Daftar Isi
- 1. Pendahuluan
- 1.1 Informasi Sistem
- 2. Cakupan
- 3. Tanggung Jawab
- 4. Dasar Perancangan
- 5. Deskripsi Sistem
- 6. Spesifikasi Teknis
- 7. Pengelasan dan Pembersihan
- 8. Deskripsi Panel Kontrol
- 9. Dokumentasi
- 10. Interlock dan Logika Kontrol
- 11. Persyaratan Keamanan Kritis
- 12. Fitur Keamanan
- 13. Utilitas yang Dibutuhkan
- 14. Enclosures
- 17. Ringkasan
- Kesimpulan
1. Pendahuluan
Sistem Penyimpanan dan Distribusi Air untuk Injeksi (WFI) dirancang untuk menyimpan dan mendistribusikan WFI guna keperluan proses produksi farmasi serta aktivitas pembersihan perangkat-perangkat yang digunakan dalam operasional manufaktur.
WFI dihasilkan melalui fasilitas Distilasi Kolom Ganda (Multi Column Distillation Plant/MCDP) yang menghasilkan air dengan kemurnian tinggi sesuai standar farmasi. Air hasil destilasi tersebut selanjutnya ditampung dalam tangki penyimpanan berpakaian (jacketed storage tank) berkapasitas 1500 liter yang dilengkapi dengan sistem pemanas dan isolasi termal. Dari tangki penyimpanan ini, WFI didistribusikan melalui loop sirkulasi kembali (recirculating loop) menuju titik-titik penggunaan (point of use/POU) yang tersebar di area produksi.
Sistem perancangan ini dirancang dan dikembangkan sesuai dengan persyaratan yang ditetapkan dalam Farmakope Amerika Serikat (United States Pharmacopoeia/USP) edisi 40, yang merupakan standar internasional untuk kualitas air farmasi. Penerapan standar USP ini memastikan bahwa sistem memenuhi persyaratan kualitas yang diakui secara global untuk aplikasi farmasi.
Persyaratan Kualitas WFI menurut USP 40 harus memenuhi parameter-parameter sebagai berikut:
| Parameter | Batas |
|---|---|
| pH | 5,0 – 7,0 |
| Konduktivitas | ≤ 1,3 µS/cm pada suhu 25°C |
| TOC (Total Organic Carbon) | ≤ 500 ppb |
| Jumlah Mikroba | ≤ 10 CFU/100 ml |
| Endotoksin | < 0,25 EU/ml |
Sistem ini menerapkan definisi batas Desain (Design), Batas Peringatan (Alert), dan Batas Tindakan (Action) yang telah ditetapkan secara spesifik untuk menjamin kepatuhan terhadap spesifikasi kualitas air di setiap titik penggunaan. Penetapan batas-batas ini merupakan bagian integral dari strategi pengendalian kualitas sistem air untuk memastikan keamanan dan efficacy produk farmasi yang dihasilkan.
1.1 Informasi Sistem
Nama Peralatan: Sistem Penyimpanan dan Distribusi WFI (Water for Injection Storage and Distribution System)
Sistem ini merupakan komponen kritis dalam infrastruktur utilitas pabrik farmasi yang bertanggung jawab обеспечения air berkualitas tinggi untuk berbagai aplikasi produksi dan pembersihan. Sebagai salah satu utilitas paling vital dalam lingkungan manufaktur farmasi, sistem ini harus memenuhi standar kualitas yang sangat ketat untuk menjamin integritas produk jadi yang dihasilkan.
