毕业论文—透析机复用机消毒液的中试

毕业论文—透析机复用机消毒液的中试 毕业报告论文题目:透析机复用机消毒液的中试 所 属 系 化学工程与制药系 专 业 化学工程与工艺 学 号 姓 名 指导教师 起讫日期 2011.3--- 2011.6 设计地 点 毕业设计论文诚信承诺 本人承诺所呈交的毕业设计报告(论文)及取得的成果 是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知 识产权纠纷，本人将承担一切责任。 学生签名: 日 期: 透析机复用机消毒液的 中试 摘要 过氧乙酸因具有酸性和强氧化性可以作为消毒剂使用，此类消毒液具有 广谱、高效、安全的特点，对细菌芽孢、霉菌、真菌、藻类和病毒有较强的杀灭作 用。过氧乙酸消毒液是由过氧化氢，过氧乙酸和醋酸组成 是一种稳定的化学混合物 它高效和安全 是美国 CDC 主要推荐的透析器复用消毒剂。 以过氧乙酸和过氧化 氢为原料，制备出的透析机复方消毒液稳定性的研究结果表明，在最佳条件下制备 出的过氧乙酸消毒液，加入添加剂的稳定效果优于未加入添加剂的，且复合添加剂 的稳定效果比单个添加剂的好。过氧乙酸消毒液的杀菌实验结果表明，样品能够杀 灭金黄色葡萄球菌。制备过氧乙酸工艺及其配方都比较简单，但制备出性能比较稳 定的产物，并非易事。本实验对过氧乙酸的制备条件及稳定性影响因素进行了研究， 摸索出其制备的优化条件及防止分解、延长使用期限的可行方法。今年来过氧乙酸 类消毒剂的需求日益增大，因此本实验制备了一种用于透析机的复方消毒液，重点 对其制备条件、稳定性能进行了研究。关键词:过氧乙酸; 消毒液; 稳定性;中 试 The pilot scale of dialysis machine antiseptic ABSTRACT Peracetic acid has acetic acid and strong oxidation which can be used as a disinfectant. Such disinfectantshave broad-spectrum efficient safe features.It also has a strong role in killing bacterial spores molds fungialgae and viruses. Peracetic acid is combined by hydrogen peroxide peracetic acid and acetic acid which is astable chemical mixture.It is efficient and safe which is the main hemodialys recommended by the CDC. Peracetic acid and hydrogen peroxide was used to produce dialysis machine compound disinfection liquid.The results show that the stability of peracetic acid disinfectan prepared under the best conditions the stabilityof the additive is better than no additive and the stability effect of compound additive is better than a singleadditive. Peracetic acid disinfectant disinfection results show that samples can kill Staphylococcus aureus.preparation technology and formulation of peracetic acid is simple but were relatively stable product is noteasy. This experiment across the preparation conditions of oxygen second acid and influencing factors werestudied and the optimization for its preparation condition and prevent decomposition a feasible way toprolong the using time. These years the demand for peracetic