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北廣精儀起泡點/過完整性濾器測試儀BQS-2600

北廣精儀起泡點/過完整性濾器測試儀BQS-2600

產品簡介:

在藥品生產、生物制品、無菌制劑以及高純水系統等對無菌條件有嚴格要求的領域中,過濾器的完整性是保障最終產品安全、有效、無污染的關鍵環節。

產品分類:

儀器儀表 分析測試儀表 測量儀器

品牌:

北廣精儀

產品介紹

在藥品生產、生物制品、無菌制劑以及高純水系統等對無菌條件有嚴格要求的領域中,過濾器的完整性是保障最終產品安全、有效、無污染的關鍵環節。過濾器完整性測試儀,作為這一環節的核心驗證設備,其重要性不言而喻。它通過一系列非破壞性的物理測試方法,在不影響過濾器使用性能的前提下,快速、準確地評估濾芯或過濾系統的完整性,確保其孔徑截留能力符合規定標準。本文將深入探討完整性測試的核心方法原理,并詳細介紹北京北廣精儀儀器有限公司研發的BQS-2600過濾器完整性測試儀,解析其如何將先進原理轉化為穩定、可靠且符合法規要求的工業應用。

第一部分:完整性測試的核心方法及原理深度解析

完整性測試儀的測試原理基于多種物理學方法,旨在通過可量化的參數(如壓力、流量)來間接評估過濾介質(濾膜)的孔徑特性及系統的密封性。其核心在于建立非破壞性測試參數(如泡點壓力、擴散流值)與破壞性測試結果(如細菌截留率)之間的有效關聯。主要測試方法包括以下幾種:
1. 泡點測試
泡點測試是歷史最悠久、概念最直觀的完整性測試方法。其原理是:當疏水性或親水性濾膜被適當的液體(如純水、酒精等潤濕液)完全浸濕后,膜孔會被液體充滿。此時,在濾膜的上游(高壓側)緩慢施加氣體壓力(如潔凈壓縮空氣或氮氣)。起初,由于液體表面張力和毛細管壓力的作用,氣體無法穿透膜孔。隨著壓力持續升高,當施加的氣體壓力足以克服膜孔內液體在孔道中的毛細管壓力時,液體將被氣體從最大的孔道中排出,氣體首次以連續氣泡的形式在濾膜的下游(低壓側)被觀測到。這個臨界壓力值即為“起泡點壓力”。
  • 物理意義:起泡點壓力與濾膜的最大孔徑直接相關。根據楊-拉普拉斯方程,在特定潤濕液和測試溫度下,泡點壓力與孔徑成反比。因此,測得的泡點壓力越高,表明濾膜的最大孔徑越小。合格的濾芯,其測試泡點值必須高于其標定的最小泡點值,從而證明其最大孔徑在可接受范圍內,具備截留特定尺寸微生物或顆粒的能力。

  • 測試變體:除了最基本的起泡點測試,實踐中還有“基本泡點測試”和“增強泡點測試”。增強泡點測試通常指在達到初始泡點后,繼續升高壓力,觀察并記錄下游出現大量、連續氣泡(全泡點或群泡點)時的壓力,這有助于評估濾膜的孔徑分布情況。

2. 擴散流/前進流測試
在實際操作中,當施加的氣體壓力低于起泡點壓力時,氣體并不會以氣泡形式整體穿透濕潤的膜孔,但氣體分子會溶解在孔道內的潤濕液中,并從高壓側向低壓側擴散。這種現象產生的氣體流量稱為“擴散流”。
  • 物理意義:擴散流量與濾膜的總開孔面積、厚度以及氣體的溶解度和擴散系數有關。在低于泡點的壓力下,擴散流測試能夠更靈敏地反映濾膜的整體完整性,包括是否存在針孔、裂縫,或由于安裝不當引起的密封泄漏。由于擴散流值與細菌挑戰試驗的通過率存在良好的相關性,它常被用作過濾器放行的核心判據。通過監測恒定壓力下的氣體擴散流量,可以綜合判斷過濾器的性能。

