冻干机及其自动进出料系统URS讲义.docx
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冻干机及其自动进出料系统URS讲义
冻干机及其自动进出料系统URS
用户需求标准
URS
文件编号
制定
日期
2013.8.23
审核
日期
批准
___
日期
____
用户：
部门：
位置：
文件编号：
版本：
审核和批准
名字
公司
职能
签名
日期
编写
GMP咨询师
审核
GMP经理
审核
生产经理
审核
工程经理
审核
验证经理
审核
项目经理
批准
QA经理
版本历史
版本.
日期
编写人
变更描述
1.概述.............................................................1
1.1范围........................................................1
1.2遵循方针....................................................1
1.3法规和指南..................................................1
2.介绍.............................................................1
2.1目的........................................................1
2.2范围........................................................1
2.3描述........................................................1
2.4说明........................................................2
3.术语.............................................................3
4.用户要求.........................................................4
4.1生产能力....................................................4
4.2工艺要求....................................................4
4.3功能........................................................5
5.自动进出料......................................................10
6.公用系统........................................................10
7.环境............................................................11
8.清洁要求........................................................11
9.限制和要求条款..................................................11
10.约束条件........................................................12
1.概述
1.1范围
本文件的起草用来确认IronSpirit设计对准备采购的冻干机及其自动进出料系统的规格和性能要求。
本文件内容涉及设备、测试步骤、规格、文档和参考书目，所有这些将支持冻干机及其自动进出料系统URS的合理性。
1.2遵循方针
本URS文件的起草符合IronSpirit设计的质量方针和要求。
1.3法规和指南
整个系统或设备必须符合中国现行GMP，美国FDA和欧盟GMP的要求。
另外，供应商所供应系统或设备应该符合以下使用的法规和指南：
ISPE制药工程基准指南系列——无菌生产设施（第二版）
2.介绍
2.1目的
该文件的目的是定义位于生产厂房二楼的冻干制剂车间冻干机的用户需求标准。
