和输出装置通过所述进、出口活动门将产品交替送入和送出所述灭菌腔体进行灭菌处理。

所述灭菌腔体内采用多层托盘机构与所述输送和输出装置对接，实现多层产品一次灭菌处理。

所述多层托盘机构通过升降机构依次调整每层托盘的高度以适应所述输送和输出装置送入和送出产品的位置。

本发明提供的双腔体多层过氧化氢灭菌机，包括两个独立的灭菌腔体，所述各灭菌腔体上分别设相对的进口闸门和出口闸门，各灭菌腔体内分别设有多层托盘机构和与多层托盘机构连接的升降机构，实现多层托盘机构的分层进出瓶。

所述灭菌腔体与加热系统、真空系统、过氧化氢发生装置连接，各灭菌腔体均设有排污接口、压力检测接口、温湿度检测接口、过氧化氢浓度检测接口以及在位清洗接口。

所述两灭菌腔体可以组成一箱体，也可以是分离的两个箱体。

所述进出口闸门大小一致，其水平中心在同一平面，同一灭菌腔体上的进出口闸门的竖直中心在同一平面，且位于灭菌腔体的中心平面。

所述多层托盘机构，包括提拉杆、提升架安装座、提升架、提升架导向座、托盘、托盘提升座、托盘导向块、连接杆、导向杆、导向杆座、限位撑杆以及料框。所述导向杆与所述导向杆座连接，所述导向杆座分别固定在所述腔体内；所述提拉杆与所述提升架连接，所述提升架固定在提升架导向座上；所述托盘两两之间通过所述连接杆连接，最上面一层托盘通过所述连接杆与所述提升架连接；所述托盘通过所述托盘导向块滑动安装在所述导向杆上；所述料框放置在所述托盘上。

所述升降机构，包括升降机构安装座、伺服电机、直线运动机构、提拉杆安装座，所述伺服电机及所述直线运动机构均安装在所述升降机构安装座上，所述提拉杆安装座与所述直线运动机构相连接；所述升降机构的提拉杆安装座与所述多层托盘机构的提拉杆相连。

所述加热系统，包括一台风机、一台加热器、一件高温高效过滤器、第一至第四阀门，以及相应的连接管道与排风接口，加热系统通过所述第一、第二阀门分别与所述灭菌腔体的进风口连通，所述第三、第四阀门分别接在所述灭菌腔体的排风口上并与所述排风接口相接。

所述真空系统包括一真空气源、第五、第六阀门以及相应的连接管道，真空系统通过第五、第六阀门与所述灭菌腔体连通。

所述过氧化氢发生装置，包括过一台过氧化氢汽化发生器、第七、第八阀门以及相应的连接管道，过氧化氢发生装置通过第七、第八阀门与所述灭菌腔体连通。

所述排污接口、压力检测接口、温湿度检测接口、过氧化氢浓度检测接口以及在位清洗接口，均与设在所述箱体上的PLC相连。

本发明的有益效果：

本发明可使塑料瓶眼药水无菌生产工艺完全符合国家制药行业新版GMP要求，采用双腔体作业可实现联动生产，提高灭菌效率一倍以上，具备在位清洗、在线监测、灭菌过程全程可控、数据可追溯等优点。

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的剖视图。

图4是本发明多层托盘机构的正视图。

图5是本发明灭菌工艺流程图。

具体实施方式

参见图1-图4，本发明提供的双腔体多层过氧化氢灭菌机，包括由两个独立的灭菌腔体2、2′组成的箱体1（也可以是分离的两个箱体），各灭菌腔体2、2′上分别设有进口闸门201、201′和出口闸门202、202′，进口闸门201、201′分别和出口闸门202、202′相对设置，各灭菌腔体2、2′内分别设有多层托盘机构和与多层托盘机构连接的升降机构，实现多层托盘机构的分层进出瓶；所述灭菌腔体2、2′与加热系统、真空系统、过氧化氢发生装置连接，各灭菌腔体2、2′均设有排污接口K2、压力检测接口K3、温湿度检测接口K4、过氧化氢浓度检测接口K5以及在位清洗接口K6。

所述进出口闸门201、201′、202、202′大小一致，其水平中心在同一平面，同一灭菌腔体2上的进出口闸门201、202（灭菌腔体2′上的进出口闸门201、202′）的竖直中心在同一平面，且位于灭菌腔体的中心平面。

所述多层托盘机构，包括提拉杆7、提升架安装座8、提升架9、提升架导向座10、托盘12、托盘提升座13、托盘导向块14、连接杆11、导向杆17、导向杆座16以及限位撑杆15以及料框18；所述导向杆17与所述导向杆座16连接，所述导向杆座16分别固定在所述腔体2、2′内；所述提拉杆7通过所述提升架安装座8与所述提升架9相连接，所述提升架9固定在所述提升架导向座10上，能在所述导向杆17轴向方向上滑动；所述托盘12两两之间通过所述连接杆11连接，最上面一层托盘12通过所述连接杆11与所述提升架9连接；所述托盘12通过所述托盘导向块14滑动安装在所述导向杆17上，实现所述托盘12的导向；所述料框18放置在所述托盘12上（参见图3、图4）。

