Nồi hấp cho lô thí điểm: Thiết kế, định cỡ và xác nhận phòng sạch

Lô thử nghiệm là điểm mà công thức không còn là tài liệu nữa và bắt đầu tạo ra thứ gì đó mà bạn có thể kiểm tra, lưu trữ và cuối cùng là mở rộng quy mô. Nồi hấp thường trở thành thiết bị đầu tiên phải tự chứng minh, bởi vì một nhà máy thí điểm không thể tiến lên phía trước cho đến khi chu trình khử trùng của nó được lặp lại, hết đợt này đến đợt khác. Do đó, việc chỉ định nồi hấp cho các lô thí điểm không phải là mua một bình chứa đạt nhiệt độ 121 độ C mà quan trọng hơn là thiết kế một bước khử trùng mà vẫn có ý nghĩa khi quy trình chuyển sang quy mô thương mại.

Chúng tôi xây dựng phong bì phòng sạch cho các khách hàng dược phẩm, y tế, thực phẩm và chất bán dẫn, và các dãy phòng thí điểm hầu như luôn là những phòng phức tạp nhất trên bản vẽ. Thiết bị đến trước khi bố cục bị đóng băng. Tải thay đổi mỗi tuần. Giấy tờ xác nhận bắt đầu trước khi các bức tường được hoàn thành. Hướng dẫn này bao gồm các quyết định thực sự định hình một dự án nồi hấp quy mô thí điểm, từ việc xác định kích thước buồng và phát triển chu trình cho đến các tấm, cửa và thiết bị chuyển xung quanh nồi.

Tại sao nồi hấp theo mẻ thí điểm không phải là nồi hấp sản xuất nhỏ

Một máy tiệt trùng sản xuất được mua để lặp lại một chu trình đã được xác nhận hàng nghìn lần. Một nồi hấp thí điểm được mua để trả lời các câu hỏi. Liệu phương tiện này có tồn tại trong thời gian giữ. Cụm lọc này có còn nguyên vẹn không. Liệu bao bì này có thực sự cho phép hơi nước đạt đến điểm lạnh? Hai công việc đó kéo đặc điểm kỹ thuật theo các hướng khác nhau và sự khác biệt xuất hiện rất lâu trước khi bất kỳ ai viết đơn đặt hàng.

Các đơn vị thí điểm thường cần nhiều kênh dữ liệu hơn, quản lý công thức linh hoạt hơn và dải hoạt động rộng hơn cho chân không và áp suất. Chúng cũng có xu hướng được lắp đặt trong các phòng được thiết kế cho mục đích khác, đó chính xác là lý do tại sao lớp vỏ phòng sạch xung quanh tàu đáng được chú ý sớm hơn là ở cuối dự án.

Bài học thực tế rút ra là nồi hấp thí điểm phải được chỉ định xoay quanh tính linh hoạt và tài liệu, chứ không phải xoay quanh thời gian chu kỳ thấp nhất có thể. Ở giai đoạn này, thông lượng không quan trọng bằng khả năng chứng minh rằng mọi tải bạn định chạy thực sự đã được khử trùng.

Chọn loại nồi hấp phù hợp cho công việc thí điểm

Không có cấu hình chính xác duy nhất cho việc khử trùng ở quy mô thí điểm. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào tải đến từ đâu, tải sẽ đi đâu sau chu kỳ và áp suất của căn phòng như thế nào. Ba cấu hình bao gồm phần lớn các dự án thí điểm.

Bộ phận đi qua cửa đôi ngang

Một thiết bị hai cửa gắn xuyên tường ngăn cách mặt bẩn với mặt sạch, do đó vật liệu đi vào từ khu vực chuẩn bị hoặc rửa và thoát trực tiếp vào lõi vô trùng. Đối với các lô thí điểm, đây thường là cách sắp xếp hợp lý nhất vì nó loại bỏ bước chuyển thủ công và giảm nguy cơ tái nhiễm bẩn. Nó đòi hỏi phải quyết định sớm cách bố trí phòng, vì độ xuyên tường, độ xoay cửa và chênh lệch áp suất giữa hai phòng đều phải được phối hợp trước khi đặt hàng các tấm pin.

