制藥用水分配回路內(nèi)交叉污染的預(yù)防
每當(dāng)有任何外來物質(zhì)進(jìn)入水中時(shí)，就會(huì)發(fā)生交叉污染。污染源可能是來自設(shè)備的磨損顆粒，生產(chǎn)過程中留在設(shè)備上的余渣，或運(yùn)行過程中產(chǎn)生的物質(zhì)，如齒輪箱油、潤(rùn)滑油、冷卻或加熱介質(zhì)。設(shè)備以及該設(shè)備在系統(tǒng)中的正確安裝有助于確保水系統(tǒng)形成一個(gè)閉環(huán)，不會(huì)受任何系統(tǒng)外部環(huán)境污染。選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，有助于降低制藥用水分配回路發(fā)生交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。我們?cè)谙路搅谐隽艘恍┲攸c(diǎn)事項(xiàng)，以確保您選擇了適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并挑選適當(dāng)設(shè)備，助您優(yōu)化制藥生產(chǎn)流程
作為幾十年來面向生物技術(shù)和制藥行業(yè)的設(shè)備供應(yīng)商，阿法拉伐十分清楚這個(gè)行業(yè)當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)。如果深入研究制藥用水系統(tǒng)——尤其是分配回路的話，如今最大的挑戰(zhàn)來自于細(xì)菌和生物膜、鐵丹紅現(xiàn)象以及交叉污染。為幫助客戶應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，同時(shí)優(yōu)化總體擁有成本，我們將在一系列文章中分享經(jīng)驗(yàn)。
在這里，我們主要討論交叉污染問題。
如今，制藥用水分配回路內(nèi)交叉污染的預(yù)防是生物技術(shù)和制藥公司面臨的主要挑戰(zhàn)之一。
造成交叉污染最常見的原因是選錯(cuò)了設(shè)備。選對(duì)了設(shè)備，不僅可以為您將交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，還能減少由于維護(hù)和保養(yǎng)而導(dǎo)致的運(yùn)營(yíng)成本和停機(jī)時(shí)間。哪怕是一個(gè)組件的最細(xì)微的設(shè)計(jì)問題，也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)。
適當(dāng)?shù)脑O(shè)備不僅有助于特定質(zhì)量和數(shù)量的水分配，還為您保證高純水以及更重要的最終產(chǎn)品的安全性、有效性和質(zhì)量。
選擇適當(dāng)設(shè)備
為保證制藥用水系統(tǒng)分配回路的可靠持續(xù)運(yùn)行，選對(duì)設(shè)備非常關(guān)鍵。選擇那些經(jīng)過專門設(shè)計(jì)以盡量減少交叉污染風(fēng)險(xiǎn)的泵、閥門、換熱器和管道及配件，可以確保制藥生產(chǎn)商能夠最大限度地延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間和減少停機(jī)時(shí)間，同時(shí)保護(hù)藥劑產(chǎn)品的純度、安全性、質(zhì)量和完整性。
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離心泵
目標(biāo)：
泵對(duì)于將水以適當(dāng)?shù)牧髁枯斔偷绞褂梦恢貌⒋_保水在分配回路中保持循環(huán)至關(guān)重要。 我們需要保持水的循環(huán)，以保證水在整個(gè)系統(tǒng)中都處于預(yù)期溫度，并可在分配回路內(nèi)產(chǎn)生足夠的剪切力。這有助于預(yù)防夾帶殘?jiān)?，同時(shí)也可將生物膜積存于表面的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。
挑戰(zhàn):
所有旋轉(zhuǎn)設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生磨損。離心泵有一個(gè)軸封部件，其中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)密封件繞固定密封件的軸旋轉(zhuǎn)。密封面之間的狹小空間必須使用水進(jìn)行潤(rùn)滑，以盡量減少密封面之間的直接接觸，并盡量避免由于兩密封面相互摩擦而產(chǎn)生磨損顆粒。眾所周知，如果這些軸封出現(xiàn)磨損，需要每隔一段時(shí)間進(jìn)行更換。
現(xiàn)行良好生產(chǎn)規(guī)范（cGMP）規(guī)定，產(chǎn)品接觸面不得具有反應(yīng)性、添加性和吸收性，這意味著軸封產(chǎn)生的磨損顆粒不能進(jìn)入分配回路中。
