高效過濾器在空調凈化系統(tǒng)中的應用

本文摘自藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范新版GMP標準

采暖通風與空氣調節(jié)（heating ventilation and air conditioning，HVAC)系統(tǒng)，在我國藥品gmp中稱為空調凈化系統(tǒng)。HVAC系統(tǒng)主要通過對進人室內的空氣進行處理，控制藥品生產(chǎn)環(huán)境的空氣溫度、濕度、懸浮粒子、微生物、壓差等指標，確保環(huán)境參數(shù)符合藥品質量的要求，避免空氣污染和交叉污染的發(fā)生，同時為操作人員提供舒適的環(huán)境。另外。藥廣 HVAC系統(tǒng)還可起到減少和防止藥品在生產(chǎn)過稗中對人造成的不利影響，并且保護周圍的環(huán)境。

一、空調凈化系統(tǒng)整體設計

空調凈化系統(tǒng)整體機組及其各部件應依據(jù)環(huán)境要求進行設計。機組主要包括加熱、冷 卻、加濕、除濕、過濾等各個功能段，其他組成部件，包括排風機、回風機、熱能回收系統(tǒng)等，見圖3-7。HVAC系統(tǒng)內部結構不能有脫落物產(chǎn)生，縫隙盡可能小，以防止塵埃聚集。 HVAC系統(tǒng)必須容M清潔，能耐受必要的熏蒸和消毒。

(一）HVAC系統(tǒng)類型

空調凈化系統(tǒng)可劃分為直流型空調系統(tǒng)（圖3-8)和再循環(huán)型空調系統(tǒng)（圖3-9)。直流型空調系統(tǒng)，即將經(jīng)過處理的、能滿足空間要求的室外空氣送入室內，然后又將這些空氣全部排出，系統(tǒng)全部使用室外新風。再循環(huán)型空調系統(tǒng)，即潔凈室送風由部分經(jīng)處理的室外新風與部分從潔凈室空間的回風混合而成。由于再循環(huán)型空調系統(tǒng)具有初投資和運行費用低的優(yōu)勢，故在空調系統(tǒng)設計中應盡可能合理采用再循環(huán)型空調系統(tǒng)。某些特殊生產(chǎn)區(qū)的空氣不 能循環(huán)使用，如生產(chǎn)過程散發(fā)粉塵的潔凈室（區(qū)），室內空氣如經(jīng)處理仍不能避免交叉污染時；生產(chǎn)中使用有機溶劑，且因氣體積聚可構成爆炸或火災危險的工序；病原體操作區(qū)；放 射性藥品生產(chǎn)區(qū)；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量有害物質、異味或揮發(fā)性氣體的生產(chǎn)工序。

一種藥品生產(chǎn)區(qū)通?？煞譃槿舾刹煌瑵崈舻燃壍膮^(qū)域（空氣潔凈度級別），不同潔凈區(qū)域應配備獨立的空氣處理機組。各個空調系統(tǒng)實現(xiàn)物理分隔，以防止產(chǎn)品之間出現(xiàn)交叉污染。獨立空氣處理機組還可用于不同的產(chǎn)品區(qū)，或分隔不同的區(qū)域，通過嚴格的空氣過濾實現(xiàn)對有害物質的隔離， 防止通過風道系統(tǒng)產(chǎn)生交叉污染，如生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、倉儲區(qū)、行政管理區(qū)等應分別設置空氣處理機組。對于運行班次或使用時間不同，對溫濕度控制要求差別較大的生產(chǎn)區(qū)域， 其空調系統(tǒng)亦應分開設置。

(二）功能及措施

1.加熱與冷卻

生產(chǎn)環(huán)境應與生產(chǎn)要求相適應，當藥品生產(chǎn)無特殊要求時，C級和D級潔凈區(qū)溫度范圍可控制在18?26度，A級和B級潔凈區(qū)溫度范圍可控制在20?24度在潔凈室空調系統(tǒng)中，可釆用帶有傳熱翅片的冷熱盤管、管狀電加熱等方式對空氣實現(xiàn)加熱與冷卻，將空氣處理至潔凈室所要求的溫度。在新風量較大的情況下，應考慮對新風進行預加熱，以防止下游的盤管凍結?；蛘卟捎美錈崛軇┨幚恚缋錈崴?、飽和蒸汽、乙二醇、各種制冷劑。