该URS在移交给供应商之后，将意味着所有指定的要求被涵盖在供应商的供应范围之内。
2.2范围
序号
设备名称
部门
流程图位号
地点
1.
2.
2.3描述
本文件是IronSpirit设计制定的用以说明无菌冻干粉针剂的冻干机及其进出料系统的用户要求，目的是协助用户通过重要的部件、关键参数和必需的选择，一可能的最有效的花费去获得满足用户需求的无菌东干粉针剂的冻干机及其进出料系统。
供应商然后根据用户需求标准对无菌冻干粉针剂冻干机及其进出料系统进行报价。
URS是与选定的设备供应商签订的购买协议的一个主要部分。
供应商要遵守本文件中的信息和条件以及IronSpirit设计的购买条款和条件。
冻干机机箱和进出料系统安装在二楼的cGMP的100级区域房间内，且冻干机机箱采用靠墙安装的方式，将其大门贴墙安装，以方便维修；冻干机机组设置在一楼普通生产区域，冻干机采用二层楼结构。
制定设备验证计划，概述关于无菌冻干粉针剂冻干机及其进出料系统验证的计划任务和期望值。
该验证计划作为无菌冻干粉针剂冻干机及其配液系统附件附于文本之后。
供应商要承担验证计划和文件里列出的具体职责。
2.4说明
2.4.1整套冻干机系统包括：
∙一套干燥箱（内有可间接加热和制冷的板层）
∙一套水汽捕捉器（冷凝器）
∙一套制冷系统
∙一套真空系统
∙一套板层升降及压塞系统
∙一套CIPSIP（在位清洗灭菌）系统
∙一套控制系统
2.4.2单台设备能力：
一箱出瓶率
冻干机型号（㎡）
西林瓶规格（mm）
瓶数
20
￠16
86000
￠24
38100
40
￠16
171100
￠24
75900
2.4.3设备用途：
该设备（系统）在整个生产过程中用于完成将已经灌装好且半加塞的半成品冷冻干燥并完成全加塞，其中包括将灌装后的半成品从上游灌装机输送到冻干机机箱的自动进料和已冻干并完成全加塞的半成品的自动出料与输送至下游轧盖机。
2.4.4使用环境：
冻干机将分楼层安装，冻干机机箱部分将安装在二楼的洁净度等级为cGMP100级的冻干室内，房间长15.9m，宽7.25m，高5.0m，面积。
冻干机机组部分将安装在一楼洁的普通生产区域房间内，房间长16.05m，宽7.75m，高4.0m，面积。
自动进出料系统把冻干机机箱与上游的灌装线和下游的轧盖线连接起来，实现西林瓶的自动进出料。
2.4.5基本构造：
干燥箱、水汽捕捉器（冷凝器）、制冷系统、真空系统、板层升降及压塞系统、CIP-SIP系统、自动进出料系统、控制系统
2.4.6生产班次安排：
根据生产产品的不同，每日进行2-3个班次生产，每台冻干机每日只进行一个班次生产。
3.术语
缩写
定义
BL
BiohazardLevel
生物危害水平
CFR
CodeofFederalRegulations
联邦条例法典
EMI
Electro-MagneticInterference
电磁干扰
HMI
Human–MachineInterface
人-机界面
ISO
InternationalOrganizationforStandardization
国际标准化组织
OIP
OperatorInterfacePanel
操作员界面面板
RFI
RadioFrequencyInterference
无线电频率干扰
URS
UserRequirementSpecification
用户需求标准
FS
FunctionSpecification
功能标准
HDS
HardwareDesignSpecification
硬件设计规范
SDS
SoftwareDesignSpecification
软件设计规范
DQ
DesignQualification
设计资格
FAT
FactoryAcceptanceTesting
工厂验收测试
SAT
SiteAcceptanceTesting
现场验收测试
IQ
InstallationQualification
安装确认
OQ
OperationQualification运行确认
PQ
PerformanceQualification
性能确认
4.用户要求
4.1生产能力
序号
要求
必需或期望
URS01
设备将用于装有西药药液的半加塞的西林瓶，冷冻干燥，使装在西林瓶中的药液冻干成粉末，经压塞后出箱。
设备能实现规定的西林瓶冻干工艺要求，满足冻干后的产品质量指标。
冻干前药液含量：
