I METODI PER PRODURRE ACQUA PER INIETTABILI
I DUE METODI PRINCIPALI DI PRODUZIONE DI WFI
La via più sicura: il cambiamento di stato
Come concordato dalle principali farmacopee, l'acqua per iniettabili può essere prodotta attraverso la distillazione a vapore compresso o a multiplo effetto o attraverso il sistema di osmosi inversa con l’aggiunta di un'unità di ultrafiltrazione a valle. Nell'ambito di questi diversi metodi per la produzione di acqua per iniettabili (WFI), consideriamo più sicuri i metodi basati sulla distillazione, che comportano un cambiamento di stato.
La distillazione a multiplo effetto (MED) e la compressione del vapore (VCD) sono anche i due metodi principali riconosciuti dalla FDA e dal Ph.Eur. Entrambi sono metodi consolidati, che offrono vantaggi diversi a seconda dell'applicazione proposta, ma entrambi accomunati da un fattore fondamentale di sicurezza: il cambiamento dello stato d'acqua, garantito dal processo di evaporazione.
BRAM-COR impiega queste due diverse tecnologie in alcune versioni e con molte opzioni di pretrattamento dell'acqua per ottenere WFI, lo standard mondiale per le applicazioni farmaceutiche, i fluidi I.V. e le soluzioni parenterali.
Produzione di acqua per iniettabili tramite compressione del vapore
Il sistema di distillazione a vapore compresso è noto anche come termocompressione / ricompressione del vapore o compressione termica / meccanica del vapore. È una tecnologia simile ai sistemi di evaporazione utilizzati per la dissalazione dell'acqua ("compressione del vapore" è anche un termine comune nel settore della refrigerazione).
Inoltre, il sistema di distillazione VC può essere alimentato da vapore industriale o riscaldamento elettrico e richiede requisiti minimi di qualità dell'acqua di alimentazione a causa della minore temperatura di funzionamento.
Produzione di acqua per iniettabili tramite multiplo effetto
I distillatori a multiplo effetto (ME System) sono caratterizzati principalmente dal loro design a colonne multiple che ri-utilizzano l'energia del vapore attraverso il processo, necessitando di parti mobili minime, ma richiedendo acqua di raffreddamento per la distillazione finale del prodotto.
In caso di basse capacità richieste (poiché i sistemi MED assorbono molta energia e acqua di raffreddamento) è possibile ottenere anche WFI da distillatore a effetto singolo (BRAM-COR Mod. DPSG), che è sia un generatore di vapore puro sia distillatore.
Produzione di acqua per iniettabili a freddo
Come abbiamo già detto, non crediamo che il sistema di osmosi inversa sia il metodo più sicuro per produrre WFI, a meno che l'acqua di alimentazione sia di qualità veramente eccellente. Soprattutto, con la disponibilità di membrane tecnologicamente più avanzate, possiamo teoricamente produrre WFI "a freddo" aggiungendo un'unità di ultrafiltrazione a valle (le tecniche di pretrattamento, quali addolcimento dell'acqua, decalcificazione, pre-filtrazione, degassificazione, nanofiltrazione, elettro-deionizzazione, ozonizzazione, trattamento UV e microfiltrazione dovrebbero essere tutte considerate in relazione alla qualità dell'acqua di alimentazione).
Questo ci permette di produrre WFI a freddo in grado di soddisfare tutti i parametri richiesti (USP, Ph. Eur., JP,...).
Pertanto, Bram-Cor non ha problemi a progettare un impianto chiavi in mano per la produzione di WFI da osmosi inversa. Tuttavia, una volta in produzione, il sistema RO richiede, a differenza dei distillatori, un controllo continuo sull’efficienza, ovvero un monitoraggio dello stato di degradazione della membrana, prevenzione del biofilm e cariche microbiche, con periodica sanificazione e convalida.
Se non ci sono problemi a garantire questo monitoraggio costante, che deve riguardare anche i circuiti di distribuzione, il sistema di osmosi inversa può offrire un vantaggio reale, riducendo la domanda di energia.
Puoi anche leggere "Guideline on the quality of water for pharmaceutical use" da EMA (European Medicines Agency) (Fonte del sito: https://www.ema.europa.eu/en/homepage)
SISTEMI DI PRODUZIONE WFI A PARTIRE DALLA DISTILLAZIONE A VAPORE COMPRESSO
Il vantaggio di un'elevata efficienza
(costo ridotto in base alla quantità prodotta rispetto al MED)
Il Distillatore a vapore compresso di Bram-Cor - Mod. STMC - erroneamente chiamato termocompressore o ancora ricompressore termico, produce WFI, l'affidabile acqua compendiale distillata per applicazioni farmaceutiche.
