医药品制造的蒸汽系统|左右品质的冷凝水对策与减压阀的作用

在制药生产的蒸汽系统中,用于灭菌和加热的蒸汽的”干度”与”压力稳定性”在很大程度上左右着产品质量。先说结论:要在设定的温度和时间下确保可靠灭菌,关键在于妥善排出积存在管道内的凝结水(疏水/冷凝水),同时通过减压阀使使用压力保持稳定。若凝结水滞留,蒸汽会变湿,进而成为传热不良、水锤和腐蚀的诱因,并可能损害灭菌条件的可重现性。本文将从实务角度梳理凝结水对策与减压阀的作用。

本文要点

  • 制药生产用蒸汽的”干度”与”压力稳定”是质量的关键
  • 凝结水滞留容易导致传热不良、水锤、腐蚀以及灭菌条件紊乱
  • 减压阀承担着稳定使用压力、支撑灭菌温度可重现性的作用

为什么在制药生产中凝结水与压力如此重要

在蒸汽灭菌(高压灭菌釜或管道蒸汽灭菌等)中,饱和蒸汽的温度与压力一般存在对应关系,要获得目标温度,就必须稳定地供给与之对应的压力。一旦压力波动,温度也会随之波动,成为破坏灭菌条件(温度、时间)可重现性的因素。

凝结水对质量的影响

在管道和设备内部,由于散热,部分蒸汽会凝结并产生凝结水。凝结水一旦滞留,蒸汽就会变湿,干度下降,从而相对于表观温度容易出现实际传热不足的情况。此外,高速蒸汽推挤凝结水时可能引发水锤,进而导致管道和阀门损伤。滞留的水还可能成为腐蚀和污垢的诱因,因此需要及时排出。

减压阀承担的作用

工厂的供给蒸汽通常以较高的压力输送,各设备则根据使用条件进行减压后使用。减压阀具有即使一次侧压力发生波动,也能将二次侧压力保持在设定值附近的作用,从而有助于灭菌温度的稳定。在制药用途中,需根据蒸汽的洁净度要求(即所谓洁净蒸汽/纯蒸汽领域),将接液部的材质和密封规格的选型也纳入考量事项。由于所要求的洁净度等级不同,适用的规格也各异,因此在梳理条件的基础上进行选型十分重要。

选型与设计中需要把握的注意点

在减压阀的前后,一般会组合配置过滤器(滤网)、疏水排放点,并根据需要配置安全阀。减压阀若最小流量过小则控制容易变得不稳定,因此不仅要确认最大流量,还必须确认包含最小流量在内的运行范围。此外,若希望抑制二次侧的压力和温度波动,将管道尺寸和凝结水排放点的布置也纳入其中,从系统整体加以考量,是稳定运行的参考准则。数值会因使用条件而变化,请仅作为一般性的思路来理解。

常见问题

Q1. 为什么在蒸汽灭菌中凝结水对策如此重要

A1. 因为凝结水一旦滞留,蒸汽就会变湿,干度下降容易招致传热不良。它还可能影响灭菌条件的可重现性。通过妥善排出,可以期待获得稳定的加热效果。

Q2. 加装减压阀能使质量稳定吗

A2. 它具有抑制一次侧压力波动、将二次侧保持在设定值附近的作用。由于饱和蒸汽的压力与温度相对应,因此有助于温度稳定。不过,系统整体的设计同样重要。

Q3. 减压阀选型时是否应连最小流量也一并确认

A3. 是的,不仅是最大流量,最小流量的确认也是可取的。因为最小流量过小时控制容易变得不稳定。建议在梳理运行范围的基础上进行选型。

Q4. 洁净蒸汽用途与普通减压阀有区别吗

A4. 根据所要求的洁净度,有时需要对接液部的材质和密封规格加以考量。因用途区分不同,适用的规格也各异。请梳理条件后与我们商谈。

Q5. 应如何防止水锤

A5. 不让凝结水滞留的排放设计是基本。重新审视管道的坡度和疏水排放点的位置,在某些情况下会有效。从系统整体加以考量是降低水锤的参考准则。

Q6. 降低压力后灭菌温度也会改变吗

A6. 在饱和蒸汽中,温度会随压力而变化。因此使用压力的设定与灭菌温度密切相关。从目标温度反推所需压力来进行设计,是通行的做法。

Q7. 若想将既设减压阀更新为同等产品应如何操作

A7. 需要确认口径、压力条件、流量范围、材质等规格。若有铭牌信息或图纸,选型会更顺畅。在梳理信息后与我们商谈,将更便于我们提出合适的方案。

总结

在制药生产的蒸汽系统中,不让凝结水滞留的排放设计与依靠减压阀实现的压力稳定,共同支撑着质量的可重现性。为了抑制传热不良、水锤和腐蚀的风险,从系统整体加以考量也是行之有效的。

如果您遇到”无法判断口径是否合适””知道最大流量但不清楚最小流量””想选定既设阀门的同等产品””想了解适合洁净蒸汽用途的规格”等困扰,欢迎随时向Yoshitake提出技术咨询与选型咨询。我们将在梳理使用条件的基础上,与您一同探讨合适的规格选型。