高效過(guò)濾器在空調(diào)凈化系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文摘自藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范新版GMP標(biāo)準(zhǔn)

采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)（heating ventilation and air conditioning，HVAC)系統(tǒng)，在我國(guó)藥品gmp中稱(chēng)為空調(diào)凈化系統(tǒng)。HVAC系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)進(jìn)人室內(nèi)的空氣進(jìn)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(biāo)，確保環(huán)境參數(shù)符合藥品質(zhì)量的要求，避免空氣污染和交叉污染的發(fā)生，同時(shí)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(guò)稗中對(duì)人造成的不利影響，并且保護(hù)周?chē)沫h(huán)境。

一、空調(diào)凈化系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

空調(diào)凈化系統(tǒng)整體機(jī)組及其各部件應(yīng)依據(jù)環(huán)境要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)組主要包括加熱、冷 卻、加濕、除濕、過(guò)濾等各個(gè)功能段，其他組成部件，包括排風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、熱能回收系統(tǒng)等，見(jiàn)圖3-7。HVAC系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(lèi)型

空調(diào)凈化系統(tǒng)可劃分為直流型空調(diào)系統(tǒng)（圖3-8)和再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)（圖3-9)。直流型空調(diào)系統(tǒng)，即將經(jīng)過(guò)處理的、能滿足空間要求的室外空氣送入室內(nèi)，然后又將這些空氣全部排出，系統(tǒng)全部使用室外新風(fēng)。再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)，即潔凈室送風(fēng)由部分經(jīng)處理的室外新風(fēng)與部分從潔凈室空間的回風(fēng)混合而成。由于再循環(huán)型空調(diào)系統(tǒng)具有初投資和運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)，故在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能合理采用再循環(huán)型空調(diào)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(guò)程散發(fā)粉塵的潔凈室（區(qū)），室內(nèi)空氣如經(jīng)處理仍不能避免交叉污染時(shí)；生產(chǎn)中使用有機(jī)溶劑，且因氣體積聚可構(gòu)成爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)的工序；病原體操作區(qū)；放 射性藥品生產(chǎn)區(qū)；生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)、異味或揮發(fā)性氣體的生產(chǎn)工序。

一種藥品生產(chǎn)區(qū)通常可分為若干不同潔凈等級(jí)的區(qū)域（空氣潔凈度級(jí)別），不同潔凈區(qū)域應(yīng)配備獨(dú)立的空氣處理機(jī)組。各個(gè)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物理分隔，以防止產(chǎn)品之間出現(xiàn)交叉污染。獨(dú)立空氣處理機(jī)組還可用于不同的產(chǎn)品區(qū)，或分隔不同的區(qū)域，通過(guò)嚴(yán)格的空氣過(guò)濾實(shí)現(xiàn)對(duì)有害物質(zhì)的隔離， 防止通過(guò)風(fēng)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(cāng)儲(chǔ)區(qū)、行政管理區(qū)等應(yīng)分別設(shè)置空氣處理機(jī)組。對(duì)于運(yùn)行班次或使用時(shí)間不同，對(duì)溫濕度控制要求差別較大的生產(chǎn)區(qū)域， 其空調(diào)系統(tǒng)亦應(yīng)分開(kāi)設(shè)置。

(二）功能及措施

1.加熱與冷卻

生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)與生產(chǎn)要求相適應(yīng)，當(dāng)藥品生產(chǎn)無(wú)特殊要求時(shí)，C級(jí)和D級(jí)潔凈區(qū)溫度范圍可控制在18?26度，A級(jí)和B級(jí)潔凈區(qū)溫度范圍可控制在20?24度在潔凈室空調(diào)系統(tǒng)中，可釆用帶有傳熱翅片的冷熱盤(pán)管、管狀電加熱等方式對(duì)空氣實(shí)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(fēng)量較大的情況下，應(yīng)考慮對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)加熱，以防止下游的盤(pán)管凍結(jié)。或者采用冷熱溶劑處理，如冷熱水、飽和蒸汽、乙二醇、各種制冷劑。