2.加濕與除濕

潔凈室的相對溫度應與藥品生產(chǎn)要求相適應，應保證藥品的生產(chǎn)環(huán)境和操作人員的舒適感，當藥品生產(chǎn)無特殊要求時，C級和D級潔凈區(qū)相對濕度控制在45%?65%，A級和B 織沽凈度相對濕度控制45%?60%。

無菌粉狀產(chǎn)品或多數(shù)固體制劑，需要較低的相對濕度生產(chǎn)環(huán)境，可考慮應用除濕機和后冷卻器進行除濕、由于較高的投資和運行費，通常需要露點溫度低于5度時才使用。而較高濕度的生產(chǎn)環(huán)境，可利用工廠蒸汽、純化水制備的純蒸汽或通過蒸汽加濕器來維持。

當潔凈室有相對濕度要求時，夏季的室外空氣應先經(jīng)過冷卻器冷卻后再經(jīng)加熱器做等濕加熱，用以調節(jié)相對濕度。如需要控制室內靜電，則應在寒冷或干燥氣候條件下考慮增濕。

3.過濾

新風及回風中的塵埃粒子和微生物數(shù)量能通過HVAC系統(tǒng)中的過濾器降至最低限度， 使生產(chǎn)區(qū)達到正常的潔凈要求。在空調凈化系統(tǒng)中，空氣過濾一般分為預過濾（初效過濾器）、中間過濾（中效過濾器）和最終過濾三級（高效空氣過濾器）每級使用不同材質的過濾器。預過濾效率最低，安裝在空氣處理機的初端， 可捕集空氣中較大顆粒（粒徑3微米以上）。中間過濾位于預過濾的下游，安裝在空氣處理 機組中部、回流空氣進人的位置，用于捕集較小的微粒（粒徑0.3微米以上）。最終過濾設在空氣處理機組排出段，可保持管道清潔、延長終端過濾器的使用壽命。

當房間潔凈級別較髙時，最終過濾下游設有高效過濾器作為終端過濾裝置。終端過濾裝置位于空氣處理機末端，安裝在房間的天花板或墻上，可保證供應最清潔的空氣，用于稀釋或送出房間內釋放的微粒，比如B級潔凈區(qū)或B級背景下的A級空氣送風口。

4.壓力控制

大多數(shù)潔凈室保持正壓，而通向這個潔凈室的前室依次保留越來越低的正壓，直到非受控空間（一般建筑物）的零基準水平。潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、不同級別潔凈區(qū)之間的壓差應當不低于10帕斯卡。必要時，相同潔凈度級別的不同功能區(qū)域（操作間）之間也應當保持適當?shù)膲翰钐荻?。潔凈室維持的正壓，可通過送風量大于排風童來實現(xiàn)，改變送風量可調 節(jié)各室間的壓差。特殊藥品生產(chǎn)，如青霉素類藥品產(chǎn)塵量大的操作區(qū)域應當保持相對負壓。

(三）送風形式

1.單向流

單向流潔凈室的進風面布滿高效過濾器，整個送風面是一個大送風口（如：高效送風口），送風氣流經(jīng)靜壓 箱和高效過濾器的均壓均流作用，從送風口到回風口氣流流線彼此平行，充滿全室斷面，以 勻速向前推進，把室內原空氣排人回風口，以達到凈化室內空氣的目的^由于氣流的運動流線幾乎是平行的，無渦流，因此稱為單向流（或層流）。單向流形式空氣凈化能力強，轉換空氣所需時間短，并且通常在空調機組末端使用高效過濾器，因此，單向流適用于A級潔 凈房間或B級、C級背景下的A級潔凈區(qū)?由于A級潔凈室需要大量經(jīng)過處理的風量才能 達到單向流狀況，因此潔凈室的空氣一般采用再循環(huán)型方式，按照空氣流動方向，單向流又分為垂直單向流（圖3-10)和水平單向流（圖3-11)?氣 流方向取決于工作形式或操作步驟，特別逛要考慮操作人員的影響和其他潛在的污染源，核 心的崗位搡作活動必須盡置靠近單向流保護面?同時使搡作人員置于下風向（圖3-12K如果送風過濾器安裝位置過高，那么空氣到達關鍵操作面之前，氣流流型可能會變差，所以送 風口應保持小面積，并使高效過濾器盡可能靠近關鍵位置。

