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HVAC系统可作为对环境条件控制的支持系统,通过数据和记录,将“GMP 关键参数”提供给生产人员,从而对系统产生直接的影响。这个系统需要通过研究以确认其合乎要求。这些“GMP 关键参数”和记录系统,好单独设置,与其他 HVAC 控制系统(如楼宇控制系统 BMS)区分开,以避免确认过程变得复杂。HVAC 的自动控制系统将主要用来控制温度和湿度等变量,同时在一些较复杂的系统中,还可对下列变量进行主动控制:房间压差;送风和排风(或回风)的定风量控制;过滤器阻力(压降)条件;动态的房间压力控制;在设计中,还要考虑到当自控系统失效时,会对 HVAC 系统产生什么影响,例如要考虑当风量失去,或动态压力控制失效时。
在设备和风管的安装过程中,HVAC系统必须尽可能保持干净。可采取下列措施:在安装之前密封已经预清洁的设备/风管;用消毒剂完整的擦拭风管;另外重要的是整个系统要留有清扫口,以便必要时,可对系统进行人工清洁和消毒,但是,留有人员与保持系统密封之间有矛盾,因此面板的设计必须合理、密封良好。作为维持环境条件的组成部分,必须定期的或临时的降低生产区及其 HVAC 系统的微生物负荷,这可包括下列措施:对部分或全部系统用消毒剂进行熏蒸;在生产区进行消毒剂熏蒸循环;重要的是在设计阶段,就要了解如何进行控制,并采取适当的安全措施;例如,采用的过氧酸作为熏蒸剂,需要后续的通风以能有效的排除熏蒸残留物;另外消毒剂不能降解其接触到的物质,如过滤器的密封等。
设备和服务系统的维护必须在无菌区外进行。例如对HVAC系统来说,不必进入无菌区,就可对风量平衡阀和控制元件进行维护。设计师同时必须了解工厂设施的维护计划。例如安装风机轴承震动探测器,将对设备维护工作有利,可避免设施的非计划停工。对故障现象的率的、快速的反应,将可抵消系统备份的增加。这就是为何采用标准配件如统一规格的 HEPA 过滤器的原因。HVAC 维护人员必须受过良好的培训,必须对无菌区环境参数的变化有所警觉和记录,并理解其含义。反应的速度和准确度将影响设施的运行效率。他们必须明白他们的工作(例如打开运行中的空调箱的门)可能会干扰房间的“关键参数”并进而影响到产品的质量。如果发生了**过正常操作范围的变化,但还是在工艺限度之内,此时需要额外的环境。例如,送风机风量**所需的低换气次数,或房间压力小于正常值,必须增加其他重要参数的收集,以判断房间环境是否依然受到控制。
服务于无菌生产区的HVAC系统其空气循环是一种通常的做法,也是一种良好的实例,这种方法可减小过滤器的微粒负荷,同时必须考虑到另外一些因素:在多用途设施内的潜在的交叉污染;被产品所污染的空气的再意外循环将影响操作和维修人员,这种污染也许可通过设置回风过滤器来加以克服。过滤器必须是“安全更换”型,以保证维护人员的安全。系统中HEPA过滤器的安装位置的关键在于不使空气有被再次污染的可能;对于B及其以上的净化级别,送风末端设置HEPA过滤器是必须的。末端过滤器的堵塞会导致预先设计的压差的不同;对此有几个不同的解决办法:定期的更换HEPA过滤器;对末端HEPA 滤器采用某些定风量控制形式;安装*二级HEPA过滤器,某种程度上保持末端两个过滤器的一致。
