灭菌设备F0、Fh、D、Z、F的解释与计算
标准灭菌f0值计算公式
标准灭菌f0值计算公式
一、F₀值的定义。
F₀值为标准灭菌时间，是指在一定灭菌温度（T）、Z值为10℃时所产生的灭菌效果与121℃、Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min）。
它是验证湿热灭菌可靠性的重要参数。
二、标准灭菌F₀值计算公式。
F_0 = Δ t∑_i = 1^n10^(T_i - 121)/(10)
1. 各参数含义。
- F_0：标准灭菌时间（min）。
- Δ t：测量温度的时间间隔（min）。
在实际的灭菌过程监测中，通常是每隔一定时间（如1分钟等）对灭菌温度进行一次测量，这个时间间隔就是Δ t。
- n：测量次数。
因为是对整个灭菌过程按照时间间隔进行多次温度测量，n 就是总的测量次数。
- T_i：第i次测量得到的灭菌温度（℃）。
在灭菌过程中，不同时刻测量得到的温度值是不同的，T_i表示第i个时刻测量到的温度。
例如，假设在一个湿热灭菌过程中，每隔1分钟测量一次温度，共测量了10次（Δ t = 1min，n = 10），测量得到的温度分别为T_1 = 110℃、T_2 = 115℃等。
按照公式就可以计算出F_0值，从而评估该灭菌过程是否达到标准的灭菌效果。
F0值介绍和计算方法
第五节F值与F0值介绍二、F值与F0值近年来对灭菌过程无菌检验中存在的问题引起人们的注意。
一方面灭菌温度多系测量灭菌器内的温度不是灭菌物体内的温度，同时无菌检验方法也存在局限性，在检品存在微量的微生物时，往往难以用现行的无菌检验法检出。
因此，对灭菌方法的可靠性进行验证是很必要的。
F与F0值可作用验证灭菌可靠性的参数。
1．D值研究表明微生物受高温杀灭时，在一定温度范围内其死亡速度属一级过程，即：式中N。
为原始微生物数，N t为t时残存的微生物数，k 为死亡速度常数。
lg N t对t作图，得一条直线，直线的斜率为令斜率的负倒数为D值，即：由式6-3可知，当lg N t- lg N0=1时 D=t，即D的物理意义为一定温度下将微生物杀灭90％（即使之下降一个对数单位）所需时间。
D值是微生物的耐热参数，不同微生物在不同条件下有不同的D值，如表6-4所示。
表6-4 不同灭菌方法不同微生物的D值灭菌方法 微生物种类 温度/ C 介质或样品 D值/min蒸气灭菌 嗜热脂肪芽孢杆105 5％葡萄糖水溶液 87.8菌121 5％葡萄糖水溶液 2.4蒸气灭菌 嗜热脂肪芽孢杆菌蒸气灭菌 嗜热脂肪芽孢杆121 注射用水 3.0菌105 5％葡萄糖水溶液 1.3蒸气灭菌 产芽胞梭状芽孢杆菌干热灭菌 枯草芽胞杆菌 135 纸 16.6 枯草芽胞杆菌 160 玻璃板 18秒 红外线灭菌2．Z值随温度升高，微生物死亡速度加速，即k增加，因而D值下降，在一定温度由于此斜率为负值，为避免引入负数，令：故Z值为降低一个lgD值需升高的温度数，即灭菌时间减少至原来1/10所需要升高的温度。
如Z=10︒C，则灭菌时间减少至原来1/10，而灭菌效果保持不变需要升高的的温度为10︒C。
表6-5是一些药物溶液的Z值。
式6-4也可表示为：设Z=10︒C，T1=110︒C，T2=121︒C，则D2=0.079D1。
即110︒C 1 min与121︒C 0.079 min的灭菌效果相当。
F0及FH标准灭菌时间计算方法
F0/FH标准灭菌时间计算方法(2013-03-26 14:40:25)转载▼在灭菌设备验证中，应用Excel对验证中采集的数据进行处理计算FH、F0值。
利用Excel 编制公式，对实验数据进行处理，操作方便简单，结果准确。
本文利用Excel表的自动计算功能进行计算，能极大地提高计算效率并减少出错的可能。
、常用灭菌参数在检品中存在微量的微生物时，往往难以用现行的无菌检查法检出。
因此，有必要对灭菌方法的可靠性进行验证。
F与F0值可作为验证灭菌可靠性的参数。
（一）D值与Z值D值是指在一定温度下，杀灭90%微生物（或残存率为10%）所需的灭菌时间。
在一定灭菌条件下，不同微生物具有不同的D值；同一微生物在不同灭菌条件下，D值亦不相同。
因此D值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z值是指灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或在相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
（二）F值与F0值1．F值F值为在一定温度（T）下，给定Z值所产生的灭菌效果与在参比温度（T0）下给定Z值所产生的灭菌效果相同时，所相当的灭菌时间，以min为单位。
F值常用于干热灭菌。
F值的数学表达式如下：式中，Δt为测量被灭菌物温度的时间间隔，一般为0.5～1min，T为每个时间间隔Δt所测得被灭菌物温度，T0为参比温度。
2．F0值F0值为一定灭菌温度（T）下，Z为10℃时所产生的灭菌效果与121℃，Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min）。
也就是说，不管温度如何变化，t分钟内的灭菌效果相当于在121℃下灭菌F0 分钟的效果。
在湿热灭菌时，参比温度定为121℃，以嗜热脂肪芽孢杆菌作为微生物指示菌，该菌在121℃时，Z值为10℃。
则：显然，即把各温度下灭菌效果都转化成121℃下灭菌的等效值。
因此称F0为标准灭菌时间（min）。
F0目前仅应用于热压灭菌。