2. Cakupan
Dokumen Kualifikasi Desain ini mencakup aspek-aspek berikut:
- Menetapkan prinsip-prinsip perancangan sistem dan rekayasa yang digunakan dalam pengembangan sistem WFI
- Membuktikan kepatuhan terhadap spesifikasi teknis dan persyaratan yang telah disetujui dalam URS (User Requirement Specifications)
- Berfungsi sebagai dokumen dasar untuk pelaksanaan aktivitas validasi selanjutnya, mencakup Kualifikasi Instalasi (IQ), Kualifikasi Operasional (OQ), dan Kualifikasi Kinerja (PQ)
- Mencakup keseluruhan sistem penyimpanan dan distribusi WFI mulai dari tangki penyimpanan hingga titik-titik penggunaan di area produksi
3. Tanggung Jawab
Tanggung Jawab Vendor:
- Merancang sistem sesuai dengan standar yang berlaku, spesifikasi URS, dan persyaratan teknis yang telah disepakati
- Menyediakan dokumentasi teknis berupa drawings包括 P&ID (Piping and Instrumentation Diagram), GA (General Arrangement), dan layout fasilitas
- Menyediakan peralatan yang memenuhi spesifikasi beserta dokumentasi pendukungnya
- Melakukan pelatihan bagi personel operasional yang akan mengelola dan mengoperasikan sistem
Tanggung Jawab Klien:
- Meninjau dan menyetujui dokumen-dokumen teknis yang disampaikan vendor
- Menyediakan kesiapan lokasi/site readiness serta utilitas yang diperlukan untuk instalasi
- Memastikan tersedianya persyaratan inspeksi yang dibutuhkan selama proses instalasi dan kualifikasi
- Menyediakan izin kerja (work permits) dan memastikan kepatuhan terhadap standar EHS (Environment, Health, and Safety)
- Mengelola proses pembongkaran dan penyimpanan peralatan di lokasi site
4. Dasar Perancangan
4.1 Parameter Kualitas Output
Sistem dirancang untuk memenuhi parameter kualitas output sebagai berikut:
| Parameter | Batas Desain |
|---|---|
| Konduktivitas | < 1,3 µS/cm |
| TOC (Total Organic Carbon) | < 500 ppb |
| Jumlah Mikroba | < 10 CFU/100 ml |
| pH | 5 – 7 |
4.2 Batas Operasional
Batas operasional sistem meliputi tiga level yaitu batas desain (design), batas peringatan (alert), dan batas tindakan (action) untuk setiap parameter kritis:
| Parameter | Desain | Peringatan (Alert) | Tindakan (Action) |
|---|---|---|---|
| Konduktivitas | <1,3 | >1,1 | >1,2 |
| TOC | <500 | >350 | >450 |
| Mikroba | <100 | >80 | >90 |
| pH | 5–7 | <5,5/>6,5 | <5/>7 |
4.3 Titik Penggunaan (User Points)
| Katup | POU | Area |
|---|---|---|
| – | POU-1 | Sterilisasi |
| – | POU-2 | Persiapan Unit |
| – | POU-3 | Pencucian Vial |
4.4 Dimensi Pompa
- Konsumsi Puncak (Peak Consumption): 0,9 m³/jam
- Total Aliran yang Dibutuhkan: 2,56 m³/jam
- Kapasitas Pompa: 2,6 m³/jam pada 63 MWC (Meter Water Column)
- Merek Pompa: Fristam (Model FP 742)
5. Deskripsi Sistem
WFI disimpan pada suhu minimum 85°C dalam tangki berpakaian vertikal yang terbuat dari baja tahan karat SS316L. Tangki ini dirancang dengan isolasi termal untuk mempertahankan suhu penyimpanan yang konsisten sepanjang waktu. Sistem loop sirkulasi kembali memastikan bahwa air terus berputar dengan kecepatan minimum 1,2 m/s, yang merupakan kecepatan kritis untuk mencegah pertumbuhan biofilm dan menjaga kualitas air.
Sistem ini dilengkapi dengan berbagai sensor dan instrumentasi termasuk sensor aliran (flow), suhu (temperature), tekanan (pressure), dan konduktivitas (conductivity). Selain itu, sistem juga menyediakan ketentuan untuk安装分析仪 TOC (Total Organic Carbon) yang memungkinkan pemantauan kandungan karbon organik total secara berkelanjutan.
Salah satu fitur keamanan kritis sistem adalah katup pembelok aliran berbasis konduktivitas (conductivity-controlled diversion). Apabila nilai konduktivitas air melebihi 1,2 µS/cm, sistem secara otomatis akan mengalihkan air tersebut ke drainase sehingga hanya air yang memenuhi spesifikasi yang didistribusikan ke titik penggunaan. Mekanisme kontrol otomatis ini berfungsi sebagai pengaman untuk mencegah distribusi air yang tidak memenuhi standar kualitas.
Proses Sterilisasi:
Sterilisasi sistem dilakukan menggunakan uap murni (pure steam) pada suhu 121°C. Siklus sterilisasi berjalan secara otomatis dengan pemantauan berkelanjutan yang mencakup sterilization tanto tangki maupun loop distribusi. Penggunaan suhu 121°C merupakan standar industri yang terbukti efektif untuk eliminasi mikroorganisme termasuk bakteri, virus, dan endotoksin.
