制藥行業(yè)潔凈管道污染控制的管道要求
【無錫水處理設(shè)備http://www.ylbest.net.cn】管道系統(tǒng)作為一個(gè)極為普遍的系統(tǒng)元素,廣泛的存在于各個(gè)化工行業(yè)當(dāng)中。但是在每個(gè)行業(yè)中又有其一定的特殊性和專一性,即使在制藥行業(yè)也可再粗略的分為原料藥管道和制劑管道兩種性質(zhì)管道。本文主要針對(duì)本公司的使用情況對(duì)制劑方向的管道特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,特別會(huì)對(duì)“潔凈”管道的特點(diǎn)進(jìn)行描述。
法規(guī)要求
醫(yī)藥制劑領(lǐng)域相對(duì)于原料藥領(lǐng)域,所要輸送的介質(zhì)相對(duì)比較常見,主要集中在軟化水、純化水、注射用水、純蒸汽、工藝壓縮空氣等,但其中有些需要高溫循環(huán)或低溫循環(huán),有些有較高壓力,這些需要特別注意。
醫(yī)藥制劑行業(yè)中的管道要把“潔凈質(zhì)量”的概念放在重要的位置進(jìn)行考慮,特別是對(duì)微生物的防止及控制。一定要嚴(yán)格遵守中國(guó)GMP(Good Manufacturing Practice)中對(duì)管道要求的相關(guān)規(guī)定。如果產(chǎn)品涉及出口產(chǎn)品,也要遵守美國(guó)(FDA)和歐盟GMP中的相關(guān)要求。下面是中國(guó)GMP對(duì)此的一些要求及描述:
“生產(chǎn)設(shè)備不得對(duì)藥品有任何危害,與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面應(yīng)光潔、平整、易清洗或消毒、耐腐蝕,不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或吸附藥品,或向藥品中釋放物質(zhì)而影響產(chǎn)品質(zhì)量并造成危害?!?/span>
“各種管道、照明設(shè)施、風(fēng)口和其它公用設(shè)施的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免出現(xiàn)不易清潔的部位,純水設(shè)備應(yīng)盡可能在潔凈區(qū)外部對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。”
“水處理設(shè)備及其輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)應(yīng)能確保制藥用水達(dá)到設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。水處理設(shè)備的運(yùn)行不得超出其設(shè)計(jì)能力?!?/span>
“純化水、注射用水儲(chǔ)罐和輸送管道所用材料應(yīng)、耐腐蝕;儲(chǔ)罐的通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器;管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免死角、盲管?!?/span>
“純化水、注射用水的制備、儲(chǔ)存和分配應(yīng)能防止微生物的滋生,如注射用水可采用70℃以上保溫循環(huán)?!?/span>
上面的要求和描述,是對(duì)潔凈管道要求的一個(gè)總原則,在設(shè)計(jì)之初一定要遵循這些原則,才能將制藥系統(tǒng)潔凈公用工程系統(tǒng)的生產(chǎn)處于可控范圍中。下面將逐步簡(jiǎn)單介紹潔凈管道的一些特點(diǎn)。
潔凈管道、管件、閥門、墊片的材質(zhì)選擇
對(duì)應(yīng)中國(guó)GMP要求:“生產(chǎn)設(shè)備不得對(duì)藥品有任何危害,不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或吸附藥品,或向藥品中釋放物質(zhì)而影響產(chǎn)品質(zhì)量并造成危害。”在潔凈管道材質(zhì)選擇上主要做如下考慮:
潔凈管道管件、閥門的材質(zhì)選擇
一般來講,潔凈管道管件、閥門材質(zhì)選擇的空間不是很大,大多數(shù)情況下奧氏體不銹鋼是用途廣泛的一種材質(zhì),可以用于各種制藥行業(yè)。
