ISPE中文版V4 水和蒸汽系统

若主分配集管高于使用点，用户的支管应从集管顶部路经，以避免支管冷凝液过负荷。每个支管应分离，避免冷凝液积聚。

另外的方法是主分配集管从使用点下方敷设。这样，支管能将冷凝液排回到主分配集管，避免要求使用另外的汽水分离器。

对于从主集管短暂滴入常用容器或其他设备（收集的冷凝液不影响灭菌和水击作用），可放弃分离各支管的要求。其例子是主分配集管滴入介质存储箱。必须指出：该存储箱每天要消毒。立式滴水管积聚的冷凝液仅有有限的时间冷却，并很快被容器底部打开块阀的汽水分离器清除。立式滴水管与容器每天消毒，这样，细菌极少有机会生长。 7?11?4 非冷凝气清除

应尽量减少制药蒸汽系统的空气和其他非冷凝气。因为空气起绝热介质作用，所以在消毒过程中会发生消毒不彻底。系统中的空气对热传递是一个非常有效的阻挡层，会导致管子、系统组件或加工设备表面温度降低。

空气可用蒸汽分离器排出，不过，如果空气过量，会减慢冷凝液排放。过度冷却的冷凝液此时会导致因水过量而造成消毒温度不足。

把设有进口的制药蒸汽恒温汽水分离器放在朝上位置，即能达到清除空气。分离器应放置就位，因为该位置易于收集诸如蒸汽集管中主要的大支管终端点、水箱、反应器和消毒器（灭菌器）等等高点的空气。在大容器底部排放空气和冷凝液的情况下，空气和冷凝液应采用正确敷管法分离。 7?11?5 过热

当补偿过热可采用较大压力蒸汽时，较大压力会降低潜热或者降低潜在过热蒸汽的杀伤力，从而导致增加消毒循环。

7?12 正确敷设管道的4个实例 图7－4 容器灭菌

8、贮存和分配系统 8?1 引言

本章概述8个普通分配结构和1个判定树，以帮助决定系统最佳适合操作要求。另外，还阐述贮存箱与无贮存箱系统比较以及另外可用的建造材料和整个分配系统有关的辅助设备。列举了一些普通工业做法作为例子，以帮助澄清调整要求。 8?2 系统设计 8?2?1 一般考虑

贮存系统用来贮存使用速率的最大流量要求。贮存系统必须保持供水质量，以便保证产品终端使用的质量合格。贮存系统允许使用较小、成本较少的满足最大要求的预处理系统。较小的处理系统运行比较接近连续的动态流动主意。大型生产场地或系统服务的不同厂房可使用贮存箱分离一部分环路，以及用其他装置尽量减少交替污染。

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贮存箱的主要缺点是资本成本和有关泵、排气滤清器和仪表成本。不过，这一般低于控制设施最大使用速率尺寸相当的预处理设备的增加成本。

贮存箱的另一个缺点是：它造成一地方水流动缓慢，从而会促进细菌生长。 8?2?2 容量

影响贮存容量的标准包括用户的要求轮廓、使用量、期限、时间分配和变化（若不止1家用户）、供给前／最大处理水之间平衡以及系统是否再循环或不再循环。仔细考虑这些标准，将影响成本和供水质量。 贮水箱必须保持贮水量，以尽量减少处理设备循环，并减小泵气蚀。还应保持足够的贮存量，以进行定期维修和一旦有紧急情况使系统能有序停机。停机时间视系统大小和结构以及维修步骤从少数几小时到多个小时而变化。 8?2?3 贮水箱位置

在费用昂贵的GMP加工地区，把贮水箱尽量靠近使用点，费用也许不低廉。为了维修方便，将贮水箱紧靠

发生器放置，这或许优点更多。如果保证出入，则允许使用公共区域（并保持该区域干净清洁）。 8?2?4 贮水箱型号

立式贮水箱是普通的，但是，若架空空间局限，则必须用卧式水箱。如用再循环系统，水箱结构应包括1个内喷球，以保证微生物控制的所有内表面湿润。加热系统常常设置保护罩，以长期保持水温度，或缓和高进水温度，以防过分氧化和泵气蚀。为了避免吸收二氧化碳和对导电率的影响，应考虑贮水箱上端空间隋性材料覆盖。贮水箱必须安装亚微疏水通气滤清器，以减少生物含量和颗粒。

