储存系统及附属设施（笔记）
概述：
- 1%过氧乙酸和过氧化氢可去除生物膜，比热水杀菌（90℃循环120分钟）更好；
- 在较低温度下热水杀菌需要通过延长时间进行有效控菌
- 采用换热维持循环温度2~4℃ 细菌增殖少于开式系统，但仍然需要定期热水杀菌
- 采用定期热水消毒的系统，至少每隔12个月进行一次化学消毒去除生物膜
- 对痕量金属（Fe,Ni,Cr）敏感生物技术设施，通常采用塑料储罐，与超滤膜结合使用控菌，分配管路采用PVDF，设计维护得当可实现和不锈钢系统类似的微生物控制水平
储罐设计：
直径：直接影响成本，建议采用标准设备。定期热循环的储罐建议采用耐压-1.0bar~2.0bar.
注射用水储罐 -1.0~3.45bar。罐体周围的夹套需要耐更高压力（耐负压防止迅速冷却造成的真空罐体塌陷）
材质：建议316L，特定场合采用塑料。外部换热或护罩采用304L
热交换器：采用夹套加热分为罐体直部区和底部区，底部传热面积为20%~25%，可用于升温后的额温度维持。分区加热能更好的控制及节能
粗糙度：纯化水及分配管路内壁Ra=30~35 注射用水（采用电化学抛光）Ra=10~15 建议分配管路和储罐采用相同粗糙度（不同粗糙度，更粗糙的容易腐蚀）； 检测仪器：内窥镜、浸泡式探伤测试、表面光洁度仪（常用）、扫描电镜
顶部配件：特氟龙垫片首选 不建议接口直径小于1寸（热水杀菌喷淋死角）
喷淋球：保持水位上方罐壁湿润，避免干湿交替造成的腐蚀。消毒时保证水体上方罐体消毒温度。
应注意铁锈和腐蚀问题，如观察到铁锈和腐蚀可考虑代替材料（特氟龙）。
考虑用水点变化造成回水水流变化，建议采用插销式可拆卸更换。覆盖率有180°、270°、360°。制造时采用核黄素进行染色验证
臭氧消毒系统应采用浸入式安装，不应采用喷淋球。避免臭氧从水中逸出
仪表：
- 液位计：首选卫生接口的压力传感器（压差更好，适用于消毒时的热水箱或臭氧造成的气压变化）。位置位于直筒下部，焊缝以上150~300mm。不建议安装在底部（可能导致微生物积聚，有死角不拆除无法排空）
- 温度计：采用热电偶套管，安装在直筒下部套管应足够长保证在水流内。通常采用两套温度计（储罐或回收管路加热器出口+回水管路终点）温度最高与最低点控制温度不超过上下限。温度设定注意事项：卫生级离心泵效率低，部分热量传导。残留蒸汽带来的超高温
- 其他配件：对于需要经常排空的系统建议采用无死角排空阀。补充水建议采用三个阀门控制：补水阀、回流阀、排放阀。采用合适的但作用常开（常闭）型阀门
背压：对于循环流量1~2m3/h或者用水点少的系统可采用喷淋球或手动阀实现背压。大多数系统采用自动调节阀控制。控制阀因为气动常开型，具有安全性。背压阀处的压力传感器设定低报警值，防止用水点之间负压进入空气。传统隔膜阀容易汽蚀，不适用于背压，可选用旋塞角阀代替
爆破片：应采用符合爆破片（释放正压或负压），最小直径为3英寸，常规为4英寸（需要快速释放压力）。配置有验证其完整性的传感器。应注意对操作人员的防护（护栏或出口朝下）。对于注射用水储罐爆破片设计压力为罐体设计压力的50%（或蒸汽消毒时设计压力的75%），负压为381~508mm水柱对应的真空度。纯化水为设计压力50%,负压为381~508mm水柱对应的真空度
疏水过滤器：安装在水罐圆顶高点，不受其他管道影响（水流）。应考虑防止蒸汽在过滤器外壳冷凝需要加热，当采用蒸汽夹套时蒸汽压力应为13.8~34.5kPa（压力过高会导致过热使滤芯支撑材料熔化），实际应用中很难控制在低压。代替方案为采用电加热，但仍有因受热不均造成过热的问题，进而造成短路，不锈钢穿孔。当过滤器防止冷凝效果不佳时，往往等到爆破片的爆破才发现。
过滤器为单向过滤，过滤从外部进入储罐的空气中的细菌。空气中的（雾气、含油蒸汽，有机或无机蒸汽都不会被过滤除非以颗粒物形式存在。为去除改类微量杂质，可采用氮封系统。
为防止灰尘沉积，呼吸口应采用双弯头朝下。过滤器与罐体之间安装阀门往往带来隐患。如蒸汽冷凝积水，阀门误关等。
过滤器尺寸设计需要考虑泵最大抽吸能力及蒸汽瞬时冷凝等因素。设计过小往往会造成灾难性后果。（滤芯选型见p249）
电导率仪：循环回水管中的电导率检测点由于二氧化碳的溶入，产生碳酸氢根和水合氢离子，使电导率可能会超过限值（相关影响见表2-1）。储罐内的气体溶入可通过氮封来解决。
氮封系统：纯净水或注射用水储罐部分情况可能需要氮气（不推荐，可能引入新的杂质）。氮气来源应采用液氮或高纯氮气（有认证）并且通过滤芯过滤除菌
非金属储罐：用于化学消毒的系统建议采用无色聚丙烯材质，该材质无孔，表面光洁度类似不锈钢材质。采用高温杀菌时可采用PVDF材质，但可能存在氟离子释放问题尤其在使用初期。PVDF还存在价格过高，安装成本与不锈钢相当，需要更多支架以及热水杀菌时的变形问题。
操作和维护：若有时纯水系统细菌数、电导率、TOC监测仪表出现无法解释的峰值，建议在回水管路进行压力监测（未设置可以采用便携式，带连续信号输出），查看是否由用水点过量用水引起的。若是此原因，可以优先考虑放大管路或提高泵扬程。
- 必须定期对呼吸器滤芯进行完整性验证，周期可以为1个月，3个月或半年，实际根据消毒频率及运行情况制定。建议定期更换，一般为6个月一次，如果在非洁净区域更换周期应缩短
- 定期检查储罐内部及支撑件，包括红锈及氯化物点蚀情况
- 定期检查爆破片，建议6个月一次完整性检查，对于臭氧消毒系统建议每年更换一次爆破片，并清洁相关附件，并对电气系统进行报警测试
- 温度、液位等传感器校正周期不应超过一年
- 定期检查喷淋系统，建议6个月一次，确认喷淋球是否过度腐蚀，喷淋组件需定期更换，建议2~3年；
- 定期更换隔膜阀和卫生卡环的垫片，更换周期取决于热循环次数。隔膜阀隔膜更换频率为1~2年，卡环垫片为2~3年；
- 供回水分配管路及储罐大约2~3年需要重新钝化一次，对与个别系统钝化次数可能更频繁。
——《制药用水系统（设计、操作与验证）》（第二版）
