對(duì)于制藥行業(yè)，GMP（Good Manufacturing Practice）是藥品生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)管理，保證產(chǎn)品質(zhì)量的一種科學(xué)、先進(jìn)的方法，是世界各國(guó)普遍采用的有效管理方式和國(guó)際上評(píng)價(jià)藥品質(zhì)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容。美國(guó)的21 CFR 210, 211部分、歐洲的EU GMP都有相關(guān)章節(jié)對(duì)制藥機(jī)械設(shè)備、管道的材料、表面粗糙度、設(shè)備管道的布置提出了要求。比如中國(guó)的GMP對(duì)于管道設(shè)計(jì)安裝要求有第32條：“與藥品直接接觸的設(shè)備表面應(yīng)光潔、平整、易清洗或消毒、耐腐蝕，不與藥品發(fā)生化學(xué)變化或吸附藥品”第34條“純化水、注射用水的制備、儲(chǔ)存和分配應(yīng)能防止微生物的滋生和污染、儲(chǔ)罐和輸送管道所用材料應(yīng)無毒、耐腐蝕。管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免死角、盲管”。GMP的相關(guān)章節(jié)對(duì)不銹鋼衛(wèi)生級(jí)管道（制藥設(shè)備）的選材和設(shè)計(jì)方法提出了一些原則要求。但就具體工程設(shè)計(jì)方法我們需要遵循其它一些標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)原則。

一、管道材料的選擇

（一）管道材料的選擇

GMP對(duì)管材選擇有較嚴(yán)格的要求，最重要的是不能與所接觸的藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

奧氏體不銹鋼無磁性、通過熱處理不會(huì)硬化、具有良好的焊接性能。

AISI 304/1.4301的碳含量小于0.07%，鉻含量為17%～19%，鎳含量為8.5%～10.5%，壁厚小于6mm的管道焊接不需焊后熱處理；但對(duì)于壁厚大于6mm的管道，需要較長(zhǎng)的焊接時(shí)間，AISI 304/1.4301由于焊接容易產(chǎn)生分子間腐蝕，所以需要使用AISI 304L/1.4306，它的碳含量小于0.03%，相比AISI 304/1.4301而言，具有更好的焊接性能以及無碳化物熔析（分子間腐蝕的原因）。

介質(zhì)中如含有鹵化物，會(huì)對(duì)管材造成孔狀腐蝕，含鉬的材料會(huì)比鉻鎳不銹鋼有更好的抵抗力。AISI 316/1.4401-1.4436，AISI 316L/1.4401-1.4435中由于鉬的成分的增加，耐腐蝕性能相比AISI 304/1.4301，AISI 304L/1.4306得到了明顯的提高。而AISI 316L/1.4401-1.4435比AISI 316/1.4401-1.4436含有更低的碳，其焊接性能又優(yōu)于后者。

因此無論從耐腐蝕性能還是焊接性能來看，AISI 316L/1.4401-1.4435奧氏體不銹鋼薄壁管無疑是輸送含氯離子無菌潔凈介質(zhì)的上佳選擇，也是FDA極力推薦使用的管材。

（二）衛(wèi)生管道管件尺寸標(biāo)準(zhǔn)的選擇

世界上衛(wèi)生管道有眾多標(biāo)準(zhǔn)：ISO/SMS（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)），ASME BPE/3A（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)生級(jí)規(guī)格），DIN 11850（德國(guó)規(guī)格協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)），IDF（國(guó)際酪農(nóng)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)），JIS G 3447-1994（日本不銹鋼衛(wèi)生級(jí)管標(biāo)準(zhǔn)）。選用什么樣的標(biāo)準(zhǔn)要符合建設(shè)單位（業(yè)主）的要求，一般歐洲的企業(yè)使用DIN標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)企業(yè)使用ASME BPE標(biāo)準(zhǔn)。有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格不全，可能會(huì)出現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)混用的情況。    

這就需要在項(xiàng)目初期完成管道等級(jí)表（Piping Class），其中規(guī)定各個(gè)公稱直徑下，所選用的管道、管件、閥門、管接頭、卡箍的標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)、材料等。