Máy tiệt trùng đứng và để bàn

Các thiết bị xếp trên và để bàn thẳng đứng phù hợp với các phòng thí nghiệm có không gian sàn chật hẹp và tải trọng nhỏ, chẳng hạn như đồ thủy tinh, dụng cụ nhỏ và hộp đựng mẫu. Chúng cài đặt đơn giản hơn và di chuyển dễ dàng hơn khi cấu hình lại bộ thử nghiệm. Sự đánh đổi mang tính công thái học. Nâng một chiếc giỏ nặng ra khỏi buồng nóng là một vấn đề thực sự an toàn và căn phòng xung quanh vẫn phải xử lý nhiệt, độ ẩm và nước ngưng tụ mà thiết bị thải ra trong quá trình xả khí.

Khớp tải với chu kỳ

Trước khi lựa chọn phần cứng, hãy liệt kê mọi dòng tải mà nhà máy thí điểm dự kiến sẽ vận hành. Một danh sách thực tế cho cơ sở ở giai đoạn đầu thường bao gồm những điều sau đây.

• Dung dịch nước và môi trường đựng trong chai có nắp, cần thoát khí chậm và làm mát sau chu kỳ có kiểm soát để tránh sôi quá mức.
• Đồ thủy tinh, dụng cụ và các bộ phận kim loại nhỏ đựng trong khay bọc, phụ thuộc vào việc loại bỏ không khí hiệu quả và giai đoạn sấy khô đáng tin cậy.
• Bộ lọc, ống và các bộ phận sử dụng một lần đòi hỏi tốc độ chân không nhẹ để các bộ phận dễ vỡ không bị hư hỏng.
• Chất thải và chất rắn bị ô nhiễm trong túi hấp, cần có cảm biến tải và đường thoát khí an toàn.
• Áo choàng, khăn lau và các hàng hóa xốp khác, là loại tải khó nhất cho sự xâm nhập của hơi nước và là trường hợp xấu nhất thông thường để xác nhận.

Định cỡ buồng và lập bản đồ tải cho lô thí điểm

Kích thước bắt đầu từ tải trong trường hợp xấu nhất, không phải tải trung bình. Đo tổ hợp các vật dụng lớn nhất và dày đặc nhất mà bạn muốn khử trùng trong một lần chạy, thêm giỏ hoặc giá đỡ, sau đó chừa khoảng 10 đến 15 phần trăm khoảng trống trên đầu. Khoảng trống đó không phải là không gian lãng phí. Đó là thứ cho phép hơi nước lưu thông xung quanh tải và khiến bạn không thể phát hiện ra rằng, sáu tháng sau khi lắp đặt, tải sản phẩm chính của bạn không còn vừa nữa.

Hình dạng của căn phòng cũng quan trọng như thể tích của nó. Buồng dài, nông phù hợp với khay đựng chai lọ và cụm ống dài, trong khi buồng cao hơn phù hợp với giỏ xếp chồng lên nhau. Vị trí thoát nước, khoảng cách kệ và khoảng trống cửa đều ảnh hưởng đến tốc độ người vận hành có thể xếp và dỡ tàu, và trong khu thí điểm, lao động đó thực sự là một phần của lịch trình hàng ngày.

Sau khi thống nhất được danh sách tải và kích thước buồng, có thể phác thảo cách bố trí căn phòng xung quanh tàu. Đây là điểm mà việc lựa chọn thiết bị và xây dựng phòng sạch phải được quyết định cùng nhau, vì sự thay đổi về kích thước buồng sẽ làm dịch chuyển cửa, cống và đường ống.

Danh sách kiểm tra xác nhận và phát triển chu trình

Quá trình phát triển chu trình cho nồi hấp thí điểm tuân theo một trình tự có thể dự đoán được. Việc bỏ qua một bước có xu hướng xuất hiện sau này như một sự sai lệch tốn kém trong quá trình chuyển giao công nghệ.