单只贮水箱的最大尺寸常常受到设施可用空间限制。所以，必须依靠多水箱取得期望容量。在这种情况下，必须仔细设计互连管路。 8?3 配水系统设计 8?3?1 一般考虑

贮水和配水系统的正确设计对制药用水系统的成功是至关重要的。 任何贮水和配水系统的最佳设计，都必须达到下列三个目的： 1、 持水的质量在合格的限度内。

2、 以所需的流率和水温将水输送到使用点。 3、 尽量减少投资和运营费。

尽管上述第二和第三条很了解，但第一条常常误解。认为不必保护水免遭各种形式恶化，而只要保持水的质量在合格的限度内。例如：在有空气的情况下，贮存的水会吸收Co2，从而提高导电性。采用氮气包封贮水箱，即能避免水恶化。不过，对多系统而言，若提高导电性仍在所需的技术规范内，这就浪费费用了。 因为近几年技术改进，许多设计特性，诸如升温贮存、恒循环、使用消毒接头、抛光管、轨道焊、经常消毒和使用隔膜阀已适用于普通地方。若要减小污染风险，把所有特性融入每个新设计方案，一般导致成本降低。虽然每个零件都有安全等级，但假设所有零件都需要置于每个系统是错误的。许多系统，即使删去1个或多个设计特性，也能成功地运行。在这种情况下，其他设计特性的累计效应足以防止水恶化。 只有在要求设计特性把水的质量保持在可接受的限制范围内，更合理的方法是利用设计特性，保证以最合理的费用最大限度地减少污染风险，并增加设计阶段更昂贵的设计特性。系统设计应坚固耐用，这样，以

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后就不必增加特性，造成影响费用和计划。根据投资“回收”（此处的“回收”定义为减小污染风险）选择设计特性的主意，特别有助于控制系统成本和评价不同的比较方案。最后，每个系统设计的效果，由输送给用户的水质量确定。设计师的挑战是了解包括并达到所需保护程度的特性以及最低寿命循环费。 实例：

USP制药用水系统与316LSS贮水／配水系统一并设计，并且一般在80℃运行。管路全部是消毒、轨道焊管，各使用点都用微型夹和零死支管隔膜阀。水保持循环，以最低回流速度30英尺／秒通过管路。在这种情况下，不必采用机械抛光管（＜20Ra），而采用电抛光管。这样的系统污染风险已经很低，并且改进的表面光洁度的效果是个问题。进一步改进光洁度质量取得的利益，可不予认可。

不过，如果同一系统是露天的，应考虑在贮水箱上安装0.2微米通气滤清器，因为投资较少，减小污染风险明显。同样，如果零死支管阀被较大的死支管廉价阀代替，则可认为增加最小循环速度，以帮助补偿。 下面章节是提供资料，以帮助用户评价保护水免受恶化通常使用的许多设计特性的优点、缺点和成本效益。另外还提供选择／优选系统贮水/配水设计的方法。通常按下列条件优选水系统： 1） 尽量减少水有利于微生物生长条件的保存时间。 2） 尽量减小水温变化。 3） 消毒时接触所有地方。

如果一个系统设计达到同一程度且减少寿命循环成本的目标，那么，可以说比另外的设计好。目前常用的贮水和配水概念例子，请参见本指南后面的章节，以帮助说明优选系统设计的主意。 8?3?2 配水设计概念

分配制药用水使用的两个基本概念是指“批量”和“动态／连续”配水概念。

批量概念至少使用两个贮水箱。一只水箱注水时，另一只使用水箱给各工序用水者供给制药用水。一只水箱从水最后处理系统装满水后，就拿开，并测试箱内的水。只有在测试后，水箱才可投入使用。水经过24小时后排放，但可延长时间。排水作业完成后，水箱和配水系统一般要消毒，然后再装水。