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在洁净室空调系统中,可采用带有传热翅片时冷热盘管、管状电加热等方式对空气实现加热与冷却,将空气处理至洁净室所要求的温度;合理选用空气处理的冷热媒,对空气加热/冷却处理的冷热媒通常采用:冷热水、饱和蒸汽、乙二醇、电、各种制冷剂等,在确定冷热媒时,应根据对空气加热/冷却处理的要求、卫生要求、建厂条件、经济成本分析作出选择;在寒冷地区,在新风量较大的情况下,应考虑对新风进行预加热,以防止下游的盘管冻结;合理采用能量回收装置,包括对非生产区的热回收;为带有再循环的单向流罩提供一定的冷却空气,以避免因风机热量而造成罩内空气的局部过热情况,单向流罩内的温度不应大于室内设计温度2℃,在B级背景下的A级区域内,这一温度不应**24℃。
洁净室的温度与相对湿度应与药品生产要求相适应,应保证药品的生产环境和操作人员的舒适感,生产无要求时,洁净室的温度范围可控制在 18-26℃,相对湿度控制在 45-65%。考虑到无菌操作**区对微生物污染的严格控制,对该区域的操作人员的服装穿着有要求,故洁净区的温度和相对湿度可按如下数值设计:A 级和 B 级洁净区:温度 20-24℃,相对湿度 45-60%;C 级和 D 级洁净区:温度 18-26℃,相对湿度 45-65%。当工艺和产品有要求时,应按这些要求确定温度和相对湿度。
对生物原料的处理区而言,保持洁净室的温度和相对湿度通常只是为了使操作人员感到舒适,大多数产品的加工在C或D级区内进行,并采用密闭操作方式;如生产设备不采用夹套进行温度控制时,此时如能洁净室的温度和湿度对产品质量或工艺有影响,则应将 HVAC 系统参数视为关键参数。对固体制剂设施而言,虽然空气与产品直接接触,但通常情况下,温度并不对产品质量起到关键作用;设定值通常基于穿着隔离衣的操作人员的舒适感,许多粉剂产品具有吸湿性,要求湿度**一般为确保操作人员舒适感而提供的湿度;产品或工艺可能需要严格的洁净室环境条件,以满足生产或保持产品质量的要求。根据规范要求,成品或原料的储存条件要得到控制和监测;一般情况下,鉴于成品或原料的贴标要求,空间的温度和湿度应受到监测和控制,对封闭和密封的容器而言,湿度要求通常并不严格。
湿度控制:通常可采用冷却盘管、去湿机、加湿器等进行空气的湿度处理,空气中的湿度取决于通过冷却盘管低温水的温度、剂冷制的蒸发温度以及去湿机、加湿机的能力决定;对于低湿度洁净室(例如粉剂生产),应考虑应用去湿机和后冷却器,由于较高的投资和运行费,通常在需要温度** 5℃时才使用;如果室外的潮湿空气可以直接渗漏至工艺房间,而冷却盘管已不能足以达到洁净室的湿度要求,则也可能需要使用除湿器。对房间增加压力并加强管道密封,可以减少室外湿空气的渗漏量;当洁净室有相对湿度要求时,夏季的室外空气应先经过冷却器冷却后再经再加热器作等湿加热,用以调节相对湿度;为了防止吸收水分,的粉剂产品可能要求相对湿度** 40%。需注意当相对湿度过低(**20-30%),则操作人员咽喉和眼睛会感觉不适;如需要控制室内静电,则应在寒冷或干燥气候条件下考虑增湿;加湿器的位置通常设在 AHU 中末端过滤器之后或在冷却盘管之前,当将加湿器设在风机之前时,设计应确保水滴不会溅落到风机,以免导致风机锈蚀。
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空气除湿的原理和方法有:升温降湿、冷却减湿,吸收或吸附除湿三类;空气经过常规冷冻水表冷器,温度下降,含湿量下降,这种降温去湿处理就是典型的冷却减湿处理过程,而空气经过加热,温度上升,相对湿度降低的过程即为升温降湿过程;干燥剂系统对空气的处理过程即为吸收或吸附除湿过程,因其输送空气的远**盘管,干燥剂系统广泛应用于制药行业进行除湿。环绕式盘管系统是一个简单的管道回路,上游为预冷却盘管,下游为再热盘管,将主冷却盘管夹在中间,泵入的循环流体将高温混合空气的热量传递到再热盘管,再热盘管将来自主冷却盘管的冷空气加热;环绕式系统可降低主冷却盘管的冷却负荷:再热能量由预冷却盘管中循环流体吸收的热量提供,而不是由外部能源提供。
