Сравнение эффективности устройств защиты проёма изотермического фургона

Введение

Одной из главных задач надлежащей дистрибьюторской практики является соблюдение условий транспортировки, необходимых для обеспечения качества, безопасности и эффективности лекарственных средств. К обязанностям дистрибьютора, поставляющего лекарственные средства, относится осуществление транспортировки в условиях, обеспечивающих их сохранность и целостность, защиту от воздействия факторов окружающей среды, соблюдение необходимого температурного режима. Заявленные производителем условия хранения должны соблюдаться в течение всего времени транспортировки, поэтому для перевозки лекарственных средств, как правило, используются специализированные транспортные средства и оборудование [1, 2, 3, 4] .

Оборудование, используемое для транспортировки, относится к наиболее значимому, выполняет ключевую роль в обеспечении надлежащих условий хранения при перевозке [1, 5] и может состоять из:

• изотермического фургона, установленного на автомобильное шасси;

• системы контроля доступа, обеспечивающей защиту от несанкционированного проникновения внутрь фургона, перевозящего ЛС;

• системы мониторинга температуры (иногда влажности) для контроля водителем при транспортировании ЛС;

• дистанционной спутниковой системы мониторинга GPS/ГЛОНАС для регистрации условий транспортирования (температуры, влажности, открытия/закрытия дверей фургона, соблюдения маршрута, продолжительности и количества остановок, скорости движения, уровня топлива, состояния дверей водителя и пассажира и др.);

• холодильно-отопительной установки для поддержания заданных температурных режимов, управляемой как из кабины водителя, так и автоматически;

• системы воздуховодов, используемой для равномерного распределения холодного/тёплого воздуха в изотермическом фургоне;

• дополнительных устройств, позволяющих компенсировать возможности основной холодильно-отопительной установки;

• устройств, снижающих потерю температуры внутри изотермического фургона при загрузке/выгрузке лекарственных средств, таких как полосовые завесы ПВХ (полосы ПВХ или ламели) или воздушные завесы (теплоизолирующей завесы в дверном проёме кузова);

• специальной тары для транспортирования, поддерживающей установленный интервал температуры перевозки;

• резервных источников питания для работы холодильно-отопительных установок;

• другого оборудования.

Основные риски, связанные с нарушением температурного режима изотермического фургона, хорошо видны на рисунке 1, где представлено, как изменялась температура в ходе квалификационных испытаний изотермического фургона транспортного средства.

Рисунок 1 – Изменение температуры в ходе квалификационных испытаний изотермического фургона транспортного средства

1 — Выход на температурный режим, 2 — Оттайка холодильного оборудования, 3 — Открывание дверей фургона, 4 — Проверка изотермических характеристик фургона.

Графики максимальной и минимальной температуры в фургоне свидетельствуют, что оборудование для поддержания температуры в установленных пределах работает устойчиво и отклонения происходят только в момент оттайки и при открывании дверей фургона.

В результате поступления наружного воздуха при загрузке/разгрузке в охлаждаемом объёме фургона появляются водяные пары, они замерзают на внешних частях испарителя, что снижает его холодопроизводительность. В этом случае температура кипения хладогента начинает падать, а температура в охлаждаемом объёме растёт.

Современные типы холодильных установок позволяют свести к минимуму повышение температуры за счёт регулировок частоты и/или продолжительности циклов оттайки. В сочетании со снижением температурных уставок работы самого холодильного оборудования можно достичь стабильных показателей температуры внутри фургона.

На рисунке 1 видно, что при уставке -27℃ холодильно-обогревательной установки, запрограммированном интервале оттайки 10 часов и продолжительности оттайки 20 минут температура не выходила за установленный предел -18℃.

Открытие дверей фургона, которое неизбежно сопровождает любую транспортировку ЛС, является одним из основных рисков выхода температуры за установленные пределы. Этот риск обуславливается разностью температуры в фургоне и на площадке загрузки/выгрузки.

Основные причины такого повышения/понижения температуры:

• продолжительность процесса загрузки/выгрузки, которая включает не только время работы техники, но и время простоя в результате несогласованных действий персонала, выполняющего погрузочно-разгрузочные работы;

• время подготовки транспортного средства к загрузке/выгрузке, начиная от открытия ворот до постановки транспортного средства в разгрузочный/погрузочный док;

• отсутствие устройств, замедляющих изменение температуры внутри изотермического фургона.

Полосы ПВХ

В настоящее время этот вид оборудования широко распространён там, где предполагается существование границы областей с различной температурой воздуха (рисунок 2). Это могут быть производственные зоны, холодильные/морозильные камеры, изотермические фургоны транспортных средств.

