Trong lĩnh vực thiết bị dược phẩm Thép không gỉ (inox) đã trở thành vật liệu không thể thiếu nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính chất cơ học tốt và dễ dàng vệ sinh, bảo trì. Tuy nhiên, trước sự đa dạng của các sản phẩm thép không gỉ trên thị trường, việc xác định chính xác chủng loại và chất lượng của chúng, nhằm đảm bảo thiết bị dược phẩm hoạt động an toàn và hiệu quả, đã trở thành một kỹ năng mà bất kỳ người mua nào cũng phải thành thạo. Bài viết này sẽ đi sâu phân tích về phân loại và đặc điểm của thép không gỉ, đồng thời giới thiệu chi tiết ba phương pháp nhận dạng thực tế, đồng thời phân tích ưu nhược điểm và các lĩnh vực ứng dụng của nó trong thiết bị dược phẩm.
Thép không gỉ, đúng như tên gọi, là một loại thép hợp kim không dễ bị gỉ sét, chủ yếu được cấu tạo từ sắt, crom, niken và các nguyên tố khác. Theo cấu trúc và thành phần hóa học khác nhau, thép không gỉ có thể được chia thành thép không gỉ austenit, thép không gỉ ferritic, thép không gỉ martensitic, thép không gỉ duplex và thép không gỉ tôi kết tủa và các loại khác.
Thép không gỉ Austenit: chủ yếu là hợp kim crom-niken, có khả năng chống ăn mòn và khả năng gia công tốt, được sử dụng rộng rãi trong các thùng chứa thiết bị dược phẩm, đường ống và van bơm và các bộ phận khác.
Thép không gỉ Ferritic: hàm lượng crom cao, có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa ở nhiệt độ cao tốt, nhưng tính chất cơ học tương đối thấp, phù hợp với một số trường hợp yêu cầu độ bền thấp.
Thép không gỉ Martensitic: Có thể đạt được độ bền và độ cứng cao thông qua xử lý nhiệt, nhưng khả năng chống ăn mòn tương đối yếu, thường được sử dụng trong các công cụ cắt, dụng cụ y tế, v.v.
Thép không gỉ kép: sự kết hợp giữa cấu trúc hai pha austenit và ferit, có tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt thích hợp cho môi trường có tính ăn mòn cao.
Thép không gỉ tôi luyện bằng phương pháp kết tủa: bằng cách thêm đồng, nhôm và các nguyên tố khác, sau đó xử lý nhiệt cụ thể để đạt được độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, thích hợp cho sản xuất chính xác cao cấp.
Mô tả phương pháp: Tính chất từ tính của thép không gỉ được sử dụng để nhận dạng. Thép không gỉ Austenit (như 304, 316) thường không có từ tính hoặc từ tính yếu vì chứa hàm lượng niken cao; thép không gỉ Ferrit và thép không gỉ Martensitic có từ tính mạnh. Ban đầu, có thể xác định loại thép không gỉ bằng cách chạm nhẹ vật liệu cần thử nghiệm bằng nam châm và quan sát khả năng hấp phụ của nó.
Ví dụ mô tả: Giữ một nam châm nhỏ và chạm vào các bộ phận khác nhau trên thiết bị dược phẩm, chẳng hạn như bể chứa chất lỏng (chủ yếu là thép không gỉ austenit) và một số ốc vít (có thể là thép không gỉ ferritic hoặc martensitic) và quan sát phản ứng của nam châm.
Ưu điểm và nhược điểm: Phương pháp này đơn giản và ít tốn kém, nhưng chỉ phù hợp để phân biệt austenit với các loại thép không gỉ khác và không có hiệu quả để phân biệt các loại thép cụ thể.
2. Nhận dạng tia lửa
Mô tả phương pháp: Loại thép không gỉ được đánh giá dựa trên hình dạng, màu sắc và lượng tia lửa sinh ra do ma sát giữa đá mài hoặc đầu mài quay tốc độ cao và bề mặt thép không gỉ. Thép không gỉ có thành phần và cấu trúc khác nhau thì đặc tính tia lửa cũng khác nhau rõ rệt.
