医药工业洁净厂房空气净化标准
1.1 一般规定
1.1.1 药品生产环境空气洁净度级别的确定应符合本标准*3.2.1条和*3.2.2条的规定,医药洁净室内有多种工序时,应根据生产工艺要求,采用相应的空气洁净度级别。
1.1.2 医药洁净室的气流流型应根据空气洁净度级别确定,并应符合本标准*9.3节的规定。
1.1.3 医药洁净室内温度、湿度、压差、噪声等环境参数的控制,应符合本标准*3.2节的规定。
1.1.4 医药洁净室内的新鲜空气量,应取下列两项中值:
1 补偿室内排风量和保持室内正压所需新鲜空气量之和;
2 保证供给室内每人新鲜空气量不小于40m3/h。
1.1.5 医药洁净室与周围的空间应按生产工艺要求维持相应的正压差或负压差。
1.1.6 医药洁净室内不应采用散热器供暖。
1.1.7 医药洁净室内的空气监测和净化空气调节系统维护要求可按本标准附录B的规定。
1.1.8 医药洁净室内净化空气调节系统的确认可按本标准附录C的规定。
条文说明
1.1.1 我国药品GMP(2010年修订)对药品生产主要工序环境的空气洁净度级别提出了明确的要求,是医药工业洁净厂房设计的主要依据。由于药品生产工艺复杂,同一产品各生产工序的空气洁净度级别要求有时不相同,因此根据生产工艺要求,在洁净区域内对不同工序的生产环境应分别采用相应的空气洁净度级别。
1.1.4 医药洁净室的新鲜空气量应根据以下两部分风量之和,与室内人员所需的少新鲜空气量相比较,取两项中的值。
1 室内的排风量,包括工艺设备排风、部分空间热湿、异味、危险气体等的排风;
2 保证室内压力所需压差风量(如对邻室为相对负压时,此风量为负值),压差风量宜采用缝隙法或换气次数法确定。
此外,医药洁净室内必须保证每人新鲜空气量不小于40m3/h。
系统的新风比不应简单地按照系统内所需人员的新风总量与总送风量之比,而应核算该系统内人员密度较高房间所需新风量,并调整送风量或新风比后综合确定。
1.1.5 为了保证医药洁净室在正常工作或空气平衡受到短暂破坏时,气流都能从空气洁净度级别高的区域流向空气洁净度级别低的区域,医药洁净室之间应按生产工艺要求设置必要的压差。即使洁净度级别相同,必要时在不同功能区域或操作间之间也应保持适当的压差梯度。
1.1.6 医药洁净室内不应使用散热器供暖,是因为散热器及周围不易做清洁,易积灰,易对药品生产造成污染。
1.1.8 本标准附录C中关于医药洁净室的综合性能确认,应包括表C.0.1项目的检测和评价。
(1)表中所列的检测项目不是每次都要测全。
(2)表中规定的“检测”项目,是指不论何种检测都必须有此项检测结果,规定“必要时检测”的项目,是指有设计要求或业主要求,或者因评定、仲裁需要时检测的项目。
(3)检测时按表C.0.1排定的顺序和内容进行。“风量”是所测项目的前提,风量不符合设计要求,其他项目达到要求也无意义。“风速”应在静压调整好后测定。至于“流线平行性”和“恢复时间”,检测时要放烟,对空气洁净度、浮游菌和沉降菌、表面微生物、照度、温度和湿度等检测会有影响,应放在后测。
制药无菌车间洁净干燥间的设计
在医药无菌车间中,生产循环使用大量器皿需要洗涤、干燥,清洗洁净区域作为生产辅助区域的洁净级别一般要求D 级,干燥间也不例外。在洁净环境下清洗后含有大量水分的器皿的除湿干燥就成为我们要解决的问题。我们通过实例,说明采用合理的设计才能达到节能、干燥除湿的效,对该项工作具有一定理论指导和实际应用意义。
0 引言
