Квалификация передаточных шлюзов (боксов)

Квалификация передаточных шлюзов (боксов)

        Оборудование для передачи материалов играет немаловажную роль в минимизации рисков попадания загрязнений для производственных процессов. Специалист в данной области Хесус Касас рассказывает о доступных на рынке передаточных шлюзах, подробно объясняя как правильно проводить их квалификацию.

 

        Персонал, который работает в чистых помещениях, хорошо знает, что следует избегать перекрёстного загрязнения между чистыми помещениями для поддержания необходимого класса чистоты и соблюдения требований  к производственным процессам и продукции. Одним из способов достижения этого является минимизация перемещений материалов.

        Аэрозольные частицы и микроорганизмы могут загрязнять чистые помещения при передаче внутрь контролируемой зоны или из неё. Помня об этом, следует правильно организовать передачу материалов и корректно установить соответствующее оборудование.

        Передаточный шлюз (также называемый передаточным боксом) работает как барьер между зонами с разными уровнями чистоты при перемещении материалов между ними. Такой шлюз используется для передачи материалов из зоны с низшим уровнем чистоты в зону с более высоким уровнем, и наоборот.

      

        Для предотвращения перекрёстного загрязнения все передаточные шлюзы имеют механический и/или электрический механизм блокировки. Такая конструкция не позволяет открыть более одной дверцы одновременно, снижая таким образом количество “грязного” воздуха, который может поступить в чистое помещение.

        Обычно передаточные шлюзы оснащены ультрафиолетовой лампой, которая снижает уровень микробного загрязнения, поступающего при передаче материала.

        В фармацевтической промышленности используется три типа передаточных шлюзов:

 

• Статические или пассивные: предназначены для передачи материалов между зонами с одинаковым классом чистоты, и не имеют системы фильтрации. Система содержит устройства для блокировки дверей, что позволяет передавать материалы, не загрязняя чистую зону. Передаваемый материал также подвергается обработке ультрафиолетовой лампой в течение заданного времени. См. рис. А.
• Вентилируемые: предназначены для передачи материалов между чистыми зонами или контролируемыми неклассифицируемыми зонами, с удалением загрязнений путем подачи воздуха через НЕРА-фильтры. Такой шлюз оборудован вентиляционной системой, снабжённой фильтрами, что позволяет обеспечить чистую среду в шлюзе перед открыванием дверцы. См. рис. В.
• Биологические: предназначены для передачи материалов для биологической нейтрализации элементов и биологически загрязнённых материалов между чистыми зонами или контролируемыми неклассифицируемыми зонами. Шлюз оснащён системой для удаления биологических загрязнений путём подачи фильтрованного воздуха и перекиси водорода (встроенный или внешний генератор). См. рис. С.

 

Обеспечение качества

        Квалификация передаточных шлюзов в фармацевтической промышленности относится к обеспечению качества и включает документированное подтверждение устойчивой работы оборудования соответственно его назначению.

        На данный момент нет стандарта, который рассматривал бы методологию квалификации передаточных шлюзов, однако для этих целей можно адаптировать принципы ISO 14644 и других связанных с ним стандартов, так как данное оборудование по принципу сходно с устройствами с однонаправленным воздушным потоком (ламинарными боксами).

        Учитывая вышесказанное, следует провести поверку скорости воздушного потока. Целью данного исследования является определение и внесение в протокол средней скорости потока воздуха передаточного шлюза.

        Измерения должны проводиться вблизи поверхности фильтра в плоскости перпендикулярной воздушному потоку. При использовании измерительного оборудования, производящего измерения в отдельных точках, например анемометра с обогреваемой струной, поверхность фильтра следует разделить на равные сектора (размером не более 0,09 м²) (см. рис. 1).

 

Рис. 1. Разбиение на сектора для проведения измерений анемометром с обогреваемой струной. Измерения проводятся в центре каждого сектора (обозначено точками)

 

        При использовании измерительного оборудования, производящего измерения сразу в нескольких точках, следует использовать секции размером не более 0,37 м². Измерения скорости потока воздуха поводятся в центре каждого сектора на расстоянии 150 мм от поверхности фильтра или защитной решётки. Средняя скорость воздушного потока должна составлять 0,45 м/с ± 20 %.

        Также следует провести визуализацию воздушных потоков. Целью данного исследования является демонстрация существующих воздушных потоков через передаточный шлюз. Это также позволяет оценить влияние на воздушные потоки оборудования или их распределение в рабочих условиях.

        Визуализация потоков проводится с применением не вызывающих загрязнение материалов, например: источников видимых паров (тумана), стримеров, нейлоновой нити и т.п.

        Подготовив оборудование, следует поместить источник тумана на расстоянии 150 мм от поверхности фильтра или защитной решётки. Затем туман следует распределить вдоль всей поверхности фильтра и наблюдать за движением воздуха внутрь шлюза. Поток тумана нужно направить на рабочую поверхность. Движение тумана должно быть плавным, направленным от точки впуска к выходным прорезям в нижней части или стенках шлюза.