解決方案：
選擇一個(gè)帶有外部軸封部件的泵，其外徑朝向泵的外部。來自旋轉(zhuǎn)密封件的離心力將迫使水從泵的內(nèi)部流至外部。這就確保了密封面之間將生成一層潤(rùn)滑膜，同時(shí)可最大限度地減少密封件磨損、避免密封件產(chǎn)生磨損顆粒。此外，密封面將不可避免地產(chǎn)生一些磨損顆粒；通過選用外部密封軸，可確保生成的磨損顆粒會(huì)在離心力作用下被運(yùn)送出分配回路。
另外，醫(yī)藥用水——尤其是注射用水（WFI）——非常純凈，除了H2O外，不含任何其他離子。這就使得制藥用水非常“干”，可為密封面提供有限潤(rùn)滑。密封面之間產(chǎn)生的摩擦?xí)诿芊饷嫔袭a(chǎn)生電荷。如果使用具有不同電導(dǎo)率的密封面，密封面之間就會(huì)產(chǎn)生電弧，使得SiC被氧化為SiO2，形成蝕坑。這些蝕坑會(huì)進(jìn)一步增加密封面之間的磨損，并進(jìn)一步縮短軸封的使用壽命。這一現(xiàn)象被稱為電化學(xué)腐蝕。
阿法拉伐所有UltraPure離心泵都配備有外部軸封，既可確保密封件得到最佳潤(rùn)滑，也能防止磨損顆粒進(jìn)入閉環(huán)系統(tǒng)。阿法拉伐LKH UltraPure泵還配備有兩個(gè)密封面電導(dǎo)率相同的增強(qiáng)版SiC軸封；這可使電化學(xué)腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，進(jìn)而最大限度地減少磨損顆粒的產(chǎn)生，并延長(zhǎng)軸封的使用壽命。
阿法拉伐LKH UltraPure泵也是目前最節(jié)能的泵，從而可以為您實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最低能耗和最低運(yùn)行成本。
DVST隔膜閥
目標(biāo)：
隔膜閥是（ASME BPE）推薦在制藥用水系統(tǒng)中使用的閥門。隔膜閥應(yīng)在工藝流程內(nèi)提供動(dòng)態(tài)密封，并在工藝流程與大氣之間提供密封。隔膜閥還應(yīng)能夠關(guān)閉、打開、引流或控制系統(tǒng)中的液體。應(yīng)確保隔膜閥在系統(tǒng)內(nèi)以及大氣和水之間提供密封，這對(duì)防止交叉污染至關(guān)重要。
挑戰(zhàn)：
用水系統(tǒng)中所有部件的設(shè)計(jì)必須確保衛(wèi)生，不得有任何死角、縫隙或凹坑。隔膜閥特別容易發(fā)生磨損。用水系統(tǒng)中通常使用的是配備聚四氟乙烯（PTFE）隔膜的堰式隔膜閥，通常由PTFE表面和三元乙丙橡膠（EPDM）靠背組成。這樣的組合可在閥門致動(dòng)過程中具有彈性和壓縮性能。但是，PTFE表面容易磨損，通常會(huì)在更耐用的EPDM靠背磨損之前破裂。
如果出現(xiàn)一點(diǎn)裂口，這兩種材料之間都會(huì)形成一條大縫隙，為微生物繁殖提供場(chǎng)所。 這條縫隙不僅會(huì)捕獲細(xì)菌，還會(huì)捕獲營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使這條縫隙或凹坑成為細(xì)菌生長(zhǎng)和生物膜積存的理想棲息地。而生物膜會(huì)繼續(xù)延伸，最終污染系統(tǒng)中的水。更糟糕的是，只有拆下閥門進(jìn)行人工檢查，才能檢測(cè)到PTFE表面的裂口，而這時(shí)，交叉污染已經(jīng)發(fā)生了。這條縫隙不僅捕獲細(xì)菌，還會(huì)捕獲對(duì)用水系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)后使用的清潔劑和鈍化劑。在沖洗系統(tǒng)時(shí)，我們很難將這些化學(xué)物質(zhì)從縫隙和系統(tǒng)中移除；而它們又會(huì)在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中從縫隙中遷移出來，對(duì)水造成污染。
解決方案：
阿法拉伐為您提供高級(jí)單層EPDM隔膜作為PTFE/EPDM隔膜的替代品，可滿足您對(duì)制藥用水系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。經(jīng)過驗(yàn)證，這種EPDM隔膜在制藥級(jí)用水中非常惰性，不會(huì)向水中滲入任何顏色或化學(xué)物質(zhì)。此外，這種隔膜可用于高溫環(huán)境，甚至可經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間蒸汽操作。阿法拉伐DV-ST UltraPure隔膜閥在隔膜的上方和下方都有平整的連接面；沒有鋼脊擠壓隔膜，這意味著敏感的隔膜材料不會(huì)受到額外應(yīng)力。由于沒有鋼脊，閥門使用壽命將延長(zhǎng)，隔膜破裂的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降至最低。而如果我們使用PTFE/EPDM雙層隔膜，而非EPDM單層隔膜，閥門通常會(huì)發(fā)生破裂。