除湿主要分为升温降湿、冷却减湿和干燥剂吸附除湿三种。以前常用的就是加热升温通风除湿,但在洁净环境下,单纯采用全送全排升温除湿的方法,能耗大,对洁净过滤系统带来的负荷也较大,故我们设计了冷却减湿、升温降湿洁净空气循环的综合除湿方式。
1 原理
实际设计中,少量补入新风,维持系统相对室外12.5Pa 压差,在混合段与回风混合经初效过滤经表冷挡水段将空气冷却到低于温度,让空气中水汽凝结经挡水板拦截去除水分,再经加热段将空气加热到60℃以上,空气膨胀、单位体积中水分减少实现升温降湿,在送风机作用下经中效过滤器过滤经风管由房间**部高效过滤器过滤后送入干燥间,为保证该过程中温度损失小,净化除湿风机应尽量靠近干燥间,做好送风管道保温。干燥的热空气在干燥间中吸收器皿中水分,温度下降(约45℃)湿度增加,经回风管将其带出干燥间,回到混合段再开始下一次循环,从而达到除湿目的。
另外,在进风口和回风口设置温、湿度传感器,开机时排风机关闭,系统为循环气流运行模式,运行一段时间后,随着热空气吸收器皿中水分的增加,若冷却除湿功率不够、效果不佳,回风口湿度会越来越大,经程控电脑计算若回风口湿度比进风口湿度大得多时,关闭回风口风阀、打开排风阀、排风机,采用直排模式快速置换一下系统中湿度较大的空气,至两者差值不大时,又切换为循环模式。原理如图1。
在实际运用中,哪怕是冷却水未开(如冬季不开冷水机组)采用循环、直排交替模式单纯用升温除湿方式,也能达到器皿干燥除湿的目的。
2 应用实例计算
2.1 洁净度与换气次数
综合考虑洁净厂房设计规范GB50073-2013、医药工业洁净厂房设计规范GB50457-2008,2013 版GMP 及其实施指南,生产清洗辅助区D 洁净厂房换气次数为6 次/h-20 次/h,风机初效滤器为G4 型、中效滤器为F 型、干燥间进风口高效滤器选用H13 型,符合医药洁净厂房要求,经验证尘埃粒子<3520000/m3,符合D 洁净厂房要求。
2.2 风机风量的选取
我们干燥间面积42m2、容积110m3,加上空调风管约120m3选用2500m3/h 风量风机,换气次数达到2500/120=20 次/h,满足设计上限要求。排风机选用2400/h 风量风机,可以保证维持系统相对于外界12.5Pa 压差。
2.3 加热功率
2.3.1 不同温湿度大气压下立方米空气含水量(见表1)
洁净室之间压差一般 <50Pa,洁净室相对于外界压差一般<80Pa,风机内与外界压差一般<500Pa,相对于大气压0.1Mpa即100000Pa,几乎可以忽略不计,我们计算中都按大气压情况处理。
2.3.2 空气中水分的流量
净化干燥系统循环运行一定时间,根据洁净厂房保温条件温度一般可达60℃,湿度可达80%,查表1 空气含水量103.7g/m3,循环一次体积约120m3( 干燥间加风机管道体积),水的质量为:
m=103.7g/m3X120m3=12440g
已知换气次数n=20/h=20/60min=1/3 min
空气中水分的流量为S=mXn=12440g/3min=414.6g/min
2.3.3单位时间需要的热量
假设室外新风冬季0℃的较端情况下,在循环加热模式开始时,假设系统中回风口温度为T1=0℃,加热后,送风口温度T2=60℃,水热容量C=1cal/g℃,Q=MCΔT/t=SCΔT=414.6g/minX1/g℃X(60℃-0℃)=24876 cal/min
2.3.4 加热功率
无菌药品制作车间 装修净化
中间产品无菌检查阳性结果及溯源分析举例
2012年度共收检乙型脑炎减毒活疫苗中间产品无菌检查1731批次,其中阳性结果35 批次,占2.02% 。经分离纯化培养和菌型鉴别分析,主要存在里拉/藤黄微球菌、蜡样芽胞及奇异变形菌等,举例溯源分析如下:
