医药厂区空调净化系统控制要点

洁净室需要对环境中尘埃粒子及微生物数量进行控制的房间（区域），其建筑结构、设备及其使用应当能够减少该区域内污染物的引入、产生和滞留。其它也有必要进行控制的参数如温度、湿度、压力等。

在制药工厂中也需要让人们感到舒适。不同的是还应对成品对环境造成的影响有更严格的要求，如：产品的SISPQ（安全性、一致性、剂量、纯度、质量）。

欧盟GMP/中国GMP2010版：

A级：高风险操作区，如灌装区、放置与无菌制剂直接接触的敞口包装容器的区域，及无菌装配或连接操作的区域，应当用单向流操作台（罩）维持该区的环境状态。

B级：指无菌配制和灌装等高风险操作A级洁净区所处的背景区域。

C/D级：指药品生产过程中重要程度较低操作步骤的洁净区。

微生物是不能脱离于尘埃颗粒独立存在的，关注颗粒的存在，主要是为了关注微生物的繁殖，不可繁殖的颗粒可作为微生物的参考。在洁净区环境控制中，我们通常选取的两个粒径组合为：≥0.5 µm，≥5.0 µm。

GMP2010版附录1：洁净区悬浮粒子监测标准

洁净区微生物监测动态标准：

洁净区的温度和相对湿度应与药品生产工艺相适应，满足产品和工艺的要求，并满足人体舒适的要求。除特有要求外，一般：

B/C级：温度20~24℃，相对湿度45%~60%；

D级：温度18~26℃，相对湿度45%~65%

例：

血液制品在生产过程中需要在不同的温度下进行分离提纯操作，有时需低温操作。

疫苗类产品在孵化或培养阶段需要保持较高的培养温度，且要求温度恒定，培养之后的冷胚阶段又需要较低的控制温度，一般为2~8℃

片剂在生产过程中要求较低的相对湿度，以避免黏结。

软胶囊的存放对相对湿度要求较高，因为过低的相对湿度会使胶囊壳干掉，不利于保存。

空调系统的净化作用：

1、提供新鲜空气，使人员舒适；2、控制药品及生产过程中的环境，保证产品质量；3、帮助预防交叉污染；4、防止有害物质对人员及环境的影响。

HVAC系统构成：1、空气处理单元；2、辅助单元：冷却、冷冻系统、加热系统；3、管道系统：新风、回风、送风、排风；4、控制系统。

空气处理单元结构：

风机：

类型：离心式、轴流式、螺旋桨式

风机：一个用于向室内提供空气、返回排出的空气的电动的空气转移设备，它通过管道系统产生足够的空气以通风、加热、冷却或克服空气压力损失。

加热盘管：一系列旋管组成的传热装置，使用蒸汽或热水、热乙二醇作为加热介质，向空气气流中添加热焓。电热的空气加热构件也被称为加热旋管。

冷却盘管：一系列旋管组成的传热装置，以冷冻液体或冷冻剂为冷却介质，降低空气气流的显热和可能的潜热（通过使水蒸气冷凝）。

增湿器：通过向受控空间直接添加水蒸气或在供气气流中添加水蒸气的方式来增加受控空间的湿度。

除湿：加热、冷却盘管协调运行，先降温除水分，再升温确保室内温度，降低相对湿度。

严格的空气过滤：

空调净化系统常采用初效、中效、高效三级空气过滤：初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器。在效率控制上，常用的过滤器组合方式有G3/G4+F7/F8+H13/F14等。

初效过滤器：布置在新风入口处或空调机组入口处，主要过滤≥5.0 µm的颗粒，可选用可清洗型和耐清洗型。

中效过滤器：集中布置在空气处理机组的正压段，主要提供对末端高效过滤器的保护，主要对象是1~10µm的尘粒。可选用可清洗型和耐清洗型。

高效过滤器：布置在空调净化系统的末端送风口内，主要过滤小于1µm的颗粒。一般选用不可清洗型，现在应用较多的是无隔板式。

空气过滤器在 HVAC 系统中位于不同的位置，为保护产品工艺（室内空气颗粒），工作人员，空气处理设备和管道系统提供需要的洁净空气。

以0.3µm的颗粒为标准，初效过滤器对颗粒的除去率，中效过滤器是20~50%，高效过滤器是＞99.91%。

初效过滤器的材质：无纺布、尼龙网、活性炭滤材、金属孔网等，外框材料可选纸框、铝框、镀锌板框；结够：板式、折叠式、袋式； G1（eu）=C1（us），G2=C2~C4，G3=L5，G4=L6效应 G3=50~70%，G4=70~90%。