1. Xác định các họ tải và thống nhất xem họ nào đại diện cho trường hợp xấu nhất đối với sự xâm nhập của hơi nước.
2. Đặt tiêu chí chấp nhận cho từng tải, bao gồm mức đảm bảo vô trùng, phạm vi nhiệt độ và thời gian giữ tối đa cho các dung dịch nhạy cảm với nhiệt.
3. Lập bản đồ tải bằng các cặp nhiệt điện đã hiệu chuẩn đặt tại điểm lạnh và tại các vị trí đại diện xung quanh buồng.
4. Phát triển chu trình bằng cách điều chỉnh các giai đoạn loại bỏ không khí, gia nhiệt, phơi nhiễm và sấy khô cho đến khi mọi đầu dò đều đáp ứng các tiêu chí.
5. Lặp lại chu trình ít nhất ba lần liên tiếp để chứng minh tính nhất quán, sau đó ghi lại kết quả vào báo cáo phát triển.
6. Lập kế hoạch lộ trình mở rộng quy mô sớm để các thông số đã được chứng minh ở quy mô thí điểm có thể được chuyển sang thiết bị sản xuất với cơ sở hợp lý rõ ràng.

Hai chi tiết kỹ thuật đáng được lập kế hoạch ngay từ đầu. Đầu tiên, nếu quy trình sử dụng phương pháp F0, hệ thống điều khiển cần tính toán và ghi lại tự động thay vì dựa vào bảng tính sau khi chạy. Thứ hai, các chất chỉ thị sinh học và chất chỉ thị hóa học phải là một phần của quy trình chứ không phải là một phương pháp suy nghĩ lại vì chúng mang lại cho người đánh giá sự xác nhận độc lập rằng các phép đo vật lý có ý nghĩa như những gì họ tuyên bố.

Phong bì phòng sạch xung quanh nồi hấp

Máy tiệt trùng chỉ là một nửa của dự án. Căn phòng xung quanh nó phải quản lý nhiệt, độ ẩm, nước ngưng tụ, rò rỉ hơi nước và sự chuyển động liên tục của vật liệu ra vào. Trong các dãy phòng thí điểm, nơi cùng một phòng thường phục vụ một số bước quy trình, phong bì đó là yếu tố quyết định liệu cơ sở có còn sử dụng được và dễ dàng vệ sinh hay không.

Tấm và hoàn thiện

Bước vào một phòng khử trùng đã hoạt động được vài năm, bạn thường sẽ thấy những vấn đề tương tự. Các mối nối của tấm bị sưng, lớp keo trám bị đổi màu và trần nhà đã mất lớp sơn hoàn thiện phía trên cửa. Một tấm lõi khoáng chất dày đặc giữ hình dạng tốt hơn nhiều so với lõi xốp nhẹ trong một căn phòng luôn dao động giữa nóng và ẩm, mát và khô mỗi ngày. Bề mặt nhẵn, không xốp và các khớp nối được bịt kín đúng cách cũng giúp việc khử trùng thường xuyên trở nên thiết thực thay vì gây đau đớn.

Bảng điều khiển phòng sạch Rockwool cho nội thất phòng khử trùng Với các tùy chọn bề mặt có thể làm sạch và thấm bông khoáng như SS304 hoặc HPL, tấm này phù hợp với tường và trần phòng sạch trong phòng khử trùng ẩm. Xem sản phẩm →

Cửa, vòng đệm và phần cứng

Phần cứng cửa chịu nhiều áp lực hơn trong phòng khử trùng hơn hầu hết mọi nơi khác trong phòng sạch. Người vận hành di chuyển nhanh chóng, xe đẩy va đập vào khung và hơi ẩm bám trên bề mặt giữa các chu kỳ. Cửa thép không gỉ với các miếng đệm chắc chắn và các miếng đệm dễ dàng thay thế có khả năng giữ tốt và giữ cho bề mặt sạch sẽ mà không cần xử lý đặc biệt. Khi một căn phòng phải duy trì một tầng áp suất, cửa và cánh cửa gần hơn phải được chọn cùng nhau để nhân viên có thể kiểm soát được lực mở.