acid disinfectant is increasing therefore thisissue is used to pruoduced a dialysis machine for compound disinfection liquid which focus on the conditionsof its preparation stability germicidal properties oxidation resistance .Key words: peracetic acid disinfection Stability pilot scale 目录摘要 ............................................................................... ? Abstract ............................................................................ ?第一章 绪 论 ........................................................................ 1 1.1 消毒液概 述 .................................................................... 1 1.2 消毒液的种 类 .................................................................. 3 1.3 过氧乙酸消毒液简 介 ............................................................. 3 1.4 国内外消毒液的概 况 ............................................................. 3 1.5 课题背景的提 出 ................................................................ 4 1.6 课题创新之 处 .................................................................. 4第二章 实验原理及方 法 .............................................................. 5 2.1 过氧乙酸的合成原 理 ............................................................. 5 2.2 过氧乙酸消毒原 理 ............................................................... 6 2.3 过氧乙酸分解原 理 ............................................................... 6 2.4 稳定剂作用原 理................................................................. 6 2.5 稳定剂的选 择 .................................................................. 6 2.6 过氧乙酸溶液浓度的测定 ......................................................... 6第三章 实验记录及分 析 .............................................................. 10 3.1 最佳稳定剂量的选择实验 ....................................................... 10 3.2 配置 2L 的消毒 液 .............................................................. 10 3.3 配置 10L 的消毒 液.............................................................. 11 3.4 配置 20L 的消毒 液 ............................................................. 