新版GMP對藥廠風(fēng)量、藥理控制的影響
1 新版 GMP 對凈化空調(diào)系統(tǒng)提出的新要求主要體現(xiàn)在以下方面[1]:
1)對凈化空調(diào)不論是級別、系統(tǒng)、氣流和檢測都提出了比過去更高的要求。
2)對懸浮粒子進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。
3)對高風(fēng)險(xiǎn)操作區(qū)的背景環(huán)境,提出了比過去高 100 倍的潔凈度要求。
4)對層流區(qū)工作臺截面風(fēng)速提出了 1998 版G M P 未提的要求,且是比常規(guī)潔凈室都高的要求。
5)對亂流潔凈室換氣次數(shù)提出了一種新要求。
6)對無菌藥品的凈化空調(diào)系統(tǒng)提出了系統(tǒng)運(yùn)行的要求。
7)對氣流的作用提出了超乎專業(yè)的要求。
8)第一次提出隔離操作的要求。
9)提出了表面染菌量指標(biāo)。
10)對照明和溫濕度僅提出了要有適當(dāng)要求,而未給出不適當(dāng)?shù)臄?shù)字。
11)對相鄰?fù)ǘ煌墑e房間的壓差提出了不小于 10 Pa 的高要求,同級別的相鄰房間也應(yīng)有適當(dāng)?shù)膲翰睢?/p>
2 潔凈室風(fēng)量及靜壓差控制
GMP 對影響藥品質(zhì)量的參數(shù)如截面風(fēng)速、換氣次數(shù)、靜壓差、溫濕度、照度、噪聲和新風(fēng)量等要素都有具體的控制要求。
2.1 風(fēng)量控制
對于潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng),潔凈室的送風(fēng)量是一個(gè)很重要的參數(shù),決定了潔凈室的換氣次數(shù)和自凈換氣次數(shù),從一定的角度上來說,保證了室內(nèi)的風(fēng)量恒定,也就是保證了室內(nèi)潔凈度的參數(shù)的穩(wěn)定。因此,在潔凈室凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)作過程中,如何保持潔凈室內(nèi)風(fēng)量恒定,是一個(gè)值得研究的問題。首先在選擇過濾器的時(shí)候,設(shè)計(jì)人員選擇過濾器實(shí)際風(fēng)量均小于它本身的額定風(fēng)量,阻力不平衡通過安裝調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn),從而同一潔凈區(qū)內(nèi)的高效空氣過濾器的阻力不很接近,給風(fēng)量調(diào)節(jié)帶來麻煩。其次在凈化空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中,由于高效、中效、初效過濾器阻力的不斷變化,表冷器在干、濕工況下的阻力變化,都會導(dǎo)致風(fēng)管管網(wǎng)的總阻力變化,從而引起風(fēng)機(jī)工作工況的變化,這對于要求風(fēng)量恒定的潔凈室來說,是十分不利的。
2.2 靜壓差控制
理論上說,靜壓差應(yīng)具有兩個(gè)作用:在門、窗關(guān)閉情況下,防止?jié)崈羰彝獾奈廴居煽p隙滲入室內(nèi);在門開啟時(shí),保證有足夠的氣流向外流動,盡量削減由開門動作和人的進(jìn)入的瞬時(shí)帶進(jìn)來的氣流量,并在以后門開啟狀態(tài)下,保證氣流方向是向外的,以便把帶入的污染減小到最低程度[2]。保證藥品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)是生產(chǎn)方法,其優(yōu)劣是由生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)環(huán)境所決定的,藥廠生產(chǎn)環(huán)境控制的主要目的是防止因污染或交叉污染等危及產(chǎn)品質(zhì)量的情況發(fā)生。因此對一些關(guān)鍵生產(chǎn)工藝操作間,在減少房間內(nèi)污染的同時(shí),保證其相對于相鄰房間的壓差,就成為保證潔凈度從而保證藥品質(zhì)量的重要因素。
新版 GMP 對壓差的控制有了新的要求:對相鄰相通而不同級別房間的壓差提出了不小于 10 Pa的高要求,同級別的相鄰房間也應(yīng)由適當(dāng)?shù)膲翰?。我?GMP 及相關(guān)規(guī)范對壓差的規(guī)定見表 1[1,3]:
2.3 靜壓差控制方法[4]
目前藥廠生產(chǎn)環(huán)境的靜壓差控制方法主要有:定風(fēng)量控制。定風(fēng)量控制主要分有手動控制和定風(fēng)量閥控制兩種方法。
死循環(huán)控制。常采用直接壓力控制,即以室內(nèi)壓差的維持控制新風(fēng)或回風(fēng)或排風(fēng)作為變量。主要有以室內(nèi)正壓的維持控制新風(fēng)作為變量、以室內(nèi)壓差的維持控制回風(fēng)作變量、以室內(nèi)壓差的維持控制排風(fēng)作變量、獨(dú)立正壓送風(fēng)壓差控制四種方法。
余壓閥控制。當(dāng)凈化房內(nèi)氣壓超過標(biāo)準(zhǔn)氣壓時(shí),減壓閥門自動打開,當(dāng)?shù)陀跇?biāo)準(zhǔn)氣壓時(shí),閥門恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài),從而起到平衡氣壓的作用。
余風(fēng)量控制。潔凈室的送風(fēng)量與排風(fēng)量之間保持一定的風(fēng)量差(稱為余風(fēng)量),必然會導(dǎo)致潔凈室產(chǎn)生一定的壓差。余風(fēng)量(氣流追蹤)控制即控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)測量風(fēng)量(送風(fēng)和排風(fēng)量)變化,通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量或排風(fēng)量,動態(tài)的達(dá)到相應(yīng)的風(fēng)量平衡,使送風(fēng)量和排風(fēng)量之間保持恒定的風(fēng)量差,從而維持恒定的壓差。