在這些不銹鋼組成當(dāng)中,不同元素扮演著不同的角色。較低的含碳量可以更加利于氬弧焊接的進(jìn)行,較高的鎳鉻含量可以預(yù)防腐蝕,較高的鎳含量還可以提高不銹鋼管道的延展性,一定含量的鉬元素可以還可以進(jìn)一步抵抗氯元素對(duì)管道的腐蝕。綜合以上因素和成本的考慮,316L這種材質(zhì)是適合制藥潔凈管道的一種材質(zhì)。此外,其他材料也是可以使用的,比如316、904L、316Ti等,但是都存在一定的局限性。
材質(zhì)選擇主要的考慮因素是在防銹上。要盡量減少管道中銹出現(xiàn)的可能性。如果管道中將輸送不能確定的流體,腐蝕測(cè)試是一種好辦法,可幫助設(shè)計(jì)人員選擇合適的材質(zhì)。
在管道系統(tǒng)中還有管件、閥門、墊片等其他組成部分,其中管件及閥門因與管道選擇一樣的材質(zhì)。一來可以擁有較好的抗腐蝕性,二來也可防止電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生。
連接密封部件選擇
墊片作為潔凈管道的重要連接密封部件,有EPDM、PTFE、FPM和硅膠等材質(zhì)作為選擇。選擇的原則大多取決于溫度、壓力、和流體腐蝕度等。比如EPDM這種材質(zhì)就很難長(zhǎng)時(shí)間耐受100℃以上的工作環(huán)境,因此被更多地用于溫度較低的系統(tǒng),而在高溫系統(tǒng),尤其是蒸汽系統(tǒng)中則更傾向于與選用PTFE或硅膠墊片等耐熱材質(zhì)。
在實(shí)際生產(chǎn)過程中確實(shí)目睹了有的地方在潔凈蒸汽管道系統(tǒng)中使用了不耐高溫的EPDM材質(zhì)墊片,而造成墊片老化破損從而污染管道的實(shí)例。因此在選擇應(yīng)用于高溫系統(tǒng)的墊片時(shí),尤其要注意這個(gè)問題。如果別無選擇的話,一定要特別注意使用時(shí)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn), EPDM墊片用于藥廠潔凈蒸汽系統(tǒng)一般不超過1年是可以接受的。
潔凈管道的連接方式
在潔凈管道中,管道的連接方式十分重要,如果管道的連接會(huì)導(dǎo)致有死水的產(chǎn)生,這將在很大程度上違背GMP對(duì)潔凈管道的要求。
焊接
潔凈管道的連接方式是焊接,在設(shè)計(jì)施工過程中要盡量使用焊接的方式連接管道。潔凈管道的焊接必須使用氬弧焊的方式,焊接過程要嚴(yán)格使用氬氣保護(hù)起來。并在測(cè)試過程中檢測(cè)氧氣的含量,得以確保在焊接過程中不會(huì)被氧氣在高溫狀態(tài)下氧化成鐵的氧化物。
焊接管件采用的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一,比如ASME BPE或DIN,以防止管件內(nèi)部出現(xiàn)臺(tái)階。如果在有可能的情況下,盡可能使用自動(dòng)焊機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè),能夠確保焊接的一致性,比如電極移動(dòng)速度、焊接電流、脈沖等。一般自動(dòng)焊口的檢查要求為20%內(nèi)窺鏡檢查。在有些情況下,自動(dòng)焊機(jī)無法進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候,只能進(jìn)行手工焊接,一般手工焊接之后要進(jìn)行的內(nèi)窺鏡檢查。
卡箍連接
這種連接形式廣泛的用于醫(yī)藥制劑行業(yè),見圖1。通過墊片的密封將很大程度上避免死水產(chǎn)生的可能性,而且受力較為均勻,使用時(shí)間長(zhǎng),拆卸方便。對(duì)應(yīng)需要頻繁拆卸,及考慮檢修需要時(shí)經(jīng)常使用的連接方式。
衛(wèi)生結(jié)構(gòu)法蘭有時(shí)也會(huì)用于潔凈管道的連接,一般用于4”以上的管道,但使用頻率較低;螺紋連接則不用于潔凈管道系統(tǒng)。
制藥潔凈管道系統(tǒng)的支路設(shè)計(jì)
在管道設(shè)計(jì)過程中,無法避免地會(huì)需要支路的產(chǎn)生,如果支路的閥門在關(guān)閉的情況下,那么在支路和主路之間就會(huì)形成一定的死水。在設(shè)計(jì)過程中,一定要盡量縮小這段距離,要使支路的閥門盡可能接近主路。
盡管各種關(guān)于支管設(shè)計(jì)的規(guī)定和提法甚至測(cè)量的方法不盡相同,但是目前所有提法都不是“法規(guī)”要求,而只是工程的建議和標(biāo)準(zhǔn)。目前比較正式的有:
