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离心机作为固、液相分离设备,是制药厂家的主要生产设备之一,广泛应用于制药工业中。如在生物制药中通常需要将细胞(菌体)、蛋白、酶、DNA、多肽等从发酵液中分离,这便需要通过离心机高速旋转产生离心力的作用;再如常规的血液分离、药品组分的提纯等也同样需要用到离心机。
离心机在制药生产过程中具有举足轻重的作用,但是制药行业需按照«药品生产质量管理规范»的GMP要求进行生产,其要求也包括针对制药机械、设备、仪器的相关要求。因此,离心机在设计、选型、安装等方面也应需要严格符合药品生产要求。
“在制药生产中,选型合适、易于清洗、消毒、便于生产操作、能防差错、减少污染等的离心机更受市场欢迎。”有行业人士表示。笔者获悉,为更好的推动我国离心机技术的发展,让离心机在制药工业生产中发挥越来越大的作用,近年来,我国离心机生产企业不断奋发前行,离心机技术取得了突飞猛进的进步。
但是在实际生产过程中,药厂应该如何正确选择离心机,其参数、转子等如何把握?药厂如何能选择正确的灭菌方法,怎样做才能使离心效果更好?为了更好地推动离心机在医药工业中的广泛应用,推进制药业发展,造福于人民,近期,作为离心机生产厂家,上海卢湘仪与大家共同分享了其在离心机专业方面的经验。
一、药厂如何正确选择离心机的主要参数
离心机是生物制药中不可或缺的设备,那么怎么样才能正确选择离心机?上海卢湘仪相关技术人员建议,选择离心机应注意以下几点:
1、大相对离心力的选择
药厂根据不同的工艺要求选择分离时所需的大相对离心力,生产厂家会将离心机的大相对离心力标注在说明书或者宣传资料上,大相对离心力用RCF表示,也叫分离因数,在离心过程中起主导作用。药厂在选型时有时候只注意转速而忽略分离因数,这个是误区,因为分离因数与转速的平方和旋转半径两者都有关系,如下面公式所示:
RCF:大相对离心力用×g表示为重力加速度的倍数;
n:转子的高转速,单位是r/min ;
r:转子的大离心半径,单位是cm;
g:重力加速度。
例举下图计算RCF:
上海卢湘仪离心机图1
2、转速的选择
选择好RCF后就可对应选择离心机转子的转速。
3、容量的选择
选择能满足RCF和转速时对应的容量,这些参数厂家都会在网站、彩页或说明书中提供,离心机可选配多个不同容量的转子,药厂可以根据需求筛选。 同时满足以上3点才能满足药厂的使用要求。
4、制冷或非制冷离心机的选择
药厂经常有人问:我不需要冷冻为何要选制冷离心机?这是因为高速旋转中的转子和锅腔内的空气摩擦而产生大量的热量,并且电机在高速运转中也会有热量产生,如果不选择制冷离心机,离心机运转后锅腔温度上升很快,高可达80度,会影响物料中所需的有效成份的活性,也影响离心机的使用寿命,所以制药用离心机请选择制冷离心机。
二、药厂如何正确的选择转子
转子是离心机重要组成部分,转子的种类包括角转子、水平转子和连续流转子。角转子离心半径小转速高,容量相对水平转子小,适合做细小颗粒的分离提取;水平转子适合做大颗粒的分离提取,相对角转子转速低,但容量比较大;连续流转子可实现量化和连续化生产,但含固量大时不适合,原因是装卸连续流转子和取沉淀物比较麻烦,用时比较长,要求操作人员经验丰富还要有一定的臂力,如果含固量超过10%不建议选择。
例1:分离蛋白选择高速冷冻离心机
转子:角转子 RCF=14400×g 转速=9000转/分 容量= 500ml×6
例2:动物内脏中提取酶时选择大容量冷冻离心机
转子:水平转子 RCF=6260×g 转速=4000转/分 容量= 2000ml×6
例3:离心收集细菌碎片时选择高速冷冻离心机
转子:连续流转子 RCF=28100×g 转速=16000转/分 容量= 2000ml×6
例4:离心大肠杆菌选择高速冷冻离心机
转子:角转子 RCF=11600×g 转速=7000转/分 容量= 1000ml×6
三、药厂如何正确的选择灭菌方法:
生物制药特别是疫苗的生产对工艺卫生要求非常严格,特别是GMP认证中的要求很高,离心机中和物料接触的除了连续流离心机转子外,其他的均与离心瓶接触,在高压灭菌时要选择湿热灭菌法,温度为121度,必须打开离心瓶的盖子进行灭菌,如果盖上盖子灭菌,离心瓶(材质为PP/PE/PC)在高温高压下会产生气体而发生变形无法使用。
