Ethylene Oxide (EO) là gì

Ethylene Oxide (EO) là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học C₂H₄O. Nó là một loại khí dễ cháy, nổ và độc hại được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khử trùng thiết bị y tế và xử lý hóa chất. Bởi vì khí EO trở nên không ổn định ở nhiệt độ cao và bắt đầu trùng hợp trên 40 độ, nên nó đòi hỏi các điều kiện bảo quản và vận chuyển được kiểm soát. Trong các ứng dụng công nghiệp, EO thường được pha loãng với carbon dioxide hoặc khí trơ để cải thiện độ an toàn khi vận hành.

Khử trùng bằng EO vẫn là một trong những phương pháp khử trùng ở nhiệt độ thấp{0}}được sử dụng rộng rãi nhất cho các sản phẩm y tế nhạy cảm với nhiệt-nhạy cảm với độ ẩm{2}}. Quy trình này phù hợp để khử trùng các sản phẩm không thể chịu được khử trùng bằng hơi nước, khử trùng bằng nhiệt khô hoặc khử trùng bằng bức xạ.

Các ứng dụng khử trùng EO điển hình bao gồm:

Ống thông

Ống tiêm

Nội soi

Máy lọc máu

Màn phẫu thuật

Thiết bị y tế điện tử

Sản phẩm chăm sóc sức khỏe dùng một lần

Do khí EO có khả năng xuyên thấu mạnh nên nó có thể khử trùng bao bì nhiều lớp, vật liệu xốp và cấu trúc lumen dài trong khi vẫn duy trì tính nguyên vẹn của bao bì sản phẩm.

Cơ chế khử trùng EO

Khử trùng bằng EO hoạt động thông qua các phản ứng alkyl hóa. Trong quá trình khử trùng, cấu trúc vòng phân tử EO bị phá vỡ và phản ứng với các nhóm hoạt động bên trong protein và axit nucleic của vi sinh vật, bao gồm:

Nhóm amin (-NH₂)

Nhóm cacboxyl (-COOH)

Nhóm hydroxyl (-OH)

Phản ứng này làm gián đoạn quá trình chuyển hóa enzyme của vi sinh vật và sinh sản tế bào, dẫn đến bất hoạt và khử trùng vi sinh vật.

Khử trùng bằng EO có hiệu quả chống lại:

Vi khuẩn

Virus

nấm

vi khuẩn Mycobacteria

Bào tử vi khuẩn

Bốn yếu tố quan trọng trong khử trùng EO

Hiệu quả khử trùng của khí EO bị ảnh hưởng bởi một số biến số của quy trình. Trong số đó, bốn thông số được coi là quan trọng nhất:

nồng độ khí EO

Nhiệt độ

Độ ẩm tương đối

Thời gian phơi nhiễm

Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất giảm vi khuẩn và kết quả xác nhận khử trùng.

Nồng độ khí EO và hiệu quả khử trùng

Nồng độ EO là một trong những biến số quan trọng nhất trong hiệu suất khử trùng. Các quy trình khử trùng công nghiệp điển hình sử dụng nồng độ EO trong khoảng từ 450 mg/L đến 800 mg/L.

Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm giống nhau:

Nồng độ EO cao hơn làm giảm khả năng sống sót của vi sinh vật

Tăng nồng độ rút ngắn thời gian khử trùng

Hiệu quả thâm nhập khí được cải thiện trong phạm vi được kiểm soát

Tuy nhiên, khi nồng độ EO vượt quá khoảng 1500 mg/L, hiệu quả khử trùng không còn được cải thiện đáng kể.

Hệ thống khử trùng EO công nghiệp phải duy trì sự phân bố nồng độ khí ổn định trong toàn bộ buồng để đảm bảo tính nhất quán của quá trình khử trùng.

Ảnh hưởng nhiệt độ trong khử trùng EO

Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất khử trùng EO vì nó tăng tốc các phản ứng hóa học và cải thiện sự xâm nhập của khí vào vật liệu đóng gói và cấu trúc sản phẩm.

Nhiệt độ khử trùng điển hình nằm trong khoảng:

37 độ

45 độ

50 độ

55 độ

60 độ

Nhiệt độ cao hơn làm giảm giá trị D{0}}của vi sinh vật và rút ngắn thời gian khử trùng cần thiết. Trong nhiều nghiên cứu khử trùng, cứ tăng 10 độ có thể làm giảm ít nhất 50% sức đề kháng của vi khuẩn.