Cửa inox phòng sạch cho phòng khử trùng Được làm bằng tấm thép không gỉ, cửa này chống ăn mòn, va đập và chống ẩm đồng thời hỗ trợ vệ sinh thường xuyên trong phòng sạch dược phẩm, phòng thí nghiệm và bệnh viện. Xem sản phẩm →

Điểm chuyển giao và dòng nguyên liệu

Mỗi khi một cánh cửa mở ra giữa khu vực chuẩn bị và khu vực lõi vô trùng, mối quan hệ áp suất trong phòng sẽ bị xáo trộn. Điểm trung chuyển xuyên qua giải quyết vấn đề đó bằng cách cho phép vật liệu vượt qua ranh giới mà không phá vỡ sự ngăn cách giữa các phòng. Trong các cơ sở thí điểm, thiết bị nhỏ này thường giúp bố trí hai phòng có thể thực hiện được, đặc biệt khi nồi hấp không được lắp đặt như một bộ phận gắn trên tường.

Hộp đựng SS304 để chuyển vật liệu phòng sạch Đối với bố trí phòng sạch hai phòng, hộp chuyển SS304 này chuyển vật liệu đồng thời giảm độ mở cửa, trao đổi không khí và nguy cơ lây nhiễm chéo. Xem sản phẩm →

Tiện ích, tải nhiệt và quy hoạch bố trí

Máy tiệt trùng là những thiết bị tiêu dùng nhiều tiện ích và nhu cầu của chúng tập trung thành các đợt ngắn, dễ bị đánh giá thấp trên bản vẽ quy hoạch. Việc bố trí phòng mà không tính đến hồ sơ đó là một trong những lý do phổ biến nhất khiến bộ thử nghiệm hoạt động kém hiệu quả sau khi đưa vào vận hành.

Thoát nước đáng được quan tâm đặc biệt. Nước ngưng tụ từ một buồng lớn sẽ nhanh chóng đến và cống thoát sàn có kích thước dành cho rửa tay sẽ không theo kịp. Độ dốc sàn về phía cống thoát nước được giữ đúng cách và giữ cống thoát nước đó bên ngoài vùng sạch quan trọng nếu có thể, tránh nước đọng và màng sinh học theo sau.

Những lỗi thường gặp khi chỉ định nồi hấp cho mẻ thí điểm

Hầu hết các dự án nồi hấp thí điểm gặp rắc rối đều vì những lý do có thể đoán trước được. Đây là những cái chúng ta thấy thường xuyên nhất.

• Chỉ mua theo thể tích buồng mà không kiểm tra xem tải trong trường hợp xấu nhất có phù hợp về mặt vật lý với không gian để lưu thông hơi nước hay không.
• Để lại quyết định thi công phòng sạch cho đến khi đặt mua thiết bị xong thì phát hiện việc xuyên tường sẽ không hiệu quả.
• Bỏ qua độ ẩm mà một chu trình duy nhất thải vào một căn phòng nhỏ, điều này sẽ đẩy hệ thống HVAC vượt quá công suất thiết kế.
• Định cỡ cống và cung cấp hơi nước từ mức trung bình thay vì nhu cầu cao điểm.
• Coi việc phát triển chu trình là một nhiệm vụ phải làm sau này, điều này làm trì hoãn đợt kỹ thuật đầu tiên và đẩy việc xác nhận vào một góc.
• Quên rằng các nhóm thí điểm thay đổi tải liên tục và chỉ định một hệ thống điều khiển chỉ hỗ trợ một số công thức nấu ăn cố định.

Lập kế hoạch cho nồi hấp và phòng thành một hệ thống

Các dự án thí điểm sạch nhất là những dự án trong đó máy tiệt trùng và phòng được thiết kế giống nhau. Kích thước buồng, vị trí cửa, độ dày tấm, vị trí thoát nước, công suất xả và tầng áp suất đều tương tác với nhau và mỗi cái có thể âm thầm vô hiệu hóa những cái khác nếu nó được quyết định riêng biệt. Việc sớm đưa nhà cung cấp thiết bị và nhà thầu phòng sạch vào cùng một bàn sẽ tốn rất ít chi phí và tiết kiệm được rất nhiều công việc làm lại.

