生物發(fā)酵罐是微生物生產(chǎn)體系的核心設(shè)施，內(nèi)部環(huán)境一旦被微生物污染，將嚴(yán)重威脅發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的安全性。發(fā)酵罐體積龐大，管路、攪拌器和傳感元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)濕熱或化學(xué)浸泡方式難以滅菌的性，在空間角落和管路接口處形成死角。汽化過氧化氫技術(shù)近年來逐漸成為生物發(fā)酵罐空間消毒滅菌新方法，氣態(tài)過氧化氫的高擴(kuò)散性和強(qiáng)氧化性，可在密閉環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全覆蓋殺菌。該技術(shù)降低了滅菌殘留的風(fēng)險(xiǎn)，還提升了過程可控性和自動(dòng)化程度，為大規(guī)模發(fā)酵系統(tǒng)提供了新的解決方案。

一、生物發(fā)酵罐VHP汽化滅菌方法

汽化過氧化氫滅菌技術(shù)利用高濃度過氧化氫溶液在低溫條件下快速汽化，形成具活性的氣溶膠分子，強(qiáng)氧化作用破壞微生物的細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)及DNA，實(shí)現(xiàn)滅活效果。氣態(tài)分子擴(kuò)散能力強(qiáng)，均勻滲透至密閉空間的各個(gè)角落，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)備內(nèi)部空間天然優(yōu)勢。該技術(shù)的核心是低溫操作，高溫蒸汽對發(fā)酵罐內(nèi)部部件造成的結(jié)構(gòu)損傷或材料老化。

VHP滅菌不依賴于液體的浸泡覆蓋，克服大空間、復(fù)雜結(jié)構(gòu)和死角區(qū)域難以接觸的問題。滅菌過程結(jié)束后，過氧化氫可催化分解為水蒸氣和氧氣，不留下化學(xué)殘留，大幅降低藥品和微生物生產(chǎn)過程的二次污染風(fēng)險(xiǎn)。VHP技術(shù)還殺菌性能，對細(xì)菌繁殖體，對芽孢、真菌和病毒均有強(qiáng)力滅活作用。

二、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)復(fù)雜性下的靈活應(yīng)用

發(fā)酵罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，罐體內(nèi)部空間巨大多層攪拌槳、氣體噴射系統(tǒng)和傳感器探頭等部件，傳統(tǒng)滅菌方式在區(qū)域容出現(xiàn)滅菌盲區(qū)。VHP滅菌技術(shù)問題進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。氣體引入采用環(huán)形噴射或多點(diǎn)噴射方式，使汽化過氧化氫迅速均勻分布于罐體內(nèi)部，并攪拌器低速轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)空間氣體的充分混合。傳感器和單元布置在位置，實(shí)時(shí)監(jiān)測過氧化氫濃度、溫度和濕度等參數(shù)，氣體在整個(gè)空間內(nèi)保持穩(wěn)定濃度，以達(dá)到理想的殺菌效果。

罐體密封性設(shè)計(jì)也是應(yīng)用效果的環(huán)節(jié)，高強(qiáng)度密封件和耐腐蝕材料承受反復(fù)滅菌過程中的化學(xué)作用，維持系統(tǒng)完整性。長管道和接口區(qū)域，系統(tǒng)配備輔助的小型噴射裝置或局部循環(huán)單元，將氣體輸送至深部區(qū)域，防止微生物殘留在細(xì)小縫隙中。材料選擇上罐體內(nèi)壁和攪拌器表面需良好的耐過氧化氫腐蝕性能，以長時(shí)間使用不會(huì)產(chǎn)生表面粗糙或密封性能下降的問題。

三、生物發(fā)酵罐滅菌操作和效果驗(yàn)證方法

VHP滅菌要真正發(fā)揮優(yōu)勢，依賴的標(biāo)準(zhǔn)化流程。標(biāo)準(zhǔn)化流程包括預(yù)處理、充滿、維持和四個(gè)階段。預(yù)處理階段主要抽真空或干燥氣體吹掃的方式，降低罐體內(nèi)部濕度，減少滅菌過程中的凝結(jié)干擾。充滿階段將汽化的過氧化氫引入罐體，并快速建立適合殺菌的濃度環(huán)境。維持階段則要求在穩(wěn)定的過氧化氫濃度和濕度條件下維持一定時(shí)間，以滅活微生物芽孢等耐受性強(qiáng)的目標(biāo)生物。階段催化分解或置換通風(fēng)的方式去除殘余過氧化氫，使罐體內(nèi)部氣體恢復(fù)至安全水平。

全過程由自動(dòng)化系統(tǒng)，所有參數(shù)如氣體濃度、溫濕度曲線及時(shí)間點(diǎn)均由傳感器采集并記錄，形成完整的數(shù)據(jù)檔案，既方便日后追溯，也滿足質(zhì)量審計(jì)的要求。標(biāo)準(zhǔn)化流程還可以參數(shù)驗(yàn)證每一次滅菌效果一致，不會(huì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)差異產(chǎn)生偏差。自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的降低了人工操作風(fēng)險(xiǎn)，還提升了生產(chǎn)線運(yùn)行效率，為大規(guī)模發(fā)酵系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的空間滅菌。

生物發(fā)酵罐內(nèi)部空間的無菌決定發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的安全性。VHP汽化滅菌技術(shù)高效殺菌、作用、低殘留和結(jié)構(gòu)適配性，成為當(dāng)前空間滅菌的主流選擇。