Рисунок 2 – Примеры применения полос ПВХ, где предполагается существование границы областей с различной температурой воздуха

Благодаря используемым современным материалам полосовые завесы ПВХ отличаются:

• повышенной прочностью;

• долговечностью;

• стойкостью к ультрафиолетовому излучению;

• простотой в уходе,

• применением экологичного материала,

а также

• не допускают заломы и складки;

• не поддерживают горение;

• не боятся перепадов температур;

• могут быть цветными и прозрачными;

• не требуют специального оборудования для демонтажа при обслуживании, чистке и ремонте;

• относительно легко устанавливаются.

В зависимости от ширины полос ПВХ, температурного режима эксплуатации и других характеристик стоимость погонного метра с установкой может составлять от 70 до 700 рублей [6].

Необходимо отметить, что утверждённые Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.3671–20 вводят этот элемент оборудования обязательным для перевозки вакцины для профилактики новой коронавирусной инфекции (COVID-19) Гам-Ковид-Вак [7, 8].

Несмотря на низкую стоимость, простоту использования и установки, полосы ПВХ имеют следующие недостатки:

• снижают скорость загрузки/выгрузки транспортного средства, оснащённого этим оборудованием;

• создают неудобства персоналу как при автоматизированном, так и ручном выполнении операций;

• подъёмно-транспортное оборудование склада при загрузке/выгрузке соприкасается с полосами, оставляя трудно удаляемые следы масла, других загрязнений, которые в свою очередь могут загрязнить ЛС при последующих циклах загрузки;

• при большой скорости движения техники, выполняющей загрузку/выгрузку ЛС, крепления полос выходят из строя, снижая эффективность действия данного оборудования;

• гидравлическое оборудование, которым оборудованы современные склады для компенсирования разницы в высоте между полом склада и кузовом транспортного средства, может зажать полосы между плитой и полом фургона, что приведёт к разрыву полос и выходу из строя их креплений.

Водители при эксплуатации полос ПВХ зачастую сдвигают их в сторону (если это позволяет конструкция их крепления), забрасывают на крышу фургона или просто снимают их перед загрузкой/выгрузкой. В результате таких действий предназначение этого вида оборудования сводится к нулю.

Воздушные завесы

Применение воздушных завес, устанавливаемых на срезе двери, рассматривается как перспективный подход, снижающий потерю температуры внутри изотермического фургона [9-11].

Воздушная завеса предназначена для использования в качестве системы регулирования климатических условий в транспортных средствах с помощью направленного потока воздуха. Автомобильная воздушная завеса, как правило, предназначена только для использования в транспортных средствах и не должна использоваться в других местах в качестве системы климат-контроля в таких помещениях, как магазины, производственные проёмы или офисы (рисунок 3).

Рисунок 3 – Воздушная завеса

1-монтажная плата, 2-воздухосборник, 3-крепёжные болты, вентиляторный ряд, 5-выход воздуха, 6-соединительный кабель.

Главный принцип работы воздушной завесы основан на отсекании направленной струёй воздуха воздушных сред с разной температурой внутри и снаружи фургона.

Характеристики воздушной завесы BlueSeal [11], участвовавшей в испытаниях, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные характеристики воздушной завесы BlueSeal

Примечания.

* IP 54 – более полная (по сравнению с классом IP 44) и надёжная защита от посторонних предметов. Корпус с такой степенью защиты следует выбирать для помещений, где может быть возникновение пыли. На электрическое оборудование в корпусе IP 54 пыль будет попадать в незначительной массе, отрицательного воздействия на функции изделия оказано не будет.

** Сила тока зависит от длины воздушной завесы (количества установленных вентиляторов)

Оборудование такого типа предназначено для решения главного недостатка полос ПВХ – оно не мешает движению техники и персонала при загрузке/выгрузке лекарственных средств в транспорт, обеспечивает скорость выполнения операций, не допускает загрязнений грузовых единиц и тем самым обеспечивает качество выполнения работ и сохранения качества перевозимого груза [12-19].

Вместе с тем воздушная завеса имеет следующие недостатки:

• монтаж оборудования производится только квалифицированными специалистами;

• незначительно снижает мощность бортовой сети рефрижератора, что в итоге влияет на сокращение ресурса двигателя автомобиля или холодильно-отопительной установки, повышает расход топлива;

• значительная стоимость оборудования по сравнению с полосами ПВХ.