Fitur Desain Utama:
- Bahan kontak terbuat dari SS316L yang memiliki ketahanan korosi superior dan kompatibilitas dengan aplikasi farmasi
- Permukaan di-finish secara elektro-polished dengan kekasaran permukaan Ra ≤ 0,4 µm yang meminimalkan risiko pertumbuhan biofilm
- Metode pengelasan TIG orbital yang menghasilkan lasan berkualitas tinggi dengan konsistensi yang terjamin
- Penerapan desain katup zero dead-leg yang menghilangkan area mati donde mikroorganisme dapat terakumulasi
- Kemiringan pipa minimal 1:100 untuk memastikan kemampuan drainase yang memadai dan menghindari stagnant water
6. Spesifikasi Teknis
6.1 Tangki Penyimpanan WFI
- Kapasitas: 1500 liter
- Tipe: Vertikal, berpakaian (jacketed), terisolasi
- MOC (Material of Construction): SS316L untuk bagian kontak, SS304 untuk bagian eksternal
- Finish permukaan: Ra ≤ 0,4 µm yang telah di-elektro-polish
6.2 Pompa Distribusi
- Kapasitas: 2,6 m³/jam
- Merek: Fristam
- Jumlah: 2 unit (1 beroperasi + 1 standby)
6.3 Panel Kontrol
- PLC: Siemens S7-1200
- HMI: Siemens KTP-900
- VFD (Variable Frequency Drive): Siemens SINAMICS V20
6.4 Instrumentasi
- Transmitter Level (Tipe kapasitansi)
- Pressure Gauges (Pengukur tekanan)
- Conductivity Analyzer (Analyzer konduktivitas)
- Flow Transmitter (Tipe vortex)
- Temperature Sensors (PT100)
6.5 Katup-katup
- Katup diaphragma (manual dan ters actuated)
- Katup bola (ball valves)
- Katup pengambilan sampel (sampling valves)
- Steam traps
- Katup Pembelok Aliran (Flow Diverter Valve/FDV)
- Katup pengaman (safety valves)
6.6 Sistem Perpipaan
- Bahan: SS316L
- Finish: Elektro-polished
- Isolasi: Armflex dengan cladding
7. Pengelasan dan Pembersihan
Proses pengelasan sistem dilakukan menggunakan metode orbital TIG welding yang merupakan standar industri untuk aplikasi farmasi. Penggunaan gas Argon dengan kemurnian 99,9% sebagai gas pelindung memastikan kualitas lasan yang superior dengan minimal oksidasi.
Inspeksi lasan dilakukan dengan tingkat sampling sebagai berikut:
- 10% dari total lasan orbital dilakukan inspeksi untuk memverifikasi kualitas
- 100% dari lasan manual dilakukan inspeksi karena potensi variabilitas yang lebih tinggi
Proses passivasi dilakukan sesuai standar ASTM A967 untuk memastikan permukaan baja tahan karat memiliki ketahanan korosi yang optimal. Verifikasi kemiringan pipa minimal 1:100 dilakukan untuk memastikan kemampuan drainase sistem. Pengujian hidrostatik dan pneumatik juga conducted untuk memverifikasi integritas sistem perpipaan.
8. Deskripsi Panel Kontrol
Sistem kontrol berbasis PLC (Programmable Logic Controller) Siemens S7-1200 memberikan kemampuan otomasi penuh untuk pengoperasian sistem WFI. Panel kontrol dikemas dalam enclosure dengan rating IP54/55 yang memberikan perlindungan terhadap debu dan cipratan air, sesuai untuk lingkungan industri farmasi.