Nếu bạn không muốn điều phối nhiều nhà cung cấp trên một bộ thử nghiệm duy nhất, chúng tôi giải pháp chìa khóa trao tay phòng sạch bao gồm thiết kế, sản xuất bảng điều khiển và cửa cũng như lắp đặt tại chỗ như một phạm vi. Đối với các cơ sở phải đáp ứng được yêu cầu của người đánh giá dược phẩm, chúng tôi giải pháp phòng sạch dược phẩm trang trình bày cách thức kết hợp phong bì, chế độ áp suất và tài liệu. Nếu bạn có danh sách tải và sơ đồ tầng, chúng tôi rất sẵn lòng xem xét cả hai và cho bạn biết một cách trung thực những rủi ro ở đâu.

Câu hỏi thường gặp

Nồi hấp nên có kích thước bao nhiêu cho mẻ thí điểm?

Kích thước từ tải trong trường hợp xấu nhất thay vì tải thông thường, sau đó thêm 10 đến 15 phần trăm để tuần hoàn hơi nước. Trong thực tế, hầu hết các cơ sở thí điểm đều có dung tích từ 50 đến 500 lít. Nếu danh sách tải vẫn thay đổi, hãy chọn buồng lớn hơn với giá đỡ linh hoạt thay vì buồng chật hẹp phù hợp với quy trình ngày nay.

Nồi hấp để bàn có sử dụng được trong phòng sạch không?

Có, với điều kiện phòng xung quanh xử lý được nhiệt, độ ẩm và nước ngưng tụ mà thiết bị thoát ra. Các thiết bị để bàn thường phổ biến trong các phòng thí nghiệm và các dãy phòng thí điểm nhỏ vì kích thước nhỏ gọn của chúng. Các hạn chế chính là công thái học, hệ thống thoát nước và khí thải cục bộ chứ không phải việc phân loại phòng.

Phòng khử trùng cần phân loại phòng sạch như thế nào?

Việc phân loại phụ thuộc vào tải là gì và sau đó nó sẽ đi đâu. Khu vực chuẩn bị cung cấp lõi vô trùng thường được thiết kế như một không gian có kiểm soát nhưng cấp thấp hơn, với phân loại cao hơn được giữ ở phía sạch của lối đi qua. Tầng áp lực giữa các vùng này quan trọng hơn một cấp độ tiêu đề duy nhất.

Quá trình phát triển chu kỳ mất bao lâu?

Đối với tải chất lỏng hoặc dụng cụ đơn giản, nghiên cứu phát triển và lặp lại thường có thể được hoàn thành trong vài tuần sau khi thiết bị được lắp đặt và hiệu chuẩn. Tải trọng xốp phức tạp hoặc các quy trình có giới hạn nhiệt độ chặt chẽ đối với các dung dịch nhạy cảm với nhiệt thường mất nhiều thời gian hơn vì điểm lạnh phải được tìm thấy và giữ trong một dải hẹp.

Tôi có cần nồi hấp hai cửa cho công việc thí điểm không?

Không phải luôn luôn, nhưng nó thường đáng để xem xét. Một thiết bị hai cửa gắn xuyên tường cho phép vật liệu đi qua từ phía chuẩn bị sang phía sạch mà không cần chuyển hành lang mở, giúp đơn giản hóa chế độ áp suất và giảm nguy cơ tái nhiễm bẩn. Khi bố trí không cho phép xuyên qua tường, điểm chuyển tiếp xuyên qua là một giải pháp thay thế thực tế.

Tôi nên chuẩn bị những gì trước khi liên hệ với nhà cung cấp?

Hai điều khiến cuộc trò chuyện đầu tiên trở nên hiệu quả hơn nhiều: một danh sách tải thực tế với các loại và kích cỡ thùng chứa, cũng như sơ đồ mặt bằng sơ bộ cho biết vị trí đặt thiết bị và nơi nguyên liệu đến và đi. Với hai tài liệu đó, kích thước buồng, vị trí cửa và các yêu cầu về tiện ích có thể được thảo luận một cách cụ thể thay vì nói chung chung.