12 3.5 对照实 总结与展验 ..................................................................... 13第四章 望 .................................................................. 16 4.1 实验结论总结与分析 ........................................................... 16 4.2 产品展 望 ..................................................................... 16致 谢 ............................................................................... 17参考文 献 ........................................................................... 17附 录 ............................................................................... 19 第一章 绪论1.1 消毒剂概述 我们生活的环境中，存在大量的有害微生物，对微生物具有杀灭或抑制作用的化学药物为化学消毒剂。它主要用于皮肤、黏膜、伤口、环境和物品等的消毒，起到预防和控制感染的目的。化学消毒剂作用于病原体，影响其酶系统、蛋白质及生理活性，从而破坏病原体的生理功能，使其死亡。目前的化学消毒剂归纳起来有十大类:醛类、烷基化气体类、过氧化物类、卤素类、醇类、酚类、胍类、季胺盐类、其他常用的化学消毒剂以及复方化学消毒剂。根据其对微生物的杀灭作用可分为高效、中效、低效三类。1.2 化学消毒剂的种类(1)含氯消毒剂 含氯消毒剂是世界上最早使用的化学消毒剂之一，是指遇水时产生次氯酸的一种消毒剂，其有效成分常以有效氯表示。含氯消毒剂分为无机化合物和有机化合物。杀菌的一般机制为:1形成的次氯酸作用于菌体蛋白质;2次氯酸分解形成的新生态氧和二氧化氯的强氧化能力，将菌体蛋白质氧化;3消毒剂中含有的有效氯将直接作用于菌体蛋白质。 含氯消毒剂几乎可以杀灭所有类型的微生物，但含氯消毒剂的杀菌性能易受到有机物及酸碱度的影响，对物品有一定的腐蚀作用，有些含氯消毒剂不够稳定，容易分解，消毒剂还能与体系中的芳香族化合物反应生成剧毒的物质。(2)含碘消毒剂 含碘消毒剂可以产生单质碘，碘可以使蛋白质变性，从而达到杀菌消毒的作用。碘酊对细菌、芽胞、病毒有很强的杀灭作用。碘酊有较强的气味，对皮肤黏膜有强烈的刺激和腐蚀作用。碘伏中的碘以络合物或复合物形式位于表面活性剂所形成的胶束中心而被运载，在水中逐渐解聚溶解，释放出游离碘来杀菌。由于碘在表面活性剂中缓慢释放，因此杀菌作用持久，刺激性低，着色作用消失，碘伏通过释放出游离碘，直接卤化菌体蛋白质，与蛋白质的氨基结合，使菌体的蛋白质和酶受到破坏，微生物因代谢机能发生障碍而死亡。但目前市售碘伏产品绝大多数存在抗有机物能力差 的缺陷。限制了其使用。(3)高氧化电位化学消毒剂 氧化还原电位酸性水又称强氧化高电位酸性水、高氧化还原电位水、高氧化酸性水等。高氧化还原电位酸性水无毒、无刺激性、无残留、无污染，对不锈钢无腐蚀性，对铜、铝、碳钢有中度腐蚀。其渗透性好，可激活细胞，加速伤口愈合，适于医疗器械、伤口面清洗消毒，也适于食品清洗保鲜和一般室内卫生消毒，亦可用于空气消毒。氧化电位消毒剂起主要杀菌作用的是活性氯，其杀菌机理也应该与含氯消毒剂的相同。(4)过氧化物消毒剂 到目前为止，该类消毒剂主要有过氧化氢、臭氧、过碳酸盐、过氧化尿素等多种产品。过氧乙酸属于高效快速、无污染消毒剂，杀菌性能优于双氧水，对细菌芽孢、霉菌、藻类和病毒有较强的杀灭能力。 该类消毒剂一般可分解成无毒的成分，无残留毒性。但由于其具有强氧化性，所以在使用时会对接 1触的物品产生腐蚀和漂白作用。另外，过氧化物稳定性较差，不能长期存放，也是其一大缺点。针对这些缺点，目前已开发出了一些比较稳定的产品。过硫酸氢钾复合盐对皮肤及黏膜的刺激较为温和，杀菌作用效果较为持久，过硫酸氢钾复合盐晶体稳定，利于储存运输。(5)银离子消毒剂 银离子消毒剂是一种无毒、无味、无刺激、无污染的“绿色杀菌制品quot。可以用于水的消毒，皮肤、黏膜的消毒，以及物体表面和空气消毒。银离子消毒机制为:1对微生物体内酶和氨基酸的作用;2破坏微生物的屏障结构;3破坏微生物的 DNA 分子。大量实验证明银离子能杀灭真菌，对细菌繁殖体、病毒具有较好的杀灭作用，但是对细菌芽胞杀灭效果国内外报道均不理想。