Di conseguenza, molti prodotti beneficiano della WFI, come LVP o SVP (grande volume/ piccolo volume parenterale), qualsiasi prodotto iniettabile nonché mezzi di lavaggio e soluzioni speciali in cui:
- fattori di qualità (quali sterilità, eliminazione dei pirogeni e solventi clorurati a basso peso molecolare)
- fattori economici (bassi costi di gestione)
sono fondamentali per il successo del processo farmaceutico.
Il distillatore STMC può produrre distillato freddo o caldo con un enorme risparmio di costi energetici e senza bisogno di acqua di raffreddamento. I distillatori a vapore compresso STMC funzionano con riscaldamento elettrico (STMC EL) o con il riscaldamento del vapore dell'impianto (STMC ST) o anche come sistemi ibridi.
Gamma di capacità: da 20 a 20.000 lph con uno/più soffianti.
BRAM-COR STMC - Distillatore a vapore compresso - grafico di funzionamento
La progettazione, la costruzione e la documentazione del distillatore STMC sono in stretta conformità con le normative GMP e FDA, al fine di garantire una facile certificazione da parte delle autorità competenti.
In dettaglio:
- Il distillatore è realizzato in acciaio inossidabile certificato AISI 316L
- Qualsiasi parte interna a contatto con l'acqua di alimentazione, il vapore puro e il distillato, è lucidata a specchio
- Tutte le connessioni idrauliche sono sanitarie tri-clamp o collegamento a flangia
- Qualsiasi guarnizione è realizzata in PTFE / EPDM
- Tutte le saldature sono T.I.G
- Il vapore è compresso da una soffiante speciale
I vantaggi riconosciuti della tecnologia a vapore compresso
- Basso consumo energetico
- Nessuna necessità di acqua di raffreddamento per condensare il vapore puro
- Non c'è bisogno di acqua di alta qualità in ingresso (in alcuni casi anche l'acqua addolcita può alimentare il VC)
- WFI di altissima qualità grazie al forte processo di degassificazione
- Non è necessario pressurizzare l'acqua in ingresso
- Scarico WFI ad alta pressione (1 - 1,5 bar) senza pompa aggiuntiva
- Processo estremamente sicuro, senza rischio di contaminazione incrociata attraverso il vapore dell'impianto o l'acqua in ingresso
- Massima flessibilità in termini di capacità e temperature WFI
- Manutenzione ridotta
Produrre WFI: STMC con sistema di automazione SCADA
Note sull'evaporazione
Un compressore montato verticalmente farà evaporare l'acqua su una pellicola in caduta o su una sottile pellicola in salita per il vapore più secco, considerando che le unità a film di spruzzatura dirigeranno l'acqua sulla superficie orizzontale dei tubi di evaporazione per ottenere una superficie più bagnata. Poiché la separazione delle impurità dal vapore è effettuata da più di un processo meccanico (vs. azione centrifuga multi-effetto), un sistema di separazione secondaria è in atto.
Di solito, viene utilizzato un tampone smorzante ma un approccio più recente utilizza un deflettore simile a quelli trovati in alambicchi a effetti multipli per un design che è considerato più sterile in quanto completamente drenabile. Pertanto, una completa automazione assicura un facile funzionamento e un monitoraggio totale dei parametri critici, mediante strumenti in linea certificati e un'attenta politica di allarme.
La politica di accesso e i record possono essere gestiti in conformità con 21 CFR PART 11.
Note sul compressore
Un ulteriore miglioramento del VCD è stato il compressore multistadio BRAM-COR, che funziona a meno di 4000 giri al minuto, riducendo in modo significativo il livello di rumore operativo (inferiore a 65-70 dB) e la manutenzione. Un approccio standardizzato alla progettazione di guarnizioni meccaniche può anche ridurre i tempi di manutenzione tipicamente associati al loro passaggio, oltre a prevenire o ridurre al minimo le perdite su un periodo di funzionamento più lungo.
Il problema della rimozione dei gas non condensabili è di norma affrontato dai progetti di compressione del vapore precedendo il compressore con un deaeratore.