5%-25%。
使冻干制品的最终含水量低于0.5%。
必需
URS02
①设备适用于产品的物料
②西林瓶规格：
5mL（￠16±0.15mm）10mL（￠24±0.2mm）
两种种规格西林瓶，符合GB2641—90标准。
必需
URS03
单台设备能力：
每台冻干机每日冻干一个批次产品，生产需求三台冻干机，其中两台冻干面积为20m2，另一台冻干面积为40m2（详见2.4.2）
必需
URS04
设备在使用中应能符合中国GMP的要求。
必需
4.2工艺要求
序号
要求
必需或期望
URS05
工艺要求：
①自动进出料系统采用AGV小车
②冻干时间分别为18h和15h
③西林瓶规格：
5ml（直径16mm）和10ml（直径24mm）两种
④20m2的冻干机和40m2冻干机使用同一套自动进出料系统（仅设一台AGV小车）
⑤每批次进行一次系统CIP-SIP
⑥冻干时药液装量为5ml瓶装1ml，10ml瓶装2ml
⑦全加塞方式采用充氮加塞
⑧产品最终含水量应控制在2%左右，单个产品最终含水量不高于3%
⑨20平冻干机捕水能力应不低于350Kg，40平冻干机捕水能力应不低于900Kg
期望
4.3功能
序号
要求
必需或期望
设备总体要求
URS06
设计合理、性能优越、技术先进、高效节能、安全可靠、维修方便。
必需
URS07
自动化程度高，能实现无人化管理运行。
必需
URS08
主要部位应留有验证孔。
必需
URS09
具有手动低位置装卸装置，并配备一套可抽底式产品托盘（配置）及配套小车。
必需
URS10
能实现远程监控
期望
URS11
压塞碎瓶率低于0.01%。
必需
URS12
冻干机及其自动进出料系统设计和制造应符合GMP要求
必需
机体各部分技术要求
箱体
URS13
①箱体内部形状为长方形。
②箱体内材质为316L不锈钢。
③加强筋、法兰及其它部位均应采用304L不锈钢材料。
必需
URS14
①箱体内部无死角，转角均应制作为圆弧角。
②箱体应能承受SIP蒸汽消毒的压力015MPa
③箱体内表面焊接缝均应进行抛光处理，所有材料均应做抛光处理。
必需
URS15
①箱体底板应向排水方向倾斜，以便于排水。
②内表面抛光粗糙度Ra≤0.4um。
③箱大门采用AISI316L不锈钢制造，箱门开启角度不小于100度。
箱门正面安装有DN200视镜，箱侧视镜上安装照明灯提供箱体内部照明并带有验证孔。
必需
URS16
①箱门采用自动锁定装置，并带有位置检测功能，以检测门锁动作是否正确。
如果门锁装置动作不正确，蒸汽消毒过程不启动，并有报警显示。
②箱大门上应设小门，小门采用316L不锈钢制造，箱体小门用于西林瓶的进出料，小门密封性要好，开关要方便进出料
③箱体保温应选用良好的隔热材料，不应有冷桥存在，保温外壳表面应使用大于1.0mm的304L不锈钢材质制成。
必需
URS17
①箱体内表面不允许使用任何有色金属。
②箱门密封应采用硅橡胶或聚四氟乙烯等不对药品产生污染的材料。
③箱体设夹套，便于灭菌后对箱体进行冷却。
期望
URS18
①所有的管口和管线的连接采用卫生型管卡，材质316L不锈钢
期望
板层
URS19
①隔板材料为AISI316L
必需
URS20
②板层平整度≤±0.5mm/M
③板层表面粗糙度Ra≤0.4um
④板层间距为≥90mm
⑤总有效面积≥40平方米
⑥隔板工作温度误差<±1摄氏度（空载状态下不同板层或同一板层不同位置之间）
必需
URS21
①隔板在-55℃~75℃条件下长期工作不变形不渗漏。
②连接软管为AISI316L不锈钢材质，耐振动，两年内使用不泄漏。
③板层的中空结构提供硅油循环通道。
④每个板层需经过3bar的打压试验。
期望
URS22
隔板可上下移动、方便定高进出装料。
必需
URS23
①板层之间的距离可为零，压在一起的板层可自由在箱体内上下移动。
②板层的移动既可在洁净室内又可在机房控制。
期望
URS24
进入干燥箱内液压杆带有经完整性试验的AISI321不锈钢波纹软管罩以避免污染。
必需
冷凝器（水汽捕捉器）
URS25
①其材料为AISI316L、304、321不锈钢。
②表面不允许使用任何有色金属。
③冷凝器采用卧式AISI316L不锈钢材质。
期望
URS26
①内表面粗糙度Ra≤0.5um。
②保温方式采用聚合发泡物外覆，装饰板采用AISI304不锈钢，粗糙度Ra<3µm。