Do đó, sự đồng đều về nhiệt độ bên trong buồng khử trùng là rất quan trọng để duy trì sự ổn định của quy trình và tuân thủ xác nhận quá trình khử trùng.

Kiểm soát độ ẩm trong khử trùng EO

Độ ẩm đóng vai trò quan trọng trong quá trình khử trùng bằng EO vì độ ẩm giúp cải thiện tính nhạy cảm của vi sinh vật đối với các phản ứng alkyl hóa EO.

Khi độ ẩm tương đối giảm xuống dưới 30% RH:

Hiệu quả khử trùng EO giảm đáng kể

Vi sinh vật trở nên đề kháng hơn

Hiệu suất thâm nhập khí có thể giảm

Các quy trình khử trùng EO công nghiệp thường hoạt động giữa:

40% RH

60% RH

80% RH

Tuy nhiên, việc tăng độ ẩm vượt quá phạm vi tối ưu không cải thiện tuyến tính hiệu quả khử trùng. Độ ẩm quá mức có thể làm loãng khí EO và ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất khử trùng.

Vì lý do này, hệ thống tiền điều hòa và tạo ẩm thường được tích hợp vào máy tiệt trùng EO công nghiệp.

Thời gian tiếp xúc và giảm vi khuẩn

Thời gian tiếp xúc ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ đảm bảo khử trùng. Trong các điều kiện quy trình được kiểm soát, việc tiếp xúc với EO lâu hơn sẽ làm giảm khả năng sống sót của vi sinh vật.

Việc lựa chọn thời gian phơi sáng phụ thuộc vào:

Hình học sản phẩm

Cấu trúc bao bì

Tải lượng vi sinh vật

nồng độ EO

Nhiệt độ buồng

Độ ẩm

Chu trình khử trùng EO công nghiệp điển hình yêu cầu:

Thời gian khử trùng 4 đến 15 giờ

Thời gian sục khí bổ sung để loại bỏ dư lượng EO

Thiết kế hệ thống khử trùng EO công nghiệp

Hệ thống khử trùng EO hiện đại tích hợp nhiều hệ thống con kỹ thuật, bao gồm:

Hệ thống tạo chân không

Hệ thống phun khí EO

Hệ thống điều hòa độ ẩm

Hệ thống tuần hoàn sưởi ấm

mô-đun sục khí

Hệ thống xử lý khí thải

Điều khiển tự động hóa PLC

Hệ thống giám sát an toàn

Vì khí EO dễ cháy và độc hại nên hệ thống khử trùng công nghiệp yêu cầu:

Hệ thống thông gió chống cháy nổ-

Giám sát rò rỉ gas

Hệ thống xả áp suất âm

Kết cấu đường ống kín

Hệ thống kiểm soát dư lượng EO

Vật liệu buồng khử trùng thường sử dụng thép không gỉ SUS304 hoặc SUS316L để chống ăn mòn và ổn định chân không.

Giải pháp kỹ thuật khử trùng EO cho các nhà sản xuất y tế

Đối với các nhà sản xuất thiết bị y tế, việc lựa chọn hệ thống khử trùng phụ thuộc vào:

Kích thước sản phẩm

Vật liệu đóng gói

năng lực sản xuất

Bố trí phòng sạch

Điều kiện tiện ích

Yêu cầu dư lượng EO

Yêu cầu tự động hóa

Weiwo Geosynthetics cung cấp các giải pháp kỹ thuật khử trùng EO tùy chỉnh cho các nhà máy thiết bị y tế, nhà cung cấp dịch vụ khử trùng, cơ sở thí nghiệm và nhà sản xuất sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Công ty hỗ trợ tùy chỉnh buồng, hệ thống tải tự động, tích hợp phòng sục khí, hệ thống xử lý khí thải EO và nền tảng điều khiển khử trùng dựa trên PLC- theo yêu cầu sản xuất cụ thể.

Đội ngũ kỹ thuật của nó tập trung vào độ ổn định của quy trình khử trùng, hiệu suất hệ thống chân không, kiểm soát phân phối khí EO và tích hợp tiện ích nhà máy để giúp các nhà sản xuất ở nước ngoài cải thiện tính nhất quán khử trùng và an toàn vận hành trong môi trường khử trùng y tế.