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针对血液制品生产车间的特点,结合GMP要求和国家相关设计规范,提出相应的技术措施及解决方案。
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血液制品生产车间通常具有洁净度级别多(往往包含GMP中A、B、C、D所有4个洁净度级别)、室内温湿度差别大、房间不同时使用率高、生产岗位净高迥异等特点,这就要求暖通设计人员依据生产实际情况合理划分空调系统,制定不同的空气处理流程,采取切实、科学的技术措施,为血液制品生产车间正常、高效地运行提供坚实的保障。
血液制品项目主要生产无菌产品,涉及的洁净度级别为GMP中A、B、C、D所有4个级别。这4个洁净度级别,对空气悬浮粒子及微生物限度都有具体的要求。
对空气悬浮粒子的基本要求[1]如表1所示。
对微生物限度的基本要求[1]如表2所示。
生产血液制品,包括灌装、冻干、预灌注等区域,生产过程相对其他固体制剂生产车间更为洁净、生产过程中基本没有物料粉尘产生。由此可见,尘埃粒子主要来自操作工人、工艺(动)设备以及室外新风。其中,操作工人、工艺(动)设备等产尘量不大且较为稳定(在此不作详细叙述),而新风中含有的尘埃粒子则较多且波动性较大,将对净化空调系统产生明显的影响。
根据《洁净厂房设计规范》(GB 50073—2013)[2]第4.1.1条中的表1介绍,大气(即空调系统的新风)中的含尘浓度(公称粒径≥0.5 μm的尘埃粒子计数浓度)为:(1)市中心5.3×107~2.5×108 pc/m3,相当于150×104~708×104 pc/ft3;(2)市郊3.5×107~1.1×108 pc/m3,相当于99×104~311×104 pc/ft3。通常而言,洁净厂房建造于市郊的居多,空气品质市郊明显优于市中心,但即使是市郊的空气品质,其含尘浓度仍然远远高于洁净厂房内D级(最低级别)的空气含尘浓度。如国际标准ISO 14644-1中的8级,相当于美国联邦标准FS209E中的100000级,其含尘浓度(公称粒径≥0.5 μm的尘埃粒子计数浓度)为不超过100 000 pc/ft3,大约仅为市郊大气含尘浓度的1/30~1/10。上述大气含尘浓度是在正常天气情况下测得的,若在雾霾天气其含尘浓度将高得多。
基于上述分析,血液制品车间净化空调系统的空气处理过程,建议针对不同的洁净度级别采用以下两种处理方式之一:
(1)D级的净化空调系统:新风先经一级粗效(G4)及一级中效(F5或F6)过滤,再与净化区域的回风混合(全新风系统无回风),进行热湿处理,最后依次经一级中效(F7或F8)及一级高效(H13)过滤后送入空调区域;
(2)A、B及C级的净化空调系统,新风先经一级粗效(G4)及一级中效(F6或F7)过滤,再与净化区域的回风混合(全新风系统无回风),进行热湿处理,最后依次经一级中效(F8或F9)及一级高效(H14)过滤后送入空调区域。
所谓“细菌”,也称为“微生物”,通常有3种基本形态,即球形、杆形和螺旋形,分别称为球菌、杆菌和螺形菌,它们的公称粒径大多在0.6~3 μm,由此可见,一个所谓无尘(即没有公称粒径≥0.5 μm的尘埃粒子)的洁净室,在工程实际中可以认为是无菌的。因此,对于无菌车间(主要为A级、B级净化区)而言有效控制公称粒径≥0.5 μm的尘埃粒子(包括细菌)就显得至关重要了。
另外,净化空调系统在运行过程中,只要切实做好日常维护工作,就基本能保证空调系统的送风是无尘、无菌的,但即便如此,仍然无法确保所有空调房间内不产尘、不长菌,所以,血液制品无菌生产车间必须定期做好净化空调房间的大消毒工作。
