張 棟 梁

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司，四川 成都 610021)

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生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)設(shè)計探討

張 棟 梁

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司，四川 成都 610021)

凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計在生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計中至關(guān)重要，對生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)的影響因素和設(shè)計參數(shù)等進行了分析，希望能夠給生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)設(shè)計提供一些參考。

生物醫(yī)藥潔凈室，凈化空調(diào)，設(shè)計

凈化空調(diào)設(shè)計對于生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計至關(guān)重要，《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)對凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計做出了詳細的規(guī)定，但是生物藥品的生產(chǎn)工藝是不盡相同的，實際的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，對凈化空調(diào)設(shè)計的影響因素較多。本文在對影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計的因素進行分析的基礎(chǔ)上，對凈化空調(diào)的設(shè)計參數(shù)進行了分析，為凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計提供一定的幫助。

1 生物醫(yī)藥潔凈室中凈化空調(diào)的影響因素

凈化空調(diào)系統(tǒng)是生物醫(yī)藥潔凈室設(shè)計中的重中之重，與其他類型的工業(yè)潔凈室相比，生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)系統(tǒng)更具獨特性。下面將詳細分析影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的因素。

首先，生物醫(yī)藥產(chǎn)品眾多，生產(chǎn)工藝不盡相同，就疫苗產(chǎn)品而言，有活疫苗、滅活疫苗之分；有細菌性疫苗、病毒性疫苗、合成肽疫苗、基因工程疫苗之分；還有血液制品，生物組織提取制品，抗體藥物等，這些制品，生產(chǎn)工藝各異，車間工藝布局紛繁復(fù)雜，生物安全的要求也各不相同，對凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計也就有著不同的要求。

第二，生物醫(yī)藥的生產(chǎn)對生物醫(yī)藥潔凈室的潔凈級別、溫度、濕度、壓差有不同的要求。如采用細胞工廠生產(chǎn)疫苗的工藝布局中，需要工作溫度為37 ℃±0.5 ℃的高溫潔凈室，在血液制品生產(chǎn)中，需要工作溫度為2 ℃～8 ℃的低溫潔凈室；在利用二類及二類以上病原微生物培養(yǎng)病毒，生產(chǎn)所需的生物制品時，考慮到生物安全的需要，需設(shè)計負壓潔凈室；有些生產(chǎn)工序，需要低濕度潔凈室等，這些特殊工作環(huán)境，對凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計有著特殊的要求。

第三，由于生產(chǎn)工藝的不同，有些生物制品的生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)管道化或部分實現(xiàn)管道化，有些生物制品的生產(chǎn)是完全分段的人工操作或分段式單元操作，各單元操作之間不是連續(xù)的，各潔凈室的工作時間不一致，導(dǎo)致某些空調(diào)區(qū)域設(shè)備運行的發(fā)熱量或排風(fēng)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，該區(qū)域凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計就需要考慮這種因素的影響。

第四，控制污染和交叉污染是《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)最核心的內(nèi)容，生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)的目的既是為藥品生產(chǎn)提供必要的潔凈環(huán)境，同時是控制污染和交叉污染的重要手段。為了控制潔凈室的污染和交叉污染，醫(yī)藥潔凈室在進行工藝平面設(shè)計時，既要充分考慮工藝流程的需要，保證生產(chǎn)的流暢性，又要考慮人流、物流、氣流的合理性；要根據(jù)工藝流程劃分生產(chǎn)的上游區(qū)域和下游區(qū)域，合理設(shè)定凈化級別；做到有菌區(qū)、無菌區(qū)，有毒區(qū)、無毒區(qū)，生物活性區(qū)域、非生物活性區(qū)域的明確劃分。并根據(jù)這些區(qū)域劃分，合理設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，各系統(tǒng)設(shè)置獨立的凈化空調(diào)，防止在凈化空調(diào)設(shè)置上的污染和交叉污染。

第五，生物醫(yī)藥潔凈室在生產(chǎn)批次更替，產(chǎn)品品種變化時，或潔凈環(huán)境被微生物污染時，需要對生物醫(yī)藥潔凈室進行整體消毒，消毒程序運行結(jié)束后，需要對系統(tǒng)進行消毒排風(fēng)，以排除可能殘留在潔凈室的消毒劑，以免殘留的消毒劑對生產(chǎn)人員產(chǎn)生危害。

2 生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計參數(shù)

確定了生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計的影響因素，接下來就是確定凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，這些參數(shù)主要包括潔凈級別、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、房間壓力、氣流組織等。

首先，對于潔凈級別的設(shè)計，《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)有嚴格的規(guī)定。我國GMP將醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房潔凈級別分為A/B/C/D四個級別，其與工業(yè)潔凈室標(biāo)準(zhǔn)ISO14644的對比如表1所示。生物醫(yī)藥潔凈室要求動態(tài)、靜態(tài)測試相結(jié)合，除對微粒的控制外，還要控制微生物。微生物不但會附著在懸浮于空氣中的微粒上，還會附著在設(shè)備的表面。控制微粒，主要是對空氣進行凈化處理；控制微生物，既要保證空氣的潔凈，讓微生物沒有附著的載體，還要定期對潔凈空調(diào)系統(tǒng)、潔凈室設(shè)備設(shè)施進行清潔和消毒。A級潔凈級別是生物醫(yī)藥潔凈室的最高潔凈等級，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)非常嚴格，要求對A級區(qū)內(nèi)的微粒和微生物進行動態(tài)監(jiān)控，保證潔凈室內(nèi)的環(huán)境能夠滿足生產(chǎn)要求。

