Jištění kvality technologických procesů

6. Základy metrologie

Jaromír Šolc

Osnova

Metrologie Veličiny, Jednotky Druhy nejvíce používaných měření Postupy měření PAT Výsledky měření

Metrologie

Výroba moderních léčiv a léků je v současné době umožněna a podmíněna zaváděním stále výkonnějších strojů a zařízení. Správné řízení a hodnocení technologických postupů a dodržování technologické kázně je základním předpokladem práce podle zásad správné výrobní praxe.

Moderní technologie kladou obrovské nároky i na vybavení kontrolních pracovišť měřicí a zkušební technikou ať už přímo ve výrobě (In process control), tak v laboratořích provádějících vstupní, mezioperační a výstupní zkoušky vyráběných produktů.

Technická úroveň veškerého používaného vybavení je odrazem i stále přísnějších podmínek kladených regulatorními orgány a v neposlední řadě i konkurenčním bojem.

Metrologie Metrologie je vědní a technický obor zahrnující

všechny znalosti a činnosti týkající se měření. Hlavní náplní metrologie v nejširším pojetí jsou :

měřicí jednotky - zajištění srovnatelnosti výsledků měření a zkoušek, sjednocení značení, systém SI (ve svém důsledku by měl jednotný systém jednotek vést ke snižování nákladů unifikací (normalizováním) výrobních prostředků a výrobků na celém světě)

etalony - měřidla používaná ke kalibraci jiných měřidel měřicí metody a vyhodnocování výsledků měřicí prostředky - míry, měřidla, snímače, převodníky,

zapisovače, zobrazovače … pracovníci provádějící měření stanovení hodnot fyzikálních konstant a vlastností látek a

materiálů

Metrologie

Legislativa Zákon o metrologii č.505/1990 Sb. v platném znění Prováděcí vyhlášky ministerstva průmyslu a

obchoduVyhlášky zabezpečující jednotnost a správnost

měřidel a měření a o základních měřicích jednotkách a o jejich označování

Vyhlášky o stanovených měřidlechVyhlášky o hotově baleném zbožíVyhlášky o požadavcích na měřidla

Metrologie

Jednotnost a správnost

Předpis o metrologii

Schémata návaznosti

Kalibrace

Veličiny, jednotky

1. Jednotky SI a jejich násobky a díly

Základní jednotky SI 7 základních jednotek 1 zvláštní název a značka jednotky teploty soustavy

SI pro vyjádření Celsiovy teploty

Veličiny, jednotky

Další jednotky SI

Odvozené jednotky SI - lze odvodit pomocí definičních fyzikálních vztahů zapsaných obvyklým způsobem ve formě veličinových rovnic, tj. pomocí značek veličin

Odvozené jednotky SI s názvy a značkami (např. kmitočet, síla, vodivost …)

Veličiny, jednotky

Předpony a jejich značky používané pro označení dekadických násobků a dílů Rozsah od 10E+24 do 10E-24 Násobky a díly v řádu +-3; pro rozsah 10E+3

až 10E-3 v řádu +-1

Zvláštní povolené názvy a značky desetinných násobků a dílů jednotek SI Objem [l nebo L], Hmotnost [T], Tlak [bar]

Veličiny, jednotky

2. JEDNOTKY, KTERÉ JSOU DEFINOVÁNY NA ZÁKLADĚ JEDNOTEK SI, ALE NEJSOU DEKADICKÝMI NÁSOBKY NEBO DÍLY TĚCHTO JEDNOTEK

(rovinný úhel, čas)

Veličiny, jednotky

3. JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V SI, JEJICHŽ HODNOTY BYLY STANOVENY EXPERIMENTÁLNĚ

(elektronvolt, unifikovaná atomová jednotka)

Veličiny, jednotky

4. JEDNOTKY A NÁZVY JEDNOTEK POVOLENÉ POUZE VE SPECIALIZOVANÝCH OBLASTECH

(dioptrie, karát, ar, tex, milimetr rtuti,

barn (plocha účinného průřezu 10E-28 m2))

5. SLOŽENÉ JEDNOTKY

(Kombinace jednotek uvedených v kapitole 1)

Druhy nejvíce používaných měření

Výroba a skladováníPráce se surovinami

Vážení a odměřování

Procesní výrobní dataTeplota, tlak, otáčky, chem.veličiny, průtok vzduchu ..

Procesní monitoring a média ve výroběVZT parametry (teplota, průtok, poloha, RH, tlak ..)Média (teplota, tlak, průtok, TOC, vodivost, pH..)

Druhy nejvíce používaných měření

Laboratoře IPC, kontroly jakosti a výzkumu a vývojeChemické složení, hmotnost, objem,

teplota, měření fyzikálně-chemických vlastností (pH, optická otáčivost, colorimetrie ..)

Stabilitní zkoušení, termostaty (teplota, RH, osvětlení..)

