某医用冷藏箱验证分析与优化

2019-05-18闫坦坦

制冷 2019年4期

闫坦坦

（上海市建工设计研究总院有限公司，上海市 200235）

疫苗与药品是关系到国民健康的特殊商品，由于运输环境状况的复杂性，其在冷链运输中容易受到破坏［1，4］。药品冷藏箱在运输过程中面临许多风险因素［2］。及时对医用冷藏箱进行验证分析是确保疫苗、药品安全的前提。《药品经营质量管理规范》中明确提出，企业应对冷库、储运温湿度监测系统，以及冷藏运输等设施设备进行使用前验证、定期验证及停用时间超过规定时限的验证。

1 验证方法介绍

根据《药品冷链冷藏箱通用规范》的要求，药品冷链冷藏箱在使用过程中需要及时进行抽检验证其保温性能，为保证冷藏箱正常性能和及时避免药品失效事故提供支持［6］。验证过程，首先需要进行环境预处理，规范中要求［5］验证对象必须是处于正常存储的温度条件，并在满足温度要求的条件下进行药品和温度传感器的布置。其次安装温度传感器和放置蓄冷剂，要求将温度传感器分别安装在冷藏箱的中心、上下两侧及相邻的侧面位置，然后将满足实验要求的蓄冷剂放置在箱内的四周及顶部、底部位置，需要将蓄冷剂与药品用隔板隔开。然后进行封箱处理，将冷藏箱置于日常使用的环境状态中。最后通过设定连续测试时长，并实时记录温度数据的变化。

规范要求，在药品冷链冷藏箱的使用过程中，温度检测仪器更新一次测点温度的频率底线是1min/次，且温度记录时间间隔是5min。如果监测温度超出了其规定范围，系统要每间隔1 分钟记录一次实时数据。报警功能是整个冷藏箱保温性能试验过程中不可缺少的，当监测温度数据达到或者超出规定范围时，温度监测设备应至少通知三个人员。在测试完成后，整理测试过程中记录的数据进行验证分析。验证步骤见图1.1：

图1 .1 冷藏箱保温性能验证步骤

2 验证实施

2.1 前期准备条件

对待验证冷藏箱进行维护保养，保证正常测试前提下开展验证试验［3］。根据药品存储温度要求，把冰排降到相应的温度，保证在验证期间温度达到要求。为确保所测数据的准确性，所有的记录仪需要进行校准。

2.2 实际布点情况

根据现场冷藏箱型号情况，结合“冰排释冷原理”进行合理验证测试布点。

表2 .1 冷藏箱描述

根据验证方案图纸，实际布点情况如下：冷藏箱箱体内均匀性布点数量不得少于5个，第三层记录仪距箱顶5cm，第一层记录仪距箱底5cm，中层记录仪介于一层和三层之间，靠近壁面（冰排）的记录仪距箱壁（冰排）5cm。特殊点：箱外环境温度×1，原监测点×1。给分布点及对应的温度记录仪编号，确保每个点安放的记录仪一一对应，保证数据的准确性。此次验证使用的记录仪总数为9个。位置编号与记录仪编号的对应关系见表2.2：

表2 .2 冷藏箱记录仪编号与位置编号的对应关系

2.3 环境条件及测试流程

本验证的环境温度期为年度低温期：2018年12月27日12:16至2018年12月28日23:02，验证期间箱外环境温度值在1.3~16.5℃之间波动，对整个验证项目及时间流程如表2.3：

表2 .3 冷藏箱温度场验证项目（实际工况）

3 基础数据处理与分析

3.1 时间与时间点及温度场统计分析

为便于数据分析，本验证将每一个记录时间以时间点的方式进行记录，开箱测试的第一个时刻点即2018年12月27日12:16记为时间点1，第二个时刻点12:18记为时间点2，时间间隔2 min，依此类推计算时间点，开箱测试的时间点1至时间点6；保温测试的时间点23至时间点1044。