四、药厂如何才能使离心效果佳
离心机购买好后,生产厂家都会上门安调,并培训操作人员,这个时候有些药厂还没有真正需要离心的物料,只是设备就位简单的调试,等到批次要离心时先阅读说明书,加深印象,选择正确的离心力和对应转速,选择离心时间,要按药厂的工艺选择,时间太长效率低,时间太短分离效果受影响,所以根据实际物料选择合适的离心时间。设定温度,在没特殊规定下药厂通常选择4度,设定升降速档位,在离心机安调中一般会选择升4,降5比较合适,但有些特殊的制药需要降速时间调节到慢档,也有要求在程序中特殊设计一个降速曲线,这种都需要在购买时提出,比如小牛的血清分离,如果正常降速那么在后刹车力的反作用下,就会将已经分离好的血浆和红细胞浑浊,这种就需要设计一套慢降速的离心程序,这样分离出来的效果才是较好的。
五、药厂如何编写URS文件中的技术要求部分
URS文件是药厂对采购需求进行规范化的文件,内容比较多包括商务、技术等内容,对应离心机主要技术部分包括以下内容和书写格式:
1)大相对离心力应不小于xxxx*g。
2)单次离心容量≥xxxx L 。
3)能有效维持离心腔内温度在xx-xx℃,温度波动度应小于xx℃,开启制冷半小时内,可达到xx-xx℃。
4)机器的安装、调试、运行、维护均需符合环保要求,运行噪音≤xx dB(A)。
5)离心机具有门盖开启与设备运行状态连锁控制功能,保证设备运行过程中离心机门盖不能打开。
6)设备有紧急停止控制开关,开关应设在易接触的位置。
7)应设有超温保护、超速保护、门盖保护、不平衡保护等报警装置。
8)离心杯材质应有耐磨、耐高温灭菌、耐受常用溶剂等性质。
9)设备的参数设置及运行应由显示屏进行控制,可进行转速设置或离心力设置,显示屏为中文界面,应能显示离心时的转速、离心力、温度、运行时间等参数。
10)各电气线路应均有标号,且位置明显,电气控制元件应有完整的产品铭牌及标识,以便于维护检修。
11)提供三年内备品备件清单和价格。
六、离心机的使用安全
离心机在高速下运行,即使操作上微小差错也可能引起离心机严重损坏,了解安全及注意事项和正确的操作,可避免操作人员受到伤害和离心机的使用性能受到影响。
1)实验开始前的检查工作包括:转子及其它附件是否正常、转子是否正确地安放在主轴上、转子体上的中心螺母或压头是否松动、离心瓶/离心管是否有变形或者是裂痕等。
2)离心瓶/离心管在天平上称重配平,调节所放离心物料的量,使装有离心物料的离心瓶/离心管的重量尽可能相等,不要超出所允许的大不平衡量,一般为2克,将离心瓶/离心管对称放置在转子内。
3)启动离心机之前,确定离心室内已清理干净,无杂物。
4)机器运转时,不要打开离心机门盖,更不要移动离心机,门盖上不能放任何物品,防止门盖自动打开时损坏门盖上物品。
5)离心结束后,速度慢慢下降,等转子完全停止转动后,才可以按停止键开启机盖,打开离心机门盖取出离心瓶/离心管,取出离心瓶/离心管时应小心,勿使已经沉淀的物质因震动而运动上升,发生混浊。
6)使用离心机时,若运转过程中屏幕出现故障报警,应立即停机或者切断电源;若离心机震动较大,则表眀仪器存在不平衡;若发现仪器内部有离心瓶/离心管破碎的声音,应立即停止使用并进行检查,再次使用之前,务必将碎片清理干净。
7)使用完毕后注意清洁,并切断电源。
七、离心机的保养
1)仪器每次使用完后,先取出转子,再用棉布对离心腔进行清洁、擦干。转子从离心腔取出后,应及时用中性洗涤液清洗,用干燥的棉布擦干,并存放在干燥通风处,不允许用非中性清洁剂擦洗转子,以防止化学腐蚀。
2)离心机较长时间不使用,要清洁离心内腔,在离心室内放入干燥剂吸收潮气,防止驱动轴生锈,在电机轴上涂少许润滑脂保护。
3)控制面板表面必须保持清洁,控制面板只能用干燥的软布清洁且不能碰水,防止水进入到控制电路板上烧坏控制电路板。
4)不能磕碰、损伤驱动轴锥面,转子装入前,要用软布将驱动轴及转子锥孔擦干净,并涂少许医用凡士林或其它润滑脂。
5)转子、离心试瓶或挂杯及其它工具不能放在离心机门盖、机头上,以防引起划伤、损坏。门盖和机箱外表面只能用软布和中性清洁剂擦拭,以防漆层脱落。禁止使用腐蚀性强的消毒液(如84消毒液)对离心机进行消毒。
以上是上海卢湘仪和制药厂家沟通过程中的一些心得体会,供大家参考。
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