热风循环灭菌干燥机灭菌效果的一致性探讨-higmp

WWW. .COM HiGMP Protecting and Promoting Your Health 为中国制药业发展贡献你的一份力量！ GMP论坛点击进入|GMP forum,click here! 中国 GMP论坛，为广大制药者提供一个优质资源分享平台！ 本站资料来源于网络，仅供大家学习参考，勿用于商业用途！HiGMP 官方 QQ 群：5323218 中国制药装备·2010年 11月·第 11辑 GMP要求药品生产设备应符合生产要求，易于清 洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止 差错和减少污染……强调设备不得有对药物安全构成 危险的因素。据此，概括出对制药机械的要求：（1）有与 生产相适应的设备能力，能经济、合理、安全地生产运 行；（2）有满足制药工艺所要求的完善功能及多种适应 性；（3）能保证药品加工中品质的一致性；（4）易于操作 和维修；（5）易于设备内外的清洗；（6）各种接口符合协 调、配套、组合的要求；（7）易安装，易移动，有利组合。 其中，GMP对制药机械的基本要求中有一条十分重要 的内容：要求制药机械能保证药品加工中品质的一致性。 热风循环灭菌干燥机能自动完成从进瓶、预热、烘 干灭菌、冷却到出瓶的全部生产过程。它采用层流保护 和热空气高速灭毒工艺，其热分布均匀，去热原效果 好。既可以用于安瓿瓶，又可以用于西林瓶等小容量玻 璃瓶的烘干灭菌，还可用于有特殊要求的输液瓶的烘 干灭菌，是目前国内外最流行、灭菌效果最好的烘干灭 菌设备。 本文拟就热风循环灭菌干燥机在几种不同工况下 保证烘干灭菌效果、满足工艺要求方面进行探讨。 1 工况不同如何保证烘干灭菌质量 热风循环灭菌干燥机存在两种工况：（1）使用环境 发生变化，即烘干间和灌封间的压差由于某种原因发 生变化时；（2）开始生产、连续生产、结束生产3个不同 生产过程。在上述不同工况下它的烘干灭菌的效果是 不同的，要保证其烘干灭菌效果一致，必须注意设备操 作和产品设计的细节。 1.1 烘干间和灌封间的压差变化对热风循环灭菌干 燥机的影响 当烘干间和灌封间的压差由于某种原因发生变化 时，由灌封间流入热风循环灭菌干燥机的风量会发生 变化，冷却段的风压也会发生相应的变化，最终导致热 风循环灭菌干燥机的高温热风前后移动。 其影响如下：（1）由于高温热风的移动造成当量灭 菌时间FH值的下降，影响瓶子的去热原效果；（2）高温 热风的前后移动会造成预热段或冷却段温度过高，由 于冷却段和预热段的高效过滤器和风机不耐高温，存 在烧坏的安全隐患；（3）高温热风的向前移动，高温风 进入预热段，使有机玻璃门变形。进入洗瓶机，有机玻 璃外罩易发生变形；（4）高温热风的向后移动，会造成 能源消耗过高，热风循环灭菌干燥机出瓶温度升高； （5）破坏动态热平衡，使横向温度的均匀性变差，纵向 温度的分布状态发生变化。 1.2 风压平衡 要维持冷却段的风压不变，实现风压平衡，可以增 加或减少排风系统的排风量。通常采用改变排风系统 阻力特性曲线和改变风机的特性曲线两种方法实现。 1.2.1 改变排风系统阻力特性曲线 调节排风系统出风口节流阀门的开度可以改变阻 力特性曲线，从而达到调节流量的目的。如图1所示，开 大排风阀门，排风系统阻力特性曲线变平坦，排风系统 按阻力特性曲线2运行，系统的工作点由M点移到M2 点，排风量增加；而关小排风阀门，排风系统的阻力特 性曲线变陡，排风系统按阻力特性曲线1运行，排风系 热风循环灭菌干燥机灭菌效果的一致性探讨 阳年生 （长沙楚天科技有限公司，湖南长沙 410015） 摘 要：从GMP相关条文出发，对热风循环灭菌干燥机在几种不同工况下的灭菌效果做出分析，并得出自动控制优 于手动控制的结论。 