所述升降机构，包括升降机构安装座3、伺服电机4、直线运动机构5、提拉杆安装座6，所述伺服电机4及所述直线运动机构5均安装在所述升降机构安装座3上，所述提拉杆安装座6与所述直线运动机构5相连接；所述升降机构的提拉杆安装座6与所述多层托盘机构的提拉杆7相连，实现塑料包装瓶的分层进出所述灭菌腔体2。

所述加热系统，包括一台风机20、一台加热器21、一件高温高效过滤器22、四个阀门F1、F2、F3、F4，以及相应的连接管道与排风接口K1，加热系统通过阀门F1、F2分别与所述灭菌腔体2、2′的进风口连通，灭菌腔体2、2′的排风口分别通过阀门F3、F4与排风接口K1相接，其功效在于加热所述腔体、烘干塑料包装瓶、补新风排除过氧化氢残留物（参见图2）。

所述真空系统包括一真空气源19、两个阀门F7、F8以及相应的连接管道，真空系统通过阀门F7、F8与所述灭菌腔体2、2′连通，其功效在于帮助过氧化氢迅速、均匀的分布在所述腔体内以及排除过氧化氢残留物（参见图3）。

所述过氧化氢发生装置，包括过一台过氧化氢汽化发生器23、两个阀门F5、F6以及相应的连接管道，过氧化氢发生装置通过阀门F5、F6与所述灭菌腔体2、2′连通，其作用在于使液态过氧化氢汽化，通入所述腔体，对塑料包装瓶进行灭菌（参见图2）。

所述排污接口K2用于排除清洗所述腔体的污水；所述压力检测接口K3安装压力变送器，用于实时反映所述腔体内的压力，反馈给控制系统，并做出相应的控制；所述温湿度检测接口K4安装温湿度变送器，用于实时反映所述腔体内的温湿度，反馈给控制系统，并做出相应的控制；过氧化氢浓度检测接口K5用于检测所述腔体内过氧化氢的浓度；在位清洗接口K6安装喷头，用于清洗所述腔体，实现在位清洗；所述排污接口K2、压力检测接口K3、温湿度检测接口K4、过氧化氢浓度检测接口K5以及在位清洗接口K6，均与设在所述箱体上的PLC相连。

工作原理：

要实现灭菌机的联动生产，还需要配备相应的输送和输出装置将需要灭菌的瓶装产品交替送入和送出所述灭菌腔体2、2′进行灭菌处理。输送和输出装置可采用一台进瓶小车S1与一台出瓶小车S2（参见图2）；所述进瓶小车S1放置在所述灭菌腔体2、2′的一侧，能在所述进口闸门201、201′之间移动，切换送瓶；所述出瓶小车S2放置在所述灭菌腔体2、2′的另一侧，能在所述出口闸门202、202′之间移动，切换出瓶；进瓶小车S1与出瓶小车S2，为全伺服控制系统，保证了小车移动、对接以及送料、出料的精准性。

进瓶阶段：所述灭菌腔体2的进口闸门201开起，其余进出口闸门201′、202、202′处于关闭状态，进瓶小车S1移动至进口闸门201，伸至所述灭菌腔体2接瓶口，与多层托盘机构的第一层托盘12对接，将放置在托盘12上的空料框18拖出集瓶，然后将集满塑料包装瓶的料框18再送入第一层托盘12；接着升降机构由伺服电机4驱动提拉杆7向上运动，并带动提升架9向上运动，提升架9通过连接杆11带动第一层托盘12向上运动，第一层托盘12也通过连接杆11带动第二层托盘12向上运动，运动至接瓶口停止；紧接着由进瓶小车S1将放置在第二层托盘12上的空料框18拖出集瓶，然后再将集满塑料包装瓶的料框18送入第二层托盘12，如此往复，直至将灭菌腔体2里面的所有托盘12都集满瓶，这时进口闸门201关闭，至此完成了灭菌腔体2完成了进瓶阶段，接下来便是加热除湿阶段（参见图2、图3、图4）。

加热除湿阶段：开启加热系统与灭菌腔体2对应的阀门F1及阀门F3，接着开启风机20、加热器21，通过高温高效过滤器22向灭菌腔体2送热的洁净风，对灭菌腔体2加热烘干；加热系统可以闭环的也可以是开环的；当所述灭菌腔体2内的温度及湿度达到设定的标准值时，风机20、加热器21停止工作，阀门F1及阀门F3关闭，至此灭菌腔体2完成了加热除湿阶段，接下来便是灭菌及排残阶段（参见图1、图2）。

