明胶闪蒸杀菌机在牛骨胶囊用明胶生产中的应用

陈世鹏 1 王惠春 2 孙克洋 3 陈世会 4 2026-07-17

为了探讨明胶闪蒸杀菌机在牛骨胶囊用明胶生产过程中的应用效果，本研究选择牛骨胶囊用明胶溶液作为样品，将控制菌作为检测指标，选择明胶闪蒸杀菌机进行试验。结果表明，将明胶闪蒸杀菌机应用到牛骨胶囊用明胶生产过程中，能有效杀灭牛骨胶囊用明胶溶液中的控制菌。结论：将明胶闪蒸杀菌机应用于牛骨胶囊用明胶生产过程，可有效杀灭牛骨胶囊用明胶溶液中的控制菌。

Part0 前言

《中国药典》2025 年版四部中，胶囊用明胶项下对胶囊用明胶的定义为：胶囊用明胶为动物的皮、骨、腱与韧带中胶原蛋白不完全酸水解、碱水解或酶降解后纯化得到的制品，或为上述三种不同明胶制品的混合物。牛骨胶囊用明胶即原料为牛骨的胶囊用明胶^[1-2]，牛骨中胶原蛋白经过不完全酸水解和碱水解后纯化得到的制品 ^[3-5]。

《中国药典》2025 年版四部中，胶囊用明胶项下规定的微生物限度为：取本品，依法检查（通则 1105 与通则 1106）。为了满足牛骨胶囊用明胶中微生物限度要求，牛骨胶囊用明胶生产企业通常会对牛骨胶囊用明胶溶液进行灭菌。

牛骨胶囊用明胶的灭菌过程，是将浓缩后的明胶溶液送入明胶闪蒸杀菌机进行处理，以达到商业无菌要求的工艺，该过程属于湿热灭菌 ^[6-8]。

牛骨胶囊用明胶生产企业的灭菌工艺参数和要求，会因企业生产组织环境的不同存在差异，灭菌温度与灭菌时间是灭菌工艺的关键控制点。其中，灭菌时间一般通过控制牛骨胶囊用明胶溶液的流量来实现，也就是说牛骨胶囊用明胶溶液的灭菌过程实际上是通过控制灭菌温度和流量两个参数来完成的。生产企业要根据本企业生产设备的特性，计算和验证好明胶溶液灭菌时最大流量，以确保达到所需的最小灭菌时间值。

Part1 试验目的

本试验旨在验证明胶闪蒸杀菌机能否持续稳定地达到灭菌要求，从而稳定地生产出符合胶囊用明胶要求的牛骨胶囊用明胶。

Part2 试验原理

首先，通过转子泵将牛骨胶囊用明胶溶液从浓缩后的明胶溶液储存罐输送至板式换热器，由板式换热器将明胶溶液预热到 80℃。随后，溶液经过滤器，再由螺杆泵输送至蒸汽喷射器。在蒸汽喷射器中，溶液会与经过过滤、预压至 0.4 ～ 0.6 MPa 的洁净饱和蒸汽瞬时充分混合，使溶液温度瞬间升高至 141.0℃，并在维持管中停留 14 s 以上，以此杀灭明胶溶液中的微生物。灭菌完成后，用于制备牛骨胶囊的明胶溶液会进入带有一定真空度的闪蒸罐，此时溶液压力骤然降低，部分水分发生汽化，溶液温度瞬间降至 45℃。最终，完成灭菌的牛骨胶囊用明胶溶液经转子泵连续输出。

Part3 试验过程

3.1

试验材料

本次试验所用仪器设备与物料如下：

● 试验生产设备：设备型号为 TLDQ-TS01609005 ；探头安装在保持管的两侧，探头 TT3- 控制温度，TT4-验证温度；接受标准为 TT3 设定在 141℃，TT4 高于TT3 ；额定生产能力为 2000 kg/h ；设备与物料接触部分为 AISI316S/S。

