制药厂房隔间压差的控制方法

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:叶哲江
[导读] 摘要:随着我国制药产业生产规模的不断扩大,不同区域厂房的洁净度要求也存在不同,这就需要通过厂房隔间压差的控制,以避免厂房不同洁净度要求的区域产生空气交叉污染的情况。
        广州白云山光华制药股份有限公司  广东广州  510000
        摘要:随着我国制药产业生产规模的不断扩大,不同区域厂房的洁净度要求也存在不同,这就需要通过厂房隔间压差的控制,以避免厂房不同洁净度要求的区域产生空气交叉污染的情况。本文对制药厂房洁净室分类及其建筑特点、布局展开分析,总结制药厂房的工艺流程,并对其洁净室的控制要求及其压差控制加以剖析,探究制药厂房隔间压差控制的方法,以推动我国制药产业的发展。
        关键词:制药厂房;洁净室;隔间压差;控制方法
        在制药产业发展中,洁净厂房是药物声场的基础,是保证制药安全的关键。随着新时期制药企业发展规模的不断扩张,洁净厂房的面积占比也在不断增加,但是不同制药品种对于厂房的洁净度要求也存在较大差异,需要通过隔间压差控制的方式以避免空气交叉污染而影响制药卫生。因此,加强对制药厂房隔间压差的控制,对于新时期的制药产业发展有着重要意义。
        一、制药厂房洁净室特点及其布局
        洁净室在工业和生物领域都是较为重要的工程设施,制药厂房的洁净室具有着风机温升以及新风负荷大的基本特征,并且在制药生产中,会产生大量的散热以及散湿负荷,并且其输配系统耗能较高,是制药生产中能耗较大的作业内容[1]。而随着当前时期制药厂房建设规模的逐渐扩大,为了充分保证制药厂房洁净室的洁净度,就需要注重对隔间压差的控制,需要在风机新风量、温湿度以及压差等多方面,保证制药厂房洁净室的环境,避免影响制药卫生安全。
        制药厂房洁净室为了降低污染,避免空气的交叉污染,高度重视过程控制,以保证制药安全。而一般情况下,制药厂房洁净室的建筑布局多采用“一”字形、“L”型、“T”型等形式,而在制药厂房的原料车间以及制剂车间,则以“一”字形建筑布局结构为主,“L”型建筑布局次之,而其不知特点如下:首先,“一”字形结构洁净室。“一”字形制药厂房洁净室结构外观布置较为规整,需要在生产线车间设置制药生产中溶剂暂存位置以及收集系统,并要保证在洁净室构建中,将药品反应合成区域的宽度设置在合理范围内部,保证防爆泄漏处理工作以及人员疏散工作能够顺利开展。其次,“L”型结构洁净室。“L”型结构洁净室突出端的公共系统及辅助部分距离使用点较远,会导致系统管路长度增加。所以在实际布置中应根据影响因素等将不同的布置方式加以融合,取长补短。
        二、制药厂房药剂生产工艺流程分析
        制药厂房作为制药企业药剂生产的重要场所,由于现代药剂制作生产工艺本身的多样性以及制作流程需求,需要充分保证制药厂房结构设计能够与药剂生产流程高度结合,以保证药剂生产制作的高效开展。而一般情况下,制药厂房药剂生产的工艺流程主要就包含以下方面:
        第一,人流物流分离。在制药厂房的药剂制造生产中,为了充分保证制药厂房洁净室功能分区的合理布置,就需要实现制药厂房人流与物流的分离,以不同通道,进入制药厂房内部,以比年相互之间的影响,而导致制药厂房制药生产效率的下降[2]。
        第二,人流消毒处理。现代制药厂房药剂生产中,对于洁净度有着严格要求,为了避免人流进入制药厂房而导致污染情况的产生,就需要保证人流要预先通过清洁区域,以实现人员的消毒处理。并要保证在制药厂房中,不会出现人流回流的情况。
        第三,逐渐提升洁净等级。一般情况下,制药厂房洁净室分布是需要根据制药工艺流来决定的,要保证制药厂房的洁净度随着制药工艺流程逐渐提升,严格保证制药厂房的洁净度能够满足制药生产的实际需求。正常情况下,制药厂房的洁净室等级由D-A,包含了四个等级。
        第四,避免不同洁净度要求区域的交叉污染。在制药厂房的药剂生产中,不同洁净度区域之间要通过压差控制来实现洁净度的划分,避免较差污染的情况产生而对药剂生产产生卫生污染影响。
        制药厂房药剂生产工艺流程如图一所示:
       
        图一  制药厂房药剂生产工艺流程
        三、制药厂房洁净室压差控制的影响因素
        制药厂房洁净室有着严格的控制要求,这是保证药剂生产卫生安全的重要基础。根据我国《药品生产质量管理规范(2010 年修订)》(简称 GMP)和《GB50073-2013洁净厂房设计规范》相关要求,制药厂房洁净室的环境控制涉及到了温湿度、压差、洁净度等多个方面,不同药剂生产对于制药厂房的洁净度要求也存在差异,一般情况下,制药厂房洁净室的温湿度控制应根据《GB洁净厂房设计规范》要求,具体要求内容如表1所示:
        表1  制药厂房洁净室的温湿度控制要求
       
