基于风险分析的干热灭菌隧道运行维护

摘

要：为控制和降低干热灭菌隧道在生产运行过程中的风险，以BOSCHHQL3340型干热灭菌隧道为例，介绍了干热灭菌隧道的系统结构与工作原理，对干热灭菌隧道的关键结构及部件进行了评估，应用失败模式效果分析工具对关键组件进行了风险分析，从设备运行维护角度出发，提出和总结了设备风险控制的方法与经验。关键词：干热灭菌隧道；关键组件；风险评估；失败模式效果分析；运行维护

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引言制药企业的药品分装系统一般由超声波小瓶清洗机、干热灭菌隧道、灌装压塞机组成联动生产线。干热灭菌隧道主要用于小瓶微生物的灭菌与除热原工作，相对于该系统其他设备，干热灭菌隧道是唯一在正常生产过程中不用人为控制和干预的设备，其功能全靠自动化控制实现。因此，熟悉干热灭菌隧道的内部结构与工作原理，从运行与维护的角度对设备进行风险分析与控制，对于保证产品质量具有非常重要的意义。BOSCHHQL3340型干热灭菌隧道作为制药分装系统中的灭菌设备，是目前市场上最为常见的机型之一，国内许多制药设备生产商也借鉴了它的设计原理与构造，在同类设备中具有一定的代表性。1

干热灭菌隧道系统组成与工作原理1.1

工作流程与原理BOSCHHQL3340型干热灭菌隧道在正常工作模式下，瓶子经过洗瓶机清洁后进入隧道进瓶端1，累积到一定数量后，触发累积最小量传感器，网带运行，在层流条件下，进入预热区域2，热风烘干小瓶中残留的水分后进入加热区域3。经过高温灭菌和去热原处理，至冷却区域4和冷却区域5冷却后，在隧道出料口6传输至下游设备（灌装机）。抽湿风机7将瓶子挥发的水分引至总排风机8排出或循环，排风机保持隧道内外呈微正压环境，保证隧道上下游压差与洁净度。其工作原理如图1所示。1.2

主要功能部件及技术参数1.2.1

小瓶输送系统小瓶输送系统配有正常生产与清空两种生产模式。其主要由输瓶网带、网带电机、进瓶传感器、传动轴等部件组成。网带进瓶端与出瓶端采用延长设计方式，以防止倒瓶后掏瓶现象的发生。1.2.2

洁净层流系统洁净层流系统分为进瓶预热层流系统、高温灭菌层流系统与冷却层流系统。进瓶预热层流系统用以烘干隧道进瓶口小瓶内部的水分，以降低或消除灭菌段热量辐射损耗。其工作温度一般要求在60～90

℃，风速要求控制在0.59

m/s左右，其热量来源于加热段的扩散。其主要由风机、高效过滤器、压差表、风速监测装置组成。高温灭菌层流系统是灭菌隧道的核心区域，用于小瓶的灭菌与除热原工作。可设定温度范围为20～350

℃，工作温度一般在250～350

℃，风速要求控制在0.65m/s左右。其主要由循环风机、高效过滤器、加热管、温度传感器、均流板、压差表、风速监测装置组成。冷却层流系统将高温灭菌段输送过来的瓶子冷却至10～15

℃左右，以保证灌装在瓶子里的制品性状不发生改变。该区域风速低于高温灭菌段，一般控制在0.60

m/s。其主要由循环风机、高效过滤器、温度传感器、压差表、换热器、调节阀等部件组成。1.2.3

加热系统加热系统为高温灭菌层流系统提供热量。其主要由加热管、控制器、固态继电器、交流接触器、风机、温度传感器等部件组成。1.2.4

压差平衡系统为保证隧道内部的洁净要求，要求隧道与周围环境保持一个微正压，一般控制在2～4

Pa。压差平衡系统依靠压力传感器检测隧道内部与房间的压差，对比设定的压差期望值，通过调整隧道下排风机的转速来实现和平衡隧道内部与房间的压差。其主要由压差变送器、PID控制器，变频器、排风机等部件构成。1.2.5

控制系统控制系统一般指电气控制系统和控制软件部分，包括控制程序、检测元件、控制元件、执行元件等。干热灭菌隧道控制系统主要由控制程序、工控机、PLC控制器、传感器、变频器、断路器、继电器等其他电子元器件构成。2

部件关键性评估与风险分析根据部件的功能、用途、位置以及对产品的影响来评估其GMP关键程度，部件的GMP影响评估以产品的5个质量参数为基础（功效、特性、安全、纯度、质量）。2.1

关键部件评估方法和标准以“是”或“否”回答以下7个问题：（1）部件是否用于证明符合所注册工艺的规定？（2）部件是否用于控制/检测一个关键工艺参数？（3）部件的正常操作或控制对产品质量或功效是否具有直接影响？（4）从部件获取的信息被记录为批记录、批放行数据或其他GMP相关文件的一部分？（5）部件是否与产品、产品成分、产品内包材直接接触？（6）部件是否用于获得、维护、检测或控制可以影响产品质量的关键工艺参数，而对控制系统无独立的验证？（7）部件用于创建或保持某种系统的关键状态？以上7个问题只要有1个回答为“是”，就将该部件判定为关键部件。根据以上判定条件，干热灭菌隧道包括以下关键部件：工控机、控制程序、PLC控制器、记录仪、变频器、输瓶网带、加热管、送风风机、高效过滤器、温度传感器、压差表、风速监测装置、压力变送器、换热器、排风机。2.2

风险识别分析方法失败模式效果分析（FMEA）是一种对工艺或系统部件的失败模式及其对结果和/或产品性能可能产生的潜在影响的评估。应用失败模式效果分析工具，根据经验和维修历史数据对系统部件出现问题的可能性、被及时发现（可检测性）以及造成的后果进行评分，如表1所示。对已经识别的风险进行评价，确认风险等级，风险等级=可能性×严重性×可检测性。表2为风险等级与风险接受标准对照表。

2.3

对选出的关键组件进行风险分析与控制通过2.1的方法，我们找出了干热灭菌隧道的关键组件，按照表1、表2的赋分原则及方法对这些组件进行风险评估分析，提出了相应的风险控制方法与措施，如表3所示。

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结语本文主要从设备运行