(6)高铁酸钾 高铁酸钾是一种新型高效非氯消毒剂，是一种比高锰酸钾、氯气、过氧化氢、臭氧的氧化能力强得多的强氧化剂。是国际公认的无公害、无残留、无三致致突变、致畸胎、致癌的绿色产品。 高铁酸钾的杀菌机理是通过其强烈的氧化作用，破坏了细菌、病毒的某些结构如细胞壁、细胞膜以及细胞膜结构中的一些物质如酶等，抑制和阻碍了蛋白质及核酸的合成，使菌体的生长和繁殖受阻，起到杀死菌体的作用。(7)醛类消毒剂 目前戊二醛作为一种冷消毒灭菌剂受到广泛重视，在国内作为怕高温、怕腐蚀的医疗器械的首选消毒剂。戊二醛的杀菌作用主要是通过分子中的两个醛基实现的，醛基与细胞壁中肽聚糖反应，从而破坏细胞结构，达到杀灭细菌的目的。戊二醛灭菌谱广，杀菌力强，杀菌迅速，毒性低，刺激性小，对金属和高分子材料腐蚀性小，使用时残留量低、无色、无异味，有效期较长。(8)季铵类消毒剂 本类消毒剂包括单链季铵盐和双链季铵盐两类，前者属低效消毒剂;后者可杀灭多种微生物，包括细菌繁殖体，某些真菌和病毒。季铵盐类可与乙醇或异丙醇配成复方制剂，其杀菌效果明显增加。 杀菌机理为:季铵盐消毒剂在水中带正电荷，可以吸附于微生物表面，形成微团，并逐步渗入细胞浆的类脂层和蛋白层，从而改变胞膜通透性，使细胞物外渗，导致微生物死亡。同时又凝固蛋白，使酶和结构蛋白变性，破坏微生物的代谢，将微生物杀死。(9)杂环类消毒剂 杂环类消毒剂是一类新型的高效广谱消毒剂，具有杀菌、灭藻、防腐等功能，对大肠杆菌、枯草杆菌、黑曲霉等多种微生物有良好的杀除效果。目前常用的杂环类消毒剂有:2 一硫氰基甲硫基苯并噻唑TCMTB、甲基异噻唑啉酮和正辛基异噻唑啉酮、卜羟基-2-11 比啶硫酮及其盐类等。主要杀菌过程是杀菌剂分子可以穿透微生物的细胞壁进入细胞内部，并与细胞器中的某个基团结合，丧失其特定的生物功能，从而抑制微生物的再生繁殖。杂环类消毒剂的水溶性都较差，在表面活性剂的作用下可以制成乳液。 21.3 过氧乙酸消毒液简介 过氧乙酸溶液是一个广谱、高效、速效的化学消毒剂， 呈无色透明液体，具弱酸性，有刺激性酸味，易挥发，可溶于水与乙醇溶液中，使用方便，分解成无毒成分，无残留毒性。但对物品有漂白和腐蚀作用，性质不稳定。广泛应用于诊疗器材灭菌环境消毒，传染病疫源地消毒和预防性消毒。过氧乙酸的优点是毒性低，无公害。过氧乙酸是碳氢氧的化合物，其分解产物是醋酸、水和氧气，故长期使用，也不会象含汞或酚的化学灭菌剂那样，给社会带来公害问题。其缺点是不稳定，易分解，有腐蚀性，会损害消毒物品。 过氧乙酸是一种杀菌能力较强的高效消毒剂。过氧乙酸属过氧化物类消毒剂。依靠其强大的氧化能力破坏蛋白质的基础分子结构。从而达到快速杀灭微生物的目的。杀菌谱广，它能有效杀死细菌繁殖体，迅速杀灭各种微生物，包括病毒、细菌、真菌及芽孢。我国市场销售消毒用过氧乙酸大体有两种，一种是浓度为 20,左右一般无爆炸危险，含有稳定剂;另一种为配合型，是把过氧乙酸加工成 A、B 两种剂型。平时分开存放，使用前将 A、B 液混合。A 型为冰醋酸，B 型为过氧化氢俗称“双氧水”溶液。混合型过氧乙酸较稳定，室温下存放 2 年。虽然过氧乙酸有一定的毒性和刺激性，但由于杀菌力强(适合传染病房消毒、医疗器械消毒、医院废水消毒等。1.4 国内外消毒剂的概况 国外复用透析器的消毒剂产品主要是伦拿灵由 MINNTECH 公司伦拿灵的主要成分是过氧乙酸、双氧水和乙酸。过氧化氢含量为 28.7?2,，过氧乙酸含量为 4.5?0.5,，其它含量为惰性物质。稀释液用水须符合 AAMI 要求的水质标准，而伦拿灵价格昂贵很多患者难以承受。 香港费森尤斯血液护理集团:费森尤斯牌过氧 ，双氧水乙酸消毒液是双氧水、醋酸和过氧乙酸的平衡混合物。过氧乙酸含量3.79含量31.9，ph值1.61。可杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、肝炎病毒和枯草杆菌黑色变种芽孢。 欧替克 2000 过氧化物复合消毒液(OTK2000)的应用特点:过氧化物消毒剂现存问题主要在于稳定性，即:由于过氧化物随时间而逐渐降解，其有效性下降。OTK2000 以化学平衡原理将过氧化氢、过氧乙酸、表面活性剂、络合剂和附着剂融为一体，在常温下稳定，其 T90gt1.5 年，杀灭微生物的能力比单一过氧化氢或过氧乙酸提高 4,6 倍。在 0.002-1.0浓度下可杀灭各种常见致病原，如细菌、真菌 。在 0.03 浓度时，可完全杀灭乙肝病毒。 在 0.02 浓度时，可完全和顽固性芽苞(如炭疽杆菌芽苞)杀灭 SARS 病毒。 国内主要产品是西莫林牌透析器消毒液:本品是以过氧乙酸、过氧化氢为主要有效成分的消毒液，过氧乙酸含量为 4.0-6.0，过氧化氢含量为 18-22。可杀灭致病性酵母菌、黑曲霉菌及细菌芽孢。