当前常用的大消毒形式主要包括臭氧大消毒、过氧化氢(双氧水)大消毒、紫外灯照射大消毒及甲醛熏蒸大消毒等四种。其中,臭氧大消毒应用最为广泛,可应用于所有级别的洁净区,但该消毒形式消毒效果不够理想,故高级别(A、B级)的洁净区常常采用过氧化氢(双氧水)大消毒形式。紫外灯照射大消毒,消毒效果相对较差,一般不能作为正式的大消毒形式用于实际工程,仅可作为辅助性的消毒形式。甲醛熏蒸大消毒,虽然消毒效果较好,但甲醛有害人体健康,且消毒结束后在围护结构表面往往会残留一些粉末,需要清理,国内外现已基本禁止采用该大消毒形式了。
血液制品生产车间,其温度、湿度不同于普通药品生产车间的温度(18~26 ℃)、湿度(45%~65%),在洁净区(尤其是C级区)及CNC区往往还具有低温的要求。各生产区的温湿度通常如表3所示。
从表3可知,血液制品车间的暖通工程,具有空调系统繁多、净化区域洁净度级别齐全(即含有A~D各个级别)、相同洁净度级别生产区的温湿度差异大等特点,因此,在进行暖通工程设计时,需根据车间内工艺生产的具体特点、不同的洁净度级别、不同的温湿度要求、不同时使用的区域,划分不同的(净化)空调系统。车间内众多空调系统,其空气过滤、热湿处理流程等存在较大差异,即便是CNC生产区域及辅助生产区域的空调系统,其送风建议至少采用一粗(G4)、一中(F5或F6)两级过滤并进行热湿处理后送入空调区域。
在血液制品生产过程中,有些生产区域(或岗位)因使用超过安全容量的有机溶媒,故有防爆要求,如血浆基础分离区、层析柱处理区域的清洁制备间等。尤其是血浆基础分离区,既有防爆的要求,又有C级(有时因工艺流程不同定为D级)的洁净度要求,这就要求服务于该区域的空调系统必须采用全新风空调系统,即对空调区域采用全送全排的气流组织形式。为节省暖通工程的投资,上述全新风空调系统的空气处理机组(空调箱)应采用普通型(即非防爆型)空气处理机组(空调箱),但必须将该空气处理机组(空调箱)放置于非防爆区,空调送风管在接往防爆区的墙体处应设置防火阀及止回阀。并且血浆基础分离区的环境温度通常要求控制在10~15 ℃,故空调系统的送、排风系统及建筑围护结构需要进行最小热阻计算,选择合适的风管保温材料及建筑保温层,以防风管系统及围护结构结露。同时还要设计合适的节能措施,以便合理、经济地回收排风中的能量。
血液制品生产车间中,有些工艺设备(如洁净公用工程设施间、部分工艺操作间、血浆基础分离区内的工艺设备)高度较高,故布置上述工艺设备的生产区域的净高就需要相应提高,一般净高取4.0~8.0 m不等。工艺操作间及血浆基础分离区均有洁净度(D级或C级)要求,如血浆基础分离区,因工艺设备较多、较高,一般设有操作平台,为确保其洁净度及温湿度,需进行合理的气流组织,除需要在操作平台上、下区域分别设置送、排风口外,还要求操作平台采用不锈钢格栅制作,尽可能避免洁净区出现死角而影响洁净度。
要建设一个较为完善的血液制品生产车间,暖通工程的设计往往十分重要,除需根据以上血液制品项目的特点,提出很有针对性的解决方案外,还需全面掌握工艺生产过程,合理划分(净化)空调、通风(包括排烟)系统,确定与工艺生产相匹配的自动控制方案,采取合理的节能措施,使(净化)空调、通风系统稳定、高效、节能地运行。
[3] 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB 50019—2015[S].
撰稿人 | 翟奇琛
责任编辑 | 邵丽竹
审核人 | 何发
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