● 物料：公司连续生产的牛骨胶囊用明胶溶液。

● 微生物检验设备：立式压力灭菌器（型号：TLDQ-TS01609005）和生化培养箱（型号：BSP-150）。

3.2

方法与结果

3.2.1

方法

本次验证依托现有工业化灭菌设备开展试验，从试验流程、受试样品、工艺参数、灭菌操作、取样及检验全流程进行规范设计，具体内容如下。

3.2.1.1 流程

本试验通过立式压力明胶闪蒸杀菌机设定灭菌温度和灭菌流量。灭菌温度和灭菌流量与日常工作一致，即按照温度≥ 141.0℃，流量≤ 1.05 m³/h 的工艺要求进行灭菌。按照要求灭菌后，取经挤胶机挤压成型的明胶胶条作为试验组，进行微生物检测，统计试验结果并分析，从而得出试验结论。

3.2.1.2 过程

采用连续生产的三批牛骨胶囊用明胶作为试验对象。

3.2.1.3 参数设定

结合灭菌工艺法规要求与设备结构参数，从灭菌温度、理论流量核算、实际生产流量三方面完成工艺参数设定，具体如下：

● 灭菌温度设定：控制温度（TT3）为 141℃，验证温度（TT4）为 143℃ ；

● 灭菌流量的计算：公司明胶闪蒸杀菌机为列管式灭菌器。管长（l）为 4 m，管内径（d）为 0.037 m。通过公式

计算出灭菌保持管容积（V）为 0.000.004299 m³。溶液灭菌时间 t（即溶液在保持管停留时间，单位 s）通过公式 t=V/F 来计算。现已知灭菌保持管容积 V（m³）和所需最低灭菌时间 t（t ≥ 14 s，取t=14 s），可通过公式

计算出明胶溶液最大的流量 F 为为 0.0003070 m³/s，即 1.11 m³/h。

● 灭菌流量的设定：为了保证明胶溶液灭菌时间满足明胶溶液在保持管中的时间 ≥ 14s ，将明胶溶液灭菌流量（ FT2 ）设定为 ≤ 1.05m³/h 。

3.1.2.4 灭菌

按照“2 试验原理”进行灭菌。按照验证方案，在线中控人员在现场取样时，应填写“灭菌器验证取样记录”。记录信息包括生产批号、取样日期、温度、流量和取样人。

3.2.1.5 取样

为保障样品代表性，防止取样环节引入杂菌干扰检测结果，对取样器具、操作人员、取样时机及操作要求做如下规定：

● 取样工具：无菌螺口瓶；

● 人员：在线中控人员；

● 取样时机：生产过程中随机选择每批 1 道，2 道，3 道和 4 道中的一罐，在灭菌后取样点取样，每个样品取约 200 ml；

● 取样要求：取样时应避免产生污染，应及时为样品贴上标签，标明产品名称、取样日期、罐号和批号等信息。

3.2.1.6 检测

实验室检测人员按照《中国药典》2025 年版四部中“9203 药品微生物实验室质量管理指导原则”中“样品的确认和处理”对样品进行管理；根据通则 1105 和通则 1106 对所有样品进行检测，检测项目包括需氧菌总数、霉菌和酵母菌、大肠埃希菌和沙门氏菌。检测结束后，按照《中国药典》2020 年版四部“9203 药品微生物实验室质量管理指导原则”中结果判断与检测结果的相关要求出具报告。

报告内容包括：检测日期、生产批号、需氧菌总数检测结果、霉菌和酵母菌总菌数检测结果、大肠埃希菌检测结果、沙门氏菌检测结果、检测人、审核人。

3.2.2

可接受标准

每 1 g 牛骨胶囊用明胶溶液中需氧菌总数不得超过10³ cfu, 霉菌和酵母菌总菌数不得超过 10² cfu，不得检出大肠埃希菌；每 10 g 牛骨胶囊用明胶溶液中不得检出沙门氏菌。

3.2.3

结果

通过对连续三批牛骨药用胶囊明胶的灭菌温度与流量进行分析后发现，三批样品的灭菌温度均符合预设要求，即≥ 141.0℃。同时流量均满足所设定的流量要求，即≤ 1.05 m³/h。灭菌温度和时间如表 1 所示。

表 1 灭菌温度和时间