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高效過濾器在潔凈室中的稱量應用

高效過濾器在潔凈室中的稱量應用
瀏覽次數(shù):1910 次  發(fā)布時間:2014-07-23  

  高效過濾器在潔凈室中的稱量應用 潔凈室是指僅存在低污染物的環(huán)境,那么就可選擇適當?shù)姆Q重設(shè)備以滿足當前環(huán)境的要求,而這種選擇主要是基于設(shè)備的材料結(jié)構(gòu)和是否有可移動的部件,如升降板系統(tǒng),需要便于移動等包括環(huán)境中存在的空氣微生物,粉塵和化學蒸氣。潔凈區(qū)通過HEPA或ULPA過濾器過濾,通道由氣密倉密封。進入潔凈室必須穿戴防塵服,手套,口罩和發(fā)網(wǎng),以防止微粒擴散。而人一般每分鐘就可以釋放出500萬大于0.3微米的微粒!潔凈室使用的設(shè)備同樣必須限制釋放到空氣中的大量微粒,這些設(shè)備包括工業(yè)秤,天平和灌裝稱重系統(tǒng)等。

  表1,2和3中,潔凈室標準US FED STD 209E由每立方英尺存在微粒的最大數(shù)量來分類 (但這種標準2001年11月過期并被ISO 14644-1標準所代替)(1)。

  一旦由允許的微粒數(shù)決定了潔凈室的類型(例如100級,ISO5級標準),那么就可選擇適當?shù)姆Q重設(shè)備以滿足當前環(huán)境的要求,而這種選擇主要是基于設(shè)備的材料結(jié)構(gòu)和是否有可移動的部件,如升降板系統(tǒng),需要便于移動等

表1:US FED STD 209E

表2 ISO14644-1標準


表3 潔凈室等級對照

  在潔凈室稱量的基本法定要求有哪些?

  按GMP指南,使用的稱重設(shè)備必須有合適的量程和精確等級(3.40EU GMP指南)。這些設(shè)備必須定期進行校準且校準記錄必須保存(3.41EU GMP指南)。由于稱重對后續(xù)加工和產(chǎn)品質(zhì)量很重要,所以該設(shè)備要基于應用工作量的多少,做定期校驗。這需要通過標準作業(yè)程序(SOP)的具體過程定義。對每一段稱量量程,都必須定義其允許的誤差限,也就是與標稱值的最大允許誤差,以及相應的測量不確定度。(誤差確定可參見如USP25第41章的指南)

  安裝在潔凈室中的秤還有一個要求就是了解實際的精度需求。目前有幾個主要生產(chǎn)廠商的秤都可以滿足高精度的要求,但當工業(yè)秤不僅必須滿足高精度,也必須面對有嚴格的清潔要求的時候,真正的問題出現(xiàn)了。根據(jù)歐洲GMP指南的規(guī)定,稱重設(shè)備在每道稱重作業(yè)程序完成后必須清潔,以避免雜質(zhì)傳遞到下一道工序,清洗必須包括秤的底部或是基坑,因為這是常常易于受到污染的區(qū)域。

  所以當你再次進入潔凈室時,請留意一下您所使用的秤、天平或是稱重傳感器–您通??梢栽诨炝匣蚴谴鎯尴抡业剿鼈?– 請檢查一下它們,其是否由不銹鋼制成而且易于清洗?它們是否有很多死角或是縫隙可能殘留污物?答案通常是:這些是不銹鋼的制成,但看起來非常不容易清洗。因為事實是,大多數(shù)秤均不是專為潔凈的環(huán)境所設(shè)計的,即使其在一定程度上符合前面所說的指南的規(guī)定。所以現(xiàn)在秤的制造商正著手為潔凈室環(huán)境設(shè)計特殊的解決方案。

  適合潔凈室使用的秤有怎樣的設(shè)計和結(jié)構(gòu)呢?

  不銹鋼框架

  大多數(shù)稱重設(shè)備,在10萬和1萬級潔凈室中不會有任何問題,但更高等級的區(qū)域需要有更好的不銹鋼材料(意味著更好的拋光和更小的表面粗糙度)和更易于清潔。

  制藥和醫(yī)療技術(shù)行業(yè)有更為嚴格的衛(wèi)生要求。越來越多的公司開始信任表面光滑,易于保持清潔的電拋光不銹鋼表面。電拋光表面可滿足最嚴格的衛(wèi)生要求,因為其表面平滑,無論是微生物,還是殘留物,都不易殘存。此外,它還具有良好的耐腐蝕性,能承受在無菌環(huán)境中使用的最強烈的清洗劑。奧氏體不銹鋼是在制藥行業(yè)中與產(chǎn)品表面接觸的首選材料。

  不銹鋼等級及性能

  不銹鋼對化學品、水溶液等有一定的耐腐蝕性。大多數(shù)等級的不銹鋼都含有12%的鉻以及最多1.2%的碳。高抗腐蝕不銹鋼的金屬表面有一層不易發(fā)生化學反應的保護層,此保護層由金屬氧化物或氫氧化物構(gòu)成,含有豐富的鉻,只有幾個埃的厚度,保護層將金屬和侵蝕的介質(zhì)隔開。不銹鋼防護層并不是穩(wěn)定不動的,經(jīng)過一段時間,各組分和結(jié)構(gòu),與周圍介質(zhì)間會達到一定的平衡狀態(tài)。因此,保護層一旦形成,便不可能擴散進另一種介質(zhì)中。而如果保護層被破壞,通常它會自動重組。如果某種介質(zhì)不能形成足夠的防護層,或現(xiàn)有的防護層被穿透或完全被某種化學品破壞,腐蝕損壞就可能隨之而來。