3. 壓力衰減測試
壓力衰減測試是擴散流測試的另一種表現形式,常用于無菌罐呼吸器等在線測試場景。其原理是:在封閉的過濾器上游體積內加壓至一個低于泡點的測試壓力,然后關閉進氣閥,保持系統密封。在一段設定的保壓時間內,由于氣體通過濕潤膜孔的擴散以及可能存在的系統泄漏,上游壓力會逐漸下降。
  • 物理意義:通過高精度傳感器監測并計算單位時間內的壓力衰減值,可以推算出等效的擴散流量。此方法對系統的密封性(如O型圈、連接處)和濾膜本身的完整性都極為敏感。一個超過規定限值的壓力衰減率,預示著過濾器可能存在完整性缺陷。

4. 水侵入測試
水侵入測試是專門為疏水性氣體過濾器(如罐體呼吸器、無菌貯罐通氣口過濾器)設計的非破壞性測試方法。傳統方法測試疏水膜需要使用醇類等有機溶劑進行預潤濕,存在殘留風險。WIT則使用高表面張力的純水作為測試介質。
  • 物理意義:測試時,在干燥的疏水膜一側充滿水,另一側加壓氣體。在特定壓力下,水無法自發侵入疏水膜孔。逐步升高壓力,當壓力達到某一臨界值時,水會開始侵入膜孔。通過監測在恒定高壓下水通過膜孔的侵入速率(流量)或壓力衰減情況,可以判斷疏水性濾膜的完整性。這種方法避免了有機溶劑的使用,測試后無需干燥,可直接進行蒸汽滅菌,簡化了流程并提高了安全性。

完整性測試的意義與應用場景總結
這些測試方法共同構成了一個完整的過濾器驗證體系。泡點測試用于驗證最大孔徑,擴散流/壓力衰減測試用于評估整體完整性并與細菌截留關聯,水侵入測試則為疏水膜提供了安全的在線測試方案。它們被廣泛應用于以下關鍵環節:
  • 過濾器出廠檢驗:制造商對每支濾芯進行的100%完整性測試。

  • 使用前確認:在過濾系統安裝、滅菌后,使用前進行的測試,確保安裝正確、無損壞。

  • 使用后驗證:在完成一批次產品過濾后進行的測試,證明過濾過程是有效的,過濾器在過程中保持完整。

  • 周期性再驗證:對在線使用的過濾器(如儲罐呼吸器)進行定期測試,確保持續有效。

第二部分:BQS-2600過濾器完整性測試儀——專業原理的工業級實現

北京北廣精儀儀器有限公司自主研發生產的BQS-2600過濾器完整性測試儀,正是上述核心測試原理的集大成者與高效實現平臺。該產品融合了前沿的檢測技術、智能化的控制方案與嚴格的法規遵從性設計,旨在為用戶提供高精度、高效率、高可靠性的完整性測試解決方案。
BQS-2600產品概述
BQS-2600是一款功能全面的過濾器完整性測試設備,其設計滿足藥品生產質量管理規范(GMP)及相關行業標準的要求。該儀器能夠支持包括手動泡點、基本泡點、增強泡點、保壓測試(壓力衰減)、擴散流測試、水侵入測試以及超濾膜包測試在內的所有主流完整性測試方法。其研發嚴格參照了行業規范,具備完善的儀器權限管理、操作審計追蹤和數據電子簽名功能,并可搭配專用的數據庫專家管理系統,實現對測試數據的全面、規范、安全管理。
BQS-2600儀器核心特點詳述
  1. 全功能測試平臺:BQS-2600集成了當前業界關于過濾器完整性驗證的所有標準測試方法,一臺儀器即可應對從親水膜到疏水膜,從囊式過濾器到大型多芯濾筒,從液體除菌過濾到氣體過濾的各種測試需求,顯著提升了設備的通用性與使用價值。

  2. 穩定高效的系統內核:儀器采用自主優化的Linux操作系統。Linux系統以其出色的穩定性、安全性和開源特性著稱,為儀器的長期穩定運行和底層算法優化提供了堅實的基礎平臺,有效避免了通用操作系統可能存在的兼容性及穩定性風險。

  3. 智能算法與快速測試:通過對測試流程和壓力控制算法的深度優化,BQS-2600在保證測試精度的前提下,顯著縮短了從測試開始到生成結果的總耗時。優化的進氣控制單元確保了壓力施加的平穩與快速,使擴散流-壓力曲線的采集更為準確高效。

  4. 人性化交互設計:配備10英寸高清晰度真彩色觸摸顯示屏,圖形化操作界面直觀友好。結合中英文雙語界面,使得不同用戶群體的操作人員均能快速上手。測試方案選擇、參數設置、結果查看與報告打印等操作流程簡潔明了。