①里拉 /藤黄微球菌检出3例。里拉/藤黄微球菌为洁净区环境及人员监测主要菌群,而在水系统样品中并未检出,故推断为操作过程中经环境带入;
②蜡样芽胞检出3例。蜡样芽胞在水系统中全年仅检出1次,而在环境监测中检出83次(占11.05%)。蜡样芽胞的生长温度范围为20~45℃,10℃以下生长缓慢或不生长,50℃时不生长,在100℃下加热20min即被破坏。而所有的工艺用水均经过高压灭菌(121℃,30min)处理。因此推断,蜡样芽胞应仍为操作过程中经环境带入;
③奇异变形检出4例,由于截止目前洁净区环境及人员和水系统微生物数据库中均未曾检出此类菌,故排查分析只可能是工艺操作本身引入。据查阅资料,奇异变形一般广泛存在于水、土壤的**物以及人和动物的肠道。故根据工艺操作特点进行推测,很可能来自无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级实验地鼠取肾操作工艺。故对此批工艺剩留的末次肾块洗涤液取样进行无菌检查检测,证实为SPF地鼠取肾操作不慎带入。
讨论
从菌型分析结果统计可知,该洁净区环境和人员主要存在革兰阳性球菌如里拉/藤黄微球菌、表皮葡萄球菌、人葡萄球菌等,共占78.56% 以上,其次为蜡样芽胞和少量的库克菌及霉菌等。另外,对于霉菌从检测时间和空间上看,主要集中出现在春、夏季节,洁净区较潮湿的精洗场和细胞水浴加温洁净室。因此宜在春、夏季节加强工艺湿度较大洁净室霉菌的消杀处理。
封闭的注射用水(80℃保温循环)和纯化水(20℃保温循环)管道环境条件较差,检出的微生物种类和数量均较少,经鉴别分析主要存在少动鞘氨醇单胞菌、皮氏罗尔斯顿菌等革兰阴性菌以及芽胞等。
溯源分析举例表明,根据初步建立的微生物数据库以及中间产品无菌检查阳性菌型分析结果可以比较明确地确定产品污染的来源,2012 年乙型脑炎减毒活疫苗中间产品无菌试验阳性结果,主要为操作过程中经环境偶然带入以及地鼠取肾操作不慎带入。
虽然该中间产品并不是无菌工艺操作(半成品配制时需经0.22μm薄膜过滤),但尽量控制本底污染对于实施GMP控制具有积极的意义。奇异变形全年检出4例,且无菌检查时均能在观察结果前2~3d就发现样品染菌(无菌检查孵放要求是培养14d),相关批次单一收获物均报废处理。从无菌风险和生产成本来看,该产品工艺中取肾操作是需关注的重点,可通过加强员工现场操作培训和考核以及进一步优化该步工艺操作等实现。
另外,2012年中间产品无菌检查阳性结果还检出放射根菌、苛养颗粒链菌、斯氏普罗威登斯菌等少数微生物种类,全年各仅检出一例,且暂未在建立的洁净区微生物数据库中出现,目前还无法确切地追溯其来源。
由于全面开展菌型分析工作仅一年多时间,且乙型脑炎减毒活疫苗工艺较为复杂,涉及到SPF 地鼠操作,今后将根据工艺特点建立SPF地鼠如肠道、皮毛等部位的微生物基础数据库,以完善来源追溯途径,进一步指导提高GMP操作水平。
注:①环境及功能与普通区隔离。
②取决于排风位置。
③取决于实验室使用的试剂种类。
④如窗、闭路电视、双向电话。
由表7可知,BSL-3和BSL-4实验室要求房间有负压的气流流向,通风系统要有良好的气流组织,排风需经高效过滤处理后排放。BSL-1实验室没有上述要求,而BSL-2实验室希望可以做到房间保持负压和具有良好的气流组织,但并非严格要求。