3.2 验证期间温度整体变化

图表处理：根据本验证原始记录数据和时间与时间点的对应关系，得出整个验证期间冷藏箱内各空间点温度时间曲线图如图3.1~3.3所示。从图中可以直观的看出，整个验证期间各空间验证点温度在各不同时间点的温度分布状况。

图3 .1 第一层（下层）温度记录点温度-时间曲线图

图3 .2 第二层（中层）温度记录点温度-时间曲线图

图3 .3 第三层（上层）温度记录点温度-时间曲线图

温度变化趋势分析：

由图3.1、图3.2和图3.3冰排控温期的温升和温降曲线可知，由于本次测试所使用的冰排表面温度2℃左右，放入冷藏箱后，进行开箱测试，箱内布点温度缓慢上升，10分钟后，盖上箱盖，继续验证，箱内布点温度缓慢上升至超温。第1个时间点开始开箱，箱内布点温度缓慢上升，到第6个时间点开箱结束。开箱结束后，第23个时间点开始保温测试，箱内布点温度缓慢上升至超温，到第1044个时间点保温测试结束。

4 验证项目分析与评价

4.1 验证分析冷藏箱日常温度监测点实际运行状况

4.1.1 项目分析：

根据原始验证数据计算得到的整个冷藏箱各验证点波动偏差值，通过图4.1~4.3比较得出各点平均温度与整个冷藏箱平均温度的偏差。（1~8#位置分别对应：上、中、下、前、后、左、右、原监测点）。

4.1.2 项目评价：

由图4.1可知，6#位置（即箱体左侧中心位置）附近是最佳低温敏感，1#位置（即箱体上层中心位置）附近是最佳高温敏感点，2#位置（即箱体中层中心点位置附近）和8#位置（即箱体原监测点位置附近）是最佳平均温度区。

图4 .1 箱体各位置点温度波动和标准偏差图

4.2 验证分析冷藏箱内蓄冷剂配备使用条件

配备使用条件：

冰排数量：冷藏箱内的蓄冷剂选用的是冰排，冰排共3块。冷藏箱内的蓄冷剂选用的是冰排，在正式使用前要做以下处理：首先将冰排置于-20℃的环境下预冷48小时，然后放入2~8℃冷库内平衡2小时，随着平衡时间推移，冰排温度将逐渐升高，表层温度首先上升、中心温度基本维持不变，即当冰排表层的温度升温达到2℃时，冰排内部的温度仍维持在-20℃左右，在冷库内将冰排置于冷藏箱内；冰排摆放：将预冷好的冰排置于冷藏箱中，上面1块，左右侧面各1块。

4.3 验证分析开箱作业工况对冷藏箱温度的影响

根据图4.2可知，开箱对整个箱体温度有一定的影响，在1时间点模拟冷藏箱开箱，至6时间点开箱测试结束，1#验证点位置（即箱体上层中心位置）受开箱因素影响最大，温度由3.7℃上升至3.8℃，故冷藏箱的开箱升温速度为4分钟之内升温0.1℃，升温速率为0.025℃/min，开箱时间为10分钟（开箱时箱内整体平均温度2.86℃，开箱结束时箱内整体平均温度为2.89℃，开箱测试期间箱外环境温度在14.9~16.5℃之间波动）。

图4 .2 开箱时箱体内温度变化图

4.4 验证分析冷藏箱保温性能

根据验证方案，自至2016年12月27日13:00至2016年12月28日23:02对冷藏箱进行保温性能验证。保温期间验证点温度曲线如图4.3。根据图4.3可知，保温测试期间，在1时间点模拟冷藏箱保温，在972时间点5#位置（即箱体后部点位置）最先超过8℃，温度由3.3℃上升至8.1℃。故在该验证条件下冷藏箱可以保温32小时22分钟,冷藏箱降温速率为0.148℃/h。（保温测试期间箱外环境温度在1.3~16.5℃之间波动）。