双路系统采用两根盘管(冷冻水或直接蒸发-致冷剂)来分别冷却流入的外部新鲜空气和室内回风空气,高温潮湿的室外空气被一个“主”盘管冷却到 5-7℃,达到除湿目的;“”盘管对部分温度较低的干燥回风空气进行干冷却,部分回风空气可能绕过盘管并与冷却后的回风空气混合,之后这两个气流(外部空气和回流空气)混合为具有一定温度和湿度的供给空气。双路系统可达到环绕式回路系统的能量效率,且能够较好地控制外部空气通风率;双路系统将可显热冷却与潜热冷却分开,便于控制供给空气的温度和湿度;双路系统可单独安装,也可与增加的暖通空调设备、回流设备安装在一起。干燥剂系统适用于(且常用于)需要大量除湿而冷却除湿方法很难达到较低空间湿度在 3℃以下的情况,这种系统可根据外部空气与回风空气所占的百分比、外部空气相对湿度及回风空气的空气流量进行设置,以调节部分或全部进入空气。
除湿设备应在盘管上游设置过滤器并在盘管下游设置风机(在抽风系统中),以提供少量再热,较低的表面流速可以减小空气压降,并提高盘管的除湿性能。合理选择暖通空调设备(盘管、风机、泵、风门等)的型号和规格,确保在较端工况下提供所需的显冷和潜冷;这些通常不会同时出现(一般情况下,温度高的时候湿度不是大),设计部分负荷工况的能量效率,因为峰值负荷出现的时间通常只占运行时间的2%左右。应在转轮除湿机的下游设置空气过滤器,用于收集松散的干燥剂和可能从转轮流出的再生空气中的污染物,再生空气的预过滤必须与工艺空气的预过滤相适应,以减小末端过滤器的负荷;转轮除湿机组的下游需要冷却,以除去空气经转轮处理后吸收的热量。空气先经过预冷却达到较低的含湿量,然后再进入转轮处理,可提高转轮除湿机的干燥性能和能量效率。
干燥剂转轮介质应抑菌、无毒、不腐蚀、不易燃,完全采用惰性无机粘合剂和玻璃纤维制成,干燥剂均匀、地分布在整个基体结构上,形成均质介质;干燥剂转轮应能够至少在5年内保持近的干燥性能。干燥剂系统在下列条件下较适用:要求供给空气的温度较低;潜热负荷比例较高;可利用蒸汽、热水或废热提供低成本或免费的再生热量;与燃气或蒸汽成本相比,用电成本(用于冷却除湿)较高。在下列情况下,采用干燥剂系统比冷却除湿系统有利。这些系统包括:设施内湿度低,有助于提高经济效益;湿负荷高,显热负荷低;需要较多的新鲜干燥空气;可利用废气通过能量回收进行干燥剂后冷却;有低热能(蒸汽、燃气)可用,或电费较高;干燥供给空气管道可提高经济效益和生物负载效益;有用于干燥剂再生的低成本热量。
中净环球净化科技提供制药、器械、生物安全实验室、食品化妆品、微电子、LCD、光电、光伏、精密机械、手术室等领域工程设计、制造、安装调试、检测综合性成套服务。以洁净技术为**,在ISO9001**质量体系认证、ISO14001际环境管理体系下进行30万-10级洁净系统整体规划设计、安装。公司的产品有:风淋室、货淋室、传递窗、洁净工作台、初中效过滤、送风口、洁净棚、自净器、FFU净化单元、洁净服、洁净耗材。
无菌生产工艺中,热力灭菌器(包括湿热灭菌器和干热灭菌器)主要用于无菌生产区所用的包装容器、密封组件、工器具的终灭菌,以使进入无菌生产区的所有物品达到无菌的目的;热力灭菌器在其工作时,会有热量产生,与生产环境还有空气的交换,因此会对 HVAC系统产生影响。无菌生产所采用的热力灭菌器有两种基本的形式:静态设备 – 如湿热灭菌柜、干热灭菌柜等;动态设备 – 如灭菌隧道等。
