GMP制药企业应走出GMP改造误区
发布日期:2012/2/5 1:03:56 浏览：554 次
GMP制药企业应走出GMP改造误区
尽管我国制药企业的GMP改造取得了阶段性成果，但也暴露出洁净技术应用方面的一些误区。
在第五届中国国际（北京）洁净技术论坛上，我国洁净技术领域的专家、天津大学环境科学与工程学院涂光备教授指出，就现阶段制药行业净化空调系统的一些问题进行讨论是十分必要的。
多方共同维护GMP社会上众多相关行业的人员对GMP的理解很容易走偏，特别是净化空调的设计、制造和施工单位。
不少人误以为“药厂GMP改造和认证”，就是改善药厂生产车间的环境，使其达到所要求的洁净室级别。这样的理解过于片面。
涂教授认为，净化空调技术在GMP认证管理中只是扮演了一个提供生产环境的角色，是一个必要条件，但绝不是惟一的决定因素。
药厂环境控制的主要目的是为了防止因污染或交叉污染等任何危及药品质量的情况发生。
涂教授指出，这种生产环境是个动态概念，是环境控制的各项措施综合作用的结果。“决不是按照规定建起了洁净室，通过了验收就万事大吉”。他认为，日常维护、管理与监测更为重要。
涂教授举例说，某些药厂已建成的洁净室及净化空调系统由于维护、保养未能跟上，又没有严格的监测制度进行检查和监督，使得实际生产环境的许多指标偏离规定要求。
如吹淋室的高效过滤器应该换的未能及时更换，形同虚设，以至喷口风速降低到10米／秒以下，根本起不到抖落洁净服外附着的尘土的作用；某些洁净室必要的压差因送、回、排风量失控而改变，开口处气流逆向流动，造成污染。
涂教授认为，药厂以及制药工业服务的相关单位和企业均应该自觉成为GMP的实施主体。这就要求承担药厂规划、建筑与结构设计、暖通与空调设计的人员以及相应硬件服务企业重视GMP，与药厂一道共同落实GMP。
按需进行空调净化系统设计
谈到目前一些药厂在进行GMP改造过程中，在空调净化系统设计方面片面追求高洁净度的问题，国内有关专家纷纷表示惋惜。中国石化集团上海医药工业设计院土建室刘琳高级工程师在接受记者采访时表示，相对于微电子行业来说，药厂的生产环境对洁净度的要求要低很多。
药厂的洁净技术应用一定要根据生产的药品类型、生产规模和中、长期发展规划来进行。追求高洁净度并不能解决实际应用问题，而且可能给企业带来沉重的运行维护、管理负担。合理的洁净级别设计是各制药企业一定要重视的问题。
涂光备教授就冻干车间的空调净化系统设计方面存在的问题进行了分析:
他指出，无菌分装的药品，特别是冻干产品吸湿性较强，生产过程应特别注意无菌室的相对湿度（RH）、胶囊和瓶子内的水分、工具的干燥和产品包装的严密性。目前，对于冻干车间的收粉、粉碎等关键工序的温、湿度没有统一标准，有些使用单位提出偏高的技术指标，如温度不高于22℃，RH不高于30％，造成空调制冷系统不必要的投资和运行费用的浪费。他解释说，如果以温度23℃，RH45％作为室内设计参数，则较温度22℃，RH30％的设计值，室内空气焓值高8.5KJ／Kg，可以节省很多能量。根据一些正常生产的冻干车间的经验看，相对湿度控制在40％～50％，温度控制在22℃～24℃，其产品质量均可以得到保证。
他还提醒说，有些药厂往往在冻干车间的冻干机开口处上方集中布置高效过滤器风口，为保证较高洁净度，断面风速也较高，如0.4米／秒。但在实际运行中发现，开机收粉时，容易造成药粉飞扬，既损耗了药粉，又造成带滤层和回风口阻塞。这些都是应注意的问题。
重视排风系统设计与一般空调系统相比，排风系统设计合理在净化空调系统中更为重要。涂教授指出，排风量大就意味着净化空调系统补入的新风量多，而处理新风需要消耗大量能量，同时也会加重过滤器负荷，缩短其使用寿命，系统的初投资和运行费用都相应上扬。另外，洁净室要求气密性好而通道较迂回，较一般车间疏散障碍多，因此对排毒、防爆、防火等的排风安全性的要求更苛刻。
