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新版GMP对药厂风量、药理控制的影响

2018-05-29 09:30:31
文章出处:深圳市永洁净化工程有限公司    作者:Admin    浏览次数:160
1 新版 GMP 对净化空调系统提出的新要求主要体现在以下方面[1]:

1)对净化空调不论是级别、系统、气流和检测都提出了比过去更高的要求。

2)对悬浮粒子进行动态监测。

3)对高风险操作区的背景环境,提出了比过去高 100 倍的洁净度要求。

4)对层流区工作台截面风速提出了 1998 版G M P 未提的要求,且是比常规洁净室都高的要求。

5)对乱流洁净室换气次数提出了一种新要求。

6)对无菌药品的净化空调系统提出了系统运行的要求。

7)对气流的作用提出了超乎专业的要求。

8)第一次提出隔离操作的要求。

9)提出了表面染菌量指标。

10)对照明和温湿度仅提出了要有适当要求,而未给出不适当的数字。

11)对相邻通而不同级别房间的压差提出了不小于 10 Pa 的高要求,同级别的相邻房间也应有适当的压差。


2 洁净室风量及静压差控制

GMP 对影响药品质量的参数如截面风速、换气次数、静压差、温湿度、照度、噪声和新风量等要素都有具体的控制要求。

2.1 风量控制

对于洁净室净化空调系统,洁净室的送风量是一个很重要的参数,决定了洁净室的换气次数和自净换气次数,从一定的角度上来说,保证了室内的风量恒定,也就是保证了室内洁净度的参数的稳定。因此,在洁净室净化空调系统设计和运作过程中,如何保持洁净室内风量恒定,是一个值得研究的问题。首先在选择过滤器的时候,设计人员选择过滤器实际风量均小于它本身的额定风量,阻力不平衡通过安装调节阀来实现,从而同一洁净区内的高效空气过滤器的阻力不很接近,给风量调节带来麻烦。其次在净化空调系统的实际运行过程中,由于高效、中效、初效过滤器阻力的不断变化,表冷器在干、湿工况下的阻力变化,都会导致风管管网的总阻力变化,从而引起风机工作工况的变化,这对于要求风量恒定的洁净室来说,是十分不利的。

2.2 静压差控制

理论上说,静压差应具有两个作用:在门、窗关闭情况下,防止洁净室外的污染由缝隙渗入室内;在门开启时,保证有足够的气流向外流动,尽量削减由开门动作和人的进入的瞬时带进来的气流量,并在以后门开启状态下,保证气流方向是向外的,以便把带入的污染减小到最低程度[2]。保证药品质量的重要环节是生产方法,其优劣是由生产技术和生产环境所决定的,药厂生产环境控制的主要目的是防止因污染或交叉污染等危及产品质量的情况发生。因此对一些关键生产工艺操作间,在减少房间内污染的同时,保证其相对于相邻房间的压差,就成为保证洁净度从而保证药品质量的重要因素。

新版 GMP 对压差的控制有了新的要求:对相邻相通而不同级别房间的压差提出了不小于 10 Pa的高要求,同级别的相邻房间也应由适当的压差。我国 GMP 及相关规范对压差的规定见表 1[1,3]:


2.3 静压差控制方法[4]

目前药厂生产环境的静压差控制方法主要有:定风量控制。定风量控制主要分有手动控制和定风量阀控制两种方法。

死循环控制。常采用直接压力控制,即以室内压差的维持控制新风或回风或排风作为变量。主要有以室内正压的维持控制新风作为变量、以室内压差的维持控制回风作变量、以室内压差的维持控制排风作变量、独立正压送风压差控制四种方法。

余压阀控制。当净化房内气压超过标准气压时,减压阀门自动打开,当低于标准气压时,阀门恢复关闭状态,从而起到平衡气压的作用。

余风量控制。洁净室的送风量与排风量之间保持一定的风量差(称为余风量),必然会导致洁净室产生一定的压差。余风量(气流追踪)控制即控制系统实时测量风量(送风和排风量)变化,通过调节送风量或排风量,动态的达到相应的风量平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持恒定的压差。
混合控制。就是压差控制和余风量控制串连的控制。把余风量作为基本控制方式,同时加入压差传感器对余风量进行再设定。