稀释设计(紊流)在HVAC系统设计中应用很广,该设计必须考虑到房间的布置和操作,以及对**区提供适当的局部单向流的保护;另外有一点必须指出的是有些空气流动较低的区域,如房间的角落,往往会成为微粒浓度非常高的地方;必须说明的是经HEPA过滤器的单向流装置送出的空气,与来自房间HVAC系统的空气一样,同样会稀释房间内的尘埃粒子,这种来自单向流装置的空气会增加有效的房间换气次数,并且有利稀释;对新安装的HVAC系统来说,必须依赖房间的HVAC系统来满足低的换气次数要求(单向流装置的作用不可计算在内)。下面是三个紊流稀释洁净室的基本要求:送入空间的空气必须比需要保持的房间空气条件较干净;送入的洁净空气的体积必须足以抵消空间所产生的微粒数,并保持动态的环境条件;必须使房间空气和送入的洁净空气充分混合以达到稀释的作用。所有三个基本条件都必须在房间空气换气次数计算时得到反应,为了保证无菌区能成功运行,为该区域服务的空调系统在设计时有许多因数需要考虑及处理。
HVAC 系统设计中需考虑的操作因数包括:对无菌生产区操作人员数量的限制;避免人员穿过**区(除非是必须的); 了解人员在正常操作时的位置; 若介入**区的操作是无法避免的,可考虑采用手套接口以避免对**区的污染;了解路线,对频繁活动的区域( 如较衣间)增加换气次数;将进入无菌操作区的换穿衣和路线分开。良好的装修可方便清洁,如无脱落的表面,尽量少的房间角落。此外还有一些因数对保持压差梯度非常重要,例如:“穿越隔墙的孔洞”(例如,传送带、消防喷淋头的盖子等);门的缝隙和精度;气锁如何保持压差梯度,门开启的时间长短(同时也要考虑到压差失去时的报警延迟);门的开关(能否克服压力而关闭与开启);设备位置;**区与操作人员和其他区域的相对位置;动态的压力控制措施或维持房间之间压力稳定的静态系统; 房间消毒情况(消毒接触时间周期,异味如何较快地被稀释);避免洁净区内产生不可接受的涡流或死角 (避免内部房间复杂的布局);另外还必须考虑到哪些变化在系统确认测试时是重要的,如门的开启对房间压力的影响等。
GMP车间设计师必须对安装于系统末端的HEPA过滤器送风口的送风效果加以关注,使送风能与房间的空气充分混合,这是HVAC系统设计必须遵循的基本原则。送风口位置通常还应与照明灯具等相协调,因此其理想的位置可能是一个折衷的方案。在对布置进行优设计时,下列因数往往被反复考虑到:为满足房间换气次数而提供的送风量;既达到房间预期空气质量和气流组织,又使末端HEPA过滤器单元数量少,同时还要考虑减少过滤器的更换及其投入成本;佳的末端单元数量同时又可达到良好的空气分布;末端单元外形尺寸和额定风量的标准化配置,以减少更换成本和增加有效使用率。对于稀释设计来说,吸风口的位置不如送风口关键,因为它们对房间空气的流动影响很小,应位于空气流动较少的部位(比较理想的位置在房间内较低的角落);对于置换设计(如单向流),吸风口必须在低位处。
深圳市中净环球净化科技有限公司是一家专业从事洁净室系统设计、施工及洁净室设备生产、销售,并提供专业化配套服务的高科技企业,公司始终秉承“以人才为基础,让科技服务于客户,为社会发展做贡献”经营理念,全心全意的为客户创造较优质产品,提供满意的服务。公司自成立以来,凭借自主创新的精神,开拓进取的科学管理,立志发展成为全国较具竞争力的行业**企业之一。(提供净化工程、净化产品、节能环保、LED车间、SMT车间、食品化妆品车间咨询、设计、施工)
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