式中：F0——标准灭菌时间（min），FH——当量灭菌时间（min），T0——标准灭菌温度（℃），T ——灭菌温度（℃），t ——灭菌时间（min），Z ——灭菌温度系数。
灭菌参数(F值和F0值)
灭菌参数（F 值和F 0值）D 值：（考察对时间的关系）在一定温度下，杀灭90%微生物所需的灭菌时间。
杀灭微生物符合一级动力学方程，即有 或303.2lg lg 0kt N N t =- 式中，t N ：灭菌时间为t 时残存的微生物数；0N ：原有微生物数；k ：灭菌常数 D 值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z 值：（考察对温度的敏感性）降低一个lgD 值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
即101212Z T T D D -= F 值：在一定灭菌温度（T ）下给定的Z 值所产生的灭菌效果与在参比温度（T 0）下给定的Z 值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。
常用于干热灭菌F 0值：在一定灭菌温度（T ）、Z 值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z 值为10℃产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min ）。
物理F0值数学表达式：F0 = △t ∑10 T-121/ Z生物F0值数学表达式：F0=D121℃×(lgN0-lgNt) 为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率。
F0值F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。
F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。
为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值 的50%。
键词：罐头，杀菌，F 值， D 值，Z 值一、实际杀菌F 值指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
通常是把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，即相当于121℃的杀菌时间，用F 实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
为了帮助大家理解和记忆，请看下面的例题。
例：蘑菇罐头110℃杀菌10 min ，115℃杀菌20 min ，121℃杀菌30 min 。
工人实际杀菌操作时间等于(或大于)60 min ，实际杀菌F 值并不等于60 min 。
灭菌参数f0值计算方法
灭菌参数f0值计算方法湿热、干热灭菌及除热原F值计算湿热灭菌用F0值F0值计算方法：根据Arrhenius 一级反应方程式，在恒定温度及保持其它条件不变的情况下，单位时间内被杀灭的微生物数正比于t0时原有的数目：dN / dt = K ( N0-N K ) （1）式中，N0----t=0时，存活的微生物数。
N K-----t时被杀灭的微生物数。
N-------t时残存的微生物数。
如果把普通坐标换成半对数坐标，则可得到一直线。
将式（1）积分得： lg N t = lg N0– ( K / 2.303 ) t （2）我们定义D值为用以定量描述一定温度下某种微生物在灭菌过程中的热耐受性参数，即一定温度下将微生物杀灭90％或使之下降一个对数单位所需的时间（min）。
按定义将t ＝D，N t＝（1/10）N0代入式（2）并化简得：（K/2.303）D＝lg N0－lg N t＝lg10＝1所以D＝2.303 / K 。
我们定义Z值为使某一种微生物的D值下降一个对数单位，灭菌温度应升高的度数。
在不大的灭菌温度变化范围内，温度T和D的对数值之间可设定为线性函数，即：lg D2＝ lg D1+ S（T2－T1）（3）其中：S为该线性方程的斜率。
D1为T1温度下的D值。
D2为T2温度下的D值。
得到：（T1－T2）/（lg D2－lg D1）=1/S＝Z （4）不同的微生物孢子，在不同溶液中有各不相同的Z值。
而同种孢子的Z值在不同溶液中亦有差异。
在没有特定要求时，Z值通常都取10，以简化计算。
F值的数学表达式如下：T-T0————F=△t∑10 Z其中△t为测量被灭菌物的时间间隔，T为每个△t测量到的被灭菌物的温度，T0是参比温度。
即：F值为在一定温度（T）给定Z值所产生的灭菌效力与参比温度（T0）给定Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间，其单位为分钟。
对于蒸汽灭菌来说，参比温度即T0为121℃，并通常取Z值为10℃，则得到适用于蒸汽灭菌的F值――F0值，公式变为：T-121_____F0=△t∑1010显然，F0值为一定灭菌温度（T）、Z值为10℃、所产生的灭菌效果与121℃、Z值为10℃所产生的灭菌效力相同时所相当的时间（分钟）。
灭菌名词解释
热力灭菌相关术语在各指南中有所不同，现在将常用热力灭菌常用术语进行解释，热力灭菌常用术语如下。
1)D值D值表示微生物的耐受参数，指在特定温度下使微生物的数量下降一个对数单位或杀灭90%所需要的时间。
D值越大，说明该微生物的耐热性越强。