动态/连续概念补偿水最大瞬时要求，使用同时接收最后预处理系统补给的单只贮水箱开动整个水系统，把水贮存在水箱以及最后把水供给各工序使用者，而同时保持水的质量。

“批量”配水概念较之“动态/连续”配水概念的优点是：QA/QC批次水箱使用前，对水都要作测试（每生产批次使用的水，都要跟踪并识别）。“动态/连续”配水概念的优点包括寿命循环费低以及贮水箱周围的复杂管路少和运行效率高得多。

一旦选用了系统配水概念，应仔细地评价下列贮水和配水辅助设计问题：

系统配置包括是否需要串联或并联回路、配水回路使用点、冷却要求（蒸汽、子回路或多支路热交换器组件）、重新加热要求、辅助回路水箱和无水箱系统问题等等。 ?热（65～80℃）、冷（4～10℃）或环境温度工序使用点要求。 ?消毒方法（蒸汽、热水、臭氧或化学品）。 8?3?3 配水系统判定树

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图8-1判定树用于帮助分析配水系统结构。今天使用的大部分系统用8种中的1种结构表示，但是，其他结构也可接受。评价给定情况最佳配置时，设计师必须考虑很多因素，包括质保声明要求、水的期望技术要求（DI、USP、WFI等等）、液压限制、每个下降处所需温度、使用点数量和能耗费。 判定树指南

1）批量系统 2）支路/单路

3）平行循路单水箱 4）热水贮存、热水分配 5）环境贮存、环境配水 6）热水贮存、冷却和再加热 7）独立配水热水箱 8）使用点热交换器

每种设备配置在规定的微生物控制程度和所需的能量内变化。尽量减少水处于有利于微生物生长条件的时间，通常可取得更好地控制微生物在消毒条件，例如热消毒、臭氧消毒或湍流速度循环时贮存水的设备配置，都比不消毒条件控制微生物好。当然，热循环系统从微生物观点看比冷系统更宽恕。不过，只要其他设备配置经常冲洗或消毒，就可实现充分控制微生物。不论何种情况，系统结构应避免水滞流，否则会促进形成生物膜。

限制水温变化，可尽量减少用电。贮存热水的设备配置，除了将水以较低的温度供给使用点外，必须在使用前冷却热水。只要冷却从系统汲取的水，就能尽量减少电能要求。经常冷却并再加热水的系统，用电比不冷却再加热水的系统多。

输送低温水的系统设有一只冷却澄清交换器。冷却介质一般为水塔水，因为水塔水生成最便宜。在世界绝大部分地区，水塔水不冷却，就足以允许用水温度在25℃以下。若所需的用水温度在25℃以下，则必须增加一只使用冷却水或乙二醇的冷却交换器。只用冷却水或乙二醇把水从80℃冷却到25℃以下，冷却费一般过高，因为要使用很大的冷却器。

图8－1 配水系统判定树

8?3?4 系统实例说明

下面阐述判定树包括的装置，可成功地用于贮存和分配高纯化水。图8-2～图8-12是每种设备配置的简化示意图（意思不是指P&IDS）。 图8－2 批量水箱再循环系统

本系统用在水流入工序前需要QA声明的地方。一只批量水箱供水给生产工序，而另一只水箱注水，并做QA声明测试（由于水生产方法不可靠）。这是操作不方便的一个系统，且常限于较小的装置。其缺点是资本和运行成本高。管路导电率和TOC测量结果几乎能提供较少费用的相同程度质量保证。 图8－2 批量水箱再循环系统

图8－3 支路/单路和有限使用点

本设备配置有时用在资本紧张、系统小和微生物质量不太P101关心的地方。另外，也可用在可经常冲洗或消毒管路的地方/这是一个连续用水的好地方。由于管路不用时积滞水，所以偶然用水无好处。这样，就更难保持控制微生物。必须制订一个计划，冲洗（例如每天）和消毒环路，使微生物污染保持在咳接受的限度。可以要求更经常消毒，但要增加运行成本。由于要指示整个系统水的质量，所以在非再循环系统中使用管路监测更为困难。

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