基于風險分析的干熱滅菌隧道運行維護

摘

要：為控制和降低干熱滅菌隧道在生產(chǎn)運行過程中的風險，以BOSCHHQL3340型干熱滅菌隧道為例，介紹了干熱滅菌隧道的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理，對干熱滅菌隧道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及部件進行了評估，應用失敗模式效果分析工具對關(guān)鍵組件進行了風險分析，從設(shè)備運行維護角度出發(fā)，提出和總結(jié)了設(shè)備風險控制的方法與經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：干熱滅菌隧道；關(guān)鍵組件；風險評估；失敗模式效果分析；運行維護

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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(chǎn)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(shè)備，干熱滅菌隧道是唯一在正常生產(chǎn)過程中不用人為控制和干預的設(shè)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(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理，從運行與維護的角度對設(shè)備進行風險分析與控制，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量具有非常重要的意義。BOSCHHQL3340型干熱滅菌隧道作為制藥分裝系統(tǒng)中的滅菌設(shè)備，是目前市場上最為常見的機型之一，國內(nèi)許多制藥設(shè)備生產(chǎn)商也借鑒了它的設(shè)計原理與構(gòu)造，在同類設(shè)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BOSCHHQL3340型干熱滅菌隧道在正常工作模式下，瓶子經(jīng)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(jīng)過高溫滅菌和去熱原處理，至冷卻區(qū)域4和冷卻區(qū)域5冷卻后，在隧道出料口6傳輸至下游設(shè)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(nèi)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。1.2

主要功能部件及技術(shù)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(chǎn)與清空兩種生產(chǎn)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(shè)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(nèi)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0.59

m/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(shè)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0.60

m/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(diào)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(nèi)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2～4

Pa。壓差平衡系統(tǒng)依靠壓力傳感器檢測隧道內(nèi)部與房間的壓差，對比設(shè)定的壓差期望值，通過調(diào)整隧道下排風機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)和平衡隧道內(nèi)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(gòu)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、PLC控制器、傳感器、變頻器、斷路器、繼電器等其他電子元器件構(gòu)成。2

部件關(guān)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(chǎn)品的影響來評估其GMP關(guān)鍵程度，部件的GMP影響評估以產(chǎn)品的5個質(zhì)量參數(shù)為基礎(chǔ)（功效、特性、安全、純度、質(zhì)量）。2.1

關(guān)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(guān)鍵工藝參數(shù)？（3）部件的正常操作或控制對產(chǎn)品質(zhì)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(guān)文件的一部分？（5）部件是否與產(chǎn)品、產(chǎn)品成分、產(chǎn)品內(nèi)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(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)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(guān)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(guān)鍵部件。根據(jù)以上判定條件，干熱滅菌隧道包括以下關(guān)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(jié)果和/或產(chǎn)品性能可能產(chǎn)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(jīng)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(jīng)識別的風險進行評價，確認風險等級，風險等級=可能性×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(guān)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(guān)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。

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結(jié)語本文主要從設(shè)備運行