藥廠(chǎng)的凈化空系統調試工作是調試人員按照業(yè)主設計的參數以及新版GMP對各種參數的要求對藥廠(chǎng)潔凈室的空調系統進(jìn)行設置,這個(gè)過(guò)程是繁瑣艱巨的,需要調試人員耐心有序地對系統各個(gè)參數進(jìn)行控制。隨著(zhù)國家對醫藥行業(yè)的監管力度加大,為了使我國的醫藥行業(yè)提高到國際水平,國家對醫藥潔凈工業(yè)廠(chǎng)房的設計、施工、驗收提出了更嚴格的要求。為了高效地完成一個(gè)廠(chǎng)房的設計、施工、驗收等一系列的工作,則需要工程設計人員、施工技術(shù)人員付出更多的心血。通過(guò)長(cháng)期的調試工作發(fā)現:在設計、施工的過(guò)程會(huì )出現各種各樣的問(wèn)題,從而影響工程的驗收,最后只能通過(guò)整改或者更改設計參數才能勉強達到業(yè)主要求,問(wèn)題嚴重的甚至會(huì )導致整個(gè)廠(chǎng)房無(wú)法使用從而影響工程進(jìn)度給雙方帶來(lái)資源的浪費。
醫藥潔凈廠(chǎng)房后期驗收的主要技術(shù)參數有:風(fēng)口風(fēng)量、換氣次數、高效過(guò)濾器是否泄漏、壓差、潔凈度、噪聲、照度、溫濕度、微生物數量、氣流流型等。其中以換氣次數、高效過(guò)濾器是否泄漏、壓差、潔凈度、溫度、濕度六個(gè)參數控制的更為嚴格。下面從技術(shù)參數來(lái)分析醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的設計及施工所需要注意的一些問(wèn)題:
1、 風(fēng)口風(fēng)量(換氣次數)
換氣次數是一個(gè)醫藥潔凈廠(chǎng)房是否合格的前提參數,換氣次數不合格將直接影響潔凈度的效果,影響業(yè)主使用。換氣次數校核測試時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題有:
1.1 系統總風(fēng)量不足
分析:1)空調機組的選型不合理?照{機組應選用可變頻空調機組,空調機組選型應主要考慮機外余壓、風(fēng)量、電流等技術(shù)參數,以保證空調機組有足夠的能力克服系統的阻力送出足夠的風(fēng)量。特別注意的是有定風(fēng)量閥和變風(fēng)量閥的系統,空調機組的機外余壓一定要保證,以確保定風(fēng)量閥或變風(fēng)量閥能達到其作用壓力范圍。同時(shí),空調機組選型一定要考慮地區原因,考慮空氣密度的影響。2)送風(fēng)系統阻力過(guò)大。送風(fēng)管路系統設計遵循最小阻力的原則,盡可能的合理。減少90°彎頭等會(huì )減少局部阻力的情況。90°彎頭等應安裝導流片,降低阻力。
實(shí)例:1)在上海地區,額定風(fēng)量30000m3/h的空調機組到了昆明地區實(shí)際風(fēng)量就只要20000m3/h左右;2)某藥廠(chǎng)要設計沒(méi)有變風(fēng)量閥,空調機組機外余壓為800Pa,實(shí)測送風(fēng)量為16000m3/h,后來(lái)由于設計變更,部分送風(fēng)管增加了變風(fēng)量閥(作用壓力為150~700Pa),這種情況下實(shí)測送風(fēng)量就只要11000 m3/h左右了。3)蘇州某凈化廠(chǎng)房,由于空間有限,一送風(fēng)系統有3個(gè)Z型彎頭,最靠近出風(fēng)段的Z型彎頭實(shí)測壓損竟達200余Pa。
1.2 高效風(fēng)口風(fēng)量測試問(wèn)題