关键词：热风循环灭菌干燥机；风压平衡；FH值 装备应用与研究◆Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu 18 机电信息 2010年第 32期总第 278期 统的工作点由M点移到M1点，排风量减少。 1.2.2 改变风机的特性曲线 改变风机的转速可以改变风机的特性曲线，从而 达到调节流量的目的。 如图2所示，增加变频器频率， 风机运行速度提高，风机特性曲线上移，风机按特性曲 线n1运行，系统的工作点由M点移到M1点，排风量增 加；反之，减少变频器频率，风机运行速度降低，风机特 性曲线下移，风机按特性曲线n2运行，系统的工作点由 M点移到M2点，排风量减少。 1.2.3 风压平衡对热风循环灭菌干燥机的影响 图3为一热风循环灭菌干燥机冷却段的结构示意 图。新风从洗瓶间经预过滤后吸入层流风机，由层流风 机经高效过滤器送入冷却腔体，新风在冷却腔内冷却 瓶子后经下部排风机排出。在排风风机的出口处设置 有风门，人工调节风门的开度大小可改变排风系统阻 力特性曲线，实现风压平衡控制。当烘干间和灌封间房 间压差增大，引起冷却段风压增大时，加大风门开度， 可增加排风量，从而使冷却段风压由高位往平衡点回 落，观察风压表指示值，直到风压回到平衡点，固定风 门。当烘干间和灌封间房间压差减少，反向调整风门可 使冷却段风压由低位回到平衡点。 图4为一采用改变风机的特性曲线的原理进行风 压自动平衡的控制示意图。以变频器控制排风风机的 运转速度，实现对排风量的控制。而以压差变送器检测 冷却段的风压并反馈到PLC，与设定值比较，实现风压 的自动平衡。当烘干间和灌封间房间压差增大，倒灌风 增加，引起冷却段风压增大时，压差变送器输出量增 大，PLC会将压差变送器输出量与风压设定值进行比 较，增加变频器的输出频率，提高排风电机运行速度， 增加排风系统排风量，直到冷却段风压由高位回到平 衡点。同理，当烘干间和灌封间房间压差减小时，系统 会控制冷却段风压由低位回到平衡点。 2 热风循环灭菌干燥机的3个工作阶段及FH值的 保证 热风循环灭菌干燥机开始生产、连续生产、结束生 产3个不同生产阶段中，被灭菌的容器（即瓶子）在机器 内部的装载量是不一样的，而它们在加热灭菌段的装 Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu◆装备应用与研究 19 中国制药装备·2010年 11月·第 11辑 载量不同将会影响瓶子在机器内部烘干灭菌的效果。 事实上当加热段瓶子处于欠载的情况下，由于风速不 均匀，温度也不均匀，此时的当量灭菌时间FH值比加热 段瓶子处于满载情况的当量灭菌时间FH值要少，也就 是说烘干灭菌效果要差。我们可通过在欠载情况下让 瓶子在热风循环灭菌干燥机加热段停留一段时间或者 减缓瓶子通过加热段的速度来保证当量灭菌时间FH值 不会减少，从而保证烘干灭菌效果。 图5表示了热风循环灭菌干燥机开始工作时瓶子 进入加热段的3种状态。第一排瓶子从图5所示位置a开 始进入加热段，到图5所示位置c离开加热段，而在图5 所示状态加热段处于一种欠载状态，此时处理瓶子的 FH值少于正常工作时FH值。为了保证FH值在正常范围， 可以采取以下方法：（1）从第一排瓶子到达图5所示位置 a，热风循环灭菌干燥机减速运行，增加瓶子在加热段 的通过时间，一直到第一排瓶子到达图5所示位置b时， 设备才按正常速度运行；（2）第一排瓶子到达图5所示位 置c时，干燥机网带停止运行，瓶子在加热段短暂停留 一段时间。 图6表示了热风循环灭菌干燥机结束工作时瓶子 走出加热段的3种状态。