阿法拉伐所有DV-ST UltraPure隔膜閥都裝有檢漏孔，便于檢測(cè)隔膜是否破損；這有助于降低污染風(fēng)險(xiǎn)。此外，所有鍛造閥和隔斷閥均使用低δ鐵素體和規(guī)定硫含量的閥體，這使得閥門擁有卓越的焊接質(zhì)量，并能降低系統(tǒng)出現(xiàn)鐵丹紅現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)。
除緊湊、輕巧、多功能等特點(diǎn)外，這個(gè)安全、無縫隙隔膜閥還具有模塊化設(shè)計(jì)。這使得閥門可輕松適應(yīng)單個(gè)制藥用水分配回路的確切要求。它為您帶來可靠、無污染性能，同時(shí)還能確保系統(tǒng)的安全、長(zhǎng)期運(yùn)行。
管殼式換熱器
目標(biāo)：
管殼式換熱器是制藥用水分配回路中最常用的換熱器。用水系統(tǒng)中的細(xì)菌通常通過熱度控制。熱水回路中的溫度很高，一般在55°C到95°C之間，以防止細(xì)菌增長(zhǎng)。冷水回路則通常通過將水加熱至60°C以上來進(jìn)行消毒。溫度越高，細(xì)菌會(huì)被更快地消滅，系統(tǒng)也會(huì)更快進(jìn)行消毒。消毒完成后，水會(huì)冷卻到初始溫度。水冷卻得越快，細(xì)菌生長(zhǎng)的幾率就越小。在溫度接近45°C到35°C這一區(qū)間時(shí)尤其如此。
換熱器還能用于將熱水回路中的水冷卻至較低溫度。當(dāng)我們要將水與熱敏藥物混合時(shí)，或要使用這些水手動(dòng)清洗器具時(shí)，我們往往會(huì)進(jìn)行這樣的操作，以免人員在清洗器具時(shí)燙傷雙手。同時(shí)要注意的是，冷卻要快速進(jìn)行，以防止細(xì)菌生長(zhǎng)。
挑戰(zhàn)：
交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)取決于管殼式換熱器的設(shè)計(jì)。換熱器利用冷卻或加熱介質(zhì)將熱量傳出或傳入制藥級(jí)用水。這種水的質(zhì)量與回路內(nèi)水的質(zhì)量不同。如果換熱器發(fā)生泄漏，制藥級(jí)用水就有被污染的風(fēng)險(xiǎn)。為避免用水受冷卻或加熱介質(zhì)污染，我們使用雙管板管殼式換熱器；內(nèi)管焊接在外管板上。這種設(shè)計(jì)可消除交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槿绻附狱c(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生泄漏，用水系統(tǒng)也不會(huì)與冷卻或加熱介質(zhì)發(fā)生接觸。如果焊接點(diǎn)發(fā)生泄漏，操作人員也很容易就能發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閺耐獠烤涂梢钥匆姾附狱c(diǎn)。另一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)元素是內(nèi)管向內(nèi)管板膨脹。如果這兩者的接合不是100%緊密，在內(nèi)管和內(nèi)管板間會(huì)出現(xiàn)一條縫隙。如果發(fā)生這種情況，兩個(gè)表面之間會(huì)存在很大的縫隙腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。隨著時(shí)間推移，這種縫隙腐蝕會(huì)導(dǎo)致內(nèi)管破裂，這意味著冷卻或加熱介質(zhì)將對(duì)制藥級(jí)用水造成污染。不幸的是，縫隙腐蝕和泄露極少可以通過目視檢測(cè)，因此很難提前發(fā)現(xiàn)。
解決方案：
為滿足制藥用水分配回路的要求，我們強(qiáng)烈推薦您選擇設(shè)計(jì)用于衛(wèi)生應(yīng)用領(lǐng)域、具有高品質(zhì)焊接工藝和管道膨脹性能的管殼式換熱器。阿法拉伐的Pharma-line管殼式換熱器十分關(guān)注內(nèi)管的高品質(zhì)焊接工藝和高品質(zhì)膨脹性能。每一位焊工都經(jīng)過充分培訓(xùn)且取得資質(zhì)。每一處焊接點(diǎn)都按照既定的標(biāo)準(zhǔn)操作程序進(jìn)行焊接，并根據(jù)最高質(zhì)量保證實(shí)踐進(jìn)行記錄和控制。 我們還格外關(guān)注內(nèi)管的膨脹性能，以確保不存在縫隙形成和發(fā)生縫隙腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。 我們還選用了超大的彎曲半徑，以盡量在彎曲區(qū)域進(jìn)行最好的表面拋光；進(jìn)而將生物膜生長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。 阿法拉伐Pharma-line為您提供高品質(zhì)的焊接工藝和管道膨脹性能，具有無縫隙設(shè)計(jì)和無縫管道以及流暢的表面拋光工藝，以將交叉感染和生物膜生長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。所有部件的制造技術(shù)都經(jīng)過嚴(yán)格控制，包括焊接、管道膨脹性能、管道彎曲以及拋光。