表1 生物醫(yī)藥潔凈室與工業(yè)潔凈室等級的對比

第二，環(huán)境溫度。除特殊工藝步驟外，生物制品的生產(chǎn)對潔凈室環(huán)境溫度沒有特殊要求，潔凈室的溫度控制，主要是考慮生產(chǎn)人員的舒適性，國內(nèi)大部分藥廠都要求潔凈室基準(zhǔn)溫度設(shè)定為22 ℃～24 ℃。對于有特殊要求的高溫或低溫潔凈室，則需進行專門的設(shè)計，來滿足生產(chǎn)的需要。對于高溫或低溫潔凈室，在設(shè)計時，還要考慮溫度分布的均勻性，防止垂直方向上出現(xiàn)較大溫差，對生產(chǎn)造成不良影響，需要加強氣流的流動，增大換氣次數(shù)，讓潔凈室氣流充分流動起來，均勻混合，控制溫度的均勻性。對于低溫潔凈室，要注意解決冷盤管結(jié)霜的現(xiàn)象，可以采用加大盤管翅片的間距的方法來延長盤管的堵塞時間，或者增加一臺盤管進行交替運行。同時對于低溫潔凈室的空調(diào)系統(tǒng)要注重保溫，防止出現(xiàn)凝結(jié)水影響空調(diào)運行的事故發(fā)生，并且應(yīng)盡量縮短管道的長度。

第三，環(huán)境濕度。良好地控制生物醫(yī)藥潔凈室的濕度，有助于防止?jié)崈羰壹毦淖躺?，提高人員的舒適感。生物藥品的生產(chǎn)，一般在工藝上對環(huán)境濕度沒有特殊要求，控制潔凈室濕度，主要考慮生產(chǎn)人員的舒適性，因此，一般將潔凈室相對濕度控制在45%～65%。對于潔凈室濕度控制有特殊要求的工序，如無菌粉針分裝、固體制劑的某些工序，要求控制潔凈室相對濕度小于30%或更低，就需要對凈化空調(diào)系統(tǒng)進行特別的除濕處理，確保生產(chǎn)環(huán)境濕度的要求。對于濕度的控制還要注意潔凈室所處地域和當(dāng)?shù)貧夂驐l件的因素，例如夏季和冬季，南方和北方，內(nèi)陸和沿海等等，這些都會影響空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。對于需要加濕的生物醫(yī)藥潔凈室，一般采取干蒸汽加濕，不可采用噴淋加濕，避免帶來細菌滋生的風(fēng)險。

第四，潔凈室壓力?？刂茲崈羰覊毫Γ菫榱丝刂茲崈羰遗c相鄰房間、走道之間的壓差。GMP規(guī)定，潔凈室與非潔凈室之間，潔凈室與相鄰潔凈室或走道之間要保持適當(dāng)?shù)膲翰?，以保證合理的氣流方向和房間的潔凈度。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，生物醫(yī)藥潔凈室需控制為正壓或負壓，負壓又分為相對負壓和絕對負壓。正壓潔凈室的壓力要大于非潔凈室或相鄰房間的壓力，一般用于非活毒、活菌的生產(chǎn)過程。負壓潔凈室中的相對負壓潔凈室是指潔凈室的壓力大于非潔凈室及室外的環(huán)境氣壓，但是小于相鄰的潔凈室。對于操作三類及三類以下的病原微生物的潔凈室、會產(chǎn)生粉塵的生產(chǎn)工序或高致敏性藥物的車間多采用相對負壓的設(shè)計。

第五，潔凈室氣流組織。潔凈室良好的氣流組織設(shè)計，是確保潔凈室氣流盡快將潔凈室空氣污染物帶走，防止塵?；驖崈羰疑a(chǎn)過程中產(chǎn)生的空氣污染物聚集，保證潔凈度。正確的氣流組織方向應(yīng)該是氣流從相對清潔的區(qū)域流向相對污染的區(qū)域，且回風(fēng)口應(yīng)該盡可能布置在污染源附近，以方便將室內(nèi)的污染物快速地帶走；面積較大的潔凈室，應(yīng)均勻布置送回風(fēng)口；無特殊要求的情況下，潔凈室應(yīng)采用上送下側(cè)回風(fēng)的氣流組織方式。

最后，除了以上考慮的生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計參數(shù)外，還需要考慮潔凈室的自凈時間、A級區(qū)的單向流風(fēng)速、最小換氣次數(shù)等。一般潔凈室自凈時間不大于15 min～20 min，A級區(qū)的單向流風(fēng)速一般為0.36 m/s～0.54 m/s之間，最小換氣次數(shù)滿足潔凈室自凈時間的要求。

3 結(jié)語

凈化空調(diào)系統(tǒng)對于生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計非常重要，本文對影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的因素進行了詳細分析，闡述了生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計參數(shù)，希望能夠?qū)ι镝t(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計者起到一定的幫助，助其設(shè)計出符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，并能滿足實際操作需求的生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)。

[1] 李 波.綜論生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)設(shè)計[J].醫(yī)藥工程設(shè)計，2013(5):62-63.

Discussiononcleanairconditioningdesignofbio-pharmaceuticalcleanroom

ZhangDongliang

(TheITElectronicsEleventhDesign&ResearchInstituteScientificandTechnologicalEngineeringCorporationLimited,Chengdu610021,China)

Cleaning air conditioning in the design of bio-pharmaceutical clean room is very important. This paper on the bio-pharmaceutical clean room cleaning air conditioning factors and design parameters were analyzed, hoping to bio-pharmaceutical clean room cleaning air conditioning design to provide some reference.

bio-pharmaceutical clean room, cleaning air conditioner, designing

1009-6825(2017)28-0115-02

2017-07-24

張棟梁(1970- )，男，高級工程師

TU831.3

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