2.加濕與除濕

潔凈室的相對(duì)溫度應(yīng)與藥品生產(chǎn)要求相適應(yīng)，應(yīng)保證藥品的生產(chǎn)環(huán)境和操作人員的舒適感，當(dāng)藥品生產(chǎn)無(wú)特殊要求時(shí)，C級(jí)和D級(jí)潔凈區(qū)相對(duì)濕度控制在45%?65%，A級(jí)和B 織沽凈度相對(duì)濕度控制45%?60%。

無(wú)菌粉狀產(chǎn)品或多數(shù)固體制劑，需要較低的相對(duì)濕度生產(chǎn)環(huán)境，可考慮應(yīng)用除濕機(jī)和后冷卻器進(jìn)行除濕、由于較高的投資和運(yùn)行費(fèi)，通常需要露點(diǎn)溫度低于5度時(shí)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(guò)蒸汽加濕器來(lái)維持。

當(dāng)潔凈室有相對(duì)濕度要求時(shí)，夏季的室外空氣應(yīng)先經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后再經(jīng)加熱器做等濕加熱，用以調(diào)節(jié)相對(duì)濕度。如需要控制室內(nèi)靜電，則應(yīng)在寒冷或干燥氣候條件下考慮增濕。

3.過(guò)濾

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

當(dāng)房間潔凈級(jí)別較髙時(shí)，最終過(guò)濾下游設(shè)有高效過(guò)濾器作為終端過(guò)濾裝置。終端過(guò)濾裝置位于空氣處理機(jī)末端，安裝在房間的天花板或墻上，可保證供應(yīng)最清潔的空氣，用于稀釋或送出房間內(nèi)釋放的微粒，比如B級(jí)潔凈區(qū)或B級(jí)背景下的A級(jí)空氣送風(fēng)口。

4.壓力控制

大多數(shù)潔凈室保持正壓，而通向這個(gè)潔凈室的前室依次保留越來(lái)越低的正壓，直到非受控空間（一般建筑物）的零基準(zhǔn)水平。潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、不同級(jí)別潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)當(dāng)不低于10帕斯卡。必要時(shí)，相同潔凈度級(jí)別的不同功能區(qū)域（操作間）之間也應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)膲翰钐荻取崈羰揖S持的正壓，可通過(guò)送風(fēng)量大于排風(fēng)童來(lái)實(shí)現(xiàn)，改變送風(fēng)量可調(diào) 節(jié)各室間的壓差。特殊藥品生產(chǎn)，如青霉素類(lèi)藥品產(chǎn)塵量大的操作區(qū)域應(yīng)當(dāng)保持相對(duì)負(fù)壓。

(三）送風(fēng)形式

1.單向流

單向流潔凈室的進(jìn)風(fēng)面布滿高效過(guò)濾器，整個(gè)送風(fēng)面是一個(gè)大送風(fēng)口（如：高效送風(fēng)口），送風(fēng)氣流經(jīng)靜壓 箱和高效過(guò)濾器的均壓均流作用，從送風(fēng)口到回風(fēng)口氣流流線彼此平行，充滿全室斷面，以 勻速向前推進(jìn)，把室內(nèi)原空氣排人回風(fēng)口，以達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的目的^由于氣流的運(yùn)動(dòng)流線幾乎是平行的，無(wú)渦流，因此稱(chēng)為單向流（或?qū)恿鳎蜗蛄餍问娇諝鈨艋芰?qiáng)，轉(zhuǎn)換空氣所需時(shí)間短，并且通常在空調(diào)機(jī)組末端使用高效過(guò)濾器，因此，單向流適用于A級(jí)潔 凈房間或B級(jí)、C級(jí)背景下的A級(jí)潔凈區(qū)?由于A級(jí)潔凈室需要大量經(jīng)過(guò)處理的風(fēng)量才能 達(dá)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(dòng)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(dòng)必須盡置靠近單向流保護(hù)面?同時(shí)使搡作人員置于下風(fēng)向（圖3-12K如果送風(fēng)過(guò)濾器安裝位置過(guò)高，那么空氣到達(dá)關(guān)鍵操作面之前，氣流流型可能會(huì)變差，所以送 風(fēng)口應(yīng)保持小面積，并使高效過(guò)濾器盡可能靠近關(guān)鍵位置。

