Como são produzidos os biorreatores? Padrões de fabricação, acabamento de superfície e validação

Como são produzidos os biorreatores?

Respondendo à questão central:Como é produzido um biorreator, e em que se diferencia da construção de um recipiente de pressão comum?Um biorreator é construído com os mesmos códigos de pressão que qualquer recipiente, mas a produção adiciona uma camada asséptica de requisitos que regem cada superfície de contato do produto.As soldas de contato de produtos são feitas por soldadura orbital automática em vez de processos manuais, com depuração por argão para limitar a oxidação das zonas afectadas pelo calor a uma cor de palha ou azul claro.As ligações de ramificação têm uma proporção L/D da perna morta igual ou inferior a 2O resultado é verificado por um teste hidrotest a 1,3 vezes a pressão de projecto, uma retenção estéril a 121°C e um pacote de documentação de validação que suporta a DQ.,QI, OQ e PQ.

1Requisitos de conceção asséptica durante a produção

Três requisitos separam a produção de biorreatores da fabricação geral de recipientes e todos os três devem ser projetados em vez de inspecionados depois:

• Soldadura e depuração higiênicas:As juntas de tubos e tubos de contato do produto são feitas com soldagem automática de arco de tungstênio a gás orbital usando um procedimento qualificado que fixa corrente, frequência de pulso, velocidade de viagem e gás de blindagem.A soldadura é purgada com argônio no interior a 5-15 L/min para que a conta interna permaneça brilhanteA oxidação que progride de palha através do azul para cinza indica aumento do teor de oxigénio e redução da resistência à corrosão.Os critérios de aceitação exigem tipicamente uma convexidade interna do grão inferior a 10% da espessura da parede, sem concavidade, sem rachaduras ou falta de fusão e penetração total confirmada por exame boroscópico com uma ampliação igual ou superior a 10x.
• Finalização e limpeza da superfície:A ASME-BPE define os graus de acabamento de superfície de SF0 a SF6.4 μm ou menosO eletropolimento é uma dissolução eletroquímica controlada que remove 5-20 μm de material, eliminando a camada esmaltada e o abrasivo incorporado do polir mecânico.Porque a validação da limpeza depende da remoção repetida do solo, o acabamento deve ser verificado por leituras do profilómetro em locais definidos e não por comparação visual com um cupão padrão.
• Drainabilidade e controlo da perna morta:Um recipiente asséptico deve ser completamente drenado e não deve conter bolsas onde o produto estagne entre os lotes.A produção especifica, portanto, uma inclinação mínima de 1-3 graus no fundo do recipiente em direção à saída, orientações do bico de auto-drenagem, tees diafragma-válvula com uma proporção L/D da perna morta igual ou inferior a 2 e vedações zero-estáticas em todas as ligações do produto.Ferramentas de fixação roscadas, e juntas de tornozelo na zona do produto, razão pela qual os acessórios sanitários, como as ligações tri-clamp e as uniões assépticas, substituem as juntas de flange e rosca ao longo do caminho do produto.

2- Pacote de verificação, ensaios e validação

A produção termina com uma sequência de verificações que produzem as provas exigidas pelos reguladores e clientes.

• Teste de pressão e esterilidade:Após a fabricação, o recipiente é hidrotestado a uma pressão 1,3 vezes superior à de projeto, utilizando água com teor de cloreto inferior a 50 ppm, mantida durante 30 a 60 minutos, depois drenada e seca para evitar a formação de buracos de cloreto.Segue-se um ensaio de retenção estéril: o recipiente fechado é cozido a vapor a 121 °C durante 30 minutos e mantido sob pressão positiva, enquanto todas as superfícies de contacto com o produto são monitorizadas,que confirme que o recipiente mantém a uniformidade da temperatura dentro de ± 1 °C em todos os locais do termocouple e mantém a pressão sem perda durante o período de retençãoAs vedações dos agitadores são testadas separadamente, e os filtros de gás estéreis são testados por fluxo ou ponto de bolha.
• Documentos a entregar:O pacote de validação começa com provas de qualificação do projeto: desenhos, P&ID, certificados de materiais de acordo com a norma EN 10204 3.1, relatórios de acabamento da superfície e documentação de solda com identificação do soldador e referências de procedimento.Certificados de calibração dos instrumentos com base nas normas nacionaisA qualificação operacional demonstra que cada função de controlo desempenha todas as suas funções, incluindo a velocidade do agitador,precisão do controlo da temperaturaO fabricante deve fornecer tudo isto num formato que o proprietário possa incorporar directamente no seu plano director de validação.
• Verificação da limpeza e da rotatividade:Antes da expedição, o recipiente é limpo, passivado e protegido, sendo as superfícies internas enxaguadas até um nível de cloreto inferior a 25 ppm e secadas com ar filtrado.A cobertura CIP é verificada pulverizando as superfícies internas com uma solução de riboflavina, executando o ciclo de limpeza padrão e inspeccionando sob luz ultravioleta para fluorescência residual, que indica áreas sombreadas que a limpeza não pode alcançar.Qualquer resíduo fluorescente requer reposicionamento do dispositivo de pulverização ou cobertura adicional de pulverização.O recipiente é então selado, rotulado e enviado com um dessecante e cobertor de nitrogênio positivo para preservar a condição final.