根据上述规定,对于生物制品生产中用的减毒株以及基因重组菌株等均属于四类病原微生物,所对应的生物安全防护等级为BSL-1,按照这个要求减毒疫苗的生产就可以利用回风。生物制品生产用的强毒株,如乙型脑炎病毒和检验用攻击毒株狂犬病街毒属于二类病原微生物,对应生物安全防护等级为BSL-3,此类产品不可利用回风,排风必须经过滤。对于大部分三类致病微生物,企业的惯例都是不利用回风,排风经过过滤。
经综合考虑,本条规定了“三类(含三类)危害程度以上的病原体操作区空气不应循环使用”。
1.2..5 净化空气调节系统应合理利用回风。但在药品生产过程中,如固体物料的粉碎、称量、配料、混合、制粒、压片、包衣、灌装等生产工序或房间,常会散发各种粉尘、有害物质等,为了防止通过空气循环造成药物的交叉污染,送入房间的空气应全部排出。在固体物料的生产中,因许多生产工序均有粉尘散发,所以净化空气调节系统需要较大新风比,甚**达60%~70%,能耗很大。若能对空调回风中的粉尘等物质进行充分和有效地处理,使之不再造成交叉污染,利用回风也就成为可能。图3为某固体制剂车间对回风中粉尘处理后利用的示例,由于减少了净化空调的新风比,明显降低了经常运行费用和初步投资费用。
图3 空气流程示意图(带回风处理)
如图3所示回风经处理后利用的方案中,由于回风系统增加了中效和高效空气过滤器,运行中虽节省了冷、热负荷,但增加了更换过滤器的费用,也增加了系统的阻力,是否经济合理,应做技术经济比较而定。如工艺设备状况差,操作中粉尘散发大,则空气过滤器寿命很短,所增加的费用可能会**过直排风的运行费,所以要对工艺及设备的操作和运行情况进行综合考虑,以确定采用回风利用方案是否经济合理。
1.2.6 若将除尘器直接设在生产房间内,可能出现的问题是:噪声大,对操作人员造成影响。进入除尘器的空气在室内循环时,若滤袋有泄漏,上一批物料可能随空气回至室内而造成混药。除尘器清灰时易污染房间地面及周围环境。
所以单机除尘器应设置在靠近需除尘房间的单独小机房内,并将除尘器排风接出,由于除尘器的启闭将影响房间的风量、压力平衡。因此,在工程设计上还要考虑当除尘器间歇工作时,为维持生产房间压差应采取的措施。
当采用集中式除尘系统时,机房应靠近需除尘房间的,以尽可能地缩短管线。
在设计带多个吸尘口和多根分支管的除尘系统时,应避免在水平除尘干管上垂直向下连接支管的做法。主要是为防止在系统启停时,水平干管内粉尘坠落至设备或洁净室而引起交叉污染的风险。排尘罩的设置应紧靠尘源,或与设备排尘风口直接连接,不应远离发尘源。
当机房门开向医药洁净室时,由于除尘器操作人员的进出要通过医药洁净室,应向机房送入净化空气,满足机房空气洁净级别的要求,温度、湿度无严格要求。
1.2..7 本条为强制性条文。对除尘系统的防火防爆要求是根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定,并结合药品生产的具体情况而制定。
1.2.8 本条为强制性条文。与生产安全和环境卫生有关的医药洁净室排风系统,应按照现行国家标准相关规定执行。
1 甲类、乙类生产区域的排风系统,其输送的介质具有危险性,与危险气体接触的阀门、风管及设备应设置相应的防爆、防静电接地等放火防爆措施,具体做法可参照现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2015,*6.9节“放火与防爆”中的相应条款。
2 排放进入大气的含尘或有害等污染气体应符合国家或地方现行排放标准规定,不满足时,应采取相应的综合处理措施使排放达到现行国家或地方“大气污染物综合排放标准”的要求,排放浓度及排放总量是我国污染排放控制的两项指标,均不能违反。