中效过滤器的材质：有机玻璃纤维、无纺布，结构：板式、折叠式、袋式；

高效过滤器的材质：玻璃纤维，结构：有隔板、无隔板；

高效过滤器的问题：高效过滤器凝胶封条降解，高效过滤器过滤渗漏，安装问题。

高效检漏，DOP-领苯二甲酸二辛酯，对人体有害，已被PAO-聚-α-烯烃 取代。

辅助单元：

主要为空气处理装置提供冷、热源的辅助设施，通常包括：

冷源：冷水（风冷）机组、冷却塔；

热源：蒸汽、电加热器；

洁净区化学试剂熏蒸设施：臭氧发生器。

风管系统：

分类：

按作用分类：新风、送风、排风、回风；

按体统分类：高压、中压、低压；

低压系统：P≤500Pa；中压系统：500＜P≤1500Pa；高压系统：P＞1500Pa。

材质：

一般采用镀锌钢板，不锈钢、纤维玻璃，有时铝都是可以接受的材质；

管道内面必须光滑。

外形：

矩形管道，须采用折叠架或固件来加固，以便防止变形和震动；

采用环型的管道更好但是占用更大空间；

管道系统必须气密。

控制系统类型：

基本控制系统：单一的控制单元或单一的组合控制单元，如：温湿度控制单元；具有报警功能，但没有监测系统运行、分析趋势或系统内部件状态的功能；

中央集成控制系统：如建筑管理系统（BMS）或自动化系统（BAS），专有集合系统。

通常具有的功能：

参数与设备状态检测、显示；自动调节与控制；工况自动转换；设备连锁与自动保护；报警功能；记录功能。

中央集成控制系统：由大量的局部独立控制板、现场控制板或远距离控制板组成。系统中的各种控制板被网络缆线连接到一个或多个终端电脑。

参数与设备状态检测、显示：参数和设备显示，通过集中监控系统主机的显示或打印单元以及就地控制系统的光、声响等器件显示某一参数是否达到规定值，或显示某一设备运行状态。

自动调节与控制：参数自动调节与控制，使某些运行参数自动的保持规定值或按预定的规律变动，如：自控加热、制冷、调节风量。

工况自动转换：生产间隙变频运行。

连锁功能，使相关设备按某一指定程序启停，如送风机和排风机的启停顺序；

自动保护功能，如：系统的电加热器应与送风机连锁，并应有无风断线、超温断电保护装置；电加热器的金属风管应接地。

自动保护和报警：指设备运行状况异常或某些参数超过允许值时，发出报警信号或使系统中某些设备及元件制动停止工作。

记录功能：每个公司都对记录有自身的个性要求。

净化原理：

对空气进行净化处理，并采用适当手段防止污染，以满足药品“净化生产”要求，其基本原理主要包括以下方式：

过滤空气；组织气流，有效通风；设置压差，防止污染。

合理的气流：合理的气流，可以减少房间的死角，减少污染滞留几率。

常见的气流：单向流、非单向流、混合流、矢流（对角流）。

洁净室通常有两者气流分布方式：稀释送风和置换送风。

稀释送风：采用稀释送风分配方式时，洁净室空气不停地与送风混合，以实现洁净室内部一致的空气温度和湿度。对于只有温湿度要求属于唯一因素的区域而言，可采用上送上回气流的方式实现洁净室空气与送风的湍流混合，仅从微粒而言，该稀释动作也能将清洁度略低的洁净室空气与清洁的送风混合。但清洁已分级洁净室最好不用上送上回的气流方式。

