纯化水分配系统必须24小时连续运行吗？

在制药、生物医疗等受GMP（药品生产质量管理规范）约束的行业中，纯化水分配系统的运行模式直接关系到水质稳定性、微生物控制及法规合规性。关于“是否必须24小时连续运行”的问题，一直是行业关注的核心焦点。结合中国GMP、EUGMP、FDA指南等国际法规要求，答案明确：纯化水分配系统通常需保持24小时连续湍流运行，这是保障水质符合药典标准、抑制微生物滋生的关键措施，但也存在经验证可行的替代方案。

一、核心要求：为何优先选择24小时连续运行？

1.抑制微生物滋生，杜绝生物膜形成

纯化水分配系统的管道若出现水体滞留，流速会急剧下降，形成“死水区”——这类区域温度、营养条件适宜，极易成为革兰氏阴性菌等微生物繁殖的温床，且短时间内就可能形成顽固的生物膜。生物膜不仅难以彻底清除，其脱落的微生物还会污染水质，导致实验或生产数据偏差，甚至引发产品质量风险。

而持续湍流运行（雷诺数Re>4000）能通过高速水流持续冲刷管壁，破坏微生物附着的条件，从根源上抑制生物膜形成。这与GMP“防止微生物滋生”的核心原则高度契合，也是系统设计中避免死角（如管道坡度优化、支管长度≤6倍管径）的重要配套措施。

2.法规强制要求，明确连续循环底线

多项国际权威法规均对纯化水分配系统的连续运行提出明确要求，构成合规性基础：

• 中国GMP（2010年修订）第99条规定：“纯化水、注射用水的制备、贮存和分配应当能够防止微生物的滋生。纯化水应当采用循环，注射用水应当采用70℃以上保温循环。”
• EUGMP附录1（2022版）指出：“循环分配系统应连续运行或通过验证的替代方式保持水质。若系统停运，应规定重启后的行动限度。”
• FDA《高纯水系统检查指南》明确要求：分配系统应设计为“连续循环”，停运期间需制定严格的防护措施（如排空、消毒）及重启验证流程。
• USP<1231>《制药用水》更是直接强调：“停滞会促进微生物增殖。即使在高纯度水系统中，生物膜也能够在停滞区域内数小时内形成……当营养物质存在时，微生物会呈指数级增长。”

二、合规替代方案：非连续运行的前提与要求

若因节能、设备检修或停产等特殊情况需暂停连续循环，并非绝对禁止，但必须通过全面风险评估和充分验证数据，证明替代方案能同等保障水质安全。核心替代方式及要求如下：

1.周期性脉冲运行

适用于短期（≤24小时）停运需求，系统可降低流速但需维持湍流状态，或采用间歇运行模式。关键要求：

• 验证核心：需通过实验证明停运期间，水中微生物、内毒素含量无显著增长，未超出内控标准。
• 重启流程：停运后重启前，必须对系统进行彻底冲洗和消毒处理，待水质检测（如微生物、电导率、TOC）合格后，方可投入使用，并详细记录停运时间、处理措施及检测结果。

2.完全排空与惰性气体/臭氧保护

适用于长期（>24小时）停运场景，通过物理或化学方式阻断微生物生长条件：

• 操作流程：停运时彻底排空管道内的积水，避免残留水体成为污染源头；随后充入氮气等惰性气体，或维持系统内臭氧浓度≥0.02ppm，形成抑菌环境。
• 验证重点：需验证管道排空的彻底性、惰性气体/臭氧浓度的稳定性及持续时间；重启时需先排出保护气体或降解残余臭氧，再进行全面清洗、消毒，直至水质达标。

关键前提

所有替代方案必须在系统设计阶段就纳入规划，在URS（用户需求说明）和DQ（设计确认）中明确技术参数和控制要求，并通过PQ（性能确认）阶段的长期数据，证明其可行性和可靠性，不可临时随意变更运行模式。

三、保障措施：无论是否连续运行，这些要点不可少

1.流速精准控制

主管道需维持足够流速以确保湍流状态，同时安装实时流速监测装置，设定报警阈值（如流速低于0.9m/s时触发警报），及时发现流速异常并处理。

2.定期消毒灭菌

• 高温系统（运行温度>70℃）：可采用巴氏消毒，利用高温抑制微生物繁殖；
• 常温系统（运行温度<30℃）：需定期进行化学消毒（如臭氧、过氧化氢消毒），消毒频率根据微生物监测数据动态调整，确保消毒效果。

3.强化微生物监控

定期对系统总回水口及各使用点进行取样检测，微生物限度需符合相关标准（如制药行业通常要求<100CFU/mL），通过数据趋势分析及时发现污染风险。

四、行业常规做法参考

纯化水分配系统的24小时连续湍流运行，是保障水质安全、符合GMP法规的“默认更优方案”，其核心目标是通过持续流动抑制微生物滋生和生物膜形成。除非通过完整的风险评估、设计规划和验证数据，证明替代方案能同等满足水质要求，否则不得随意中断连续运行。

任何计划外的系统停运均属于偏差事件，需立即启动偏差调查，评估对水质的潜在影响，并更新预防性维护（PM）计划，避免类似问题重复发生。只有严格遵循法规要求、落实各项保障措施，才能确保纯化水分配系统稳定运行，为生产和实验提供可靠的水质保障。