        Проверка целостности НЕРА-фильтров это еще одно важное испытание, входящее в процесс квалификации. Данное испытание проводится для подтверждения отсутствия утечек через фильтр и систему его крепления. Для проведения проверки в воздуховод до фильтра подается тестовый аэрозоль, а после фильтра проводится сканирование его поверхности на утечки.

        Аэрозоль вводится в подаваемый на фильтр воздух таким образом, чтобы добиться равномерной концентрации на всех фильтрах (подвергаемых испытаниям) одновременно. Как поверхность фильтра, так и периметр его крепления сканируются путем прохождения щелевым пробоотборником перекрывающимися движениями по всей поверхности фильтра. Пробоотборник следует располагать на расстоянии около 25 мм от поверхности фильтра. При этом регистрируемые фотометром утечки не должны превышать 0,01 %.*

        Также проводится измерение концентрации частиц внутри шлюза на момент проведения квалификации. Для этого счетчик частиц следует поместить на рабочую поверхность в центр передаточного шлюза. Включив счётчик, проводят измерение концентрации частиц, отбирая пробу объёмом не менее 1 м³ [что справедливо только в том случае, если класс чистоты этого шлюза А]. Воздух внутри шлюза должен удовлетворять требованиям по концентрации частиц для класса А (см. табл. 1).

 

Таблица 1. Классификация чистоты воздуха по концентрации частиц (согласно GMP)

 

Время восстановления

        Для проверки способности передаточного шлюза восстанавливать требуемый класс чистоты после внесения загрязнений проводится определение времени восстановления.

Для этого может применяться два метода. Первый метод приводится в стандарте ISO 14644-3. Согласно этому документу измерения проводятся в центре рабочей зоны или специфической зоны, в которой может проводиться работа. Сначала проводится измерение концентрации частиц, чтобы определить существующий уровень концентрации частиц.

Затем при помощи генератора тестового аэрозоля локально создается концентрация частиц в 100 раз, превышающая требуемый уровень чистоты. По достижении нужной концентрации начинается отсчет времени и проводятся измерения пока концентрация частиц не вернется к требуемому уровню. Измерения проводятся, например, в течение шестисекундного периода каждую минуту.

Второй метод предполагает подачу чистого воздуха с нулевой концентрацией частиц, что позволяет рассчитать время восстановления согласно уравнению. Ниже представлена упрощенная модель, определяющая связь между кратностью воздухообмена и временем восстановления. Данная модель использует допущение о высокоэффективности смешения поступающего чистого воздуха с находящимся в шлюзе.

где

Cr_rest - конечная концентрация частиц в помещении;

Cr_op - начальная концентрация частиц в помещении;

Cs - концентрация частиц в подаваемом воздухе (предполагая подачу чистого воздуха, Cs = 0);

N - кратность воздухообмена;

t - время (час).

 

        Рекомендуемые значения времени восстановления (согласно Приложению 1 GMP) составляют 15-20 минут, при переходе от уровня концентрации в функционирующем состоянии к уровню концентрации в оснащенном состоянии. Эти значения обычно относят к кратности воздухообмена 20/час. Однако, ввиду малых размеров передаточного шлюза и, соответственно, более высокой кратности воздухообмена, время восстановления должно быть существенно меньше.

        Например, время 100-кратного восстановления, от класса 7 ISO до класса 5 ISO, и кратности воздухообмена 240/час (обычное значение для помещения с классом чистоты 5 ISO), составит примерно 1 минуту. На рис. 2 показано, что при использовании простого экспоненциального закона для описания падения концентрации время восстановления сильно изменяется, в зависимости от кратности воздухообмена.

Рис. 2. Время восстановления, в зависимости от кратности воздухообмена (Базовое руководство ISPE, Том 3: Предприятия производства стерильной продукции)

 

        Если оборудование имеет таймер, оно должно быть настроено в соответствии с определенным временем восстановления.

 

Микробиологические испытания

        Эффективность ультрафиолетовой лампы передаточного шлюза проверяется путем микробиологического испытания, который проводится путем симуляции реальных рабочих условий. Для проведения испытания используется тестовый микроорганизм, обычно это Bacillus subtilis.

         Испытание заключается в облучении чашек Петри, питательная среда которых содержит определенную концентрацию Bacillus subtilis. Чашки Петри подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения в течение времени, определенного в ходе валидационного исследования инактивации при помощи ультрафиолета.

        Совет эксперта – для проведения квалификации передаточного шлюза следовать всем этим процедурам. Это единственный путь для обеспечения безопасного с точки зрения загрязнений перемещения материалов из зон с более низким уровнем чистоты в зоны с более высоким уровнем, согласно текущим нормативным документам по чистым помещениям.

        В дополнение, процесс квалификации может помочь лучше понять используемое оборудование.

 

________

* Более современным и более чувствительным методом является применение лазерных счетчиков частиц, см. ISO 14644-3. (прим. редакции)