将本品与水按 1:27.5 比例配制成浓度为 3.5的稀释液(过氧乙酸作用浓度为 1400mg/L-2100mg/L， ，每个透析器加入量应大于 200ml，作用 11 个小时可达到灭过氧化氢作用浓度为 7200mg/L-7700mg/L)菌要求。清洗方法:在透析机上用闭路循环方法清洗至少 10 分钟，并用适当的残留量试纸检测实际残留量，达到 1mg/L 以下方可用于治疗。 目前国际上公认的理想消毒剂的标准是:杀菌谱广，作用快速;性能稳定，便于储存和运输;无毒无味，无刺激，无致畸、致癌、突变作用;易溶于水，不着色，易去除，不污染环境;不易燃易爆，使 3用安全;受有机物、酸碱和环境因素影响小;作用浓度低，使用方便，价格低廉。1.5 课题提出的背景 过氧乙酸 呈无色透明液体有刺激性酸味。易挥发可溶于水和有机溶剂。熔点0.1 ?沸点110 ?比重为1. 226。腐蚀性强有漂白作用。性质不稳定遇热或有机物、重金属离子、强碱等易分解。含量大于45 g/ ml 的高浓度溶液经剧烈碰撞或加热可爆炸闪点40. 5 ? 。不过市售消毒用过氧乙酸浓度多在20 左右一般无此危险。一般 用作杀菌消毒剂的过氧乙酸商品有两种，一种是经过稳定化处理的单组分产品，过氧乙酸含量一般在3,20,之间，使用过程较为安全。另一种是双组分A 和B产品，使用前按照l?1 比例混配并放置24 h 后，过氧乙酸含量可达16,18,左右2，混配前可长期放置，但在混配后会慢慢分解，必须尽快使用，不能久存。过氧乙酸的生产方法主要有过氧化氢法和乙醛氧化法两大类。过氧化氢法是以醋酸或醋酸酐为原料，在催化剂的作用下与过氧化氢发生乙酰化反应而制得。 过氧乙酸不稳定，在常温下易分解，高温时甚至引起爆炸。影响过氧乙酸稳定性的因素很多，有产品浓度、微量金属离子、各种杂质、光和温度等 3。制备过氧乙酸工艺及其配方都比较简单，但制备出性能比较稳定的产物，并非易事。本实验对过氧乙酸的制备条件及稳定性影响因素进行了研究，摸索出其制备的优化条件及防止分解、延长使用期限的可行方法。 原装进口消毒液价格昂贵。鉴于此种情况，我们根据血液透析机的消毒原理，自行研制新型的机器消毒液以代替进口消毒液，该消毒液制备简单，成本低，安全可靠。机器的水路部分很关键，不移走透析液、反渗水，还要通过患者被清除的小分子毒素、多余的水分等物质，如果消毒不彻底，则容易造成交叉感染、堵塞等。1.6 课题创新之处 本次课题是进行过氧乙酸消毒液的中试，将较大量的过氧乙酸溶液和过氧化氢混合制备大批量的消毒液，并测定大批量原料反应后的消毒液的稳定性和保质期，从而为考虑将消毒液投入工业化生产的可能性奠定基础。并进行稳定剂量筛选实验，在大批量生产的情况下，筛选出最理想的稳定剂加入量，从而延长使用周期，获得最佳效果。 4 第二章 实验原理及方法2.1 过氧乙酸合成原理 我国用于消毒行业的过氧乙酸的生产以过氧化氢法为主，过氧乙酸的生产工艺较为成熟，产品的稳定性已达到较好的水平。在稳定性方面有较大的发展:一元型高浓度过氧乙酸(15,18)保质期为12个月，低浓度的过氧乙酸(3,7)为24 个月，二元型的为24 个月，固体的为24 个月。多种剂型并存，又以二元型的为主，这同二元型组份分开贮存，对产品的保持期有利，生产成本低于一元型的过氧乙酸有一定的关系。一元型和二元型各有各的使用优缺点:一元型稀释后即可使用，二元型使用前按照l?1 比例混配并放置24 h 后，方可使用，贮存的要安全性较高。过氧乙酸的含量大小同双氧水的浓度有很大关系，生产厂家依据客户使用要求和成本大小，使用不同浓度的双氧水生产不同浓度的过氧乙酸，生产上比较容易解决。但在贮存的稳定性上，对于一元剂型各厂家仍有较大的差距，保质期为3、 12、 6、24 个月不等。 目前工业上合成过氧乙酸的方法仍然是过氧化氢法和乙醛氧化法。过氧化氢法是采用醋酸或醋酐使过氧化氢乙酰化来进行合成乙醛氧化法分为气相法、乙醛液相氧化两步法AMP 法 和乙醛液相氧化一步法，在我国现大都采用过氧化氢法。其生产原理(见公式(2-1)): CH3COOH H2O2CH3COOOH H2O 2-1 该反应是一个平衡反应过氧化氢中的一个氢被乙酰基置换得到过氧乙酸，在催化剂的作用下过氧化氢与过氧乙酸作用有水生成 只要能减少平衡体系中的水 化学反应向右移动 有利于过氧乙酸的生成。过氧化氢和乙酸在硫酸的催化作用下生成过氧乙酸调节过氧化氢和乙酸的比例即可生产不同浓度的过氧乙酸。为降低分解率一般添加一定量的稳定剂。2.2 过氧乙酸消毒机理 过氧乙酸是酸性强氧化剂，分解或水解生成 H2O 或进一步分解生成原子氧O，活性 OH在酸性条件下的电极电位很高，杀菌的氧化反应可夺取菌体电荷，破坏其结构，基本上可以如下反应式来表达: O 2H 2e - H2O EO 2.42v 2-2 .