③带有照明观察孔，且观察孔应不结霜。
④真空冷凝温度≤-60℃
期望
URS27
①捕水能力：
20m2冻干机捕水能力应不小于400Kg，40m2冻干机捕水能力应不小于800Kg。
②箱体与冷凝器之间采用蘑菇阀或蝶阀的更好方式
必需
URS28
①冷凝器采用蒸汽化霜。
在装卸产品及冷冻产品的同时可进行化霜。
②应考虑冷凝器在化霜及CIP操作时的流体排出，有防止化霜冰堵措施。
③从室温降到-40℃时间应≤30分钟。
④应带有温度报警功能。
⑤所有的管口和管线的连接采用卫生型管卡，材质为AISI316L或更好材质
期望
制冷系统
URS29
①使用环保型制冷剂
②配备有相应的压力和温度显示及保护装置
冷冻能力：
⑴无负荷运转状态冷冻能力
⑵热媒从20℃降至-40℃所用时间不得超过60分钟，
⑶空载情况下，板层最低温度不高于-55℃，冷凝器最低温度不高于-70℃。
水负荷运转状态下冷冻能力：
①工作状态真空冷凝器温度应低于-60℃。
②真空冷凝器控温精度应<±3℃。
③控制冷冻机补偿控温精度小于±1℃。
④无负荷热媒升温速度应>40℃/小时。
⑤水负荷热媒升温速度应>30℃/小时。
⑥热媒温度控制精度±1℃。
制冷系统所配用辅件保证可靠稳定
期望
真空系统
URS30
①选用满足CIP及SIP要求并且稳定精确的真空计。
②真空泵配置为双级旋片式真空泵及罗茨泵，以满足冻干机的真空要求。
③真空泵单机性能从1个标准大气压降至6.7帕时应少于10分钟。
④无负荷情况下，将冻干机从1个标准大气压抽真空至0.1mbar需时间少于30分钟。
⑤空箱体泄漏率小于0.005pa.L/s。
⑥空冷凝器泄漏率小于0.005pa.L/s。
⑦真空度控制精度为±10%帕。
⑧箱体最终真空度1.3帕。
期望
热传导系统
URS31
①循环介质为能满足高低温度变化要求的低粘度硅油。
②循环泵采用二台密封转子泵。
③循环管路材质为AISI304不锈钢。
④具有电加热的热交换器和安全检测器。
⑤板层回热最高温度为80℃（空载）。
期望
进排气系统
URS32
①系统应带有0.22μm的无菌过滤器，能在线蒸汽灭菌，有在线完整性测试接口。
②具备蒸汽灭菌后的自动泄漏测试和在线完整性检测。
。
③灭菌过程、设备的干燥再冷却和通气全过程的自动监控。
④冻干结束时干燥室的进气。
⑤灭菌循环后干燥室及冷凝器的通气。
必须
底座架
URS33
底座应由型钢制造并进行防锈处理及喷漆
期望
电气设备
URS34
①电压为380±10%V、50HZ，为三相五线制标准。
②安装各部位所需要的开关及保护措施。
③控制电压为直流安全方式。
④观察窗照明电压为低于36V的安全电压。
⑤具有对设备的监控。
具有对开关、保险丝和接触器等部件的监测
⑥配电柜与控制柜分开。
控制柜独立放置，可锁定，也可移动。
所⑦有主要的控制元件都安装在控制柜内。
⑧配电柜与控制柜应有防尘、防湿、防热措施。
⑨弱电部分和强电部分应分开，避免强电部分对弱电部分造成干扰
期望
安全及保护措施（电力供应中断）
URS35
①电源发生故障时的安全措施
②如果电源发生故障，前级真空泵的安全阀门应自动关闭，以防止干燥室及冷凝器排气。
③在真空泵及冷凝器之间的阀门关闭，以防止回油。
当电源出现故障时，如果程序要求阀门关闭，阀门也应保持关闭状态。
④全部通风、化霜、蒸汽进汽、冷凝液排放等阀门均关闭，以防止设备中任何失控状况。
⑤应配有UPS，在电源发生故障时，全部程序阶段、资料数据、额定值等均应安全存储。
期望
电源恢复时的安全措施
URS36
①程序从电源发生故障时刻状态值进行启动，当电源恢复后，将重要的实际值与相应的设定值相比较，尽快采取相应措施。
②为防止接通时瞬间的过大电流，全部装置再次接通时，应有“软”启动并按适当的顺序依次延迟动作。
期望
设备及单元的安全措施
URS37
①全部安全条件具备时，设备才能再次启动。
②按照程序数据及GMP准则，程序控制保证冻干程序的全部过程的可重复性，因而保证产品质量的一致性。
③应有多级密码保护，以防止未经许可的操作或误操作。
必需
URS38
①安装电机保护开关用以保护全部电机。
②全部制冷系统除装备有电机保护装置外，还应有油压及过压开关等。
③全部需要安全保护的监控装置在设备的控制部分中形成，并接入相应的控制电路。
④电路按照功能分组，并拥有单独的保险开关，因此，如果其中一个保险开关自动切断，其它组仍可进行工作。
