空气净化系统和臭氧消毒验证【PPT】 .ppt

,前言药品生产的特点,要求“洁净”生产要求防止交叉污染，特别是人员对产品的污染物料、产品需要合适的贮存条件需要防止有害物质对人员的危害。,前言,hvac是什么？,heating,ventilation,airconditioning,通称为供热、通风和空气调节,*本讲义中hvac系统系指用于制药工业的洁净空调系统,3,前言hvac系统能做什么,控制药品及生产过程中的环境，保证产品质量；帮助预防交叉污染防止有害物质对人员及环境的影响提供新鲜空气，使人员舒适。,内容,hvac的原理gmp对hvac的要求hvac的设计hvac系统验证,系统的构成系统净化空气的原理,12,第一章hvac系统的原理,系统构成,典型的hvac系统示意图,7,系统构成,空气处理单元辅助单元：冷却、冷冻系统、加热系统等管道系统：新风、回风、送风、排风控制系统,空气处理单元,风门,混和段,回风,初效过滤,预热段,风机,消声,缓冲空段,去湿表冷器冷却,送风、去hepa过滤器中效,结构,9,一个用于向室内提供空气、返回排出的空气的电动的空气转移设备，它通过管道系统提供足够的空气以通风、加热、冷却或克服空气压力损失。类型：离心式、轴流式、螺旋桨式,空气处理单元风机,应用广泛,高容量、中等压力,中等容量、底压力,一系列旋管组成的传热装置，使用蒸汽或热水、热,空气处理单元加热盘管,乙二醇作为加热介质，向空气气流中添加热焓。电热的空气加热构件也被称为加热旋管。,一系列旋管组成的传热装置，以冷冻液体或冷冻剂,空气处理单元冷却盘管,为冷却介质，降低空气气流的显热和可能的潜热（通过使水蒸汽冷凝）。,协同运行，先降温除湿，再升温确保室内温度。,空气处理单元加热、冷却盘管协同运行,通过向受控空间直接添加水蒸气或在供气气流中添,空气处理单元增湿器,从空气中移除水蒸气以降低湿度的装置。,空气处理单元除湿器,转轮除湿工作原理,空气处理单元,三级过滤器,16,初效过滤器,材质：无纺布、尼龙网、活性碳滤材、金属孔网等，外框材料可选纸框、铝框、镀锌板框结构：板式、折叠式、袋式作用：过滤5um以上尘埃粒子质量标准：gb/t14295-93空气过滤器、jg/t22-1999一般通风用空气过滤器性能试验方法,初始压差：50pa过滤效率：对5微米粒子，过滤效率80%e20%,空气处理单元,空气处理单元,进口初效过滤器,级别：,欧盟：g1、g2、g3、g4美国：c1、c2、c3、c4、l5、l6,过滤效应,级别,过滤效应,欧盟g1g2g3g4,美国c1c2-c4l5l6,（对粒径5.0m的粒子）e20%50e20%70e50%90e70%,空气处理单元,中效过滤器,材质：有机玻璃纤维、无纺布结构：板式、折叠式、袋式作用：过滤1-5um尘埃粒子质量标准：gb/t14295-93空气过滤器、jg/t22-1999一般通风用空气过滤器性能试验方法,初始压差：80pa过滤效率：对1微米粒子，过滤效率70%e20%,空气处理单元,进口中效过滤器,级别：,欧盟：f5、f6美国：m9、m10、m11、m12,过滤效应,级别,过滤效应,欧盟f5f6,美国m9、m10m11、m12,（对粒径1.0m的粒子）50e30%80e50%,空气处理单元,高效过滤器（hepa）,材质：玻璃纤维结构：有隔板、无隔板,作用：过滤1um尘埃粒子,无隔板高效过滤器,有隔板高效过滤器,与有隔板过滤器的矩形通道相比，,无隔板过滤器的v形通道进一步改善了容尘的均匀性，延长了使用寿命,21,空气处理单元,高效过滤器（hepa）,质量标准：gb13554-92高效空气过滤器,初始压差：220pa过滤效率：按gb6165规定的钠焰法测试，其效率如下：,级别abcd,过滤效率对0.5微米粒子，e99.9%对0.5微米粒子，e99.99%对0.5微米粒子，e99.999%对0.1微米粒子，e99.999%,空气处理单元,进口高效过滤器（hepa）,级别：,欧盟：h12、h13美国：h16、h17,过滤效应,级别,过滤效应,欧盟h12h13,美国h16h17,（对粒径0.5m的粒子）e99.9%e99.99%,辅助单元,主要为空气处理装置提供冷、热源的辅助设施，通常包括：,冷源：冷水（风冷）机组、冷却塔热源：蒸汽、电加热器洁净区化学试剂熏蒸设施,辅助单元,冷冻、冷却系统,25,风管系统,分类：,按作用分为：新风、送风、排风、回风按系统分