生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)設(shè)計(jì)探討

張 棟 梁

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)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(jì)探討

張 棟 梁

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)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(jì)在生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，對(duì)生物醫(yī)藥潔凈室的凈化空調(diào)的影響因素和設(shè)計(jì)參數(shù)等進(jìn)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(jì)提供一些參考。

生物醫(yī)藥潔凈室，凈化空調(diào)，設(shè)計(jì)

凈化空調(diào)設(shè)計(jì)對(duì)于生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)的規(guī)定，但是生物藥品的生產(chǎn)工藝是不盡相同的，實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，對(duì)凈化空調(diào)設(shè)計(jì)的影響因素較多。本文在對(duì)影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)凈化空調(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了分析，為凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)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(dú)特性。下面將詳細(xì)分析影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xì)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(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就有著不同的要求。

第二，生物醫(yī)藥的生產(chǎn)對(duì)生物醫(yī)藥潔凈室的潔凈級(jí)別、溫度、濕度、壓差有不同的要求。如采用細(xì)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(shí)，考慮到生物安全的需要，需設(shè)計(jì)負(fù)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(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)間不一致，導(dǎo)致某些空調(diào)區(qū)域設(shè)備運(yùn)行的發(fā)熱量或排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，該區(qū)域凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)行工藝平面設(shè)計(jì)時(shí)，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(jí)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(dú)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(shí)，或潔凈環(huán)境被微生物污染時(shí)，需要對(duì)生物醫(yī)藥潔凈室進(jìn)行整體消毒，消毒程序運(yùn)行結(jié)束后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(duì)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(jì)參數(shù)

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

首先，對(duì)于潔凈級(jí)別的設(shè)計(jì)，《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)有嚴(yán)格的規(guī)定。我國GMP將醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房潔凈級(jí)別分為A/B/C/D四個(gè)級(jí)別，其與工業(yè)潔凈室標(biāo)準(zhǔn)ISO14644的對(duì)比如表1所示。生物醫(yī)藥潔凈室要求動(dòng)態(tài)、靜態(tài)測(cè)試相結(jié)合，除對(duì)微粒的控制外，還要控制微生物。微生物不但會(huì)附著在懸浮于空氣中的微粒上，還會(huì)附著在設(shè)備的表面?？刂莆⒘＃饕菍?duì)空氣進(jìn)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(duì)潔凈空調(diào)系統(tǒng)、潔凈室設(shè)備設(shè)施進(jìn)行清潔和消毒。A級(jí)潔凈級(jí)別是生物醫(yī)藥潔凈室的最高潔凈等級(jí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，要求對(duì)A級(jí)區(qū)內(nèi)的微粒和微生物進(jìn)行動(dòng)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(jí)的對(duì)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(duì)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(duì)于有特殊要求的高溫或低溫潔凈室，則需進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，來滿足生產(chǎn)的需要。對(duì)于高溫或低溫潔凈室，在設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)生產(chǎn)造成不良影響，需要加強(qiáng)氣流的流動(dòng)，增大換氣次數(shù)，讓潔凈室氣流充分流動(dòng)起來，均勻混合，控制溫度的均勻性。對(duì)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(zhǎng)盤管的堵塞時(shí)間，或者增加一臺(tái)盤管進(jìn)行交替運(yùn)行。同時(shí)對(duì)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(yùn)行的事故發(fā)生，并且應(yīng)盡量縮短管道的長(zhǎng)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?xì)菌的滋生，提高人員的舒適感。生物藥品的生產(chǎn)，一般在工藝上對(duì)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(duì)濕度控制在45%～65%。對(duì)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(duì)濕度小于30%或更低，就需要對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行特別的除濕處理，確保生產(chǎn)環(huán)境濕度的要求。對(duì)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(huì)影響空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)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(xì)菌滋生的風(fēng)險(xiǎn)。

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)膲翰睿员ＷC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(fù)壓，負(fù)壓又分為相對(duì)負(fù)壓和絕對(duì)負(fù)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(fù)壓潔凈室中的相對(duì)負(fù)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(duì)于操作三類及三類以下的病原微生物的潔凈室、會(huì)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(duì)負(fù)壓的設(shè)計(jì)。

第五，潔凈室氣流組織。潔凈室良好的氣流組織設(shè)計(jì)，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(duì)清潔的區(qū)域流向相對(duì)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(jì)參數(shù)外，還需要考慮潔凈室的自凈時(shí)間、A級(jí)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(shí)間不大于15 min～20 min，A級(jí)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(shí)間的要求。

3 結(jié)語

凈化空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于生物醫(yī)藥潔凈室的設(shè)計(jì)非常重要，本文對(duì)影響生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了生物醫(yī)藥潔凈室凈化空調(diào)設(shè)計(jì)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(jì)者起到一定的幫助，助其設(shè)計(jì)出符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，并能滿足實(shí)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(jì)[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，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(jí)工程師

TU831.3

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