Graus de acabamento de superfície ASME-BPE na produção de biorreatores

Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre fabricar um fermentador e fabricar um biorreator?

R: Mecanicamente são recipientes muito semelhantes; a diferença reside nos critérios de aceitação aplicados às superfícies de contacto com o produto.Um biorreator para serviços farmacêuticos ou alimentares de alta pureza requer soldagem orbital automática com purgação interna de argônio e inspeção boroscópica de cada soldagem interna, superfícies eletropolidas a Ra 0,4 μm ou menos, válvulas de diafragma com proporções de pernas mortas de 2 ou menos, fundos inclinados e totalmente drenáveis, e um pacote de documentação formal de apoio DQ, IQ, OQ,e PQ- um fermentador industrial de etanol ou de águas residuais construído segundo o mesmo código de pressão pode utilizar soldas manuais, um acabamento de moagem ou polido mecanicamente e um relatório de dados padrão do fabricante,que reduz substancialmente o custo de fabrico.

P: Por que as soldas orbitais devem ser inspeccionadas com um boroscópio?

R: Porque os atributos de qualidade críticos de uma solda asséptica estão no interior do tubo, onde não podem ser vistos de fora e onde o acabamento da superfície, oxidação,e geometria de penetração determinam tanto a limpeza quanto a resistência à corrosãoUm boroscópio com uma ampliação de 10x ou superior revela penetração incompleta, concavidade, desalinhamento, inclusões de tungstênio,e descoloração da zona afectada pelo calor, variando de palha aceitável através de azul marginal a cinza ou preto rejeitávelEstes defeitos são invisíveis em radiografia a espessuras de parede típicas e não podem ser detectados por ensaios de pressão, pelo que o exame boroscópico é o único método prático de verificação.

P: Como é medida e documentada a rugosidade da superfície?

A: A rugosidade é medida com um profilómetro de contacto utilizando um lápis de diamante com um raio de ponta de 2 μm, segundo a norma ISO 4287 ou ASME B46.1, com o valor de Ra calculado em média ao longo de um comprimento de avaliação definido e normalmente relatado como a média de pelo menos três leituras por local.As medições são efectuadas em áreas representativas, incluindo as soldas.O relatório registra a data de calibração do instrumento, o comprimento de corte, o comprimento de avaliação, o comprimento de ensaio e o comprimento de ensaio.e os valores medidos em relação ao grau SF especificado, e faz parte da prova de qualificação do projeto no pacote de validação.

P: Os biorreatores construídos fora da Europa ou da América do Norte cumprem os mesmos padrões?

R: Sim, quando o comprador especifica o código e verifica a conformidade.à EN 13445 com marcação CE nos termos da Diretiva 2014/68/UE relativa aos equipamentos sob pressão, e aos requisitos de higiene ASME-BPE, e fornecem certificados de materiais EN 10204 3.1, procedimentos de soldagem qualificados para ASME IX e relatórios de inspecção de terceiros.O controlo crítico é a verificação independenteO comprador deve contratar uma agência de inspecção externa para testemunhar o teste hidrotest, rever o mapa de soldagem e os registos NDT e confirmar as medições do acabamento da superfície antes da libertação para transporte.

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