设定温度点腔室/排水口温度温度/压力温度标准范围装载物温度程序开始腔室压力大气压时间抽真空脉冲充汽脉冲腔室加热灭菌时间灭菌后干燥抽真空补气
4.3.1.2 重力置换程序
典型的重力置换程序建立在如下理论基础上：腔室中的冷空气比进入的蒸汽重，因而将下沉到腔室的底部。蒸汽进入灭菌器腔室迫使空气从腔室底部的排水管排出（和冷凝水一起通过蒸汽疏水阀排出）。排除空气成功与否取决于疏水阀的正确运行和适当的蒸汽分布。蒸汽通过导流板或散流器（例如多孔管）注入灭菌器腔室。如果蒸汽进得过快或分布不合理，装载的顶部或周围可能会夹带空气层。如果进汽过于缓慢，空气受热而扩散入蒸汽中，从而使排除空气更加困难。
重力置换灭菌器排除空气的效率低于其他设计形式的灭菌器，对排气比较困难的产品而言，建议不要采用这类灭菌器灭菌。图4.3.1.2-1描述了重力置换灭菌法。红色箭头表示由蒸汽入口进入的蒸汽，它向下置换蓝色箭头所表示的空气，使其经疏水器排出。 一个典型的重力置换程序可用图4.3.1.2-2来表述。
图4.3.1.2-1 重力置换灭菌法
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蒸汽入口排水口空气/蒸汽 疏水器
图4.3.1.2-2典型的重力置换程序示例
腔室/排水口 温度温度/压力装载温度腔室压力周期开始大气压时间腔室加热
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灭 菌 时 间腔室冷却
4.3.2 空气加压程序
几乎在所有的液体产品中，液体上部的空间存在有气体（空气、氮气或其他气体）。（35，36，37）当液体加热时，上部的气体膨胀，容器中的压力增大。
对于大多数液体产品而言，如预灌装针筒、一些玻璃瓶或小瓶、塑料袋和半刚性容器，都需要加大腔室的压力，尽可能减少腔室和容器的压差，以保持容器的形状和密封的完好性，如是预灌装针筒，则需保持好胶塞的适当位置。因产品类型不同（如玻璃瓶和塑料袋），补偿容器内部压力所需的空气压力可能有明显的差异。
加压灭菌程序通常采用无油压缩空气。空气质量取决于它的用途。某些场合下，在供气管路中有必要安装除菌过滤器。
以下章节将概述两种常见的空气加压的灭菌程序。
4.3.2.1 蒸汽-空气混合物（SAM）程序
当蒸汽中加入空气，从而产生一个高于一定温度下饱和蒸汽压的压力时，这种灭菌程序即称为蒸汽-空气混合物的灭菌程序。尽管加入空气是必要的，与饱和蒸汽灭菌相比，它的热传递速率低。蒸汽-空气混合物程序必须使蒸汽和空气不断循环，以达到如下目的：
? 防止蒸汽-空气混合物分层并在装载中形成冷点 ? 减少冷的容器周围蒸汽-空气混合物中蒸汽的损耗18
通常采用风扇来使蒸汽-空气混合物循环。图4.3.2.1-1表示这个灭菌程序的示例。容器内部压力和温度动力学是容器种类（例如是刚性的，还是非刚性的）、装量、顶部空间的大小和腔室温度的函数。
图4.3.2.1-1 蒸汽-空气混合物程序示例
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译注：蒸汽不是直接消耗在产品上，灭菌产品，而消耗在产品周边的环境中
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腔室压力腔室/排水口温度温度/压力程序开始容器压力容器温度大气压时间腔室加热灭菌时间腔室冷却
蒸汽-空气混合物程序在灭菌后，可以使用多种方法来冷却产品。最常用的方法是向灭菌器夹套或盘管通冷却水，保持空气循环冷却。有些蒸汽-空气灭菌器通过在产品上方的喷淋冷却水使其降温。
4.3.2.2 过热水灭菌程序
对一些产品来说，用过热水循环来灭菌已灌封容器是很有效的方法。过热水循环的方法有多种，最常用的方法是通过泵，将水从灭菌器底部（被灭菌品下方）打入喷淋嘴，不断喷淋、循环。此灭菌方法另有一小的改良方案，是采用水分配器来替代喷淋嘴。
循环水加热和冷却，有二种方法：直接法—引入蒸汽加热，进冷却水冷却；间接法--通过热交换器。使用间接法（通过一个卫生热交换器）时，在热交换器非卫生一侧，几乎任何形式的蒸汽或水都可以使用。间接法是首选的方法，因为直接接触密封容器的水可与产品一起灭菌。
另一种循环过热水灭菌法是将产品完全浸没在水中灭菌。大多数过热水灭菌程序是在灭菌器中以批次方式完成的，但也有使用连续式灭菌器的。
所有这类过热水循环的灭菌程序都使用空气加压。在灭菌过程中，空气的加压是可以控制的。加压的最低值由以下因素决定：采用的温度；保持产品期望特性所需的压力；及保持循环泵正常运行所需的压力。
与其他蒸汽灭菌法相比，循环水喷淋法最大的一个优点是加热和冷却的速率容易控制，如果设定恰当，它不受产品装载和其他公用设施的影响。图4.3.2.2-1为过热水灭菌程序示例。
图4.3.2.2-1 过热水灭菌程序示例
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容器压力腔室压强温度/压强程序开始腔室/循环水温度容器温度容器温度时间灌装加热灭 菌冷却
过热水灭菌所用水的微生物水平是最重要的质量特性。水可以在腔室中和装载一起灭菌；在单独的容器中灭菌，保持高的水温；或者通过化学处理，来保持所要求的低的微生物水平。容器内部的压力和温度动力学与容器的类型（刚性的，非刚性的）、装量、顶空体积、腔室温度相关。
水循环为最终灭菌产品提供了有效的冷却方法，因而提高了灭菌器的效率。为了保证产品的稳定性，也许有必要采取这种快速冷却的方法。
4.4 灭菌程序的开发
灭菌程序的开发是确定灭菌程序物理参数的过程。灭菌程序将用于对确定装载方式的被灭菌品进行灭菌。建立灭菌程序的目的是鉴别出关键和重要的操作参数，以致产品或材料在灭菌后能够达到无菌要求且保持其正常的功能。这一开发过程往往列入正式的开发计划并有相应的文件和记录。
4.4.1 多孔/坚硬装载灭菌程序的开发
多孔/坚硬装载灭菌重现性和可预测无菌保证值的最大障碍是单个产品中可能夹带的空气。在进入灭菌阶段之前，确保充分地排除灭菌器腔室和产品中的空气是非常重要的。向灭菌器提供饱和干燥蒸汽是多孔/固体物品灭菌的一项特殊要求，但灌封液体产品的灭菌，则无此特殊要求。
采用生物指示剂和空气试剂盒有助于建立灭菌程序。开发试验取决于对灭菌历史知识及对类似装载/产品灭菌的了解。
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