  5. 完備的合規性設計
    • 權限與電子簽名:支持多達1000個用戶賬號及四級權限管理。系統管理員可為不同角色(如操作員、工程師、QA審核員)分配定制化的操作權限,確保關鍵操作(如參數修改、結果放行)的受控。所有關鍵操作支持電子簽名,符合GMP與FDA 21 CFR Part 11關于電子記錄與電子簽名的法規要求。

    • 審計追蹤:內置詳盡的審計追蹤功能,自動、不可篡改地記錄所有與測試、校準、配置更改相關的關鍵操作事件(如登錄登出、測試開始/結束、參數修改、結果刪除等),確保數據的完整性與可追溯性,審計日志可存儲超過5年。

    • 數據完整性保障:支持通過USB接口導出數據,導出的內容不僅包括最終的測試報告,更包含完整的測試過程源數據(如原始壓力-時間曲線、流量數據)以及儀器配置數據。這種“原始數據”級別的導出能力,為數據完整性和可能的審計檢查提供了堅實支持。

  6. 強大的擴展與連接能力
    • 方案與接口:儀器可預存高達1000組測試方案,輕松管理不同產品、不同規格濾芯的測試參數。提供豐富的標準數據接口(RS232, USB),并可根據客戶需求定制擴展多種工業總線接口(如Profibus, Modbus, 以太網等)和模擬量I/O端口,便于無縫集成到工廠的分布式控制系統制造執行系統中,實現全自動的在線滅菌與完整性測試流程。

    • 無線連接:支持無線通訊功能,增加設備部署的靈活性,便于在特定潔凈區環境下的移動使用或數據無線傳輸。

  7. 堅固可靠的結構與工藝
    • 環境適應性:儀器結構經過優化設計,正面防護等級達到IP65,能夠有效防止粉塵侵入和來自各方向低壓水流的噴射,適應藥品生產車間等復雜環境。氣路連接采用快速接頭(如可選Staubli接頭),連接可靠,操作便捷,避免管路誤接。

    • 長距離測試能力:得益于高精度傳感器和先進的補償算法,儀器的測試氣路允許延長至100米,而不會對上游體積計算和最終測試結果產生可觀察的影響。這使得BQS-2600能夠輕松應對大型過濾系統或設備布局復雜的現場測試條件。

    • 內置打印:集成熱敏打印機,打印過程無粉塵、無油墨污染風險,適用于潔凈區域。熱敏打印字跡在合適的保存條件下可保持清晰十年以上,滿足記錄長期保存的要求。

  8. 專業的支持與服務:北京北廣精儀儀器有限公司擁有自主的研發與技術團隊,不僅確保儀器的高質量與穩定供應,更能根據客戶的特定應用場景和工藝流程,提供定制化的測試方案設計與技術支持。其豐富的現場經驗,能夠協助客戶解決過濾系統配置、驗證方案實施等實際問題。

  9. 認證與標準:本儀器已通過歐盟CE認證,標志著其設計符合歐盟相關的安全、健康與環保標準,具備進入國際市場的資質。

第三部分:BQS-2600過濾器完整性測試儀性能參數表

電源要求/功率

100–240 VAC, 50HZ, 120W  備用電池(選配);

操作壓力

100-10000 mbar (150psi) ;

單位

Mbar ,kpa, psi, kgf/cm2;

操作條件

環境溫度:+5℃ ~ +40℃;相對濕度:10-80%;

外型尺寸(mm)

240(寬) x320(深)x 400(高)

測試功能

手動泡點測試;基本泡點測試;增強泡點測試; 保壓測試;擴散流測試;水浸入測試;超濾膜包測試;

測試精度

凈體積測試:± 4%;氣泡點:± 50mbar ;擴散流:± 4% ;水浸入法:± 0.02ml;

測試范圍

泡點:100-8000mbar ;擴散流速:1-1000ml/min ;水浸入:0.01-100ml/min;

適用范圍

對稱及非對稱膜測試、針式過濾器、囊式過濾器、平板過濾器、筒式過濾器(12芯20英寸以內)、超濾膜包、超濾柱、各種不規則過濾器;