對于安裝了旋流擴散板的高效過(guò)濾器,由于通過(guò)擴散板后的氣流流形為旋轉向下的氣流流型,因此需要足夠的擴散距離才能近似看作是單向流氣流流型進(jìn)行風(fēng)量的直接測試。解決的辦法是采用輔助風(fēng)管的辦法,使通過(guò)擴散板后的氣流流型趨于均勻后再使用單點(diǎn)風(fēng)速儀對其進(jìn)行風(fēng)速測試。
對于安裝完旋流擴散板后高效過(guò)濾器風(fēng)量的直接測定問(wèn)題,我們采用在風(fēng)量罩內增加十字架的輔助手段,使通過(guò)擴散板后的旋流氣流被十字架所分割出來(lái)的四個(gè)擴散區域引導并擴散,并最終形成近似單向流的氣流流型,從而可以通過(guò)風(fēng)量罩進(jìn)行風(fēng)量的直接測定。經(jīng)實(shí)踐驗證采用十字架輔助導流手段進(jìn)行風(fēng)量的直接測定比直接使用風(fēng)量罩進(jìn)行測試的數據要偏小,偏小幅度大約在15~20%左右,但其更接近實(shí)際風(fēng)量。
附圖為使用十字架輔助導流手段進(jìn)行風(fēng)量測試示意圖:
圖:加裝了輔助十字架的風(fēng)量罩
1.3 風(fēng)管系統漏風(fēng)
分析:風(fēng)管制作完成后,必須全部采取打膠處理后。安裝前應按照規范要求進(jìn)行漏風(fēng)量測試。系統存在漏風(fēng),不僅影響房間換氣次數,而且還浪費能源。
1.4 送風(fēng)管上閥門(mén)的選擇不合理
分析:由于醫藥廠(chǎng)房的對風(fēng)口風(fēng)量控制較為嚴格,往往調節風(fēng)口閥門(mén)的時(shí)候需要進(jìn)行微調節。而基于成本的考慮,多數藥廠(chǎng)選用卡槽式調節閥如圖1,卡槽式閥門(mén)無(wú)法實(shí)現微調節功能。建議選用可以連續調節、精度高的閥門(mén),如無(wú)極調節閥見(jiàn)圖2。
圖1 圖2
1.5 換氣次數設計取值問(wèn)題
分析:有些設計院基于成本考慮,設計的換氣次數按規范要求的下限設計。但實(shí)際工程中,施工質(zhì)量不可能跟設計要求一致。因而實(shí)測的換氣次數連下限值都滿(mǎn)足不了。
目前,新版GMP對于各個(gè)級別的具體換氣次數沒(méi)有給出的明確的要求。建議采用國際制藥工程協(xié)會(huì )(ISPE) HVAC系統指南建議值如下表:
潔凈等級 | 換氣次數(次/h)(ISPE建議值) |
A | 單向流流速(m/s) 0.45±20% |
B | 40~60 |
C | 20~40 |
D | 10~20 |
并且建議設計時(shí)按上限設計,尤其是B級區域必須按上限設計,甚至要高于上限。
1.6 送風(fēng)口的選擇及設計不合理
分析:1)高效送風(fēng)風(fēng)口的選型不合理會(huì )導致風(fēng)口送不了設計要求的風(fēng)量無(wú)法滿(mǎn)足相應要求。建議按設計送風(fēng)量為額定風(fēng)量的60%~80%之間進(jìn)行選擇。2)散流器風(fēng)口阻力很小,而高效過(guò)濾器阻力較大,當一個(gè)系統同時(shí)采用這兩種風(fēng)口時(shí),會(huì )出現散流器風(fēng)量過(guò)大、高效過(guò)濾器風(fēng)量過(guò)小的情況,而且平衡起來(lái)難度極大。建議設計時(shí)避免這種系統的出現。