Di più su: Vapor Compression Distiller Operating system in questo sito
Scopri anche il sito secondario su STMC : vapor-compression-distiller.com
SISTEMI DI PRODUZIONE WFI A PARTIRE DALLA DISTILLAZIONE A MULTIPLO EFFETTO
Il vantaggio di ridurre le parti in movimento
I distillatori a multiplo effetto Bram-Cor , Mod. SMPT, sono progettati e fabbricati secondo le cGMP per produrre acqua compendiale per l'iniezione. Ogni unità contiene un certo numero di colonne di ebollizione (o effetti) con la prima colonna che produce vapore puro, che viene condensato e ridistillato nelle colonne successive per abbassare i costi. Il riscaldamento per l'evaporazione e il raffreddamento per i processi di condensazione sono effettuati da scambiatori a doppio fascio tubiero (DTS). La condensazione è ottenuta utilizzando la tecnologia a film sottile. Il processo si ripete in ogni colonna: più è grande la quantità di colonne, più basso è il consumo complessivo dell'unità.
Il numero di colonne non ha quindi alcun effetto sulla qualità o sulle prestazioni del sistema.
Nota sui preriscaldatori e sugli evaporatori
I preriscaldatori consentono al distillatore a multiplo effetto di funzionare in modo più efficiente in termini di consumo di vapore e acqua, ma non sono sempre di serie. È possibile installare un preriscaldatore a monte della prima colonna per ottenere un ulteriore vantaggio, oppure a monte di tutte le colonne per ottenere il massimo beneficio. Gli evaporatori possono essere posizionati all'interno o all'esterno della colonna.
Gli evaporatori sono sottoposti a pressioni e temperature variabili. In caso di guasto grave all'alambicco, molto probabilmente riguarderà l'evaporatore. Per questo motivo, il primo evaporatore dovrebbe avere un design a doppia piastra tubiera; durante il processo di definizione delle specifiche si dovrebbe decidere se tutti gli evaporatori debbano avere un design a doppia piastra tubiera, poiché questa non è una caratteristica standard per tutti i produttori.
La qualità della produzione Bram-Cor
Uno speciale separatore a labirinto, installato in cima ad ogni colonna, separa il vapore prodotto dal processo di evaporazione dalla sostanza trasportata nel vapore stesso. Il risultato è un vapore puro, "secco", privo di pirogeni, condensato in acqua per iniezione. La prima colonna dell'alambicco può essere utilizzata per produrre anche Clean Steam in alternativa o addirittura contemporaneamente. I contenitori a pressione sono progettati secondo la regolamentazione ASME e PED e le caratteristiche dell'attrezzatura:
- Scambiatori di calore a doppio fascio tubiero
- Superfici di contatto in acciaio inox AISI 316L lucidate a specchio e passivate
- Telaio, rivestimento e quadro di comando AISI 304
- Guarnizioni in PTFE
- Valvole pneumatiche con membrane in Teflon e corpo lucido AISI 316 L SS
- ASTM C-795 - isolamento conforme.
Capacità: da 50 a 15.000 lph con tre a dieci colonne.
Di più su: Multiple Effect Distiller Operating system in questo sito
Scopri anche il sito secondario su SMPT: www.multiple-effect-water-distiller.com
PRODUZIONE DI WFI DALLA DISTILLAZIONE A SINGOLO EFFETTO
Il vantaggio: sia un distillatore che un generatore di vapore puro
Il distillatore a singolo effetto di Bram-Cor Mod. DPSG è allo stesso tempo un distillatore ed un generatore di vapore puro. Il processo di produzione consiste nell’evaporazione di acqua PW seguita dalla separazione e dalla condensazione di vapore puro. Il vapore è purificato utilizzando la centrifuga e la separazione per gravità. Questo macchinario produce vapore secco e saturo da utilizzare come agente sterilizzante.
Naturalmente, il vapore puro, quando viene condensato attraverso un condensatore a doppio fascio tubiero, soddisfa i requisiti delle farmacopee internazionali per l'acqua per iniezione.
Il sistema può quindi fornire una produzione simultanea di vapore puro e acqua per iniezione.
Nota sul generatore di vapore puro
Il generatore di vapore puro BRAM-COR CPSG produce vapore secco e saturo: questo vapore, quando viene condensato, soddisfa i requisiti USP per l'acqua per iniezione (WFI). (vedi relevant page in questo sito).
Scopri anche il sito secondario su CPSG: pure-steam-generator.com
