在生物制藥生產(chǎn)中,大規(guī)模的冷凍和解凍操作是常見(jiàn)的做法,但其原理尚不為人完全理解。生物制品的冷凍儲(chǔ)存通常被視為一個(gè)簡(jiǎn)單的單元操作,其中僅指定最終儲(chǔ)存溫度,所以國(guó)內(nèi)很多公司在原液生產(chǎn)過(guò)程中,直接將原液推入-40℃冷庫(kù)。
使用冷庫(kù)進(jìn)行冷凍是否可以?是否符合相關(guān)法規(guī)?
現(xiàn)行法規(guī)中,不會(huì)規(guī)定用戶使用何種設(shè)備進(jìn)行冷凍和存儲(chǔ)。所以使用過(guò)程中,一定要了解相關(guān)法規(guī)和指南,才能符合相關(guān)法規(guī)。
在冷凍工藝:不同批次之間或批次內(nèi)部可能存在不同的冷凍,而這種不均勻的處理方式會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的驗(yàn)證問(wèn)題。
在存儲(chǔ)過(guò)程:需要了解一批新的原液進(jìn)入冷庫(kù)后,環(huán)境溫度的變化,因?yàn)檫@會(huì)影響已存儲(chǔ)產(chǎn)品的存儲(chǔ)環(huán)境。
所以將大批原液放入冷庫(kù)后會(huì)有很多問(wèn)題。這些問(wèn)題是否經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。
這些問(wèn)題包括
- 每批原液最大數(shù)量是多少?采用什么方式進(jìn)去冷庫(kù)
- 這批原液放置冷庫(kù)什么位置。如果每批原液放入冷庫(kù)不一樣,冷凍曲線也不一樣
- 這批原液的凍融曲線是否提供?
- 是否根據(jù)這批原液數(shù)量了解最差袋子和最好袋子的溫度曲線并做響應(yīng)的研究
- 如果這批原液在冷庫(kù)的位置是否有變化,如有變化,是否做了響應(yīng)的研究。
- 上一批原液是否完成冷凍過(guò)程,是否會(huì)影響后一批的原液,
- 作為冷庫(kù)需要確認(rèn)這批原液的進(jìn)入是否會(huì)影響冷庫(kù)的溫度,溫度變化情況如何?
所以原液放入冷庫(kù),需要做好如下驗(yàn)證
- 放入前冷庫(kù)的溫度。冷庫(kù)溫度是一個(gè)范圍,-40℃±5℃。所以每次放入原液應(yīng)定義冷庫(kù)開(kāi)門(mén)時(shí)溫度。比如溫度下降至-42℃以下是開(kāi)啟冷庫(kù)門(mén)。確保冷庫(kù)在最佳性能時(shí)進(jìn)入。
說(shuō)明:如果不定義進(jìn)入冷庫(kù)的溫度,假設(shè)-35℃進(jìn)入冷庫(kù),大量的原液進(jìn)入冷庫(kù),說(shuō)不定溫度會(huì)下降至-30℃,這個(gè)冷庫(kù)作為儲(chǔ)存容器是違規(guī)的溫度。對(duì)于已儲(chǔ)存的產(chǎn)品無(wú)法解釋。
另外,是溫度下降過(guò)程開(kāi)門(mén),這個(gè)時(shí)候制冷設(shè)備還在運(yùn)行,風(fēng)扇正在運(yùn)行。此時(shí)制冷系統(tǒng)尚未停止,新進(jìn)原液會(huì)使室內(nèi)溫度快速上升。制冷系統(tǒng)未達(dá)到壓縮機(jī)停止溫度(比如-44℃)所以一直工作。即使溫度上升5-6℃,也沒(méi)有問(wèn)題。
如果開(kāi)門(mén)時(shí)溫度是上升過(guò)程,此時(shí)制冷系統(tǒng)尚未工作,風(fēng)扇也是低功率運(yùn)行。 新進(jìn)原液會(huì)使室內(nèi)溫度快速上升。制冷系統(tǒng)要達(dá)到壓縮機(jī)啟動(dòng)溫度(比如-36℃)所以才開(kāi)始工作。所以等到溫度上升至壓縮機(jī)啟動(dòng)溫度,無(wú)法快速將冷庫(kù)的熱量抽走,系統(tǒng)將長(zhǎng)時(shí)間報(bào)錯(cuò)。
- 定義每次進(jìn)入時(shí)間,車(chē)次。對(duì)于大量的原液進(jìn)入冷庫(kù),應(yīng)采用推車(chē)的形式,快速進(jìn)入冷庫(kù),
說(shuō)明:因?yàn)?40℃冷庫(kù)不適合在里面進(jìn)行大量搬運(yùn)工作。對(duì)于幾十個(gè)凍融盒子的放置。建議使用小推車(chē)。這個(gè)是人員安全的考慮,同時(shí)也防止立刻頻繁開(kāi)門(mén)。
