紫外線(UV)消毒技術在制藥行業中的應用
引言
紫外線(UV)技術最初是用來確保城鎮自來水的完全消毒。自40多年前該技術推出以來，現在已經應用于全球范圍內許多行業包括制藥企業的消毒、TOC(總有機碳的含量)降解、臭氧和氯胺分解以及生產工藝用水的余氯脫除。水是制藥過程中用量最大的物質，在更多嚴格標準的驅動及日益復雜工藝要求下消毒技術已被采用。
藥品生產一般都是由幾個工藝段組成，在不同階段之間本身也可能遭至微生物污染，而紫外線消毒可以被用作為有效的保障，從而確保藥品在各個工藝段之間不會發生變質。
紫外線安裝典型階段是在活性碳過濾器之后或RO之前，或者將紫外消毒及TOC降解系統設置于精處理單元。活性碳過濾器后面加上合適紫外消毒系統或RO處理單元之前裝一個合適紫外線消毒系統將殺滅進水中99.9%的細菌。
紫外線消毒技術
紫外線消毒系統通常分為兩種截然不同的類型：低壓及中壓。低壓系統紫外線輸出單色光譜(254納米波長)，而中壓系統輸出多色光譜紫外線(波長介于240–310納米之間)。
紫外線通過打斷微生物脫氧核糖核酸(DNA)的腺嘌呤和硫胺分子，使其無法繼續繁殖。微生物因而可在不使用化學藥品的情況下被殺死。盡管254納米是有效消毒波長，但脫氧核糖核酸能最有效地吸收的波長為265納米的紫外線(見圖1)。了解這些不同波長紫外線殺菌能力差異是設計具有殺菌效果好、效率高的紫外線消毒設備的基礎。總體來說，低壓系統最好用于小流量、間歇性系統，而中壓技術則更適合高流速水體消毒。
紫外線消毒系統的安裝
紫外設備可以安裝在超純水系統的各種位置(見圖2)。安裝或改造現有管道和容器相對簡單，可實現最低程度的生產擾動和最小的占地要求。根據使用目的不同，唯一需要進行定期維護的工作是每12個月更換一次紫外燈管，可由現場工作人員進行簡單的操作即可完成。一旦安裝完畢，處理工廠就可以每天24小時運作，無需停機對系統進行日常衛生維護和消毒。
波長在180納米至400納米之間的紫外光會產生光化學反應，分解游離氯，使其形成鹽酸。分解游離氯的峰值波長范圍介于180到200納米，而分解的氯化合物單、雙和三氯胺)峰值波長范圍為245納米至365納米。單獨通過紫外系統就能成功地分解達5ppm的氯胺和脫除達15ppm的游離氯。
脫氯所需的紫外線劑量取決于氯的總含量、游離氯與化合氯的比例、有機物的含量和目標濃度。去除游離氯常用劑量要高于一般消毒劑量30,000微瓦-秒每平方厘米(mw-s/cm2)15至30倍。采用紫外線脫氯另一個重要的好處是可實現高效紫外線消毒，TOC降解并可提高整體水質。
安裝紫外線系統后，不僅節省了成本，而且紫外線提供了高標準的脫氯效果，而且避免了所有化學物質或顆粒活性炭過濾器的缺點。”
結論
紫外線消毒系統是一種重要的工藝工具，可以確保純凈水回路在最高微生物污染標準下運行。其好處是多方面的安裝容易，占地面積小;維修簡便，可由現場工作人員進行;作為一種非化學處理方法，不會對產品的穩定性造成影響，且產品不會有意外的殘留物、顏色和氣味。
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