混合控制。就是壓差控制和余風(fēng)量控制串連的控制。把余風(fēng)量作為基本控制方式,同時(shí)加入壓差傳感器對余風(fēng)量進(jìn)行再設(shè)定。
3 智能文丘里閥
由于當(dāng)前手動控制在生物制藥潔凈室中應(yīng)用廣泛,然而這種方式存在許多問題:系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),各個(gè)高效過濾器的堵塞程度或阻力變化不均勻,采用變頻風(fēng)機(jī)的話可以解決送風(fēng)量問題,但是必須經(jīng)常調(diào)節(jié)閥門以達(dá)到風(fēng)量平衡;系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)時(shí),房間的壓差變化很大,帶來許多問題;系統(tǒng)的抗干擾能力比較弱,當(dāng)室外風(fēng)壓變化時(shí),或者管道阻力變化時(shí),各個(gè)房間的送風(fēng)量重新分配,壓力也隨之變化;有局部排風(fēng)時(shí)為保持送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)的恒定,排風(fēng)與送風(fēng)機(jī)需同開同停,浪費(fèi)能量。因此在此提出使用智能文丘里閥來逐漸代替手動控制閥??刂品椒ㄈ鐖D 1。
3.1 智能文丘里閥的特點(diǎn)和原理
智能文丘里閥是在傳統(tǒng)的文丘里空氣流量控制閥的基礎(chǔ)上,提供了精確風(fēng)量測量回路。從而改變傳統(tǒng)文丘里閥依賴回饋電路提供“不真實(shí)”流量的狀況,更加提供了文丘里空氣流量控制閥的安全性和精確性。智能文丘里控制閥是高精度、高速反應(yīng)的壓力無關(guān)性風(fēng)量控制設(shè)備。具有不受管道內(nèi)靜壓變化影響,精確維持設(shè)定風(fēng)量的自調(diào)式機(jī)械結(jié)構(gòu)。它可以提供精確的真實(shí)風(fēng)量回饋,普遍應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、生物安全實(shí)驗(yàn)室、潔凈室、動物飼養(yǎng)設(shè)施、壓力房間、一員手術(shù)室等需要對氣流進(jìn)行精確控制的場合。智能文丘里閥通過閥芯位置的改變來保持一個(gè)恒定的空氣流量。每個(gè)文丘里閥門都有一個(gè)閥芯組件,它帶有一個(gè)內(nèi)置的不銹鋼彈簧,當(dāng)風(fēng)管靜壓較低時(shí),作用在閥芯上的壓力變小,閥芯中彈簧張開,低壓力與大的流通面積的組合提供理想的流量;當(dāng)出現(xiàn)高靜壓時(shí),作用在閥芯上的壓力增大,彈簧壓縮并且閥芯前移,減小了流通面積,保持高壓力與較小開度的結(jié)合,維持流量的穩(wěn)定。
3.2 智能文丘里閥控制方法的優(yōu)點(diǎn)
風(fēng)量始終保持恒定。采用了定風(fēng)量文丘里閥,會對高效過濾器的堵塞而做出自行調(diào)整保持送風(fēng)量恒定風(fēng)管壓力變化,而不會造成文丘利里閥所控風(fēng)量的變化。
房間壓力得到保證?;仫L(fēng)同樣是定風(fēng)量文丘里閥,采用余風(fēng)量法保證室內(nèi)壓力穩(wěn)定,進(jìn)一步的方案是采用變風(fēng)量文丘里閥,以便在調(diào)試時(shí)能方便快捷。
節(jié)約能耗。送風(fēng)量得到量化的控制,根據(jù)潔凈標(biāo)準(zhǔn)確定合適的送風(fēng)量。
4 智能文丘里閥門在某藥廠的應(yīng)用
針對上海某已建藥廠環(huán)境控制問題,采用智能文丘里閥的改進(jìn)措施,如圖1所示。主要是在原有的送風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)中安裝智能文丘里閥并且配置了相應(yīng)的控制元件,并對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合調(diào)試與測試。圖 2 為文丘里閥安裝軸線圖。
表2給出了部分房間采用智能文丘里閥前后實(shí)驗(yàn)室的送風(fēng)量及靜壓差的狀況。圖3是對文丘里閥使用前后的實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
由表 2 和圖 3 可以看出:安裝智能文丘里閥前,各個(gè)房間的送風(fēng)量與設(shè)計(jì)的送風(fēng)量相差很大,初測風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量的比值的算術(shù)平均值為 1.34,結(jié)果造成靜壓差的分布不均勻,一些房間相對臨近低級別潔凈室的靜壓差很大,而另一些則很小,甚至出現(xiàn)負(fù)壓;安裝智能文丘里閥之后,各個(gè)房間的送風(fēng)量均比較接近設(shè)計(jì)的送風(fēng)量,調(diào)試后風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量的比值的算術(shù)平均值為1.02,房間相對臨近低級別潔凈室的靜壓差趨于穩(wěn)定。
5 結(jié)論
新版 GMP 的施行使我國藥品生產(chǎn)環(huán)境與國際接軌,帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。對廠房和凈化設(shè)備的要求更高,對潔凈室的分級更加合理,對潔凈室控制的要求也更加嚴(yán)格,藥廠相應(yīng)的設(shè)備更新或改進(jìn)是必須的。而潔凈室的控制,包括風(fēng)量和靜壓差控制是達(dá)到潔凈度,滿足生產(chǎn),適應(yīng)新版GMP的很重要的方面。本文提出的采用智能文丘里閥來穩(wěn)定潔凈室的風(fēng)量是潔凈室環(huán)境控制的一種有效的方法,值得進(jìn)一步的探討、改進(jìn)和應(yīng)用。