考虑到上述原因还仅仅是制药工业进行排风系统设计的基础部分。涂教授指出，制药工业的排风系统设计十分复杂，要联系制药过程中的各种环节来考虑。例如，要防止排风携带某些强致敏性或毒性药物污染大气，也要注意回收排风中携带的药物有效成分等；在粉尘或有害物产生地点直接将其捕集，经过必要的分离、净化处理后排至室外的局部排风方式效果较好等。
在确定排风量方面，涂教授提醒说，药厂很多工艺过程的产尘就是药品本身或其辅料，过大的排风量和吸入速度将增大药品耗损，加大排风系统能耗，以及加大排风系统末端分离、规律设备的容量负荷。另外，洁净室排风系统非工作班如何防止室外空气倒灌的问题也应该引起关注。
有关专家指出，在GMP改造过程中暴露的洁净技术应用问题，或与制药企业决策层盲目追求高洁净度、高技术指标值有关；或与制药企业在旧厂房改造中投入过少有关；也有与洁净系统设计、建筑等单位对GMP认识不足，认为他们与制药企业只是存在买、卖商业关系而不愿意为制药企业“做好参谋，提供优质服务”有关。他们表示，目前国内的洁净技术完全可以解决GMP改造的硬件问题，关键是需要各相关行业对GMP有一个正确、全面的认识。
送风方案
普通的空调送风方式可分为集中式和局部式两种。另外，净化系统需要粗效、中效和高效过滤器，结合空调与净化的双重要求，净化空调系统可分为集中式净化空调系统和分散式净化空调系统。
1、集中式净化空调系统
空气的初效和中效过滤器及热湿处理设备(风机、加热、加湿冷却设备)集中设置在一个空调机房内，用管道与布置在室内风口处的高效过滤器相连所组成的系统，叫集中式净化空调系统。
集中式净化空调系统的送风方式可有以下几种形式。
（1）单风机系统 （见图）
a．为防止污染空气渗入净化空调系统而再次污染中效过滤器后的空气，中效过滤韶一般应设置在系统的正压段。
b．为防止高效过滤器后的空气再次被污染，高效过滤器应尽量布置在系统末端即尽量靠近洁净室的送风口。一般情况下不宜采用在空调机房内或离洁净室送风口较远的送风管道上集中布置高效过滤器的做法。
c．当回风含尘浓度较高或有大粒径灰尘、纤维等情况下，可在回风口或回风管道上设置中效过滤器。
d. 在围护结构比较严密的条件下，为防止系统停止运行后室外污染空气由新风口进入洁净室，除在回风口或回风管道上设置中效过滤器外，可在新风人口管道上设置电动密闭阀并与风机连锁。当风机启动时，密闭阀打开，停止运行时关闭；或在新风人口管道上设置一般调节阀，再增设一道中效过滤器。
(2)设置值班风机的系统 （见图）
当净化空调系统间歇运行时，为防止系统停运后室外污染空气通过围护结构的缝隙或从新风口进入洁净室，可以设置值班风机。
值班风机的风量按维持室内预定正压值所需换气次数确定；如果洁净室内的排风系统全天运行或在非生产时减少风量运行，则值班风机的风量还应考虑排风系统的排风量。
(3)并联的集中式系统 （见图）
当一空调机房内布置多个集中式净化空调系统时，可将几个系统并联，只设一个新风热湿处理系统。这样做可以减轻每个集中式净化处理室空调系统的冷负荷与热负荷，而且运行比较灵活。
系统正常运行时，阀1和阀3关闭，阀2和阀4打开，新风风机3和送风风机5投入运行；系统值班运行时，阀1和阀3打开，阀2和阀4关闭，新风风机3投入运行，送风风机5停止运行。此外，当某个系统不需要运行时，可将阀1和阀2或阀3和阀4关闭，其相应的送风风机也停止运行即可，而其余系统可以照常使用。
(4)双风机系统 （见图）
当系统阻力较大时，为了降低噪声，减少漏风量和便于系统的运行调节，经技术经济比较认为合理时，可采用双风机集中式净化空调系统
双风机系统由于两台风机串联使用，其效率较每台风机单独使用时要低，同时机房面积也大。
(5)两级高效过滤器系统 （见图）。对于层流洁净室，为了延长顶棚高级过滤器的使用寿命，减少其更换次数及提高室内空气洁净度，可在送风静压箱人口处或空调机房内增设一道高效过滤器，即见图中第一级高效过滤器。这种做法的缺点是系统的阻力增大，投资也相应增加。