Druhy nejvíce používaných měření

Ostatní provozy Výroba substancí (detekce škodlivin, hořlavin

…) EMS a BP (hluk, osvětlení, detektory úniku

prachu a jiných nebezpečných látek, diferenční tlak, pH, průtok, teplota, tlak …)

Energetika (měřiče spotřeby médií – teplo a teplá voda, pitná voda, elektrická energie, spotřeba páry a tlakového vzduchu, vymražovací jednotky, chlazení ..)

Revize, validace, kvalifikace, kalibrace

Postupy měření Vážení a odměřování

ČL2009 Váhové systémy (vážení s konstantní absolutní nebo relativní

chybou příp.kombinace)

Chemické složení Přímé určení měřené hodnoty Porovnávací měření Validace postupu (Validace analytické metody)

Monitorovací systémy a systémy sběru dat Sběr informací, uchování, distribuce, hodnocení

Smysl – mít proces pod kontrolou Zpětná dohledatelnost a doložitelnost všech podmínek výroby,

skladování ….

Metrologie – nové přístupy ve farmacii

Process Analytical Technologie - PAT Procesní analyzátory – významný rozvoj vzhledem

ke stále se zvyšujícímu významu sběru procesních dat. Požadavky na zabezpečení jakosti, produktivitu a ochranu prostředí podporují tento pozitivní trend. Dostupné nástroje se neustále rozvíjejí a od jednoduchých měření (pH, teplota, tlak..) se přechází k měření komplexních atributů přímo v daném procesu.

Příkladem je např. náhrada fyzikálních měření u čištěné vody komplexním hodnocením úrovně TOC

Metrologie – nové přístupy ve farmacii

Procesní analyzátory pro homogenitu Prachy a granuláty – procesy granulace, sušení,

homogenizace, pomocné látky (např. pro tabletování, řízené uvolňování, stabilitu …)

Tabletování – 100% kontrola všech sledovaných parametrů ve všech tabletách …

Procesní analyzátory prostředí a médií- výroba, skladování a distribuce adjustačních

materiálů, surovin, meziproduktů a hotových produktů včetně bulk produkce

- „kontinuální“ sledování a hodnocení kvality prostředí a používaných médií

Výsledky měření

1. Pravidla pro stanovení počtu platných číslic výsledku měření

2. Pravidlo pro zaokrouhlování výsledků měření

3. Pravidla pro počítání s výsledky měření

4. Pravidla pro uvádění výsledků měření a jejich nejistot v kalibračních listech

5. Pravidla pro počítání s nejistotami

Výsledky měření – příklady 1

Ad 1) Pravidla pro stanovení počtu platných číslic výsledku měřeníPočet platných číslic je závislý na uvádění

desetinné čárkyPříklady :

1,0305300,53001*103

1,0*103

Výsledky měření – příklady 2

Ad 2) Pravidla pro zaokrouhlování výsledků měřeníZpravidla zaokrouhlujeme na poslední

platnou čísliciPříklady :

5,37917,75117,650

Výsledky měření – příklady 3

Ad 3) Pravidla pro počítání s výsledky – aritmetické operace +;-;*;/

Příklady : 83,5 + 23,28 = 106,78 výsledek 106,8 865,9 - 2,8121 = 863,0879 výsledek 863,1 (9,2 : 6,8) * 0,3744 = 0,5065411764… výsledek

0,51 9,2 * 6,82 * 100000 = 62744000 výsledek

63000000

Výsledky měření – příklady 4

Ad 4) Pravidla pro uvádění výsledků měření a jejich nejistot v kalibračních listech Bodový odhad výsledku měřené veličiny – střední

hodnota – aritmetický průměr, geometrický průměr, vážený průměr, modus (nejčetnější hodnota), medián (dělí uspořádanou řadu na dvě stejné poloviny)

Intervalový odhad výsledku měřené veličiny – skládá se z odhadu měřené veličiny y a celkové nejistoty měření U – „výsledek“ měření je uváděn ve tvaru (y±U)

Výsledky měření – příklady 5

Ad 5) Pravidla pro počítání s nejistotamiNásobení konstantou K

K * (y ± U) = K * y ± K * USčítání, odčítání, násobení, dělení

(A ± a) + (B ± b) = (A + B) ± (a2 + b2)1/2

(A ± a) - (B ± b) = (A - B) ± (a2 + b2)1/2

(A ± a) * (B ± b) = (A * B) ± (a2 + b2)1/2

(A ± a) / (B ± b) = (A / B) ± (a2 + b2)1/2

ČL 2009 1.díl článek 1.2Další ustanovení týkající se obecných

statí a článků – množství

Ve zkouškách na čistotu s číselnými limity a ve stanoveních obsahu se ke zkoušení předepisuje „přibližné“ množství. Množství skutečně použité

se může lišit o max. 10% od předepsaného.

Množství se naváží nebo odměří s přesností „přiměřenou“ udanému stupni přesnosti. Pro vážení odpovídá přesnost ±5 jednotek za

poslední udanou číslicí.