Ví dụ mô tả: Trong môi trường thử nghiệm chuyên nghiệp, người vận hành sử dụng máy phát tia lửa để thực hiện thử nghiệm tia lửa trên các bộ phận vật liệu khác nhau của thiết bị dược phẩm và xác định loại vật liệu bằng cách so sánh bản đồ tia lửa tiêu chuẩn.
Ưu điểm và nhược điểm: Phương pháp nhận dạng tia lửa điện mang tính trực quan và thực nghiệm, nhưng đòi hỏi kinh nghiệm thực tế phong phú và sự quen thuộc với bản đồ tia lửa điện, đồng thời có một số yêu cầu nhất định về thiết bị, không phù hợp để phát hiện nhanh tại hiện trường.
3. Phương pháp thuốc thử hóa học
Mô tả phương pháp: Thành phần hóa học của thép không gỉ được đánh giá bằng phản ứng hóa học giữa thuốc thử hóa học và bề mặt thép không gỉ thông qua hiện tượng thay đổi màu sắc hoặc hình thành kết tủa. Các thuốc thử thường được sử dụng bao gồm dung dịch bạc nitrat, dung dịch đồng sunfat, v.v., có thể phản ứng với các nguyên tố cụ thể trong thép không gỉ để tạo thành các hiện tượng quan sát được.
Ví dụ mô tả: Trong điều kiện phòng thí nghiệm, lấy một lượng nhỏ mẫu thép không gỉ cần đo, nhỏ một lượng dung dịch bạc nitrat thích hợp, quan sát xem có kết tủa trắng (phản ứng gương bạc) hay không, từ đó xác định mẫu có chứa niken hay không, từ đó suy ra gián tiếp xem đó có phải là thép không gỉ austenit hay không.
Ưu điểm và nhược điểm: Phương pháp thuốc thử hóa học có độ chính xác cao và có thể phân tích định lượng thành phần hóa học của thép không gỉ, nhưng quy trình vận hành tương đối phức tạp và đòi hỏi phải sử dụng thuốc thử hóa học, có một số rủi ro về an toàn.
Trong ngành dược phẩm, ứng dụng thép không gỉ đã thâm nhập vào hầu hết mọi khâu sản xuất và trở thành vật liệu chủ chốt không thể thiếu cho thiết bị dược phẩm. Từ khâu lưu trữ và xử lý nguyên liệu thô, đến tổng hợp và tinh chế thuốc, cho đến khâu chiết rót và đóng gói cuối cùng, thép không gỉ với những ưu điểm hiệu suất độc đáo đảm bảo toàn bộ quy trình sản xuất thuốc đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất về sức khỏe, an toàn và chất lượng.
Hệ thống lưu trữ và vận chuyển nguyên liệu: Nguyên liệu dược phẩm thường có yêu cầu nghiêm ngặt về môi trường bảo quản, bồn chứa và đường ống bằng thép không gỉ vì khả năng chống ăn mòn và độ kín tuyệt vời, có thể ngăn ngừa hiệu quả tình trạng nguyên liệu bị nhiễm bẩn, duy trì độ tinh khiết và tính ổn định của nguyên liệu.
Thiết bị phản ứng và tổng hợp: Trong quá trình tổng hợp thuốc, cần sử dụng nhiều loại nồi phản ứng, máy khuấy và các thiết bị khác. Vật liệu thép không gỉ không chỉ chịu được môi trường nhiệt độ và áp suất cao mà còn chống lại sự ăn mòn của môi trường ăn mòn, đảm bảo quá trình phản ứng diễn ra suôn sẻ.
Thiết bị lọc và tách: Trong quá trình sản xuất dược phẩm thường cần lọc và tách chất lỏng hoặc khí, bộ lọc thép không gỉ, máy ly tâm và các thiết bị khác do có đặc tính cơ học tốt và dễ vệ sinh nên trở thành sự lựa chọn hàng đầu.