Материалы и методы

В испытаниях использовался автомобиль, в котором были смонтированы одновременно два типа оборудования (полосы ПВХ и воздушные завесы). Характеристики условий испытания приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики условий испытания и график хода испытаний

Перед началом испытаний в полезном объёме изотермического фургона были установлены 37 приборов контроля температуры, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема установки приборов контроля при испытании изотермического фургона

Основные мероприятия каждого этапа испытания и время их проведения указаны в таблице 3.

Таблица 3 – Основные мероприятия, проводимые на каждом этапе испытаний

Для имитации загрузки и выгрузки изотермического фургона использовались 16 термоконтейнеров медицинских пенополиуретановых многоразового использования (80 литров), предназначенных для временного хранения и транспортирования вакцин, сывороток, термонеустойчивых лекарственных средств, иммунобиологических препаратов, крови и её компонентов, кровезаменителей, имеющих индивидуальную упаковку из картона. Материал изготовления термоконтейнера — жёсткий заливочный пенополиуретан с замкнуто-ячеистой структурой. Термоконтейнер обладает высокими теплоизоляционными характеристиками и повышенной ударной прочностью. При испытаниях не проводился расчёт средней кинетической температуры [21]. Схема загрузки и порядок разгрузки изотермического фургона приведены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема загрузки и порядок разгрузки изотермического фургона (1, 2, 3 очереди разгрузки в соответствии с таблицей 3)

Результаты

На основании данных приборов контроля температуры и анализа их измерений была составлена модель температурных срезов (профилей), которые характеризуют температурное поле внутри фургона в ходе испытания с интервалом в 30 секунд. Пример интерфейса модели для ламелей (полос ПВХ) представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 – Пример интерфейса модели изменения срезов температурных полей фургона при испытании ламелей (полос ПВХ)

Такая подробная модель температурных срезов позволяет с большой точностью установить распределение температуры внутри изотермического фургона и может служить обоснованием для внесения изменений в конструкцию устройств, обеспечивающих постоянство температуры внутри изотермического фургона автомобиля при погрузке-выгрузке ЛС.

В рамках исследования был проведён анализ экстремальных температур в объёме изотермического фургона для двух случаев: в первом — использование полос ПВХ, во втором – воздушной завесы (рисунок 7). Можно сделать несколько важных выводов относительно эффективности испытываемых устройств:

• при постоянно закрытых полосах ПВХ их эффективность выше, чем у работающей воздушной завесы. Например, при открывании дверей не для загрузки (1 и 2 на рисунке 7) полосы ПВХ обеспечивают сохранение температуры в фургоне лучше, чем воздушная завеса;

• при уменьшении площади проёма, закрытого полосами ПВХ, (например, загрузка автомобиля, 3 на рисунке 7), эффективность двух типов испытываемых устройств сравнивается.

Рисунок 7 – Общий график экстремальных температур в объёме изотермического фургона, разделённых разными устройствами

1 — открывание 1 двери на 3 минуты, 2 — открывание 2 дверей на 3 минуты, 3 — Загрузка автомобиля (16 коробов), 4 — Выгрузка 2 коробов (открыта 1 дверь), 5 — Выгрузка 6 коробов (открыты 2 двери), 6 — Выгрузка 8 коробов (открыты 2 двери).

Если учесть, что рассматриваемые устройства предназначены для применения именно при загрузке/разгрузке машины, а не простом открывании дверей фургона без загрузки/выгрузки (когда площадь закрытия дверей фургона полосами ПВХ постоянна), то эффективность этих двух устройств в данных испытаниях одинакова.

В эксперименте не рассматривались случаи, при которых полосы ПВХ сдвигаются в сторону во время погрузочно-разгрузочных работ, поскольку подобная ситуация невозможна для воздушной завесы. В подобных случаях преимущество воздушной завесы не вызывает вопросов.

Заключение

При дистрибуции лекарственных средств невозможно избежать открытие изотермического фургона для загрузки/выгрузки ЛС, осмотра и контроля груза и т.д., что повышает риск отклонения температуры транспортирования от установленной. Особенно это касается возросшей потребности перевозки термочувствительных (термолабильных) лекарственных препаратов с малым диапазоном транспортирования (+2 … +8℃) или большой разницей температуры внутри и снаружи изотермического фургона, в котором перевозится ЛС.

Именно это является основным риском нарушения условий хранения ЛС при транспортировке, которое фиксируется системой мониторинга и, в случае несоответствия, является неприемлемым отклонением, которое может привести к изменению качества ЛС.