(6)部分空气直接循环的集中系统 利用大型离心通风机实现部分空气直接循环的集中式系统（见图）。 利用并联的小型离心式通风机实现部分空气直接循环的集中式系统（见图）。 层流洁净室的换气次数很大，如果空调机房与洁净室的距离较远，可利用大型离心式通风机或风量大、风压高、效率高、噪声低的数台小型离心式通风机并联，就近实现部分空气的直接循环，缩短了大风管的长度，并节省了风管所占空间。
将小型离心式通风机和高效过滤器组成净化送风单元，然后用净化送风单元组成层流洁净室，其机房占地面积较土建式的小，施工周期也将大大缩短。
(7)设置消声器的集中式系统 （见图）。 系统利用装配式洁净小室，局部净化设备(洁净工作台、洁净棚、层流罩和自净器等)与一般空调环境所构成的系统，均叫分散式净化空调系统。
目前，应用最广泛的是集中式净化空调系统与分散式净化空调系统相结合的形式，它兼有集中式和分散式系统的优点，更能适应工艺生产的要求和建筑工程的客观条件。
2、分散式净化空调系统
分散式净化空调系统的基本形式如下。
(1) 在集中式空调系统的环境中，设置局部净化设备，（见图）。
(2) 在分散式空调系统的环境中，设置局部净化设备，（见图）。
送风方案的选择
新建工程应根据洁净室的面积、净高、位置及消声、减振等要求，经综合技术经济比较后，确定采用集中式净化空调系统或分散式净化空调系统作为送风方案。一般情况下，面积较大，净高较高、位置集中及消声、减振要求严格的洁净室应采用集中式系统；反之，可采用分散式系统。
改建工程除应符合上述原则外，可根据工程的具体情况作不同的处理。原有建筑内设有集中式空调系统时，可在空调系统内集中增设中效过滤器和高效过滤器或在送风口处增设高效过滤器，并且用提高风机转速或更换风机的方法，提高风机的风量和风压，组成集中式净化空调系统。也可在室内增设局部净化设备，组成分散式净化空调系统。
原建筑内未设空调系统时，可增设集中式净化空调系统；也可增设净化空调器或小型空调器和局部净化设备，组成分散式净化空调系统。
净化方案
1、全室净化
以集中净化空调系统，在整个房间内造成具有相同洁净度环境的净化处理方式，叫全室净化。这是洁净技术中最早发展起来的一种方式，并且现在也仍然被采用。这种方式适合于工艺设备高大，数量很多，且室内要求相同洁净度的场所。但是这种方式投资大、运行管理复杂、建设周期长。
2、局部净化
以净化空调器或局部净化设备(如洁净工作台、棚式垂直层流单元、层流罩等)，在一般空调环境中造成局部区域具有一定洁净度级别环境的净化处理方式叫局部净化。这种方式适合于生产批量较小或利用原有厂房进行技术改造的场所。目前，应用最广泛的是全室净化与局部净化相结合的净化处理方式，这是洁净技术发展中产生的净化方式，它既能保证室内具有一定洁净度，又能在局部区域实现高洁净度环境，从而达到既满足生产对高洁净度环境的要求，又节约能源的双重目的。例如，需要100级洁净度的操作工段，当生产批量较小时，只要在洁净度较低的乱流洁净室内，利用洁净工作台或层流罩等局部净化设备，就能实现全室净化与局部净化相结合的净化方式。
3、洁净隧道
以两条层流工艺区和中间的乱流操作活动区组成隧道形洁净环境的净化处理方式叫洁净隧道。这是全室净化与局部净化相结合的典型，是目前推广采用的净化方式，也被称之为第三代净化方式。
按照组成洁净隧道的设备不同，洁净隧道可分为以下几种形式。
(1)台式洁净隧道 （见图）
这种形式的洁净隧道是将洁净工作台相互连接在一起，并取消中间的侧壁，组成生产需要的隧道型生产线。当工艺要求垂直层流时，可选用垂直层流工作台。当工艺要求水平层流时，则选用水平层流工作台。这种净化方式较全室净化更易保证局部空间的高洁净度，并由于工作台相互连接，可以减少或防止交叉污染。此外，对建筑的要求比较简单，只要求具备乱流洁净室的环境即可。其缺点是洁净工作台的尺寸固定，使操作面缺乏足够的灵活性，工艺设备必须适应工作台的尺寸，调整起来也不大方便。