D值需注明参照温度，即以D T表示，如D121℃=1.5min，指在121℃条件下，杀灭90%的微生物需要1.5min。
2)Z值Z值表示使微生物的D值变化一个对数单位所需要升髙或下降的温度。
常用于累计一个灭菌程序在加热和冷却阶段随温度变化的杀灭时间。
Z = (T1－T2)/(lgD2－lgD1) (2-7)3)灭菌率（Lethal Rate，U灭菌率指某一温度：T摄氏度下灭菌lmin所获取的标准灭菌时间，用L表示。
L(T ref , Z) = 10(T－Tref)/Z=F ref/F T=D ref/D T(2-8) 式中，T r e f指标准灭菌温度4)F0是指Z取10℃时，一个湿热灭菌程序赋予被灭菌品121摄氏度下灭菌的等效灭菌时间。
新版灭菌指南十月一号生效后，建议f0启始计算温度为110℃5)F H表示一个干热灭菌程序赋予被灭菌品170°C下灭菌的等效灭菌时间。
干热灭菌时Z取20摄氏度;干热除热原时Z取54摄氏度。
6)F PHY物理杀灭时间（F PHY)指以灭菌程序的物理参数计算的杀灭时间。
而 F PHY是灭菌率L对时间的积分值。
F PHY = △t∑10(T－Tref)/Z(2-9)7)F B1()生物杀灭时间(F B I O)是生物指示剂挑战试验系统中微生物实际杀灭效果的ffl度。
F BIO= D T× (lgN0— lgV F) (2-10)8)无菌保证水平无菌保证水平（Sterility Assurance Level，SAL)是指产品/物品经灭菌后微生物残存的概率，描述灭菌后非无菌单元概率。
在制药工业中，预期的设计终点是无菌保证水平≤10-6，即灭菌后微生物存活的概率不得大于百万分之一。
灭菌参数(F值和F0值)
灭菌参数（F 值和F 0值）D 值：（考察对时间的关系）在一定温度下，杀灭90%微生物所需的灭菌时间。
杀灭微生物符合一级动力学方程，即有kt dtdN -= 或303.2lg lg 0kt N N t =- 式中，t N ：灭菌时间为t 时残存的微生物数；0N ：原有微生物数；k ：灭菌常数)10lg 100(lg 303.2-=kt D ＝ D 值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z 值：（考察对温度的敏感性）降低一个lgD 值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
1212lg lg D D T T Z --= 即101212Z T T D D -=F 值：在一定灭菌温度（T ）下给定的Z 值所产生的灭菌效果与在参比温度（T 0）下给定的Z 值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。
常用于干热灭菌∑-∆=100Z T T t FF 0值：在一定灭菌温度（T ）、Z 值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z 值为10℃产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min ）。
∑-∆=101210Z T t F物理F0值数学表达式：F0 = △t ∑10 T-121/ Z生物F0值数学表达式：F0=D121℃×(lgN0-lgNt) 为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率。
F0值F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。
F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。
为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值 的50%。
键词：罐头，杀菌，F值，D值，Z值一、实际杀菌F值指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
通常是把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，即相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
灭菌参数(f值和f值)
灭菌参数（F 值和F 0值）D 值：（考察对时间的关系）在一定温度下，杀灭90%微生物所需的灭菌时间。
杀灭微生物符合一级动力学方程，即有kt dtdN -= 或303.2lg lg 0kt N N t =- 式中，t N ：灭菌时间为t 时残存的微生物数；0N ：原有微生物数；k ：灭菌常数)10lg 100(lg 303.2-=kt D ＝ D 值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z 值：（考察对温度的敏感性）降低一个lgD 值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
1212lg lg D D T T Z --= 即101212Z T T D D -=F 值：在一定灭菌温度（T ）下给定的Z 值所产生的灭菌效果与在参比温度（T 0）下给定的Z 值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。