- 確保其他區(qū)域放入相應(yīng)的空置容器產(chǎn)品
說(shuō)明:這個(gè)是模擬冷庫(kù)滿載情況,因?yàn)榉胖每盏臉?biāo)準(zhǔn)容器,物品體積最慢。物品體積放置,是為了讓空氣流動(dòng)最差,用空的容器,熱容量最小,溫度變化快,符合最差條件。
- 嚴(yán)格定義新進(jìn)原液放置的具體位置和區(qū)域。按最大數(shù)量來(lái)定義。
說(shuō)明:新進(jìn)的原液不能隨意放置,因?yàn)椴煌恢镁嚯x風(fēng)口的距離、風(fēng)向都不一致,凍融曲線差別大。所以需要定義區(qū)域。如果每次放置的位置不一樣,不要模擬不同區(qū)域的最差條件,過(guò)于繁瑣,時(shí)間長(zhǎng),成本高昂。而且可能有些情況會(huì)通不過(guò)。所以每批原液凍好之后要移走,給下一批原液留出這個(gè)空間。
- 對(duì)該區(qū)域安裝最大可能的凍融盒子數(shù)量,進(jìn)行袋子內(nèi)冷凍曲線繪制。
說(shuō)明:將原液按照理論的最大量的裝液方式,裝液數(shù)量,是驗(yàn)證最差條件。驗(yàn)證袋子內(nèi)的冷凍曲線,是確保了解每個(gè)袋子的曲線,確認(rèn)每批原液最遲的凍融曲線。
- 對(duì)其他區(qū)域的空氣溫度進(jìn)行溫度變化曲線繪制。
說(shuō)明:大批原液進(jìn)入冷庫(kù),帶來(lái)了大量熱量,會(huì)使冷庫(kù)局部或整體在一定時(shí)間內(nèi)的溫度上升,此時(shí)是滿載的情況,局部氣體會(huì)形成渦旋,如果某些區(qū)域溫度較長(zhǎng)時(shí)間低于-35℃,則對(duì)其他產(chǎn)品的儲(chǔ)存產(chǎn)生影響。不符合冷庫(kù)作為長(zhǎng)期儲(chǔ)存的相關(guān)法規(guī)。
- 確認(rèn)該冷凍曲線是否符合小規(guī)模測(cè)試的范圍。如果不符合,需要進(jìn)行做縮小模型的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。
法規(guī)規(guī)定:生產(chǎn)規(guī)模的用于穩(wěn)定性試驗(yàn)的原液應(yīng)貯藏在能充分代表其實(shí)際規(guī);a(chǎn)所使用的容器中,也可將用于穩(wěn)定性試驗(yàn)的原液置于縮小的容器中,但縮小容器應(yīng)與規(guī);a(chǎn)所用容器的材料及容器密封系統(tǒng)相同。
- 多長(zhǎng)時(shí)間后放入下一批原液的時(shí)間定義。48小時(shí)或者72小時(shí)?
說(shuō)明:因?yàn)橐獙⑸弦慌脑阂频狡渌麉^(qū)域,讓新進(jìn)的原液在冷凍區(qū)域內(nèi)冷凍。所以需要確認(rèn)上一批原液完全冷凍結(jié)束。另外也確保冷庫(kù)的制冷能力能確保下一批提供足夠的功率。
很多公司冷庫(kù)現(xiàn)有功率不足,所以放入原液的時(shí)候,長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警,這個(gè)極不符合GMP要求。
有些公司的冷庫(kù)有一鍵制冷功能,或者是blast速凍功能。來(lái)解決新進(jìn)原液冷凍需求。但是這樣需要冷庫(kù)要有足夠的功率。
同時(shí)為防止冷庫(kù)的故障,冷庫(kù)需要一備一用,所以有些-40℃冷庫(kù)采用高達(dá)130Kw的制冷功率。能耗極大。
現(xiàn)在原液生產(chǎn)量越來(lái)越大,極少公司的現(xiàn)有冷庫(kù),能滿足日益增長(zhǎng)的要求
簡(jiǎn)而言之:冷庫(kù)如果作為冷凍和存儲(chǔ)的設(shè)備,需要注意點(diǎn)總多,需要對(duì)冷凍和存儲(chǔ)全面了解,充分驗(yàn)證。后續(xù)擴(kuò)容的時(shí)候,時(shí)間長(zhǎng),成本大,驗(yàn)證難度大。
最好的解決方法是先冷凍,后存儲(chǔ),將原液在冷凍設(shè)備先冷凍,轉(zhuǎn)移到冷庫(kù)存儲(chǔ)。這樣審計(jì)時(shí)挑戰(zhàn)少,成本低。有更好的冷凍曲線,符合現(xiàn)有的法規(guī)。