3 智能文丘里阀

由于当前手动控制在生物制药洁净室中应用广泛,然而这种方式存在许多问题:系统运行时,各个高效过滤器的堵塞程度或阻力变化不均匀,采用变频风机的话可以解决送风量问题,但是必须经常调节阀门以达到风量平衡;系统动态和静态时,房间的压差变化很大,带来许多问题;系统的抗干扰能力比较弱,当室外风压变化时,或者管道阻力变化时,各个房间的送风量重新分配,压力也随之变化;有局部排风时为保持送风、回风、排风的恒定,排风与送风机需同开同停,浪费能量。因此在此提出使用智能文丘里阀来逐渐代替手动控制阀。控制方法如图 1。


3.1 智能文丘里阀的特点和原理

智能文丘里阀是在传统的文丘里空气流量控制阀的基础上,提供了精确风量测量回路。从而改变传统文丘里阀依赖回馈电路提供“不真实”流量的状况,更加提供了文丘里空气流量控制阀的安全性和精确性。智能文丘里控制阀是高精度、高速反应的压力无关性风量控制设备。具有不受管道内静压变化影响,精确维持设定风量的自调式机械结构。它可以提供精确的真实风量回馈,普遍应用于化学实验室、生物安全实验室、洁净室、动物饲养设施、压力房间、一员手术室等需要对气流进行精确控制的场合。智能文丘里阀通过阀芯位置的改变来保持一个恒定的空气流量。每个文丘里阀门都有一个阀芯组件,它带有一个内置的不锈钢弹簧,当风管静压较低时,作用在阀芯上的压力变小,阀芯中弹簧张开,低压力与大的流通面积的组合提供理想的流量;当出现高静压时,作用在阀芯上的压力增大,弹簧压缩并且阀芯前移,减小了流通面积,保持高压力与较小开度的结合,维持流量的稳定。

3.2 智能文丘里阀控制方法的优点

风量始终保持恒定。采用了定风量文丘里阀,会对高效过滤器的堵塞而做出自行调整保持送风量恒定风管压力变化,而不会造成文丘利里阀所控风量的变化。

房间压力得到保证。回风同样是定风量文丘里阀,采用余风量法保证室内压力稳定,进一步的方案是采用变风量文丘里阀,以便在调试时能方便快捷。

节约能耗。送风量得到量化的控制,根据洁净标准确定合适的送风量。


4 智能文丘里阀门在某药厂的应用

针对上海某已建药厂环境控制问题,采用智能文丘里阀的改进措施,如图1所示。主要是在原有的送风系统和回风系统中安装智能文丘里阀并且配置了相应的控制元件,并对整个系统进行了综合调试与测试。图 2 为文丘里阀安装轴线图。


表2给出了部分房间采用智能文丘里阀前后实验室的送风量及静压差的状况。图3是对文丘里阀使用前后的实验室送风量的实验结果。

由表 2 和图 3 可以看出:安装智能文丘里阀前,各个房间的送风量与设计的送风量相差很大,初测风量与设计风量的比值的算术平均值为 1.34,结果造成静压差的分布不均匀,一些房间相对临近低级别洁净室的静压差很大,而另一些则很小,甚至出现负压;安装智能文丘里阀之后,各个房间的送风量均比较接近设计的送风量,调试后风量与设计风量的比值的算术平均值为1.02,房间相对临近低级别洁净室的静压差趋于稳定。



5 结论

新版 GMP 的施行使我国药品生产环境与国际接轨,带来了机遇和挑战。对厂房和净化设备的要求更高,对洁净室的分级更加合理,对洁净室控制的要求也更加严格,药厂相应的设备更新或改进是必须的。而洁净室的控制,包括风量和静压差控制是达到洁净度,满足生产,适应新版GMP的很重要的方面。本文提出的采用智能文丘里阀来稳定洁净室的风量是洁净室环境控制的一种有效的方法,值得进一步的探讨、改进和应用。

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