В работе были приведены основные выводы испытаний, которые проводились на базе двух компаний партнёров. В испытаниях проводилось сравнение эффективности двух типов устройств для защиты от перепадов температуры проёма изотермического фургона при загрузке и выгрузке лекарственных средств:

• завеса ПВХ;

• воздушная завеса.

Для этого рассмотрены основные виды значимого оборудования, используемого для транспортировки, и основные риски, связанные с нарушением температурного режима изотермического фургона при перевозке ЛС.

Рассмотрены преимущества и недостатки каждого из испытуемых типов устройств для защиты от перепадов температуры в проёме изотермического фургона при загрузке и выгрузке. 

Приведены условия проведённых испытаний каждого из устройств и основные мероприятия, проводимые на каждом этапе испытаний.

Рассмотрены положительные и отрицательные стороны применения для этих устройств, представлены результаты испытаний и их анализ. В результате этого можно сделать вывод о перспективности новой технологии оборудования изотермического фургона воздушной завесой.

---

Библиографический список

1. Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 года № 80 “Об утверждении Правил надлежащей дистрибьюторской практики в рамках Евразийского экономического союза”.

2. Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 31.08.2016 № 646н «Об утверждении Правил надлежащей практики хранения и перевозки лекарственных препаратов для медицинского применения».

3. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 23 августа 2010 года № 706н «Об утверждении Правил хранения лекарственных средств».

4. Приказ Минпромторга России от 14.06.2013 № 916 «Об утверждении Правил надлежащей производственной практики».

5. С. Грейбо. «Управление цепями поставок лекарственных средств. Основные характеристики Российского фармацевтического дистрибьютора». Научно-практическая конференция «Актуальные проблемы фармацевтической технологии и биофармации», 29. 10. 2013.

6. Морозостойкие завесы для рефрижераторов. URL: https://tentcar.ru/catalog/shtory-i-zavesy/zavesy-pvh/

7. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 3 декабря 2020 года N 41 Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.3671–20 «Условия транспортирования и хранения вакцины для профилактики новой коронавирусной инфекции (COVID-19) Гам-Ковид-Вак».

8. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 17 февраля 2016 года N 19 Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.3671–20 Об утверждении санитарно-эпидемиологических правил СП 3.3.2.3332-16 «Условия транспортирования и хранения иммунобиологических лекарственных препаратов».

9. Влияние воздушных завес на эффективность рефрижераторного транспорта, Интернет-портал «МИР КЛИМАТА/ХОЛОДА» создан по инициативе ведущих отраслевых ассоциаций Россоюзхолодпром (Российский союз предприятий холодильной промышленности) и АПИК (Ассоциация предприятий индустрии климата) на базе сайта журнала «МИР КЛИМАТА» (свидетельство о регистрации СМИ ФС77-38054).

10. ГОСТ 32512-2013 (с поправкой ИУС N 2-2015) межгосударственный стандарт «ВОЗДУШНЫЕ ЗАВЕСЫ. Общие технические условия. Air curtains. General specifications».

11. Global cold chain news. BRUNEL UNIVERSITY TESTS BLUESEAL AIR CURTAINS. URL: https://www.globalcoldchainnews.com/brunel-university-tests-blueseal-air-curtains/

12. Государственная фармакопея Российской Федерации (ГФ РФ) XIV издание, 2018.

13. United States Pharmacopeia USP 43–NF 38.

14. European Pharmacopoeia 9.0

15. ICH Q1A «Stability testing of new drug substances and products», IDT.

16. Rationale for the Necessity of Temperature Mapping of Storage Areas for Pharmaceutical Products Natalia Valeryevna Pyatigorskaya, Valery Vasilyevich Beregovykh, Vasily Viktorovich Belyaev, Sergey Vladimirovich Greibo, Alexander Mikhaylovich Pyatigorskiy. Sechenov First Moscow State Medical University, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya str., 8/2.

17. Reducing the Number of Temperature Sensing Devices during Performance of Temperature Mapping N.V. Pyatigorskaya, V. V. Beregovykh, V. V. Belyaev, S. V. Greibo, A. M. Pyatigorskiy Sechenov First Moscow State Medical University, 119991, Russia, Moscow, Trubetskaya Str., 8/2.

18. Temperature mapping of storage areas Technical supplement to WHO Technical Report Series, No. 961, 2011.

19. Надлежащая практика хранения и транспортирования лекарственных средств. Руководящие принципы и правила Всемирной организации здравоохранения. Перевод с английского под общей редакцией А.А. Александрова. 2020.

Источник: GDP REVIEW 3 — Сборник практических статей IV Международной конференции "Логистика лекарственных средств"