Dây chuyền sản xuất chiết rót và đóng gói: Trong giai đoạn chiết rót và đóng gói thuốc, máy đóng viên nang bằng thép không gỉ , máy đóng gói và dây chuyền vận chuyển cùng các thiết bị khác có thể đảm bảo thuốc được đóng gói trong môi trường vô trùng và không có bụi, bảo vệ thuốc khỏi ô nhiễm bên ngoài.
Trong lĩnh vực dược phẩm quốc tế, việc sử dụng thép không gỉ làm vật liệu chính của thiết bị dược phẩm chủ yếu dựa trên những lý do và ưu điểm sau:
Khả năng chống ăn mòn cao: Quá trình sản xuất dược phẩm liên quan đến nhiều loại hóa chất, và nhiều loại trong số đó có tính ăn mòn. Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn hiệu quả, đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định lâu dài.
Vệ sinh tốt: Bề mặt thép không gỉ nhẵn mịn, không dễ tích tụ bụi bẩn và vi khuẩn, dễ vệ sinh và khử trùng, phù hợp với yêu cầu nghiêm ngặt về điều kiện vệ sinh của ngành dược phẩm.
Tính chất cơ học tuyệt vời: Thép không gỉ có độ bền và độ cứng cao, có thể chịu được nhiều ứng suất cơ học khác nhau có thể phát sinh trong quá trình sản xuất dược phẩm, đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc và tuổi thọ của thiết bị.
Phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế: có các tiêu chuẩn và quy định quốc tế nghiêm ngặt đối với vật liệu của thiết bị dược phẩm, thép không gỉ vì hiệu suất tuyệt vời và phạm vi ứng dụng rộng rãi, đã được nhiều tổ chức và quốc gia quốc tế liệt kê là vật liệu được khuyến nghị hoặc cần thiết cho thiết bị dược phẩm.
Trong ngành dược phẩm, việc đảm bảo vật liệu thiết bị đáp ứng các tiêu chuẩn liên quan là rất quan trọng. Sau đây là một số tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia liên quan đến việc sử dụng thép không gỉ trong thiết bị dược phẩm:
Tiêu chuẩn vệ sinh 3A: Tổ chức Tiêu chuẩn Vệ sinh 3A của Hoa Kỳ được thiết kế để đảm bảo vệ sinh và an toàn cho các thiết bị và linh kiện tiếp xúc với thực phẩm, đồ uống và thuốc. Thép không gỉ đóng vai trò quan trọng trong tiêu chuẩn 3A nhờ đặc tính dễ vệ sinh và khử trùng.
Thực hành sản xuất tốt (GMP): Mặc dù GMP không trực tiếp quy định các tiêu chuẩn vật liệu, nhưng nó yêu cầu thiết bị dược phẩm phải đáp ứng các yêu cầu về sức khỏe, an toàn và kiểm soát chất lượng. Thép không gỉ được coi là một trong những vật liệu tuân thủ GMP cao nhất nhờ hiệu suất vượt trội.
Tóm lại, thép không gỉ là một trong những vật liệu cốt lõi trong lĩnh vực thiết bị dược phẩm, và việc lựa chọn và ứng dụng phương pháp nhận dạng này liên quan trực tiếp đến tính an toàn và hiệu quả sản xuất của thiết bị. Thông qua các phương pháp thực tế như thử nghiệm từ tính, nhận dạng tia lửa điện và phương pháp thuốc thử hóa học, chúng ta có thể nhận dạng thép không gỉ một cách hiệu quả và lựa chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận khác nhau của thiết bị dược phẩm theo đặc tính của nó. Trong tương lai, với sự phát triển của khoa học công nghệ và đổi mới quy trình, lĩnh vực ứng dụng của thép không gỉ sẽ ngày càng mở rộng, hỗ trợ vững chắc cho sự phát triển bền vững của ngành dược phẩm.