引言

制藥企業(yè)的藥品分裝系統(tǒng)一般由超聲波小瓶清洗機、干熱滅菌隧道、灌裝壓塞機組成聯(lián)動生產線。干熱滅菌隧道主要用于小瓶微生物的滅菌與除熱原工作,相對于該系統(tǒng)其他設備,干熱滅菌隧道是唯一在正常生產過程中不用人為控制和干預的設備,其功能全靠自動化控制實現(xiàn)。因此,熟悉干熱滅菌隧道的內部結構與工作原理,從運行與維護的角度對設備進行風險分析與控制,對于保證產品質量具有非常重要的意義。

BosCHHQo33L0型干熱滅菌隧道作為制藥分裝系統(tǒng)中的滅菌設備,是目前市場上最為常見的機型之一,國內許多制藥設備生產商也借鑒了它的設計原理與構造,在同類設備中具有一定的代表性。

1干熱滅菌隧道系統(tǒng)組成與工作原理

1.1工作流程與原理

BosCHHQo33L0型干熱滅菌隧道在正常工作模式下,瓶子經過洗瓶機清潔后進入隧道進瓶端1,累積到一定數(shù)量后,觸發(fā)累積最小量傳感器,網(wǎng)帶運行,在層流條件下,進入預熱區(qū)域2,熱風烘干小瓶中殘留的水分后進入加熱區(qū)域3。經過高溫滅菌和去熱原處理,至冷卻區(qū)域L和冷卻區(qū)域5冷卻后,在隧道出料口6傳輸至下游設備(灌裝機)。抽濕風機7將瓶子揮發(fā)的水分引至總排風機8排出或循環(huán),排風機保持隧道內外呈微正壓環(huán)境,保證隧道上下游壓差與潔凈度。其工作原理如圖1所示。

圖1工作原理

1.2主要功能部件及技術參數(shù)

1.2.1小瓶輸送系統(tǒng)

小瓶輸送系統(tǒng)配有正常生產與清空兩種生產模式。其主要由輸瓶網(wǎng)帶、網(wǎng)帶電機、進瓶傳感器、傳動軸等部件組成。網(wǎng)帶進瓶端與出瓶端采用延長設計方式,以防止倒瓶后掏瓶現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2.2潔凈層流系統(tǒng)

潔凈層流系統(tǒng)分為進瓶預熱層流系統(tǒng)、高溫滅菌層流系統(tǒng)與冷卻層流系統(tǒng)。

進瓶預熱層流系統(tǒng)用以烘干隧道進瓶口小瓶內部的水分,以降低或消除滅菌段熱量輻射損耗。其工作溫度一般要求在60~90℃,風速要求控制在0.59m/s左右,其熱量來源于加熱段的擴散。其主要由風機、高效過濾器、壓差表、風速監(jiān)測裝置組成。

高溫滅菌層流系統(tǒng)是滅菌隧道的核心區(qū)域,用于小瓶的滅菌與除熱原工作?？稍O定溫度范圍為20~350℃,工作溫度一般在250~350℃,風速要求控制在0.65m/s左右。其主要由循環(huán)風機、高效過濾器、加熱管、溫度傳感器、均流板、壓差表、風速監(jiān)測裝置組成。

冷卻層流系統(tǒng)將高溫滅菌段輸送過來的瓶子冷卻至10~15℃左右,以保證灌裝在瓶子里的制品性狀不發(fā)生改變。該區(qū)域風速低于高溫滅菌段,一般控制在0.60m/s。其主要由循環(huán)風機、高效過濾器、溫度傳感器、壓差表、換熱器、調節(jié)閥等部件組成。

1.2.3加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)為高溫滅菌層流系統(tǒng)提供熱量。其主要由加熱管、控制器、固態(tài)繼電器、交流接觸器、風機、溫度傳感器等部件組成。

1.2.4壓差平衡系統(tǒng)

為保證隧道內部的潔凈要求,要求隧道與周圍環(huán)境保持一個微正壓,一般控制在2~LPa。壓差平衡系統(tǒng)依靠壓力傳感器檢測隧道內部與房間的壓差,對比設定的壓差期望值,通過調整隧道下排風機的轉速來實現(xiàn)和平衡隧道內部與房間的壓差。其主要由壓差變送器、PID控制器,變頻器、排風機等部件構成。

1.2.5控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)一般指電氣控制系統(tǒng)和控制軟件部分,包括控制程序、檢測元件、控制元件、執(zhí)行元件等。干熱滅菌隧道控制系統(tǒng)主要由控制程序、工控機、PoC控制器、傳感器、變頻器、斷路器、繼電器等其他電子元器件構成。

2部件關鍵性評估與風險分析

根據(jù)部件的功能、用途、位置以及對產品的影響來評估其GMP關鍵程度,部件的GMP影響評估以產品的5個質量參數(shù)為基礎(功效、特性、安全、純度、質量)。

2.1關鍵部件評估方法和標準

以"是"或"否"回答以下7個問題:(1)部件是否用于證明符合所注冊工藝的規(guī)定?(2)部件是否用于控制/檢測一個關鍵工藝參數(shù)?(3)部件的正常操作或控制對產品質量或功效是否具有直接影響?(4)從部件獲取的信息被記錄為批記錄、批放行數(shù)據(jù)或其他GMp相關文件的一部分?(5)部件是否與產品、產品成分、產品內包材直接接觸?(6)部件是否用于獲得、維護、檢測或控制可以影響產品質量的關鍵工藝參數(shù),而對控制系統(tǒng)無獨立的驗證?(7)部件用于創(chuàng)建或保持某種系統(tǒng)的關鍵狀態(tài)?以上7個問題只要有1個回答為"是",就將該部件判定為關鍵部件。

根據(jù)以上判定條件,干熱滅菌隧道包括以下關鍵部件:工控機、控制程序、pLC控制器、記錄儀、變頻器、輸瓶網(wǎng)帶、加熱管、送風風機、高效過濾器、溫度傳感器、壓差表、風速監(jiān)測裝置、壓力變送器、換熱器、排風機。

2.2風險識別分析方法

失敗模式效果分析(FMEA)是一種對工藝或系統(tǒng)部件的失敗模式及其對結果和/或產品性能可能產生的潛在影響的評估。應用失敗模式效果分析工具,根據(jù)經驗和維修歷史數(shù)據(jù)對系統(tǒng)部件出現(xiàn)問題的可能性、被及時發(fā)現(xiàn)(可檢測性)以及造成的后果進行評分,如表1所示。

對已經識別的風險進行評價,確認風險等,風險等級=可能性x嚴重性×可檢測性。表2為風險等級與風險接受標準對照表。

2.3對選出的關鍵組件進行風險分析與控制

通過2.1的方法,我們找出了干熱滅菌隧道的關鍵組件,按照表1、表2的賦分原則及方法對這些組件進行風險評估分析,提出了相應的風險控制方法與措施,如表3所示。

3結語

本文主要從設備運行對產品質量的影響角度考慮,結合設備自身故障發(fā)生的風險,通過對我司5臺干熱滅菌設備的解剖分析,確定了干熱滅菌隧道的關鍵組件,對關鍵組件進行了風險評估,制定了相應的風險控制方法和設備預防性維護計劃,大大降低了設備在生產過程中發(fā)生故障風險的可能性。