Генераторы VHP с вакуумными импульсами и рециркуляцией: выбор цикла для оборудования

Когда обрабатывать нужно внутренние поверхности оборудования, а не помещение, применяют два основных типа генераторов VHP: генераторы с вакуумными импульсами, которые обеспечивают проникновение пара за счёт многократного вакуумирования камеры и восстановления давления, и рециркуляционные генераторы, которые перемещают пар по замкнутому контуру при давлении, близком к атмосферному. В этом руководстве сравниваются генераторы VHP с вакуумными импульсами и рециркуляционные генераторы и объясняется, как выбрать подходящий вариант для лиофилизаторов, ферментеров, боксов микробиологической безопасности и другого оборудования.

Для помещений и систем ОВК сравнение будет другим; см. портативные и интегрированные генераторы VHP. О том, как понимать числовые значения в любом техническом листе VHP, см. Характеристики генератора VHP: пояснения.

Почему для внутренних поверхностей оборудования нужен другой подход

Помещение представляет собой большой открытый объём. Пар, подаваемый вентилятором, распространяется в нём довольно легко. Внутри оборудования условия иные: небольшие объёмы с полками, трубопроводами, клапанами, конденсаторами и узкими зазорами. Пар, который просто проходит мимо отверстия, может так и не достичь поверхности в конце узкого канала. Кроме того, многие такие устройства не рассчитаны на стерилизацию паром на месте (SIP), поэтому VHP служит практичным способом их биодеконтаминации.

Оба типа генераторов решают эту задачу, но разными способами. Выбор зависит главным образом от того, способно ли оборудование удерживать вакуум и насколько сложны его внутренние каналы.

Как работает генератор VHP с вакуумными импульсами

Генератор с вакуумными импульсами сочетает испарённую перекись водорода с циклическими изменениями давления. Цикл включает четыре этапа:

• Предварительная обработка и импульсы. Вакуумный насос вакуумирует камеру. Затем подаётся пар, прошедший стерилизующую фильтрацию, и давление немного повышается. Этот «дыхательный» цикл вакуумирования и восстановления давления повторяется, и каждый перепад давления продвигает пар глубже во внутренние полости, трубопроводы и застойные зоны.
• Подача и испарение. В вакууме температура кипения жидкости резко снижается, поэтому раствор перекиси водорода мгновенно испаряется при комнатной температуре или небольшом нагреве.
• Диффузия и биодеконтаминация. Под действием вакуума и импульсов давления пар распространяется по камере и контактирует с внутренними поверхностями.
• Аэрация и сушка. Камеру снова вакуумируют для удаления остаточного пара, затем впускают стерильный воздух и повторяют последовательность вакуумирование–восстановление давления до полного удаления VHP.

Главное преимущество — проникновение. Перепад давления втягивает пар туда, куда поток газа обычно не попадает. Основное требование — оборудование должно выдерживать и удерживать вакуум.

Как работает рециркуляционный генератор VHP

Рециркуляционный генератор подключается трубками к подающему и обратному портам оборудования и образует замкнутый контур. Цикл включает три этапа:

• Подготовка. Подключают трубки и проверяют герметичность контура. В трубках и обрабатываемой камере обеспечивают сухие контролируемые условия, чтобы пар не конденсировался преждевременно.
• Биодеконтаминация. Генератор мгновенно испаряет раствор перекиси водорода и подаёт пар в контур. Вентилятор втягивает газ обратно из оборудования, обеспечивая непрерывную циркуляцию. Подача продолжается, пока концентрация в камере не достигнет заданного значения и не будет поддерживаться на нём.
• Аэрация. Подача прекращается, и пар циркулирует через встроенный в генератор каталитический конвертер, который разлагает его на воду и кислород. Циркуляция продолжается до снижения концентрации до целевого уровня, обычно ниже 1 ppm.

Поскольку контур работает при давлении, близком к атмосферному, оборудование не обязательно должно быть рассчитано на вакуум. Нужны подходящие вход и выход, а также внутренний объём, в котором поток газа может достигать поверхностей.

Схема: два способа перемещения пара

Сравнение двух типов

В таблице сравниваются два типа генераторов по значениям из текущих спецификаций Fenggu для генератор VHP с вакуумными импульсами (FG-VHP-G) и рециркуляционного генератора VHP (FG-VHP-GL). Характеристики цикла для конкретного оборудования подтверждаются при разработке цикла и валидации.

Оба типа предназначены для достижения спороцидной цели — снижения на ≥6-log при условии валидации. Оба представляют собой мобильные установки, которые подкатывают к оборудованию и подключают на время цикла.

Как выбрать

Выбирайте вакуумные импульсы, когда

• Оборудование рассчитано на удержание вакуума, например камера лиофилизатора или ёмкость ферментера.
• Внутри есть длинные, узкие или тупиковые каналы: трубопроводы, клапаны, змеевики конденсатора, тупиковые ответвления.
• Оборудование не поддерживает SIP и требуется глубокое проникновение в сложные внутренние структуры.
• Важен низкий уровень шума, например при проведении цикла в производственной зоне, где находятся люди.

Выбирайте рециркуляцию, когда

• Оборудование нельзя вакуумировать, например бокс микробиологической безопасности или другое оборудование, рассчитанное на работу при атмосферном или близком к нему давлении.
• Оборудование имеет или может быть оснащено подающим и обратным патрубками.
• Внутренний объём достаточно открыт, чтобы поток газа достигал поверхностей.
• Нужна аэрация путём каталитического разложения в контуре, а не отвода наружу.