常用于干热灭菌∑-∆=100Z T T t FF 0值：在一定灭菌温度（T ）、Z 值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z 值为10℃产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min ）。
∑-∆=101210Z T t F物理F0值数学表达式：F0 = △t ∑10 T-121/ Z生物F0值数学表达式：F0=D121℃×(lgN0-lgNt) 为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率。
F0值F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。
F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。
为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值的50%。
键词：罐头，杀菌，F值，D值，Z值一、实际杀菌F值指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。
通常是把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，即相当于121℃的杀菌时间，用F实表示。
特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。
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灭菌设备验证中，应用Excel对验证中采集的数据进行处理计算FH、F0值。
利用Excel编制公式，对实验数据进行处理，操作方便简单，结果准确。
本文利用Excel表的自动计算功能进行计算，能极大地提高计算效率并减少出错的可能。
、常用灭菌参数
在检品中存在微量的微生物时，往往难以用现行的无菌检查法检出。
因此，有必要对灭菌方法的可靠性进行验证。
F与F0值可作为验证灭菌可靠性的参数。
（一）D值与Z值
D值是指在一定温度下，杀灭90%微生物（或残存率为10%）所需的灭菌时间。
在一定灭菌条件下，不同微生物具有不同的D值；同一微生物在不同灭菌条件下，D值亦不相同。
因此D值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。
Z值是指灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或在相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
（二）F值与F0值
1．F值
F值为在一定温度（T）下，给定Z值所产生的灭菌效果与在参比温度（T0）下给定Z值所产生的灭菌效果相同时，所相当的灭菌时间，以min为单位。
F值常用于干热灭菌。
F值的数学表达式如下：
式中，Δt为测量被灭菌物温度的时间间隔，一般为0.5～1min，T为每个时间间隔Δt所测得被灭菌物温度，T0为参比温度。
2．F0值
F0值为一定灭菌温度（T）下，Z为10℃时所产生的灭菌效果与121℃，Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min）。
也就是说，不管温度如何变化，t分钟内的灭菌效果相当于在121℃下灭菌F0 分钟的效果。
在湿热灭菌时，参比温度定为121℃，以嗜热脂肪芽孢杆菌作为微生物指示菌，该菌在121℃时，Z值为10℃。
则：
显然，即把各温度下灭菌效果都转化成121℃下灭菌的等效值。
因此称F0为标准灭菌时间（min）。
F0目前仅应用于热压灭菌。
式中：F0——标准灭菌时间（min），FH——当量灭菌时间（min），T0——标准灭菌温度（℃），T ——灭菌温度（℃），t ——灭菌时间（min），Z ——灭菌温度系数。
根据中华人民共和国制药机械行业标准JB/T20093-2007《抗生素瓶表冷式隧道灭菌干燥机》中所论及：干燥灭菌的杀菌热力强度FH（min），系参照基准温度T0=170℃下的标准干燥灭菌时间得出。
合格标准为FH≥1365。
计算公式如下：FH=∑△t10（T1-T0）/z
式中：T1——实测温度；
T0――为灭菌保证温度170℃
Z――温度变化升高的灭菌率，去热原为５４，灭菌为２０
△ t――灭菌时间，如每半分钟那个取一个数据，5min中计算FH值为10个数据，则△t为0.5。
将FH值累加起来就是该通道5min的FH值（如每半分钟取一个数据，5minFH 为10个数据相加）
老式的干热灭菌机是按照实际灭菌温度260度设计的所以其灭菌30分钟后，FH 值计算所得为∑10（260-170）/54=1392，结果大于1365。
新型的干热灭菌机则是按照实际灭菌温度320度设计的所以其灭菌5分钟后，FH值计算所得为∑10（320-170）/54 =2997。
F0值为一定灭菌温度（T）下，Z为10℃时所产生的灭菌效果与121℃，Z 值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min）。
也就是说，不管温度如何变化，t分钟内的灭菌效果相当于在121℃下灭菌F0 分钟的效果。
在湿热灭菌时，参比温度定为121℃，以嗜热脂肪芽孢杆菌作为微生物指示菌，该菌在121℃时，Z值为10℃。
则：
显然，即把各温度下灭菌效果都转化成121℃下灭菌的等效值。
因此称F0为标准灭菌时间（min）。
F0目前仅应用于热压灭菌。
F0的计算公式是：FO=△t∑10（T-121）/10 。
[（T-121）/10] 是10的指数。