審計追蹤

多項事件日志、可導出不可修改;存儲≥5年

權限管理

用戶名密碼登錄,4級權限,滿足FDA 21CFR PART 11要求;

預存方案/用戶數量

1000組;

操作系統

Linux 系統;

操作界面

采用中英文雙語操作界面;

防塵防濺級別

正面IP65;

打印功能

自帶內置微型打印機,聯機PC;

歷史記錄/備份

儲存30萬條記錄;支持U盤導出數據(包括測試曲線);

顯示屏

高清晰度10"彩色觸摸屏;

串口連接方式

RS232串口,USB接口;支持無線連接;

使用方式

在線/離線;

適用環境

D級以上;

重量

10KG;

信號輸出

(4-20)mA、RS485、12V報警輸出(選配);

第四部分:實際操作考量與測試優化建議

在實際應用BQS-2600或同類完整性測試儀時,為了獲得可靠、可重復的測試結果,操作人員需關注以下幾個核心要素:
1. 濾膜的充分潤濕
潤濕是泡點、擴散流和壓力衰減測試成功的基礎。必須確保選用的潤濕液體(如注射用水、純水、酒精/水混合液)能夠完全、無死角地浸潤濾膜的所有孔道。親水性膜通常用水系液體潤濕,疏水性膜則需使用低表面張力的溶液(如60%異丙醇/40%水)。潤濕后需有足夠的靜置時間,并可能需要進行上游加壓、下游排液的操作,以排除膜孔內的空氣,確保潤濕完全。不完全潤濕將導致泡點值異常升高或擴散流值異常降低。
2. 上游體積的準確測定與輸入
上游體積(即從儀器測試閥出口到濾芯之間的所有管路、腔體的氣體容積)是計算擴散流值和進行壓力衰減測試的關鍵參數。BQS-2600支持氣路延長至100米,但其算法依賴準確的上游體積值。此值通常需要通過“凈體積測試”功能(儀器向已知體積的基準容器內加壓并計算)來實際測定,或通過測量管路尺寸進行理論計算后輸入儀器。不準確的上游體積會導致擴散流/壓力衰減結果的計算錯誤。
3. 系統泄漏檢查
在開始正式的過濾器完整性測試前,必須進行系統泄漏檢查。這通常在連接好濾芯、潤濕完成后進行。操作是:封閉過濾器下游,對上游施加一個低于泡點的測試壓力并保壓,觀察壓力是否穩定。如果壓力持續下降,表明測試系統(管路、接頭、濾器密封圈等)存在泄漏,需排除泄漏后方可進行測試,否則泄漏會被誤判為濾膜的擴散流。
4. 測試參數的合理設置
BQS-2600允許預存大量測試方案。每個方案中,針對不同類型的濾芯,需要準確設置其標稱的“最小泡點值”或“最大擴散流/壓力衰減值”作為合格/不合格的判斷標準。此外,還需要設置合適的測試壓力、穩定時間、測試時間等。這些參數應基于濾芯制造商提供的驗證指南或企業內部經過驗證的規程來設定。
5. 環境條件的記錄
環境溫度會影響氣體的黏度、溶解度以及液體的表面張力,從而對泡點值和擴散流值產生影響。雖然BQS-2600的算法可能包含一定的溫度補償,但記錄測試時的環境溫度仍是良好實踐的一部分,有助于對歷史數據進行對比分析和偏差調查。
6. 定期的儀器校準

為確保測試結果的計量溯源性,BQS-2600所配備的壓力傳感器、流量傳感器等關鍵計量部件,應依據使用頻率和相關質量管理規程,定期(如每年)送至有資質的計量機構進行校準,并保存校準證書。


過濾器完整性測試是藥品無菌生產工藝中不可或缺的一道質量關卡。BQS-2600過濾器完整性測試儀,以其全面的測試功能、嚴謹的合規設計、穩定的系統性能和靈活的擴展能力,為制藥、生物技術、食品飲料及科研機構等行業用戶提供了一個強大而可靠的工具。它不僅嚴格遵循了泡點、擴散流、壓力衰減、水侵入等經典測試原理,更通過現代化的軟硬件設計,將這些原理轉化為高效、便捷、可信的自動化測試流程。通過深入理解測試原理,并熟練、規范地操作如BQS-2600這樣的專業設備,使用者能夠有效地保障過濾工藝的無菌保證水平,最終為產品質量與患者安全筑起堅實屏障。

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