期望
URS39
①如果超过制品搁板的最高允许温度，一个内置的安全恒温器将切断搁板的全部加热装置，并发出警报。
②指导操作人员在适当控制下输入指令，并对输入数据作全面的监控。
期望
URS40
①有方便的操作界面，便于计算机与操作人员之间的人机对话并能方便地输入程序。
②连续监控压力，温度传感器的测量值，如果出现故障应能采取措施以保护在制品。
期望
URS41
①如果没有预先给出额定值，应采取保护制品措施。
②如果干燥室压力开始接近最大允许值时，应可自动切断加热装置。
③如果压力上升超过最大允许值时，搁板冷却装置自动启动。
期望
URS42
程序存储电源独立于系统电源，不受电源故障影响，在电源故障恢复后，仍以正确的顺序继续工作。
期望
URS43
①干燥开始时，干燥室减压（抽真空时）的时间控制应准确。
②在热传导系统中，应具有多重控制温度设定值。
③设备在有全自动操作功能的同时应配有半自动及手动操作功能，并通过触摸屏进行操作。
④应具有与SIP要求相适应的安全装置及措施。
期望
URS44
控制系统
URS45
①具有全自动程序运行操作的控制系统，并有手动或应急操作的控制系统。
②留有远程通讯协议开放接口，以实现远程控制及通讯，以便自备控制用微机和台式喷墨彩色图象打印机。
③在冻干运行中如出现异常应能及时报警或停车，显示事故点，并可记录故障发生时的各种数据。
④可进行判定冻干终结期的压力升高实验。
可自动判定冻干终点。
⑤带有产品温度检测探头，可对产品温度进行抽样监测。
⑥能实现对生产、消毒、化霜、清洗的全自动操作，并能实现对工艺参数的设定及修改功能。
⑦具有故障监测、水、电、汽各种指标失常的报警和保护和恢复功能。
期望
5.自动进出料
序号
要求
必需或期望
URS01
⒈自动进出料系统采用AGV小车。
⒉三台冻干机使用同一AGV小车进行自动进出料。
⒊进料和出料在同一侧，进出料均通过冻干机小门进行。
⒋自动进出料系统要与上游的灌装线和下游的轧盖线进行衔接。
⒌设有灌装线下游的理瓶系统，整理灌装并半加塞的半成品，以方便AGV小车运送灌装完成的半成品进入冻干机。
⒍AGV小车每次运送（进料和出料）一个板层量的西林瓶。
⒎当理瓶系统理满一个板层量时，AGV小车能自动将产品转运至冻干机内。
⒏冻干并完成全加塞后，AGV小车自动将冻干机内的产品转运至下游轧盖机。
⒐由于轧盖机选用两台，出料站应具备分瓶装置将冻干完成的产品均分到两台轧盖机进行轧盖。
⒑理瓶与进出料均采用单向层流保护
⒒自动尽出料系统所有与西林瓶接触部分采用316L不锈钢制造，表面应作抛光处理，抛光粗糙度Ra≤0.4μm。
其他部分采用304不锈钢制造。
⒓转运过程中出现倒瓶的几率应尽量低，应不高于0.05%。
⒔供应商应提供倒瓶应对措施方案。
⒕系统的设计应使倒瓶对生产产生的影响尽量小。
⒖系统的设计和制造应利于清洁和消毒。
期望
6.公用系统
序号
要求
必需或期望
URS01
压缩气：
≤8.0bar
电压:
220V±10%,380±10%V，50HZ
相位：
均采用三相五线制交流电。
不间断电源供应器
其他公用设施的要求：
供应商应就任何其他公用系统（支持有关设备的操作/系统），提供详细参数清单（水压，水流量/用量，电流量，蒸汽压力/流量），
必需
7.环境
提供详细的物理环境，使设备能运行。
序号
要求
必需或期望
URS02
布局
∙供应商应提供设备尺寸，重量
期望
8.清洁要求
序号
要求
必需或期望
具有在位清洗系统（CIP）
URS03
①根据工艺要求对干燥室和冷凝器的在位清洗，在清洗过程中箱内无死角。
②设备本身应带有喷嘴：
喷嘴的喷淋范围应完全覆盖干燥箱和冷凝器，不得有死角或喷淋不到的部分。
喷嘴应包含喷求及必要的管道阀门以及与之配套的容器、助推器、空吸泵等必要配置
③能实现清洗参数的人工设定。
④能满足GMP规范要求并提供系统验证资料。
必需
具有在位灭菌系统（SIP）
URS04
①蒸汽灭菌121℃，干燥箱、冷凝器及其它连接部分处正压，应按压力容器国家标准和“容规”要求制造和设计。
②SIP在线蒸汽灭菌系统包括进排汽阀、蒸汽隔离阀、疏水阀和水环式真空泵。
③按GMP要求，需纯蒸汽灭菌，导入蒸汽进口应设有0.22μm的除菌过滤器，并与箱体一起在线蒸汽。
同时应
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