卫生级压力容器

对于文章最后提到的一个观点“采用高速旋转的喷淋装置不允许采用压缩空气或其他惰性气体进行吹扫作业”其实我个人是有疑虑的，所以也在今天的分享开始前，拜托大家能够参与到这个观点的讨论中来，文章的最后有一个投票，留言区也欢迎留言。

制药用水系统中，卫生级压力容器应用非常广泛，比如软化水储罐，纯化水储罐和注射用水储罐等均属于有卫生级别要求的常压容器或压力容器。

设计和建造卫生级容器的目的是为了最大限度的保护产品，产品接触表面在工艺过程中不会污染产品及便于清洗，减少滋生化学或微生物污染的死角，并给清洗，维护和检验提供便利。

制药行业对卫生级容器设计的总体要求包括如下内容：

1）设备的设计、选型、安装应符合生产要求，结构要简单，需要清洗和灭菌的零部件要易于拆装；不便拆装的设备要设清洗口，并应设置人工清洗或自动清洗装置；

2）设备表面应光洁，易清洁，与物料产品直接接触的设备内壁应光滑、平整、易清洗、耐腐蚀、避免死角，可根据流体洁净度等级的不同要求，分别采用机械抛光或电化学抛光达到不同的表面处理要求；

3）凡和物料直接接触的设备内表面应采用不与其反应，不释放出微粒及不吸附物料的材料，一般应采用奥氏体不锈钢，尽可能不使用搪玻璃设备，不能使用衬橡胶，玻璃钢等易释出微粒或吸附物料的材料，材料应无毒，耐蚀，用于注射剂药液配制和注射用水储存的卫生级容器应采用316L超低碳不锈钢；

4）设备的传动部件要密封良好，防止润滑油、冷却剂等泄漏对原料、半成品、成品和材料的污染，传动部件的密封一般不推荐使用填料密封；

5）工艺对微生物有要求的设备，除符合以上要求外，还应该满足消毒、灭菌的要求；

6）洁净区内的设备，除特殊要求外，一般不宜设地脚螺栓；

7）设备保温层表面必须平整，光洁，不得有颗粒性物质脱落，表面不得用石棉水泥沫面，不能使用拼接的，瓣片式保温，宜采用金属外壳整体保护；

8）对产生噪声、振动的设备应分别采用消声，隔振装置，改善操作环境，动态测试时，室内噪声等级不宜超过75分贝；

9）配管连接宜采用卫生级法兰，NA连接件，KEST连接件或卡箍连接件，密封材料应该采用聚四氟乙烯或卫生级橡胶密封；

10）设备或机械上的附件，如仪表、计量装置与液位计布置应合理，计数应准确，调节控制稳定可靠，其材质要求应与设备本体相同，连接形式应满足清洗和消毒灭菌要求；

11）设备设计应尽可能标准化，通用化，系列化和机电一体化，实现生产过程的连续密封与自动检测是全面实施设备GMP要求的保证；

制造容器的钢板应首选冷轧板，并经固溶化及酸洗处理，尽量采用抛光板，人孔、手孔、视镜、容器法兰及管道法兰等受压部件必须采用整体不锈钢制作，不得采用衬里、衬环、复合、堆焊和涂层等型式。

卫生级容器不允许使用不锈钢衬里结构，这是因为不锈钢衬里不能保证和碳钢罐体的完全贴合，其间隙内有残留空气，在进行蒸汽灭菌时，材料会受热膨胀，由于不锈钢薄板、碳钢罐体和残留空气三者膨胀系数不同，会使塞焊部分脱落，并产生微裂缝，罐内液体通过裂缝进入不锈钢衬里和碳钢罐体之间会形成“死角”。卫生级容器的内壁与内部结构设计应避免死角，以避免在蒸汽加热灭菌时，蒸汽不能有效达到或者不能充分达到而引起的灭菌不彻底。

卫生级无菌连接方式有以下三种：

制药用水系统中最常用的连接方式是卡箍连接，需要在接头密封处装入密封圈，用卡箍紧固，NA无菌连接与KEST无菌连接是两种新型的卫生级连接方式，这两种设计有效避免了管道接口死角处带来的污染风险，尤其在罐体侧壁附件安装的无菌保障方面优势非常明显，现在已经在无菌制药行业得到了广泛的推广和应用。

说完罐体本身，连接装置后，我们再来看一看喷淋装置，这是卫生级压力容器的另外一个重要罐体附件，在制药用水系统中，罐体内表面的全润湿有助于系统的自清洁与预防微生物繁殖，同时还能保证整个罐体内部的温度均匀，喷淋装置主要发挥喷淋清洗与罐体内表面润湿的功能。

依据工作压力的不同，制药用水罐体用喷淋装置主要包括固定清洗球与切线出水清洗球两大类，此外，还可以依据清洗角度不同分类，安装方式不同分类。

固定式清洗球属于中低压力，高流量型清洗球，原理为小股清洗液从固定清洗球的每个小孔中持续喷向罐体内壁上的固定点，以层流方式将清洁液分配至储罐内表面，其工作压力相对适中1.5~6bar，清洗时冲击力相对较弱，为达到清洗效果，需要消耗大量清洗液，主要用于要求较低的清洗任务或表面润湿功能。由于其不旋转的特征，得到部分企业的认可，但注射用水回水的压力及流量都受到制药用水系统设计与运行的限制，其清洗效果一般，清洗压力要求相对较高，耗水量和清洗剂用量很大，清洗孔易堵塞和红锈等缺陷，已逐渐被切线出水清洗球所取代。

切线出水清洗球也称为旋转清洗球，属于低压力，低流量型清洗球，由出水球体和一个高速旋转的连接杆组成，利用水流对切线出水球体的冲击力，使清洗球快速旋转，其工作原理为清洗液采用扇形涡流方式，从切线出水中持续喷出，通过振动模式与物理冲击力相结合的方式，将清洁液体均匀喷淋至罐体内表面。切线出水清洗球工作压力适中，清洗时冲击力相对较强，只需要较少清洗剂就能获得理想的效果，主要用于较易清洁的罐体。专业的旋转清洗球磨损测试表明，在2.7bar压力下，连续工作1100小时后，会造成喷淋装置的质量损失约为90mg，根据喷淋清洗液的量折算，铁屑脱落的理论浓度为0.0052微克/L，远低于制药行业对铁元素浓度含量的质量标准。

高速旋转的喷淋装置一定要避免干转带来的颗粒物污染风险，不允许采用压缩空气或其他惰性气体进行吹扫作业，否则会发生严重的红锈及颗粒物污染，这也是切线出水清洗球在使用过程中需要特别关注的地方。