由于上送上回的气流方式在工程上有着系统简单、可降低工程造价的优点，对于不散发粉尘的、非无菌产品的低级别的洁净区，还是可以考虑采用的。

上送下回的气流方式可降低不良混合的影响，但不会消除洁净室内的湍动空气模式。通过加大清洁送风量所起的稀释作用，可降低洁净室内部的总体微粒含量水平。

在配备了高效送风口（一般是覆盖在终端高效过滤器正面的多孔面板）的条件下，稀释送风分配方式最高可适用于B 级的洁净分级区域（ISO7 级）。

置换送风 ：如采用置换送风分配设计（例如A 级区域），则按单一方向流动的、清洁的、经终端高效过滤器过滤过的空气，可置换掉洁净室内的悬浮粒子。该设计要求高效过滤器的作用范围能连续覆盖整个天花板，并配备有尺寸规格正确的低位回风或排风口。级别较低的洁净室（B 级）可配备多个天花板送风口，其覆盖率小于100% 以下即可形成向下流动的空气流模式（塞状流）。

A 级区域必须采用置换送风的单向流方式，单向流流速为0.45±20%m/s。

传统型送风分配方式一般适用于管理部门办公室、仓库和未分级空间。但对于GMP所规定的空间和洁净室，需采取更为严格的方法。对于分级空间而言，可在天花板高度引入送风，而回风/普通排风应在接近地板的高度排出（工艺废气的吸风点应尽量靠近其释放源）。利用安装在终端高效过滤器正面扩散板的送风，可改善洁净室的气流模式，但可能会降低均匀混合度和悬浮粒子的稀释水平。

在具备混合气流的洁净室内，气流型态应为从该空间的清洁端流向清洁度略低的一端。如在含有A级微环境/分区、并具备 B级背景的空间内部，空气应该从清洁区流向清洁度略低的背景区域。

足够的换气次数：

为维持室内所需求的洁净度，需要送入足够量的、经过滤处理的清洁空气，以排除、稀释室内的污染物、保持正压并保证人员的舒适性。衡量一个洁净室/区是否被送入了充足的风量时，常会用到另外一个关键参数，即换气次数：

换气次数（次/小时）=房间送风量（m³/h）/ 房间体积（m³）

适当的房间压力：

GMP2010：洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应当不低于10帕斯卡。必要时，相同洁净度级别的不同功能区域（操作间）之间也应当保持适当的压差梯度。

EU GMP：相邻的不同级别的房间要保持10-15Pa的压差（指导值）。

洁净室/区静压差有如下作用：

a.洁净室门窗关闭时，防止周围环境的污染由门窗缝隙渗入洁净室内；

b.洁净室门窗开启时，保证足够的气流速度，尽量减少门窗开启和人员瞬时进入洁净室的气流，保证气流方向，以便将进入的污染减小的最低程度。

目前制药行业对洁净室采用较普遍的消毒灭菌方法有以下几种：

1.紫外线消毒：利用生产间隙、洁净室内无人时，开启紫外灯消毒灭菌的方式。

2.化学熏蒸消毒：消毒液气体熏蒸方式，较普遍的有甲醛、戊二醛等，可以直接在洁净室内蒸发消毒液，也可以将消毒液气体直接送入空调系统。

消毒液蒸发时辅助以约半个小时的空调系统闭式循环运行，将熏蒸气体送入洁净室内，对洁净室进行密闭熏蒸约8h。车间生产前对洁净室进行空气置换（消毒排风）。

3.臭氧消毒：臭氧具有强消毒杀菌作用且可自然分解成氧气，对人体无毒害，对环境无污染。

一般将臭氧发生器安装在空调机组内或送回风管道上，或置于洁净室内消毒。操作中辅助以约1h的空调系统闭式循环运行。车间生产前进行通风。

4.VHP消毒（汽化双氧水）：VHP消毒适用于细菌、真菌、芽孢和病毒，一般室温操作即可。类似于臭氧消毒过程。

除了以上提及的法规要求，其他空调系统相关的法规还体现在（不限于）以下：