2.紊流

紊流潔凈室從送風(fēng)口經(jīng)散流器進(jìn)人室內(nèi)的潔凈空氣氣流迅速向四周擴(kuò)散，與室內(nèi)空氣混合，稀釋室內(nèi)污染的空氣，并與之進(jìn)行熱交換，在正壓作用下，從下側(cè)回風(fēng)口排走。室內(nèi)氣流因擴(kuò)散、混合作用而非常紊亂，有渦流，所以稱(chēng)為紊流（或亂流），見(jiàn)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(jí)別（C級(jí)和D級(jí)），最高可達(dá)到8級(jí)％換氣次數(shù)一般在10?100次/小時(shí)，其一次投資與運(yùn)行費(fèi)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(dá)到稀釋的作用，在房間的角落區(qū)域，空氣流動(dòng)性較差，往往會(huì)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(jí)別更高，通過(guò)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(dòng)態(tài)的環(huán)境條件。

(四）排風(fēng)系統(tǒng)

潔凈室（區(qū)）的排風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

① 應(yīng)采取防止室外氣體倒灌的措施？

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

③ 對(duì)直接排放超過(guò)國(guó)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體，排放時(shí)應(yīng)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(yīng)經(jīng)高效空氣過(guò)濾器過(guò)濾后排放；二類(lèi)危險(xiǎn)度以 上病原體操作區(qū)及生物安全室，應(yīng)將排風(fēng)系統(tǒng)的高效空氣過(guò)濾器安裝在潔凈室（區(qū)）內(nèi)的排風(fēng)口處；

⑤ 采用熏蒸消毒滅菌的潔凈室（區(qū)），應(yīng)設(shè)置消毒排風(fēng)設(shè)施。

排風(fēng)可采用獨(dú)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(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置：

①不同空調(diào)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(zhì)_性為現(xiàn)行W家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸舶物危肖程度分級(jí)》GB 5044中規(guī)定盼 中度危滇以上的區(qū)域；

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

⑤ 排放易燃、易爆介質(zhì)的區(qū)域。

二、空調(diào)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(shè)備及風(fēng)管先密封再進(jìn)行安裝。在設(shè)備和風(fēng)管的安裝過(guò)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(shí)間的延長(zhǎng)， HVAC系統(tǒng)內(nèi)污物累積也會(huì)導(dǎo)致微生物滋生，所以系統(tǒng)應(yīng)定期清洗和消毒。可采盡能夠殺死微生物的溶液清洗HVAC;用消毒劑完整地擦拭風(fēng)管，消毒劑不能降解其接觸到物質(zhì)； 對(duì)部分或全部系統(tǒng)用消毒劑進(jìn)行熏蒸；在生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行消毒劑循環(huán)熏蒸，例如，采用高效的過(guò)氧乙酸、甲醛作為熏蒸劑，需要后續(xù)通風(fēng)以有效地排除熏蒸殘留物。

2. 定期監(jiān)測(cè)

為驗(yàn)證HVAC系統(tǒng)是否運(yùn)行有效，需要對(duì)潔凈區(qū)的空氣懸浮粒子進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，對(duì)潔凈區(qū)的微生物進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如果發(fā)生了超過(guò)正常操作范圍的變化，但還是在工藝限度之內(nèi)，此時(shí)需要額外的環(huán)境監(jiān)控。例如，送風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)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(shí)應(yīng)采取措施， 及時(shí)對(duì)HVAC系統(tǒng)進(jìn)行全面徹底的清潔和消毒，或更換和調(diào)整某些部件等。