實(shí)例:1)昆明某中心一房間設計風(fēng)量為1020m3/h,而房間設計兩個(gè)高效送風(fēng)口,每個(gè)送風(fēng)口額定風(fēng)量為500m3/h。系統調試時(shí),發(fā)現在對該系統其他風(fēng)口都關(guān)閉了40%的情況下,該房間的兩個(gè)高效風(fēng)口仍然無(wú)法達到設計要求風(fēng)量。
1.7 監控系統風(fēng)量控制點(diǎn)選擇不合理
分析:系統調試完成后,需要對整個(gè)系統進(jìn)行控制。當送風(fēng)主管的控制點(diǎn)選擇不合理,就會(huì )無(wú)法實(shí)現總風(fēng)量的精確控制,影響房間送風(fēng)量。一般情況都是采用壓力或風(fēng)速對送風(fēng)系統進(jìn)行控制。采用風(fēng)速控制時(shí),應確保選用靈敏、準確的風(fēng)速探頭。
2、 高效過(guò)濾器是否泄漏
高效過(guò)濾器是保護室內環(huán)境的最后一道屏障,所以高效過(guò)濾器是否完整直接影響室內環(huán)境的潔凈級別。高效過(guò)濾器泄漏測試過(guò)程常見(jiàn)的問(wèn)題有:
2.1高效過(guò)濾器及靜壓箱體選型不當
分析:基于新版GMP主要參考歐盟GMP標準,目前國內醫藥廠(chǎng)房的高效過(guò)濾器檢漏工作應采用歐盟的常用方法(即PAO法)進(jìn)行檢漏。靜壓箱體必須選擇帶PAO測試孔類(lèi)型的,發(fā)煙管布局應合理(避免采用冷發(fā)煙時(shí)上游濃度不合格)。同時(shí),高效過(guò)濾器及靜壓箱體必須配套,建議采用一個(gè)廠(chǎng)家的。
實(shí)例:1)某藥廠(chǎng)測試時(shí)發(fā)現所有高效過(guò)濾器風(fēng)口均無(wú)PAO測試孔,所以導致不得不現場(chǎng)采取相應處理措施實(shí)施測試,延誤工期,浪費成本;2)南昌某疫苗廠(chǎng)采用的靜壓箱體見(jiàn)圖3。由于系統特殊性只能采用冷發(fā)煙方式進(jìn)行PAO測試,但發(fā)煙時(shí)上游濃度無(wú)法達到20μg/L左右。
圖3
2.2高效過(guò)濾器現場(chǎng)保護不當
分析:高效過(guò)濾器現場(chǎng)要避免出現二次損壞,F場(chǎng)存放、搬動(dòng)、安裝時(shí)要注意保護。并且,高效過(guò)濾避免在現場(chǎng)存放過(guò)久。
2.3高效過(guò)濾器及靜壓箱體的安裝不到位
分析:1)根據現場(chǎng)PAO泄漏測試的經(jīng)驗,高效過(guò)濾器出現泄漏的原因大部分都是邊框泄漏和靜壓箱體泄漏。為降低箱體出現泄漏的可能,靜壓箱安裝前必須在折彎處(尤其是在四角接縫處)全部打膠處理。2)高效過(guò)濾器的安裝避免裝偏;安裝時(shí)四角均勻,防止一邊緊、一邊松。
實(shí)例:圖3所示的靜壓箱體,在做PAO泄漏測試時(shí),出現大部分的泄漏。據現場(chǎng)從廠(chǎng)家處了解,箱體折彎處都是采用的點(diǎn)焊焊接,然后進(jìn)行油漆處理。如果處理不到位,就會(huì )出現泄漏。所以靜壓箱安裝前,進(jìn)行打膠處理是很必要的。
3、 微生物
潔凈室潔凈度的控制是針對不同粒徑的顆粒來(lái)說(shuō)的,而微生物的控制是對生物活性物質(zhì)的數量進(jìn)行控制,通常是通過(guò)做浮游菌以及沉降菌實(shí)驗來(lái)確定實(shí)驗室的微生物數量是否在規范要求的范圍之內。潔凈室內的微生物數量可能對藥品的質(zhì)量產(chǎn)生致命的影響,有些活性物質(zhì)可能會(huì )污染藥品,更嚴重的是如果這些微生物混入藥品進(jìn)入人體內會(huì )產(chǎn)生一些不良反應,從而影響人體的健康。為了控制潔凈室的微生物數量:
A.在進(jìn)行調試前必須做好清潔衛生的工作,用酒精對房間內的墻壁以及設備表面進(jìn)行擦洗。
B.在進(jìn)行浮游菌以及沉降菌實(shí)驗前必須按照規范進(jìn)行甲醛消毒與臭氧消毒。
C.排除人為因素的影響,那就是嚴格遵守潔凈室管制制度。
4、 壓差
毋庸置疑,壓差是一個(gè)醫藥潔凈廠(chǎng)房核心參數之一。壓差是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數,現場(chǎng)驗收時(shí),需要經(jīng)過(guò)反復的調節,以滿(mǎn)足業(yè)主工藝要求;運行過(guò)程中,則需要可行穩定的自控進(jìn)行控制,以保證生產(chǎn)過(guò)程壓力梯度的正確。壓差調整過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題有:
4.1 壓差梯度設計不合理
分析:壓差設計按業(yè)主具體工藝要求設計,但應設計合理、好控的數值。梯度較小,調節難度很大,而且梯度較小也起不到保證氣流流向的作用;梯度過(guò)大,結構的密封性(門(mén)縫等)會(huì )對壓力調整帶來(lái)較大的困難。再比如,如果洗瓶跟軋蓋之間的壓差梯度設計較大,就可能出現把瓶子吹倒的現象。
實(shí)例:河北某藥廠(chǎng),相鄰不同級別房間的壓差設計為2.5Pa,最終壓差調整的結果均在5Pa以上;南昌某疫苗廠(chǎng),相鄰不同級別房間的壓差設計為60Pa,由于門(mén)縫影響最終只能維持在40Pa左右。
4.2 回(排)風(fēng)上閥門(mén)設計及選擇不合理
分析:藥廠(chǎng)壓力調整是通過(guò)調節房間回(排)風(fēng),來(lái)實(shí)現調節房間壓力的;兀ㄅ牛╋L(fēng)口沒(méi)有閥門(mén)是無(wú)法完成這項工作的。再者,藥廠(chǎng)的壓力要求很高,往往涉及微調節,采用圖1所示的閥門(mén)無(wú)法實(shí)現微調。所以,建議:1)每個(gè)回風(fēng)口或排風(fēng)口支管上必須設計閥門(mén),并且每個(gè)支管總管上也應設計閥門(mén);2)采用如圖2所示的無(wú)極調節閥等精度高的閥門(mén)。
4.3回(排)風(fēng)口的設計及選擇不合理
分析:醫藥廠(chǎng)房的房間面積一般不大,房間回(排)風(fēng)很小風(fēng)量的變化都會(huì )導致房間壓力變化。若采用可調節的百葉回(排)風(fēng)口(見(jiàn)圖4),進(jìn)行衛生清掃或系統正常運行時(shí)可能會(huì )出現誤動(dòng)百葉導致房間壓力變化。所以建議:1)回(排)風(fēng)口應選擇不可調節類(lèi)型的風(fēng)口,比如圖5所示;2)回風(fēng)口的尺寸應設計合理,避免出現風(fēng)速過(guò)大,甚至根本回(排)不了設計的風(fēng)量,同時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的噪聲。3)盡量避免設計一個(gè)回(排)風(fēng)系統中既有回(排)風(fēng)百葉,又有高效過(guò)濾器。
實(shí)例:臺州某藥廠(chǎng),回風(fēng)口尺寸設計過(guò)小,導致出現回風(fēng)速達十幾米,房間壓力偏大,并嚴重影響房間噪聲。
4.4維護結構、門(mén)的密封性較差