ASME BPE標(biāo)準(zhǔn)尺寸比較完全，目前制藥工程上應(yīng)用得較為廣泛，做配套產(chǎn)品的供應(yīng)商也較多。目前ASME BPE在行業(yè)中的接受度和使用率在逐步穩(wěn)定地增長(zhǎng)。因?yàn)樽袷卦摌?biāo)準(zhǔn)是非強(qiáng)制性的，目前大多數(shù)設(shè)備廠商把該標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)提升產(chǎn)品聲譽(yù)的舉措——證明它們的產(chǎn)品和/或服務(wù)是符合標(biāo)準(zhǔn)的。ASME BPE闡述了與設(shè)計(jì)要求相關(guān)的問題：無菌系統(tǒng)、元件尺寸、材料接合、產(chǎn)品接觸表面光潔度、設(shè)備密封件、聚合物基礎(chǔ)材料和基礎(chǔ)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。因此工程公司常常借助于ASME BPE這樣的標(biāo)準(zhǔn)來保證設(shè)計(jì)采購(gòu)施工階段的行為符合GMP規(guī)范的要求，以便保證健康及個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的生產(chǎn)商所使用的設(shè)備能夠安全地運(yùn)行，以確保通過政府機(jī)構(gòu)(例如FDA、SFDA)的監(jiān)管。

二、設(shè)計(jì)原則

（一）表面光潔度

與介質(zhì)接觸的管道表面必須平整，能夠有效地清潔，降低細(xì)菌的生長(zhǎng)及其它污染物的風(fēng)險(xiǎn)。管道、管件、儀表等與介質(zhì)接觸的表面的粗糙度需Ra≤1.0μm 。

（二）死角、液袋

必須消除管道中的死角以降低細(xì)菌滋生污染產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。管道設(shè)計(jì)時(shí)盡可能的避免液袋，當(dāng)無法避免時(shí)液袋應(yīng)盡量小。

可以接受的準(zhǔn)則1：從主管的外表面量起的支管長(zhǎng)度必須小于等于3倍的支管外徑。

L≤3d：

可以接受的準(zhǔn)則2：支管長(zhǎng)度加主管半徑必須小于等于6倍的支管外徑。

L+D/2≤6d：

可以接受的準(zhǔn)則3：對(duì)于≤DN10的隔膜閥，支管越短越好（不必考慮準(zhǔn)則1，2）。

（三）管道可放凈

管道系統(tǒng)的安裝必須允許在清洗、維修時(shí)能夠完全放凈。管道必須有坡度，組件、儀表必須可以自放凈（self-draining），在系統(tǒng)最低點(diǎn)需要考慮放凈，比如放凈閥、可拆卸的卡箍等。短管適宜設(shè)置2%的坡度，而較長(zhǎng)的管道設(shè)置1%的坡度。只有在特殊情況下5‰的坡度才能被接受。管道坡向排放點(diǎn)必須有不少于5‰的坡度。罐和其它工藝設(shè)備、儀表和組件的設(shè)計(jì)與安裝也必須滿足可以放凈的要求。

（四）管道清洗的要求

在制藥行業(yè)中，接觸產(chǎn)品的設(shè)備和管道必須定時(shí)進(jìn)行清洗。CIP（Clean-in-place）是指在線清洗，整個(gè)過程在不拆卸生產(chǎn)設(shè)備的條件下，用清洗液對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗和消毒，而清洗液形成一個(gè)循環(huán)的過程。這種過程通常是自動(dòng)的，并且被一特定的程序所控制。實(shí)現(xiàn)CIP過程一般需要以下幾個(gè)方面：較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，并且與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相分離；利用閥門控制清洗液；在設(shè)計(jì)工廠時(shí)需要考慮到所有接觸過產(chǎn)品的設(shè)備都需要同時(shí)經(jīng)常被清洗，而且必須保證清洗液有一定的流速?gòu)亩_保清洗的可靠性；所有需要接觸產(chǎn)品和清洗液的設(shè)備和管道需要采用抗腐蝕的材料；CIP清洗的過程通常需要形成循環(huán)。

用來清洗設(shè)備的溶液通常使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，如NaOH，H3PO4，HNO3等，腐蝕性較強(qiáng)，而清洗液的溫度也較高，通常會(huì)在80℃以上。

（五）隔膜閥排空角度

當(dāng)隔膜閥安裝在水平管道上時(shí)，不同制造廠生產(chǎn)的不同標(biāo)準(zhǔn)和不同公稱直徑的隔膜閥，其排空角度是不同的。設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該考慮這個(gè)角度對(duì)空間的影響。 

六）排放距離（Air Break）

根據(jù)FDA 21 CFR，211部分211.48.b的要求：“連接至地溝的放凈管道需要有足夠大的尺寸，離地面需要有足夠的距離或者安裝一個(gè)機(jī)械裝置，以防止廢水的反虹吸?！?/span>

三、結(jié)語(yǔ)

正確選取管道材料，嚴(yán)格按照潔凈設(shè)備、管道的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，能夠有效減少后續(xù)的安裝、驗(yàn)證、生產(chǎn)中產(chǎn)生的不必要的麻煩，有效降低生產(chǎn)中有害微生物及污染物的生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，保證生產(chǎn)過程更加健康、安全。