GMP指南 | 制药用蒸汽

2024-11-29

制药用蒸汽的分类

蒸汽在制药企业中是一种重要的公用介质,主要用于制药用水的制备、工艺设备的温度控制、无菌工艺设备及器具的加热与灭菌,以及空调加湿等。制药用蒸汽可大致分为工业蒸汽、工艺蒸汽和纯蒸汽。

工业蒸汽
由软化水制备的饱和蒸汽,主要用于非直接接触产品工艺的加热。为保护锅炉,工业蒸汽中通常添加一些用于控制水垢和腐蚀产物的化学添加剂。

工艺蒸汽
无化学添加剂的饱和蒸汽,通常用于发酵罐和QC实验室培养基的灭菌。工艺蒸汽的冷凝液至少应符合饮用水的质量特性。

纯蒸汽
化学纯度有特殊要求的饱和蒸汽,不含任何化学添加剂(如氨等挥发性化合物)。它是制药企业最重要的湿热灭菌和微生物负荷控制介质,主要应用于制药用水系统、生物/发酵反应器、无菌制剂的配料与管路系统、除菌级过滤器、冻干机等设备及系统的微生物负荷控制。用于湿热灭菌的纯蒸汽除需满足液态下符合药典注射用水项下指标外,还需满足气态下干燥度、过热度与不凝性气体含量的相关规定。在制药工业中,纯蒸汽也被称为洁净蒸汽或无热原蒸汽,本篇统一称为“纯蒸汽”。

制药用蒸汽的应用

制药用蒸汽的选择需基于工艺控制、产品特性与风险评估等因素。制药企业生产无菌制剂时,常用工业蒸汽和纯蒸汽。

工业蒸汽
常用于非关键岗位的空调加湿、配液罐体夹套加热、换热器加热及非接触产品设备的过热水灭菌等。

纯蒸汽
常用于湿热灭菌柜的灭菌、制药设备或系统的在线灭菌等。基于制药工业对无菌的严格要求,利用饱和蒸汽冷凝释放大量潜热的原理,可使细菌蛋白质水合作用,导致细胞原生质变性而被杀灭的纯蒸汽灭菌工艺,已成为制药工业中主要的灭菌手段之一。同时,纯蒸汽作为洁净能源,可更好规避风险,达到符合GMP要求的目的。

在制药用蒸汽系统设计过程中,选择蒸汽质量标准时可参考《国际制药工程协会基准指南第四册——水和蒸汽系统》推荐的决策树。

纯蒸汽的标准体系

制药行业中,专门介绍纯蒸汽技术规范、安装要求和质量保证的行业指南较少。《中国药典》尚未明确纯蒸汽的官方质量标准。纯蒸汽制备与纯度的监管指导通常与注射用水相关指南一致,部分应用场所需附加对蒸汽质量的特殊要求,包括不凝性气体含量、过热度和干燥度。

国际标准
英国标准EN285和HTM 01-01等提供了生物工艺与制药工业适用的纯蒸汽纯度与品质指标,包括材料技术规格、表面处理、材料连接及质量保证要求。

常见质量要求
纯蒸汽质量要求既包含蒸汽中各种化学杂质、压力波动,也涉及干燥度、不凝性气体含量及过热度等潜在影响因素。

  • 干燥度
    蒸汽中冷凝水过多会阻碍热量传递,使实际接触温度低于设计温度要求。HTM01-01规定:金属载体灭菌时干燥度不低于0.95,非金属载体灭菌时不低于0.9

  • 不凝性气体含量
    系统内空气未完全排除会形成冷点,导致设计温度无法达到。HTM01-01规定:每100m³饱和蒸汽中,不凝性气体体积不超过3.5ml(即3.5%V/V)

  • 过热度

    过热蒸汽性质类似干燥空气,传热效率低,潜热释放不足无法达到灭菌要求。HTM01-01规定:纯蒸汽压力降为大气压时,过热度不超过25℃