(2)棚式洁净隧道 （见图）
这种形式的洁净隧道是将洁净棚，即棚式垂直层流单元串联在一条生产线上所组成的。根据工艺要求，洁净棚的面积可以变化，空气可以全部为室内循环式，也可连通集中式净化空调系统，吸取部分新风。棚式洁净隧道适合于工艺设备较大的场所。当工业管道可以明装时，采用图a的形式，当工业管道必须暗装时，采用图b的形式。
(3)罩式洁净隧道 （见图）
这种形式的洁净隧道是将层流罩，即罩式垂直层流单元串联在一条生产线上所组成的。由于层流罩的进深比洁净棚小，只适用于工艺设备较小的场所。空气循环方式与棚式洁净隧道和台式洁净隧道相同，是目前采用较多的一种洁 净隧道。
(4)集中送风式洁净隧道 （见图）
这种形式的洁净隧道是由集中式送风系统的满布高效过滤器的静压箱所组成的。层流工作区的宽度可依照工艺提出的要求确定，而不像台式、棚式和罩式洁净隧道那样，因局部净化设备的尺寸而限制层流工作区的宽度，设计可以更为灵活。采用这种形式时，回风可以通过技术夹道，也可像图这样，在乱流操作活动区设置地沟。此外，工业管道可布置在工作区的沿壁板一侧，排风管接至地沟。
洁净隧道的特点如下：
(1)在隧道内造成不同的洁净度，从而充分利用了不同洁净气流的特性，最大限度地满足工艺要求。一般情况下，隧道内的两侧是高洁净度的层流工作区，中间是乱流的操作活动区。工艺区连成一条线，使用方便，人员的活动也不会引起交叉污染。
(2)由于在隧道内减少了层流面积，基建费用和运行费用要比全室净化的垂直层流洁净室节约三分之一以上。乱流活动操作区的净高较层流工艺区高得多，能满足人员舒适感的要求。
(3)技术夹道既可作为回风道，又可布置各种工业管道，安装工艺辅助设备。组成洁净隧道的局部净化设备(洁净工作台、洁净棚和层流罩等)、工业管道以及工艺辅助设备的维修均可在技术夹道内进行。由于技术夹道相对于洁净隧道为负压，因此，维修工作不会引起洁净隧道的污染，维修工作可在不停止工艺生产的情况下进行。
洁净隧道所需的局部净化设备、顶棚、壁板、回风口及门窗等构件，可以标准化、模数化，由专业工厂加工生产，在现场组装。同时，洁净隧道可以迅速拆装，重新组合，为工艺变化提供了方便。
(4)洁净隧道可以按一定规模配置净化空调系统，因此空调系统可通用化、系列化，从而可以大大缩短设计周期。
(5)一般情况下，洁净隧道对于建筑方面的要求比较简单，只要具备乱流洁净室的环境，即可满足要求。
4、洁净管道
把需要超高洁净度级别(如1级或10级)的工艺生产线，放在与室内空气环境隔绝的管道中的净化处理方式，叫洁净管道。这种方式要求工艺生产必须是自动化的，高效过滤器必须是以0．1μm尘粒为标准的才能实现超高洁净度。此外，这种方式由于被净化的是管道中的空气，送、回风量很小，可以大幅度地节约能量，是洁净技术的发展方向，也被称为第四代净化方式。
以上介绍的净化处理方案需要根据具体情况确定。
目前技术上发展已经比较成熟的是全室净化、局部净化(包括全室净化和局部净化相结合)以及洁净隧道三种净化处理方式，工程设计中应结合具体情况选择其中一种或两种净化方式作为设计方案。
在满足工艺要求的条件下，应尽量选用局部净化方式。局部净化采用局部净化设备，在一般空调环境中实现。由于局部净化设备一般均由专业工厂生产，设备质量高，又可加快现场施工速度，在改建工程中可以优先考虑这种方案。
当只用局部净化方式不能满足工艺要求时，可采用局部净化与全室净化相结合的净化方式作为设计方案。
当上述净化方式均不能满足工艺要求时，才选用全室净化的净化方式作为设计方案。由于这种方式要造成全室具有相同的洁净度，特别是洁净度级别高时，初投资和运行费用都很高，因此，洁净室的面积应严格加以控制。