Měření výšky hladiny při výrobě léčiv pro injekční podání

Pro měření ve farmaceutickém průmyslu jsou charakteristické vysoké požadavky na hygienu provozu, odolnost proti čištění procesy CIP/SIP, speciální schválené materiály, hygienická připojení a konstrukce bez mrtvých prostorů a škvír, kde by se mohly usazovat nečistoty.

Firma Krohne dodává pro hygienické provozy širokou škálu různých přístrojů, které jsou vyráběny z materiálů schválených pro styk s potravinami, vybaveny různými hygienickými připojeními a mají certifikaci 3-A nebo EHEDG¹⁾. Například jsou to plováčkové průtokoměry VA40 a H250/F, snímač indukčního průtokoměru Optiflux 6000 nebo hmotnostní průtokoměry. Pro hygienická zařízení je rovněž možné použít radarový (FMCW – Frequency-Modulated Continuous Wave) hladinoměr Optivawe 3500 nebo radarový hladinoměr s vedenou vlnou Optiflex 3200.

Měření výšky hladiny ve firmě HBM Pharma

Radarové hladinoměry s vedenou vlnou Optiflex 2200 (předchůdce dnes dodávaného hladinoměru Optiflex 3200) od firmy Krohne se již deset let s úspěchem používají k měření při výrobě injekčně podávaných léčiv ve firmě HBM Pharma ve slovenském Martině.

HBM Pharma s. r. o. je smluvním výrobcem léčiv pro mezinárodní farmaceutické firmy. Zabývá se zejména výrobou ampulí s injekčně podávanými léky, výrobou tablet a balením léčiv.

Při výrobě injekčních roztoků se přísady ve formě prášku, dodaného zákazníkem, rozpouštějí v nádržích s vodou pro injekce (WFI – Water for Injection). Každá nádrž je vysoká přibližně 1,7 m a má objem 500 až 800 l. Všechny nádrže jsou vybaveny míchadly, která zajišťují dokonalé rozpuštění práškových léčiv ve vodě. Při dávkování se do nádrže naplní potřebné množství vody pro injekce v závislosti na požadovaném objemu injek­čního roztoku. Směšování se provádí při tlaku 100 až 200 kPa a teplotách až +100 °C, takže kapalina v nádrži někdy může dosahovat i bodu varu.

Dříve se používal ke kontrole výšky hladiny v nádrži průzor a stupnice na teploměrové jímce uvnitř nádrže. Jelikož jsou vyrobené injekční roztoky plněny do ampulí a dodávány zákazníkům, je toto měření důležité i z hlediska obchodních vztahů a fakturace. Proto se společnost HBM Pharma rozhodla pořídit nové snímače pro měření výšky hladiny, které by zajistily lepší kontrolu jakosti a přehled o výrobě roztoků.

Zákazník požadoval přesné měření objemu každé dávky, přenos měřených hodnot do řídicího systému a také splnění přísných hygienických požadavků farmaceutické výroby. Dalším požadavkem bylo namontovat hladinoměry bez zásahu do stávající konstrukce nádrží. Vzhledem k omezenému prostoru a již existujícím šikmým hrdlům na zásobnících nebylo možné použít klasické radarové hladinoměry, protože konstrukce nádrží by negativně ovlivnila úhel dopadu radarového signálu.

Výrobce léčiv nakonec pro tuto úlohu zvolil reflexní radarové hladinoměry Optiflex. Těmito kontaktními hladinoměry na principu TDR (Time Domain Reflectometry), které jsou určené především k měření výšky hladiny, objemu a rozhraní kapalin, bylo vybaveno celkem šest nádrží. Přístroje mají kryt z korozivzdorné oceli a smáčené části neobsahují žádné mrtvé prostory ani škvíry.