Когда подходят оба варианта

Лиофилизатор есть в обоих списках. Если сушильную камеру и её конденсатор можно вакуумировать и основная задача — достичь конденсатора и трубопроводов, импульсный цикл подходит лучше. Если подключение выполняется через порты и основная задача связана с полками и камерой, рециркуляцию может быть проще интегрировать. На практике выбор делают по данным изготовителя оборудования и подтверждают при разработке цикла. Применительно к лиофилизаторам прочитайте стерилизация лиофилизаторов с помощью VHP в первую очередь, поскольку контроль конденсации на холодных полках — основная сложность для обоих типов.

Распространённые ошибки

• Выбор по концентрации. Большее значение ppm в техническом листе не означает лучший цикл. Каждый тип работает в диапазоне, соответствующем его принципу действия и замкнутому объёму.
• Предположение, что ёмкость выдержит вакуум. Некоторое оборудование выглядит прочным, но не рассчитано на вакуум, либо на него не рассчитаны уплотнения, окна или датчики. Уточните это у изготовителя оборудования до планирования импульсного цикла.
• Игнорирование холодных поверхностей. Полки, конденсаторы и рубашки, которые холоднее пара, вызывают конденсацию, неравномерное воздействие и коррозию. До подачи пара доведите их до нужной температуры.
• Отсутствие проектирования подключений. При рециркуляции расположение подающего и обратного портов определяет путь пара. Короткое замыкание потока между входом и выходом оставляет дальнюю часть камеры необработанной.
• Валидация только простых точек. Биологические индикаторы следует размещать в самых труднодоступных местах: на концах трубопроводов, за перегородками, внутри клапанов и под полками, а не только в открытой части камеры.

Вопросы, которые нужно решить до покупки

• Рассчитано ли оборудование на вакуум? Запросите у его изготовителя допустимый диапазон давления.
• Где будет подключаться генератор и какие фитинги и материалы трубок потребуются?
• Какие места внутри оборудования наиболее труднодоступны? Это точки размещения биологических индикаторов.
• Как перед подачей будут обеспечены требуемые температура и влажность оборудования?
• Какие материалы внутри оборудования подвергаются воздействию перекиси водорода? См. совместимость материалов с VHP.
• Как будут проводиться разработка цикла и квалификация? См. разработка и квалификация цикла VHP.

Выбираете не только тип, но и поставщика? См. как оценить поставщика системы стерилизации VHP. Применительно к боксам микробиологической безопасности см. деконтаминация боксов микробиологической безопасности с помощью VHP.

Всё оборудование VHP: стерилизаторы и генераторы VHP.

Частые вопросы

В чём главное различие между генератором VHP с вакуумными импульсами и рециркуляционным генератором?
Генератор с вакуумными импульсами перемещает пар за счёт повторного вакуумирования камеры и подачи пара: перепады давления втягивают его в узкие полости. Рециркуляционный генератор перемещает пар непрерывным потоком по замкнутому контуру при давлении, близком к атмосферному.

Можно ли использовать генератор с вакуумными импульсами для бокса микробиологической безопасности?
Как правило, нет. Бокс микробиологической безопасности не рассчитан на удержание вакуума. Обычно боксы обрабатывают с помощью рециркуляционного контура или специального модуля VHP.

Какой тип обеспечивает лучшее проникновение?
Импульсы давления обычно обеспечивают лучшее проникновение в узкие и тупиковые каналы, чем один лишь поток. Достигает ли каждый тип всех поверхностей вашего оборудования, подтверждают биологическими индикаторами в наиболее труднодоступных точках.

Почему диапазоны концентрации так сильно различаются?
Они отражают разные принципы работы и обрабатываемые объёмы. Концентрация не показывает, какой тип лучше; важно достичь и поддерживать валидированные условия без конденсации.

Нужна ли этим генераторам отдельная система аэрации?
Рециркуляционный генератор разлагает остаточный пар во встроенном каталитическом конвертере. Генератор с вакуумными импульсами удаляет его вакуумированием и импульсной подачей стерильного воздуха. В обоих случаях уровень, допускающий использование оборудования, подтверждается измерением.

Литература

• EU GMP Приложение 1: Manufacture of Sterile Medicinal Products (2022)
• ISO 14937:2009, Sterilization of health care products — General requirements for characterization of a sterilizing agent
• Стандарт на биологические индикаторы: ISO 11138-1:2017, Sterilization of health care products — Biological indicators — Часть 1: General requirements
• USP <1229.11> Vapor Phase Sterilization

Сопутствующие товары

Изолятор для асептического розливаБарьер класса A (ISO 5) для стерильного розлива, укупорки пробками и обжима колпачков.Изоляторы и барьерыИзолятор для дозирования и удержания (OEB5)Барьер с отрицательным давлением для взвешивания, розлива и отбора проб высокоактивных фармацевтических ингредиентов (HPAPI).Изоляторы и барьерыДвухпозиционный клапан типа «бабочка» с альфа-бета-разделениемРазъёмный дисковый затвор для локализованной передачи высокоактивных порошков без пыления.Перемещение и локализацияКорпус фильтра BIBOКорпус HEPA-фильтра типа bag-in/bag-out для безопасной замены фильтра в лабораториях P3/P4.Вентиляционная система