2.紊流

紊流潔凈室從送風口經(jīng)散流器進人室內的潔凈空氣氣流迅速向四周擴散，與室內空氣混合，稀釋室內污染的空氣，并與之進行熱交換，在正壓作用下，從下側回風口排走。室內氣流因擴散、混合作用而非常紊亂，有渦流，所以稱為紊流（或亂流），見圖3-13;紊流潔凈室自凈能力較低，適用較低的空氣潔凈度級別（C級和D級），最高可達到8級％換氣次數(shù)一般在10?100次/小時，其一次投資與運行費用均較低。紊流送入的潔凈空氣必須與房間空氣充分混合以達到稀釋的作用，在房間的角落區(qū)域，空氣流動性較差，往往會成為微粒濃度非常高的地方。送入房間的空氣必須比房間需要保持的潔凈級別更高，通過潔凈空氣的送 入、混合與排出，可將空間所產(chǎn)生的微粒帶出，并保持動態(tài)的環(huán)境條件。

(四）排風系統(tǒng)

潔凈室（區(qū)）的排風系統(tǒng)，應符合下列規(guī)定：

① 應采取防止室外氣體倒灌的措施？

② 排放含有易燃、易爆物質氣體的局部排風系統(tǒng)，應采取防火、防爆措施；

③ 對直接排放超過國標排放標準的氣體，排放時應采取處理措施；

④ 青霉素等特殊藥品生產(chǎn)區(qū)的空氣均應經(jīng)高效空氣過濾器過濾后排放；二類危險度以 上病原體操作區(qū)及生物安全室，應將排風系統(tǒng)的高效空氣過濾器安裝在潔凈室（區(qū)）內的排風口處；

⑤ 采用熏蒸消毒滅菌的潔凈室（區(qū)），應設置消毒排風設施。

排風可采用獨立系統(tǒng)，用以去除工作區(qū)的固體微粒、氣體或蒸汽等空氣中的污染物。下列情況的排風系統(tǒng)，應單獨設置：

①不同空調凈化系統(tǒng)；

② 散發(fā)粉塵或打宵氣體的區(qū)域；

③ 排放介質_性為現(xiàn)行W家標準《職業(yè)性接觸舶物危肖程度分級》GB 5044中規(guī)定盼 中度危滇以上的區(qū)域；

④ 排放介質混合后會加劇腐蝕、增加毒性、產(chǎn)生燃燒和爆炸危險性或發(fā)生交叉污染的 區(qū)域；

⑤ 排放易燃、易爆介質的區(qū)域。

二、空調凈化系統(tǒng)的管理

1. HVAC系統(tǒng)的清潔和消毒

將已經(jīng)清潔的設備及風管先密封再進行安裝。在設備和風管的安裝過程中，HVAC系 統(tǒng)必須盡可能保持干凈，容易清潔，而且能耐受必要的熏蒸和消毒，但隨著時間的延長， HVAC系統(tǒng)內污物累積也會導致微生物滋生，所以系統(tǒng)應定期清洗和消毒?？刹杀M能夠殺死微生物的溶液清洗HVAC;用消毒劑完整地擦拭風管，消毒劑不能降解其接觸到物質； 對部分或全部系統(tǒng)用消毒劑進行熏蒸；在生產(chǎn)區(qū)進行消毒劑循環(huán)熏蒸，例如，采用高效的過氧乙酸、甲醛作為熏蒸劑，需要后續(xù)通風以有效地排除熏蒸殘留物。

2. 定期監(jiān)測

為驗證HVAC系統(tǒng)是否運行有效，需要對潔凈區(qū)的空氣懸浮粒子進行靜態(tài)、動態(tài)的監(jiān)測，對潔凈區(qū)的微生物進行動態(tài)監(jiān)測，如果發(fā)生了超過正常操作范圍的變化，但還是在工藝限度之內，此時需要額外的環(huán)境監(jiān)控。例如，送風機風量過小，或房間壓力小于正常值，必須增加其他重要參數(shù)的收集，以判斷房間環(huán)境是否依然受到有效控制。必要時應采取措施， 及時對HVAC系統(tǒng)進行全面徹底的清潔和消毒，或更換和調整某些部件等。