Fitur utama panel kontrol meliputi:
- Operasi fully automated yang meminimalkan intervensi operator dan mengurangi risiko kesalahan manusia
- Sistem keamanan berbasis password dengan 4 level akses yang berbeda untuk membatasi operasi hanya kepada personel yang authorized
- Kemampuan monitoring real-time untuk semua parameter kritis sistem
- Alarm dan trip otomatis jika parameter operasional melampaui batas yang ditetapkan
9. Dokumentasi
Dokumentasi yang disediakan oleh vendor mencakup:
- P&ID (Piping and Instrumentation Diagram) – diagram detail sistem perpipaan dan instrumentasi
- GA Drawings (General Arrangement) – gambar tata letak umum sistem
- Dokumen IQ/OQ untuk mendukung aktivitas kualifikasi
- Sertifikat kalibrasi untuk semua instrumentasi
- Welding records – rekaman pengelasan
- Manual pengoperasian dan perawatan
10. Interlock dan Logika Kontrol
Kontrol Kritis Sistem:
- Level rendah → Trip pompa: Jika level air dalam tangki turun di bawah level minimum yang aman, pompa akan secara otomatis berhenti untuk mencegah kerusakan pompa akibat operasi kering
- Konduktivitas tinggi → Pembelokan ke drain: Jika konduktivitas air melebihi batas yang ditetapkan, sistem akan secara otomatis mengalihkan air tersebut ke drainase untuk mencegah distribusi air yang tidak memenuhi spesifikasi
- Kecepatan rendah → Koreksi VFD: Jika kecepatan aliran turun di bawah minimum yang ditetapkan, Variable Frequency Drive akan menyesuaikan kecepatan pompa untuk memulihkan kondisi operasional yang sesuai
- Deviasi suhu tinggi → Kontrol steam: Sistem akan menyesuaikan suplai steam untuk mempertahankan suhu yang diperlukan untuk sterilisasi dan pencegahan mikroba
- Emergency stop → Penutupan sistem: Tombol emergency stop akan memicu penutupan sistem secara terpusat untuk situasi darurat
11. Persyaratan Keamanan Kritis
- Sirkulasi continue pada suhu minimum 85°C untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme
- Sterilisasi periodik wajib dilakukan sesuai jadwal yang ditetapkan untuk mempertahankan sterilitas sistem
- Pemantauan parameter kritis harus dilakukan secara berkelanjutan untuk mendeteksi setiap penyimpangan sejak dini
12. Fitur Keamanan
- Katup pengaman (safety valves) untuk mencegah tekanan berlebih
- Peralatan terisolasi untuk melindungi operator dari permukaan panas
- Tombol emergency stop yang strategically placed untuk akses cepat
- Perlindungan kegagalan fasa (phase failure protection) untuk mencegah kerusakan peralatan akibat gangguan pasokan listrik
- Instrumentasi 24V untuk keamanan operasional dalam lingkungan lembab
13. Utilitas yang Dibutuhkan
| Utilitas | Persyaratan |
|---|---|
| Daya Listrik | 415V, 3-phase |
| Steam Pabrik (Plant Steam) | 230 kg/jam |
| Steam Murni (Pure Steam) | 130 kg/jam |
| Udara Tekan (Air) | 6–8 kg/cm² |
14. Enclosures
- P&ID
- Tank Drawings
17. Ringkasan
Sistem Penyimpanan dan Distribusi WFI dirancang untuk memenuhi standar USP dan persyaratan pengguna untuk air berkualitas farmasi. Sistem ini menjamin:
- Sirkulasi continue yang memastikan air selalu dalam kondisi bergerak dan tidak stagnan
- Kontrol suhu yang akurat untuk mempertahankan kondisi operasional yang optimal
- Kontrol mikrobiologi yang ketat untuk mencegah kontaminasi produk
- Pemantauan otomatis yang memberikan visibility penuh terhadap semua parameter kritis
Seluruh komponen dipilih berdasarkan kemampuannya untuk mempertahankan kondisi higienis dan menjamin kepatuhan terhadap pedoman cGMP (current Good Manufacturing Practices).
Kesimpulan
Perancangan Sistem Penyimpanan dan Distribusi WFI telah dinilai memadai, sesuai regulasi, dan cocok untuk aplikasi yang dimaksudkan. Sistem ini memenuhi seluruh persyaratan yang telah ditetapkan termasuk:
- Spesifikasi Kebutuhan Pengguna (User Requirement Specifications/URS)
- Persyaratan regulasi termasuk USP dan cGMP
- Standar operasional dan keamanan
Berdasarkan hasil evaluasi tersebut, sistem ini direkomendasikan untuk dilakukan instalasi dan kualifikasi lebih lanjut melalui tahapan IQ/OQ/PQ (Installation Qualification, Operational Qualification, dan Performance Qualification).