灭菌及排残阶段：开启真空系统与灭菌腔体2对应的阀门F7，与所述真空气源19连通，对其抽真空，当真空压力达到设定值的标准值，关闭阀门F7；启动过氧化氢发生装置的过氧化氢发生器23，开启阀门F5，向灭菌腔体2输送一定量的低温汽化过氧化氢（VHP），真空状态下，能使VHP迅速均匀地分布在灭菌腔体2内，当灭菌腔体2内的VHP浓度达到设定的标准值时，停止过氧化氢发生器23，开启阀门F5，维持一段时间（由灭菌工艺而定）；之后，开启阀门F1及阀门F3，接着开启所述风机20，通过高温高效过滤器22向灭菌腔体2送洁净风，风压达到平衡的时候，关闭阀门F1、F3及风机20，停止送风；紧接着开启阀门F7，灭菌腔体2与真空气源19连通，对其抽真空，当真空压力达到设定值的标准值，关闭阀门F7；然后再次送风，风压平衡后，再次抽真空，如此反复，直到灭菌腔体2中VHP的浓度≤1ppm的时候，完成了塑料包装瓶的灭菌及排残，最后便是出瓶阶段（参见图1、图2、图3）。

出瓶阶段：灭菌腔体2的出口闸门202开起，其余进出口闸门201、201′、202′处于关闭状态，出瓶小车S2移动至出口闸门202，伸至灭菌腔体2接瓶口，与灭菌腔体2内多层托盘机构的最底层托盘12对接，将放置在托盘12上的放满灭好菌的塑料包装品的料框18拖出灭菌腔体2，然后将料框里面的塑料包装品自动送去灌装，最后将空料框18再送回最底层托盘12；接着所述升降机构由伺服电机4驱动带动提拉杆7向下运动，并带动提升架9向下运动，提升架9通过连接杆11带动所有托盘12向下运动，当倒数第二层托盘12运动至接瓶口停止；紧接着由出瓶小车S2将放置在倒数第二层托盘312上的料框318拖出出瓶，然后将出完瓶的空料框18再回送到倒数第二层托盘312；如此往复，直至将灭菌腔体2里面的所有托盘12都出完瓶，出口闸门202关闭，至此完成了灭菌腔体2的出瓶阶段，便又进入了下一轮的进瓶阶段（参见图2、图3、图4）。

灭菌腔体2在进完瓶后，所述灭菌腔体2′边开始进瓶；灭完菌后的灭菌腔体2在出瓶后，紧接着，灭菌腔体2′边开始出瓶瓶，如此灭菌腔体2、2′交替进瓶、灭菌、出瓶。参见图5，其中a表示进瓶时长；b表示灭菌时长；c表示出瓶时长；d表示灭完菌等待出瓶时长。出瓶的时长c应大于或等于进瓶+灭菌的时长a+b，便能保证后续灌装的联动。

Claims (3)

1.一种双腔体多层过氧化氢灭菌机，其特征是包括两个独立的灭菌腔体，所述各灭菌腔体上分别设相对的进口闸门和出口闸门，各灭菌腔体内分别设有多层托盘机构和与多层托盘机构连接的升降机构，实现多层托盘机构的分层进出瓶；所述灭菌腔体与加热系统、真空系统、过氧化氢发生装置连接，各灭菌腔体均设有排污接口、压力检测接口、温湿度检测接口、过氧化氢浓度检测接口以及在位清洗接口；所述进出口闸门大小一致，其水平中心在同一平面，同一灭菌腔体上的进出口闸门的竖直中心在同一平面，且位于灭菌腔体的中心平面；所述多层托盘机构，包括提拉杆、提升架安装座、提升架、提升架导向座、托盘、托盘提升座、托盘导向块、连接杆、导向杆、导向杆座、限位撑杆以及料框；所述导向杆与所述导向杆座连接，所述导向杆座分别固定在所述腔体内；所述提拉杆与所述提升架连接，所述提升架固定在提升架导向座上；所述托盘两两之间通过所述连接杆连接，最上面一层托盘通过所述连接杆与所述提升架连接；所述托盘通过所述托盘导向块滑动安装在所述导向杆上；所述料框放置在所述托盘上。

2.根据权利要求1所述的双腔体多层过氧化氢灭菌机，其特征是所述升降机构，包括升降机构安装座、伺服电机、直线运动机构、提拉杆安装座，所述伺服电机及所述直线运动机构均安装在所述升降机构安装座上，所述提拉杆安装座与所述直线运动机构相连接；所述升降机构的提拉杆安装座与所述多层托盘机构的提拉杆相连。

3.根据权利要求2所述的双腔体多层过氧化氢灭菌机，其特征是：所述加热系统，包括一台风机、一台加热器、一件高温高效过滤器、第一至第四阀门，以及相应的连接管道与排风接口，加热系统通过所述第一、第二阀门分别与所述灭菌腔体的进风口连通，所述第三、第四阀门分别接在所述灭菌腔体的排风口上并与所述排风接口相接；

所述真空系统包括一真空气源、第五、第六阀门以及相应的连接管道，真空系统通过第五、第六阀门与所述灭菌腔体连通；

所述过氧化氢发生装置，包括过一台过氧化氢汽化发生器、第七、第八阀门以及相应的连接管道，过氧化氢发生装置通过第七、第八阀门与所述灭菌腔体连通；

所述排污接口、压力检测接口、温湿度检测接口、过氧化氢浓度检测接口以及在位清洗接口，均与设在箱体上的PLC相连。