最后一排瓶子从图6所示位置a 到达加热段，到图6所示位置c离开加热段，而在图6所 示状态加热段处于一种欠载状态，同理为了保证FH值 在正常范围，可以采取以下方法：（1）从最后一排瓶子 到达图6所示位置a，热风循环灭菌干燥机减速运行，增 加瓶子在加热段的通过时间，一直到最后一排瓶子到 达图6所示位置c时，设备恢复正常运行速度；（2）最后 一排瓶子到达图6所示位置b，瓶子在加热段短暂停留 一段时间。 采用热风循环灭菌干燥机减速运行方式保证设备 在开始或结束生产过程的FH值，要求热风循环灭菌干 燥机网带驱动电机应采用变频控制。当热风循环灭菌 干燥机需要减速运行时，上位洗瓶机和下位封口机最好 也相应降速。采用热风循环灭菌干燥机网带短暂停留 一段时间的方式保证设备在开始或结束生产过程的FH 值，要求热风循环灭菌干燥机网带可单独开、停。无论 采用热风循环灭菌干燥机减速运行方式还是采用热风 循环灭菌干燥机网带短暂停留一段时间的方式以保证 设备在开始或结束生产过程的FH值，都需要判别瓶子 在热风循环灭菌干燥机内部的位置，早期大多数设备 均为人工从观察窗口观察确定瓶子的位置，只有少数 高配置设备采用传感器自动判别瓶子在热风循环灭菌 装备应用与研究◆Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu 20 机电信息 2010年第 32期总第 278期 廊和清洗区是单独的空调系统。 （5）在本设计理念的基础上增加必要的消毒设施， 如生产废弃物、空调排风灭菌等，配合适当的管理，可 作为生物安全等级二级的生产工厂使用。 [参考文献] [1] 韩蓓蓓，梁毅.固体制剂GMP综合车间实例探讨.机电 信息，2010（11） [2] 医药工业洁净厂房设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 .GB 50457-2008 [3] ICH Q7A [4] ICH Q5A 收稿日期：2010-09-27 作者简介：倪华（1970—），男，安徽宣城人， 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，上海中 信国健药业有限公司总工程师，主要从事生物制药的产业化 研究。 图5 空调分区示意图 干燥机内部的位置。对第一种方式采用自动控制比较 合适，用传感器自动确定瓶子在热风循环灭菌干燥机 内部的位置，以通讯方式实现热风循环灭菌干燥机与 上位洗瓶机和下位灌封机的速度匹配。第二种方式适 合早期生产的热风循环灭菌干燥机，采用人工控制。 3 结语 综上所述，风压平衡既可利用人工调节风门的开 度大小改变排风系统阻力特性曲线实现，又可利用自 动控制的方式改变风机运行频率，从而改变风机的运 行特性曲线。在欠载情况下让瓶子在热风循环灭菌干 燥机加热段停留一段时间或者减缓瓶子通加热段的速 度也可采用手动操作和自动操作两种方式。 现实中有相当数量的热风循环灭菌干燥机都是采 用手动方式操作，建议用户在操作规程SOP中对上述 影响热风循环灭菌干燥机灭菌效果的操作过程作出相 应的规定。 手动操作有下列不足之处：首先人工调整，操作不 太方便；其次由于操作不及时，可能出现失控；再者由 于人的精神、身体状态等因素难以一致，往往达不到效 果。另外，在风压平衡关小阀门时，不仅增大了管路系 统流动阻力，而且使风机的效率下降，经济上不太合理。 相比手动操作，自动控制将是新产品设计的发展 方向，它可以动态、实时地对生产过程进行控制，具有 PAT过程控制的优点。 收稿日期：2010-09-27 作者简介：阳年生（1959—），男，湖南永州人，高级工程师， 研究方向：制药机械。 Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu◆装备应用与研究 （上接第14页） 21