管道件
目標(biāo)：
管道及配件應(yīng)只用于連接回路中的各個(gè)部件和用戶使用點(diǎn)。如此，必須確保這些連接將水與環(huán)境分隔開來，并將對(duì)系統(tǒng)的影響降至最低。在水回路安裝過程中，管道和配件應(yīng)便于回路進(jìn)行焊接、清潔、鈍化、沖洗和排水。
挑戰(zhàn)：
在典型的用水分配回路中，管道及配件所占表面積占到整個(gè)系統(tǒng)的90%以上，構(gòu)成目前與產(chǎn)品接觸表面積最大的部分。因此，管道及配件對(duì)用水系統(tǒng)有著最大的材料污染風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)行良好生產(chǎn)規(guī)范（美國(guó)食品藥品管理局21CFR211.65 a）規(guī)定：“設(shè)備的構(gòu)造應(yīng)保證其與部件、工藝內(nèi)物料或藥品接觸的表面不得具有反應(yīng)性、添加性或吸收性，以確保不改變藥品的安全性、同一性、效力、質(zhì)量或純度，使其超出官方或其它既定要求。”
由于管道及配件表面的拋光殘留物被深深地壓入表面，它們?cè)谇鍧嵑外g化的過程中很難去除。 而在水回路運(yùn)行過程中，這些拋光殘留物又會(huì)遷移到水中。這些拋光殘留物還會(huì)在系統(tǒng)中生成鐵丹紅顆粒，進(jìn)一步污染用水。
在水回路構(gòu)建或安裝過程中，管道及配件的安裝成本通常比管道及配件還要昂貴。焊接端的材料質(zhì)量和壁厚對(duì)于確保進(jìn)行良好的焊接至關(guān)重要。如果焊接質(zhì)量不良，必須將焊接點(diǎn)挖除，并用兩根焊條在原位置重新焊接一個(gè)新的焊接點(diǎn)。優(yōu)質(zhì)的管道及配件將最大程度降低進(jìn)行重新焊接的需要。有些拋光不良的表面有拋光殘留物壓入表面當(dāng)中，這些表面非常難以清潔。如果表面清潔不徹底，就無法實(shí)現(xiàn)鈍化。對(duì)表面進(jìn)行高品質(zhì)拋光處理，確保表面不含任何拋光殘留物，將有利于我們快速、輕松進(jìn)行清潔和鈍化。
解決方案：
選擇那些惰性（無反應(yīng)性、添加性或吸收性）的管道及配件將有助于將材料污染的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。阿法拉伐Tri-Clover® UltraPure管道及配件采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)操作程序進(jìn)行拋光和清潔，在制藥行業(yè)的使用已經(jīng)有幾十年。阿法拉伐只與成熟的優(yōu)選原材料供應(yīng)商合作，原材料經(jīng)焊接優(yōu)化處理。在阿法拉伐工廠，我們對(duì)所有配件展開全面質(zhì)量控制。對(duì)于每一個(gè)配件，都要確?；瘜W(xué)一致性、表面粗糙度和外觀、精確尺寸（包括壁厚、橢圓度、方形端頭等）、標(biāo)記、包裝和標(biāo)簽。阿法拉伐的管道及配件同時(shí)還符合ASME生物加工設(shè)備（BPE）認(rèn)證要求。
阿法拉伐Q-doc：良好記錄文件，為質(zhì)量保駕護(hù)航
為減少污染風(fēng)險(xiǎn)、停機(jī)時(shí)間和成本，阿法拉伐用于制藥行業(yè)的所有UltraPure設(shè)備和部件都有阿法拉伐Q-doc提供支持?；诹己玫奈臋n操作規(guī)范（GDP），Q-doc是阿法拉伐UltraPure設(shè)備的全面文件包，包括泵、閥門、換熱器和管道及配件，可提供從原材料到最終設(shè)備交付的整個(gè)設(shè)備及替換件供應(yīng)鏈的完全透明性。
阿法拉伐Q-doc包括合規(guī)性聲明、材料證書、相關(guān)測(cè)試證書以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)部件所必需的阿法拉伐備件包的信息。在Q-doc幫助下，我們?yōu)榭蛻籼峁┝送该髑矣袚?jù)可查的原始設(shè)備質(zhì)量保證。它對(duì)材料或制造程序的每一處變更進(jìn)行跟蹤，包括有關(guān)產(chǎn)品接觸部件（如鋼和墊圈）的詳細(xì)信息。這既能確保產(chǎn)品安全性，又可簡(jiǎn)化購買和安裝過程以及鑒定、校驗(yàn)和變更控制程序?？傊琎-doc保護(hù)您的制藥用水分配回路，避免交叉污染風(fēng)險(xiǎn)，為您帶來長(zhǎng)期的安心使用。