Vzhledem k uspořádání nádrží byly zvoleny převodníky hladinoměrů s krytem ve svislé poloze. Snímače jsou tvořeny jednou tyčí o průměru 8 mm a k montáži byla použita dosavadní připojení tri-clamp (1"). Konce snímačů jsou přivařeny ke dnu nádrží, aby se při plnění přísadami příliš nepohybovaly.

V průběhu uvádění do provozu byly radarové hladinoměry s vedenou vlnou důkladně vyzkoušeny a kalibrovány. Ve spolupráci s koncovým uživatelem ověřili servisní technici firmy Krohne hodnoty naměřené hladinoměry Optiflex pomocí série malých dávek kapaliny (po přibližně 5 l). Po přidání každé dávky se kontroloval objem v nádrži změřený hladinoměrem vzhledem k objemovému průtoku naměřenému předtím průtokoměrem. Výsledkem kalibrace bylo zjištění, že hladinoměry Krohne v této úloze výborně fungují. Výsledky tohoto zkušebního měření pak byly využity k další optimalizaci nastavení hladinoměrů na místě.

Díky používání hladinoměrů Optiflex má nyní HBM Pharma záznamy a dokonalý přehled o všech vyrobených dávkách injekčních roztoků a nemusí se již spoléhat pouze na místní kontrolu výšky hladiny. Veškeré naměřené hodnoty výšky hladiny ze všech nádrží se výstupem 4 až 20 mA přenášejí do kontrolní místnosti. Tyto údaje je možné využít pro účely kontroly a také jako podklad pro fakturaci klientům. Spolehlivé sledování výšky hladiny při výrobě injekčních roztoků rovněž oceňují klienti firmy HBM Pharma, kteří jej považují za další prostředek zvýšení přehlednosti výroby a také zlepšení kontroly jakosti v souladu se správnou výrobní praxí GMP (Good Manufacturing Practice).

V současnosti vyrábí firma Krohne TDR hladinoměr Optiflex 3200, který je určen pro použití v technologických zařízeních s nejvyššími požadavky na hygienu. Tento přístroj nahrazuje od roku 2019 zde popisovaný TDR hladinoměr Optiflex 2200 v hygienickém provedení.

(KROHNE CZ, spol. s r. o.)

Obr. 1. Nádrže na přípravu injekčních roztoků mají objem 500 až 800 l

Obr. 2. Hladinoměr Optiflex na víku nádrže

Obr. 3. Údaj o poloze hladiny se zobrazuje místně a na dálku je přenášen prostřednictvím proudové smyčky 4 až 20 mA

¹⁾    3-A Sanitary Standard je soubor doporučení pro konstrukci sanitovatelných zařízení. Vznikl před sto lety v USA jako standard pro konstrukci zařízení v mlékárenském průmyslu. Nezávislá nezisková společnost 3-A Sanitary Standards, Inc., (3-A SSI) se věnuje podpoře bezpečnosti potravin prostřednictvím konstrukce hygienických zařízení. Sdružuje tři asociace: International Dairy Foods Association, Food Processing Suppliers Association a International Association for Food Protection. 3-A SSI dohlíží na program 3-A Symbol Authorization a poskytuje rozsáhlé zdroje znalostí na podporu školicích a vzdělávacích potřeb v rychle se měnícím potravinářském a farmaceutickém průmyslu.

      EHDG, European Hygienic & Design Group, je sdružení, které propojuje výrobce potravin, potravinářské podniky, výrobce zařízení pro potravinářství, univerzity, výzkumné ústavy a regulatorní orgány s cílem podporovat bezpečnost a kvalitu potravin. Sdružení bylo založeno v roce 1989 hrstkou evropských firem (např. Unilever nebo GEA Group), nyní má 750 členů na všech kontinentech. Vydává doporučení, dohlíží na vydávání certifikátů v autorizovaných zkušebnách, které zaručují shodu s požadavky potravinářského průmyslu, a věnuje se vzdělávání a školení.

      Oba potravinářské standardy, 3-A i EHDG, jsou přijímány i ve farmaceutickém průmyslu.