分析:維護結構、門(mén)的密封性差會(huì )影響到壓力調整,尤其是門(mén)縫的影響。建議:1)確保結構壁板嚴密的打膠效果;2)所開(kāi)孔洞周?chē)仨毚蚰z密封處理;3)門(mén)必須安裝可調節的密閉條。
實(shí)例:惠州某藥廠(chǎng),圖6未密封門(mén)縫時(shí)的壓力數據;圖7是密封后的數據。
圖6 圖7
5、 潔凈度
潔凈度是否合格是判斷一個(gè)廠(chǎng)房是否合格最關(guān)鍵的參數。一般情況下,出現潔凈度不合格原因大致分為:1)房間換氣次數夠;2)高效過(guò)濾器出現泄漏;3)房間壓力梯度不正確;4)房間環(huán)境臟,清潔工作不到位;5)維護結構泄漏(尤其是負壓潔凈室)等。無(wú)論是設計上還是施工上,確保以上五點(diǎn)不出問(wèn)題,潔凈度不合格的現象就可以得到控制。
從現場(chǎng)測試的經(jīng)驗看,新版GMP規定的B級區域潔凈度出現不合格的現象很普遍。
關(guān)于B級別區域:
在保證換氣次數按上限設計的前提下,建議采用額定風(fēng)量小的風(fēng)口,均勻多布置送風(fēng)風(fēng)口的方法。同時(shí),回(排)風(fēng)口也應均勻多布置,以保證房間氣流更合理。在保證換氣次數的前提下,盡可能的保證合理的氣流方向,B級區域的潔凈度問(wèn)題也是可以控制的。
實(shí)例:1)上海某原料藥生產(chǎn)車(chē)間,B級走廊設計的換氣次數為50次/h,調試后走廊實(shí)際換氣次數為52次/h,但進(jìn)行潔凈度測試時(shí)潔凈度達不到B級要求。
6、 噪聲、照度
關(guān)于噪聲、照度兩個(gè)參數在醫藥廠(chǎng)房使用中屬于次要參數。但要保證不影響業(yè)主生產(chǎn)工藝要求及工作人員舒適度。
6.1噪聲控制
A 主管必須設計消聲器。
B 風(fēng)管尺寸設計合理,避免出現風(fēng)速過(guò)大,產(chǎn)生較大噪聲。
C 回風(fēng)口的尺寸設計合理,避免出現風(fēng)速過(guò)大,產(chǎn)生較大噪聲。
D 靜壓箱進(jìn)行密封處理,避免漏風(fēng)出現嘯叫聲。
6.2照度控制
A.在進(jìn)行照度測試的時(shí)候必須將所有的燈都打開(kāi),有的企業(yè)為了節能只打開(kāi)部分的燈,結果所測的照度是不真實(shí)的。
B.照度測試的時(shí)候盡量避免人為因素的干擾,可能因為背對燈光,從而使結果不真實(shí)。
C.在進(jìn)行照度測試時(shí),要排除設備對照度的影響,盡量使照度計在燈光下面測量照度。
D. 測點(diǎn)平面離地面08m,按1~2m間距布置,測點(diǎn)距離墻面1m。
7、 氣流流型
隨著(zhù)新版GMP的推出,醫藥廠(chǎng)房對氣流參數的關(guān)注程度越來(lái)越重視,尤其是A、B級區域。
分析:氣流是否合理主要與風(fēng)口的布置情況有關(guān),合理的氣流有利于房間環(huán)境保持潔凈。建議:1)送風(fēng)口和回風(fēng)口盡可能均勻、多數量布置,A級區域應采用滿(mǎn)布布置(A級區域必須保證在工作面高度以上時(shí)單向流);2)局部層流罩應加圍擋;3)氣流組織采用上送下回方式。
實(shí)例:通化某藥廠(chǎng)灌裝間局部層流罩未加圍擋時(shí),其潔凈度達不到A級要求。在安裝完圍擋后再測試,潔凈度合格。
上述是關(guān)于從調試角度對醫藥工業(yè)廠(chǎng)房設計及施工的一些理解,希望能對設計及施工有所幫助。