        而在制药厂房洁净室压差控制要求中,也需要根据《GB洁净厂房设计规范》要求指导,保证以下三个方面的压差控制能够符合制药厂房药剂生产制造的实际流程需要,具体如下:
        第一,洁净室需要与厂房的其他区域保持一定的压差,并需要根据药剂生产工艺的实际要求,维持洁净室与其他区域的正压差或负压差,保证压差的稳定。
        第二,不同洁净等级的洁净室之间的压差不宜小于5Pa,洁净区与非洁净区之间的压差不应小于5Pa,洁净区与室外的压差不应小于 10Pa。
        第三,根据GMP无菌药品生产规定的相关要求,需要将制药厂房洁净室分为四个等级,不同等级的洁净度要求如表二所示:
        表2  制药厂房洁净室洁净度等级要求表
       
        而在制药厂房隔间压差控制的实际过程中,由于制药厂房洁净室本身制药工艺流程需要以及布局特征,隔间压差控制实践中主要的影响因素包含了余风量和风量两个方面:
        首先,余风量是指洁净室送风量与排(回)风量的数值差额,是维持房间正压所需要的真实风量值。在制药厂房隔间压差控制中,由于余风量决定的是洁净室内部正压的关键因素,这就需要在制药厂房洁净室隔间压差控制中注重对余风量的思考。
        其次,风量主要是指制药厂房洁净室的送风量数值,风量调节是当前制药厂房洁净室压差控制的重要方式,一旦风量控制不及时,就容易导致制药厂房洁净室的隔间压差失衡,无法保证压差控制的稳定性。
        四、制药厂房隔间压差控制的方法
        现代制药厂房药剂制造生产实践中,对于厂房洁净室的洁净度要求愈加严格,成为药剂生产质量的重要保障。而想要提升制药厂房的洁净度,就需要在制药厂房隔间建设中加强对压差的控制,通过温度、湿度等方面的管控,避免药品失效的情况产生。而一般情况下制药厂房洁净室通常采用的是全空气空调系统,具有温湿度控制严格、送风量需求大、风机风压高、压差控制严格等基本特征。药品是一类特殊的商品,它的质量高低直接关系到人们的健康和安危。在药品生产过程中,车间环境参数的控制是生产过程的关键,包括:温湿度、洁净度、压差等。这些因素又主要依靠洁净空调系统的合理控制来保证的,其中压差的控制最为关键。因而,制药洁净厂房合理的压差控制系统对于药品的质量起着至关重要的作用。而在对制药厂房的隔间压差控制中,需要根据压差失衡的原因采用针对性的控制方法,具体如下:
        在制药厂房药剂生产的实际过程中,各个房间之间的压差会存在较高的冗余,以消除各种扰动所引起的洁净风险。如:压差与洁净室门窗缝隙会导致风量的增加,影响洁净室内的压力平衡,而由于缝隙大小的差异,风的流量也会出现差异,流量方程的准确性对于压差控制的数据结果就会产生误差影响。再如:洁净室门的类型和运行过程中开关门以及人员流动等行为,对于局部或相邻房间之间压差都是有很大影响。因此,空调系统就会通过较大的风量来产生较高的风压冗余,但是大量的通风会引起严重的能耗问题。而要想保证制药厂房的洁净度,就需要减小压差冗余,以此避免以为压差问题而导致洁净度下降,这是制药厂房洁净度控制的关键所在。而一般情况下,多以PID 控制方法对压差冗余进行监管与控制。传统的PID 控制是应用最广泛的一种闭环控制方法,通过多次调节 PID 控制器的参数,达到某种性能指标的最优化。该方法已经在洁净室的压差控制得到了应用,但是PID控制法在实际的使用过程中,扰动发生时,自控系统判断后再调整风量需要一定的响应时间,因此容易产生超调和振荡,造成压差控制失稳,导致洁净度风险[3]。而针对这一情况,单单增加该房间的送风量清除污染物会导致压力升高,对其他房间压力也会有影响,最终影响初定压差值,甚至出现压差反转。所以,要同时调节风量的大小,方可保证初定压差值的同时,节约能源。
        五、结束语
        综上所述,制药厂房隔间压差控制是保证厂房洁净室洁净度的重要方式,更是保证药品生产安全的重要基础。在对制药厂房隔间压差控制的实际过程中,需要根据药剂生产的洁净度要求实际,注重对压差失衡影响因素的分析,通过相关控制方法应用,实现制药厂房隔间压差的有效控制,保证厂房的洁净度,为我国制药产业发展提供保障。
        参考文献:
        [1]于晓达. 生物制药生产车间洁净室压差自控系统的构建探讨[J]. 科技创新导报,2019,000(010):81,83.
        [2]李海滨,张民,杨硕,等. 制药厂的环境控制[J]. 电工技术,2020,No.516(06):8-9+12.
        [3]肖志伟,徐珊. 指针式微差压表检定结果的测量不确定度评定[J]. 科学技术创新,2019,000(018):P.36-37.
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