自动清洗设备在制药企业的应用分析

作者:智晓日 刘亚宁 文章来源:奥星制药设备(石家庄)有限公司 发布时间:2015-03-09

近年来自动清洗设备在制药企业的应用越来越广泛——这主要得益于自动清洗设备可以有效的节省人工和清洗时间,另外一个关键因素就是自动清洗设备可以很好的执行重复工作,保证清洗效果的重现性。不过,笔者在进几年对多个药厂的咨询工作中发现,一部分制药企业对自动清洗设备的应用或者操作出现了认识偏差,甚至某些自动清洗设备的制造企业在设备的设计阶段就出现了问题,本文将就这些容易出现的问题进行简单分析,以期望对相关的制药企业及设备制造企业有所帮助。

由于制药企业生产品种的多样性和产品本身成分的复杂性,采购的自动清洗设备还需要制药企业根据自己产品的特性进行清洁方法开发,而现阶段很多制药企业却忽略了该过程,在采购的自动清洗设备安装后直接采用了设备制造企业提供的通用清洁方法,这样做固然节省清洁方法的研发时间,但是最后损害的却是制药企业自己的利益。

常见失误

重复性无法保证

很多制药企业在编制自动清洗设备标准操作规程时会将电导率标准作为冲洗终点,反而忽略了冲洗时间、冲洗流速、冲洗压力的控制。可以预见,在这种情况下不同的操作人员如果仅仅以电导率作为冲洗终点的话,那么肯定无法保证每次冲洗的时间、用水量等因素保持一致,而这些因素是进行成功的清洁验证的先决条件。适当选择清洗参数可以极大地简化清洗验证过程。

“质量源于设计”,如果设计出现了错误,那么仅仅依靠后期的操作显然无法回避问题。比如,某中药提取企业就出现了如下失误:在某提取罐的清洗装置的设计过程,该公司工程人员在纯化水管路上打开了一条支路直接通到罐体内部,在排水管路加上在线的电导率检测仪检测冲洗水的电导率,并制定了相应的标准,再加上阀门控制就形成了简单的在线清洗。但是,该装置无法控制纯化水的流速、压力和冲洗时间等关键工艺参数。假设,某次清洗过程纯化水的压力不够,很显然这次清洗就会需要更长的时间,进而影响生产安排。再假设,某次清洗过程纯化水的电导率忽然超标,那么在这种情况下,这次清洗将没有终点。

清洁方法没有经过充分开发

对于一种指定的清洗剂和污物,决定清洗性能的最重要的参数是清洗时间、对表面的作用和冲洗强度、清洗剂的浓度和清洗液的温度等。清洗时间、作用、浓度和温度,密切相关。因此有可能用一种参数来补偿另一种参数,从而获得相同的清洗性能。这就需要制药企业根据自身产品的特性对清洗工艺进行研究,而绝不是直接采用供应商提供的通用方法。

很好的理解被清洗的污物的化学性质和清洗剂的机理,有助于筛选清洗工艺参数。可通过实验室清洗研究来评价清洗剂和确定一些参数,如:清洗时间,温度,和浓度。需要清洗的污物被涂在一表面平整的板上,之后进行风干或吹干,从而模拟在清洗过程中可能出现的最坏的情况。这个步骤要求尽量模拟生产过程。然后用各种清洗剂并按照期望的清洗步骤对试块进行清洗,例如在实验室玻璃器皿中进行搅拌浸泡,或在所模拟过程的流量条件下清洗。

实验室评定可以为清洗剂和参数的选择提供一个经证明的理论基础。但是,清洗效果的最终确认应该来自现场的过程清洗试验。对一些参数或因素来说,在清洗过程中,要达到最大值可能存在一些限制。这可能包括完成清洗过程的时间方面的限制,温度限制,或在处理现有清洗过程时,对最难以清洗位置的冲洗或作用限制。很重要的一点是,应考虑到工艺设备中最难以清洗的情况。

清洗参数没有达到最优化

这一点其实和上面的描述有共同之处,这里单独描述是因为清洗参数同样和效率相联系,一个好的清洗方法不仅仅是能够将设备清洗干净,而是使用较短的时间、较少的人工和金钱来完成合格的清洗。

清洗工艺所选择的每种参数,例如,时间,作用,浓度和温度,可能需要附带一定的成本。有些参数可能具有与它们相关的很高的固定成本,而其他参数可能是操作成本或可变成本。例如:投资固定成本,以便提供更好的冲击性,可能会降低操作成本,例如清洗剂的浓度。清洗时间具有直接和间接(或机会)成本,而且通常属于最昂贵的参数。在生产能力高的工厂,时间的成本可能使所有其他参数的综合成本降低。

当然,谁也无法保证自己的清洗工艺已经到达“最优化”,这里提的最优化是指要有这种思想。清洗工艺不是一成不变的,同样需要在使用过程中对其进行监控,必要时对清洗工艺进行变更,变更的目的是为执行更好的清洗操作进行服务,只有这样清洗工艺才会向“最优化”发展。

采用不合适的自动清洗设备

这个问题的出现主要来自两个方面。

一方面是制药企业自身对设备的选型不明确,没有真正了解自己的需求。比如,某产品的清洗需要有足够的冲洗压力,而在选购自动清洗设备时忽略了压力的要求,最后发现设备的清洗压力不能够满足要求,出现产品残留无法有效清洁的情况,这是制药企业对自身产品的特性没有充分的认识所致。

另一方面可能来自清洗设备厂家。某些设备制造企业没有充分的GMP知识,其设备设计理念可能忽视了制药企业的验证要求。清洗设备最容易出现的工程问题包括:

喷淋球的覆盖率无法完全覆盖设备内表面。这种情况出现的几率非常大,以某一提取罐为例,很多设备厂家的提取罐在罐口位置会出现配套的喷淋球无法喷淋到的死角。如图所示。可通过核黄素覆盖率试验对喷淋球的覆盖率进行检查,制药企业在进行工厂验收测试时如果有条件一定要完成该测试,因为在工厂发现的问题可以及时向供应商提出整改要求并得到解决。

阴影区。设备在清洗过程中,由于某一障碍物的阻挡,导致阴影区很难被清洗到,在设计阶段经常会忽略这个问题。

坡度。管道倾斜度的主要目的是用于保证自动排水,防止管道内部滋生微生物,施工单位在进行施工时需特别注意,另外制药企业在进行设备安装确认时也应该对这项内容进行检查。

流型。清洗溶液在管路以及罐体表面的流型有两种,通常分为层流和湍流。在清洗的过程中我们经常会选择湍流,它的清洗效果比较好,对于立体罐,为了保证侧壁上的充分的覆盖率,一般流速(L/min)应为周长(m)的2.9倍。自动清洗设备制造企业在进行设备设计时需要考虑如何采用合适的压力来保证形成湍流,并进一步强化清洗能力。

其他还有很多影响清洗效果的因素,比如材质、裂缝、死角等因素。

小结

自动清洗设备的应用目的是更好的为制药企业所服务,有效的提高清洗效率,节省成本,满足制药企业的清洗要求。清洗工艺最关键的质量属性是其清洗能力,为了保证该属性则需要选择关键控制参数,而关键控制参数的选择是否符合要求就需要通过验证或者持续的验证来进行核实。

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