2001年ISPE水和純蒸汽基準(zhǔn)指南的“從主管外壁開始測(cè)到支管盲端或閥門密封點(diǎn)的長(zhǎng)度L≤3倍的支管直徑D(3D)”;
2009年ASME BPE的由主管內(nèi)壁到支管盲端或閥門密封點(diǎn)的長(zhǎng)度L≤2倍的支管直徑D;
1993年美國(guó)高純水檢查指南的由主管中心開始測(cè)到支管盲端或閥門密封點(diǎn)的長(zhǎng)度L≤6倍的支管直徑D(6D);
WHO的由主管外壁到支管盲端或閥門密封點(diǎn)的長(zhǎng)度L≤1.5倍的支管直徑D。
在日常的設(shè)計(jì)施工過程中,國(guó)內(nèi)普遍采用ISPE的3D原則,6D原則也用于制藥行業(yè)。但即便是未滿足nD,只要是經(jīng)驗(yàn)證對(duì)水質(zhì)的影響不超限原則上也是可以接受的。
潔凈管道的自排凈要求
為了防止微生物滋生的風(fēng)險(xiǎn),在制藥潔凈管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,一定要注意在系統(tǒng)放空的狀態(tài)下,保證系統(tǒng)里面的水或其他介質(zhì)可以完全排放出系統(tǒng)。因此,在潔凈管道系統(tǒng)中保持一定坡度是必要的工程規(guī)范。
在實(shí)際安裝過程中涉及到多種不同的安裝形式,分別采用不同的方法處理。
管道坡度安裝型式
在設(shè)計(jì)過程中,一定要考慮系統(tǒng)尤其是水平管道的可排盡性。一般情況下,水平管道到設(shè)計(jì)排水點(diǎn)的坡度至少不小于0.5%。不同管道走向采用不同的坡度安裝方式,目的是為了保證良好的自排凈功能。圖中給出了正確的安裝方式和錯(cuò)誤的安裝方式。
儀表的安裝型式
同樣,儀表在安裝的過程中也應(yīng)考慮系統(tǒng)的自排凈功能,下圖為推薦和不推薦的儀表安裝方式。
圖5所示的安裝方式管道的自排凈功能明顯一些,但基于現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制,圖4所示的安裝有時(shí)也可以采用,只要經(jīng)過驗(yàn)證,對(duì)水質(zhì)不會(huì)造成影響也是可以接受的。
潔凈管道的閥門選型及安裝角度
在潔凈管道系統(tǒng)中,閥門也有特殊的要求,要盡量避免死水產(chǎn)生。在眾多閥門中,常用的的是隔膜閥。由于其特殊的設(shè)計(jì),管道內(nèi)介質(zhì)不會(huì)與墊片外其他管件接觸,實(shí)現(xiàn)了良好的潔凈環(huán)境,因此在制藥行業(yè)中的應(yīng)用為廣泛。
在隔膜閥的安裝過程中同樣要考慮到閥門的自排功能,也就是要保證一定閥門安裝角度。
潔凈管道的管道粗糙度
管道內(nèi)部的粗糙度在制藥用不銹管道中也扮演著十分重要的地位。首先如果管道內(nèi)壁粗糙度很高,很有可能會(huì)在管道的凸凹處出現(xiàn)死水的現(xiàn)象。此凸凹處也因此很有可能成為細(xì)菌的棲息地,嚴(yán)重的話,可能會(huì)有生物膜的產(chǎn)生以致污染到產(chǎn)品或者制藥用水。其次,不光滑的不銹鋼管道內(nèi)壁也很有可能導(dǎo)致管道內(nèi)壁的腐蝕。因?yàn)楣艿纼?nèi)壁凸凹處?kù)o止的水中很有可能會(huì)有一定濃度的氯離子存在,氯離子的存在會(huì)跟不銹鋼的鉻元素發(fā)生反應(yīng)。而這一反應(yīng)會(huì)大大加速不銹鋼的腐蝕,降低此處的不銹鋼腐蝕電位。
在設(shè)計(jì)的過程中,需要確定相應(yīng)的工藝以保證管道內(nèi)壁的粗糙度。制藥用水或者產(chǎn)品的管道接觸表面必須采用冷軋、鈍化、機(jī)械拋光或者電拋光工藝以確保管道內(nèi)壁的粗糙度小于1.0um。
以上簡(jiǎn)要介紹了制藥行業(yè)潔凈管道的一些特點(diǎn)。其中關(guān)于死水盲管的控制與檢測(cè)、管道內(nèi)壁粗糙度的嚴(yán)格要求等都是針對(duì)管道中微生物的控制。可以說微生物的控制和防止在潔凈管道的設(shè)計(jì)建設(shè)過程中應(yīng)該得到特別的重視和注意,這點(diǎn)是和其他行業(yè)相比,比較特殊的一點(diǎn),任何的遺漏和疏忽都有可能導(dǎo)致終的藥品受到影響,因此要防微杜漸。無錫純水設(shè)備,無錫水處理設(shè)備,無錫去離子水設(shè)備, 醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。
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