  鉻是衡量一種不銹鋼的保護層能力強弱的決定性合金。若鉻含量大于12%,在正常大氣腐蝕環(huán)境下就防止生銹。鉻含量進一步增加,或添加鉬或其他合金元素,將增強不銹鋼的抗腐蝕性能,使之能夠適應有更強腐蝕的環(huán)境。而只有溶入金屬中的合金添加物可以形成鈍化,這就是為什么最好的抗腐蝕性來自于基層的,因為它們無需隔離而且不會因為金相間析出或作用而耗盡鉻和鉬。

  在一些特殊材料的數(shù)據(jù)表中描述了要達到最佳的材料結(jié)構(gòu)所采用的熱處理工藝。不銹鋼可能受到因表面磨損而造成局部腐蝕或其它各種形式的腐蝕,而在強酸和強堿的環(huán)境下,主要是表面磨損腐蝕(2)

  當你再次進入潔凈室時,請留意一下您所使用的秤、天平或是稱重傳感器 – 您通??梢栽诨炝匣蚴谴鎯尴抡业剿鼈?– 請檢查一下它們,其是否由不銹鋼制成而且易于清洗?它們是否有很多死角或是縫隙可能殘留污物?答案通常是:這些是不銹鋼的制成,但看起來非常不容易清洗。

圖1 曲線表示算術(shù)平均值

不銹鋼稱重表面
至關(guān)重要的是,設(shè)備的表面易于清潔。所有與產(chǎn)品接觸的表面必須完全抗腐蝕,不僅對產(chǎn)品本身,而且包括洗滌劑和其他所有用于設(shè)備清潔、消毒和殺菌的物品。此外,這些表面必須由非吸收性材料制造并規(guī)定其允許的表面粗糙度。表面特性必須滿足規(guī)定的平均粗糙度(Ra)指標,必須沒有如孔、刷痕、溝槽或裂隙等缺陷。對于較大的表面,Ra應不大于0.8μ。不接觸產(chǎn)品的表面必須夠平滑以保證可以容易進行徹底的清潔。

Ra是指鋼在其表面上下的平均粗糙度,也就是算術(shù)平均值(AA)或中心線平均值。平均粗糙度由粗糙輪廓線和平均線之間區(qū)域定義;圖1說明了這點數(shù)學上的代表意義(超過給定值的高度的絕對值的積分)。常用下面的工藝來得到較低的表面粗糙度:

◆ 噴砂處理 – 用于非合金金屬的研磨拋光材料不能用于拋光不銹鋼,因為摩擦后的鐵粒子有可能導致不銹鋼銹蝕。為了避免生銹和腐蝕,我們必須確保用于不銹鋼的拋光劑不含有鐵和硫。

◆ 電解法拋光 - 用電解法拋光,也稱為化學拋光,是對那些需要拋光部分不能用機械方法處理的理想方法,例如,部分有復雜的結(jié)構(gòu)或薄壁,或材料容易彎曲變形等。在電解拋光過程中,將需要拋光的部分浸入一個特殊的缸中使之為陽極。而浸入缸中的陰極金屬使金屬離子從陽極試件表面遷移,同時降低材料其表面粗糙度,大大增加了鉻在表面的比例。這反過來又提高了耐腐蝕性。超光滑表面的優(yōu)點是明顯的,因為它可以防止沉淀而可能導致的縫隙腐蝕。只有一個完全光滑、光亮的表面才能有效地抵抗可能源于裂縫或孔洞的腐蝕。電解拋光不銹鋼表面粗糙度可低至0.2至0.3微米。

圖2a:帶有壓力提升系統(tǒng)的制藥生產(chǎn)線平臺秤 圖2b:制藥生產(chǎn)線平臺秤可打開90度

在封閉的稱量位中 方便清潔秤的底部

機械設(shè)計
利用不銹鋼材料設(shè)計稱重設(shè)備結(jié)構(gòu)只是適應潔凈室環(huán)境的一個方面。對在日常稱量中使用的平板秤(如裝卸秤)可能只在乎一件事——價格,這在不需要精度要求或衛(wèi)生清潔時,是一個很好的思路;但是,這樣一個大眾化的秤不應該在一個潔凈的或?qū)πl(wèi)生有嚴格要求的環(huán)境中使用。通常,為潔凈室環(huán)境設(shè)計的秤還應具有以下共同的特點:

◆開放式的框架設(shè)計,便于清洗和消毒
◆極為有限的角落和縫隙,消除細菌聚集點
◆大平臺必須裝有壓力提升裝置以便清洗平臺底部

圖2顯示了一個為潔凈室環(huán)境所設(shè)計的超低臺面的臺秤。這是一個完全的電解拋光結(jié)構(gòu),圓弧倒角和集成的壓力提升系統(tǒng),以滿足潔凈室的基本需要。

總結(jié)

為潔凈室環(huán)境選擇一個正確的秤并不像看起來這么容易。目前,首要因素是必須進行調(diào)查以確定此稱量設(shè)備,不僅需要滿足您的精度要求,也需要滿足嚴格清潔要求。仔細檢查您潔凈室里使用的秤,并問自己以下問題:第一,秤的分辨率和量程?用秤的最大量程除以分辨率(可讀性)。如果此數(shù)小于30,000,那么你可以用價格僅略高一點點的的更高精度的秤來替換它。其次,秤看起來易于清洗嗎?即使每個秤都看起來都很容易清潔表面,但是當你將秤臺抬起來呢?它有沒有一個開放式的框架設(shè)計,以及是否有很多死角和縫隙?您的平板秤的底部是否無法清洗?如果你的秤應用于衛(wèi)生領(lǐng)域但不容易清洗干凈,則到了考慮更換的時候。

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