制藥用潔凈管路的設計及安裝要點

史寒東

摘 ?要：潔凈管路在制藥工業上具有廣泛應用，因藥品無菌性的特殊要求，因此，潔凈管路的合理設計及安裝是藥品無菌或微生物控制的基本保障。工藝管道系統組成通常包含儀器、儀表、閥門、管路、泵等，通過各組件的合理設計及安裝，來實現無菌或微生物控制保障。

關鍵詞：工藝管路系統的設計;系統組件的材質選擇;正確的施工及管理

1工藝管路系統的設計

材料選擇：根據《藥品生產質量管理規范》的要求，為了實現工藝管道系統不對藥品產生污染性，因此，系統組件的材質便成了一項重要內容，制藥業工藝管道通常選擇奧氏體不銹鋼材質管路，廣泛應用的有304、316、316L等，不銹鋼管路、管件一般內壁采用機拋，內壁表面粗糙度Ra<0.45um;儀器、儀表應選擇耐腐蝕、無脫落、易清潔的產品;潔凈管路對流通介質有微生物限度要求的通常選用衛生級隔膜閥，一般注射用水系統管路使用衛生級隔膜閥，純化水管路使用衛生級隔膜閥或衛生級球閥，藥液管路采用衛生級隔膜閥，純蒸汽管路采用衛生級球閥，潔凈壓縮空氣管路采用衛生級球閥。

清潔及滅菌：為了更好的控制系統微生物，應定期對管路系統進行清潔和滅菌，清潔或滅菌頻率根據產品的無菌要求進行確定。在清洗和滅菌過程中應對所有管路進行有效沖洗且沖洗后要進行全部排空。為了滿足全部排空需求，在工藝管路設計時，應滿足至少0.5%的管理坡度，不同管道走向采用不同坡度方式，滅菌時，保證蒸汽壓力和冷凝水及時排出，保證系統末端或系統內最冷點位置也能達到滅菌溫度要求。

滿足工藝或用量需求：工藝管路主要指配液系統管路及潔凈公用工程分配管路。針對配液系統，首先采用工藝優先原則，根據產品工藝特點進行管路流程設計。公用工程分配管路應從整個系統管網的用量考慮，統籌計算各使用點的用水量、用水時間等，對分配泵、管路及儲罐大小進行設計。

2 工藝管路系統的施工

現場檢查：管道、管件、密封件等檢查：檢查上述內容是否具有出廠合格證和材質證明;管道、管件表面不得有裂紋、毛刺、壁厚均勻;現場是否具備潔凈管路安裝條件，對已焊接結束的潔凈管路是否做好密封處理;不同材質管路是否有明顯標識區別存放。

管支架的安裝：潔凈管道中，管支架是安裝的基礎條件。它可以承受管道的重力載荷，阻止管道發生非預期方向的位移，控制擺動、振動或者沖擊。安裝管支架時要注意安裝間距，薄壁不銹鋼管支架間距不應大于15米，固定支架應設置在變徑、分支、接口及穿越承重墻或樓板的兩側。在蒸汽管道中，主管道支架采用滑動支架。

焊接切口：在管路或管件焊接時，優先選用管道切管機進行，切片圍繞管中心低轉速切割，保證切割處無溫度升高，沒有灰塵及切割瘤，切口與管道中心線垂直，保證自動焊接的順利進行。

焊接：潔凈管路安裝中優先選用焊接連接，焊接優先選用自動焊接，其次為手工焊接，均需要具備焊接資質人員進行操作。自動焊接時采用惰性氣體保護，如氬氣、氮氣保護焊接。焊接附近的氧含量越低焊接的質量越好，這種焊縫管道內的氧化鉻保護層受破壞越小，且自動焊接時不使用焊條，完全利用不銹鋼自身材料熔接而成，最大限度的保證了焊接件的材料組分，有利于滿足潔凈管路的防腐要求。手工焊接是在無法使用自動軌跡焊的地方，手工焊接應對每一個焊口進行內窺鏡檢測，確保焊接質量，自動焊只需對20%焊接口檢測。

儀器、儀表、閥門的安裝：此項內容為系統有效運行提供參數保證，是系統的重要組成部分。在管路系統中，難免會有支路設計的需要，如在支路閥門關閉時，支路和主路就會存在一定的死水，在設計過程中，一定要盡量縮小這段距離，需要使支路的閥門盡可能的接近主路。目前常用的參照有

2001年ISPE水和純蒸汽基準指南的“從主管外壁開始測到支管盲端或閥門密封點的長度L≤3倍的支管直徑D（3D）”。

2009年ASME BPE的由主管內壁到支管盲端或閥門密封點的長度L≤2倍的支管直徑D。

1993年美國高純水檢查指南的由主管中心開始測到支管盲端或閥門密封點的長度L≤6倍的支管直徑D（6D）。

WHO的由主管外壁到支管盲端或閥門密封點的長度L≤1.5倍的支管直徑D。

同樣，在閥門的安裝過程中也考慮自排盡功能，例如：隔膜閥在橫向安裝時，應具備一定的安裝角度，不同管徑的隔膜閥的自排安裝角度不同，某些進口品牌隔膜閥廠家，在出廠時在管徑外壁設置一條參照線，在安裝時，時參照線垂直于對接管中心位置，此角度為最佳安裝角度。

壓力測試：潔凈管路系統在安裝結束后，應對管路的密閉性就進行測試，檢查是否存在焊接泄露或漏焊情況。根據管道內介質設計壓力，應采用1.15倍設計壓力或使用壓力的1.5倍。試驗時應當逐步緩慢增加壓力，當壓力升至試驗壓力的50%時，如未發現異常或泄露現象，繼續按試驗壓力的10%逐級升壓，直至試驗壓力，然后將要將至設計壓力進行檢查，保壓一個小時后壓力下降至0.02Mpa，方可進行流體試漏試驗，試驗中嚴禁帶壓緊固螺栓或其他。有缺陷的連接點應該被移除后重新測試，在修復后重新測試，測試壓力需和原來指定測試壓力相同。所有不銹鋼管道在氣壓測試后應立即排空。

管路的清洗及鈍化：由于管道在安裝施工過程中，在管道內外表面會附著或進入灰塵及雜物，因此，管道在安裝連接完畢后，第一步做的應該是管路清洗。首先用經過濾的無菌壓縮空氣對管路進行吹洗數遍，將管路內的雜質、異物、灰塵吹掉;其次，用0.1%NaOH溶液進行循環清洗，去除焊接位置及管路油污，系統內所有閥門至少由關閉專向開啟數次，用于排放該點位置的清洗液。再次，將清洗液排盡，沖洗管路至中性為止。清洗結束后對管路進行鈍化處理，鈍化目的為在管路內壁形成一層氧化膜，增加管路的耐腐蝕性。鈍化溶液通產采用8%硝酸溶液，在45℃-55℃下循環60分鐘，而后排放沖洗至進出口電導率相同為止。

3 總結

以上內容是對潔凈管路設計、施工要點進行簡要概述，最終目的為控制潔凈管路內的微生物滋生。需要在設計過程中做好風險評估，在施工過程中做好管理與監控。

參考文獻

[1]張功臣.制藥用書系統.第二版

[2]何國強.制藥流體工藝實施手冊.

[3]《藥品生產質量管理規范》（2010年修訂）

[4]ISPE 制藥工程指南