为：高压、中压、低压,风管系统,材质：,一般采用镀锌钢板，不锈钢、纤维玻璃、有时铝都是可以接受的材质管道内面必须光滑,外形：,矩形管道，须采用折叠架或固件来加固，以便防止变形和震动采用环型的管道更好但是占用更大空间管道系统必须气密,27,控制系统,控制系统包括：,控制系统：提供工程信息和工程报警记录系统：为环境维持在规定范围内的提供的一个报警和记,录系统,控制系统,控制系统类型：,基本控制系统：单一的控制单元或单一的组合控制单元，如：温湿度控制单元；或许具有报警功能，但没有监测系统运行、分析趋势或系统内部件状态的功能,控制系统,控制系统类型：,中央集成控制系统：如建筑管理系统（bms）或自动化系统（bas），专有集合系统。由大量的局部独立控制板、现场控制板或远距离控制板组成。系统中的各种控制板被网络缆线连接到一个或多个“监督者”终端电脑。终端电脑能够使工作人员看到输入输出信号，建立记录系统，使工作人员检查运行数据和趋势，改变初始设置点，在中心位置生成报警报告。,控制系统,通常具有以下功能：,参数与设备状态检测、显示,参数和设备显示，通过集中监控系统主机系统的显示或打印单元以及就地控制系统的光、声响等器件显示某一参数是否达到规定值，或显示某一设备运行状态。,自动调节与控制,参数自动调节与控制，使某些运行参数自动的保持规定值或按预定的规律变动，如：自控加热、制冷、调节风量,工况自动转换,工况自动转换，如：生产间隙变频运行,控制系统,通常具有以下功能：,设备连锁与自动保护,连锁功能，使相关设备按某一指定程序顺序启停，如送风机和排风机的启停顺序；自动保护功能，如：系统的电加热器应与送风机联锁，并应有无风断电、超温断电保护装置；电加热器的金属风管应接地。,报警功能,自动保护和报警：指设备运行状况异常或某些参数超过允许值时，发出报警信号或使系统中某些设备及元件自动停止工作。,控制系统,通常具有以下功能：,记录功能,每个公司都对记录有自身的个性要求有可能只是对制造过程中警报的记录，或甚至不记录警报！而是批次记录表的记录。推荐进行实际记录。以目前的数据资料记录系统而言，实际记录一般包含连续记录表、或每日的最小/大平均数、标准偏差的记录。,控制系统,示例,34,系统的构成系统净化空气的原理,12,第一章hvac系统的原理,净化空气的原理,对空气进行净化处理，并采用适当手段防止污染，以满足药品“净化生产”要求，其基本原理主要包括以下方式：,过滤空气组织气流，有效通风设置压差，防止污染,过滤,高效过滤器过滤原理：,拦截效应：当某一粒径的粒子运动到纤维表面附近时，其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径，灰尘粒子就会被滤料纤维拦截而沉积下来。惯性效应：当微粒质量较大或速度较大时，由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积下来。扩散效应：小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。重力效应：微粒通过纤维层时，因重力沉降而沉积在纤维上。静电效应：纤维或粒子都可能带电荷，产生吸引微粒的静电,过滤,高效过滤器过滤原理：,干净的过滤器,附着灰尘的过滤器通过综合效应截留粒子，非简单的孔径滤除38,气流组织,什么是气流组织,气流组织是指对气流流向和均匀度按一定要求进行组织就是在房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过净化和热湿处理的空气，由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热、余湿和污染，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和洁净度，以满,足生产工艺和人体舒适的要求。,总风量,均匀度,换气次数,要求有效通风,气流组织,总风量,需要多少空气流量？足够的净化空气来抵消室内产生的污染并且足够抵消排风和漏风确保每人需要的新风量考虑设备产生的热量、湿度,气流组织,气流组织类型,依靠均匀的分布的洁净空气的置换、稀释作用净化环境,气流组织,关于换气次数,在一定时间内将房间体积的空气置换的次数，重要的参数计算方法：每小时内进入房间总风量/房间体积需要多大的换气次数取决于气流流型的效率，哪种送排风方式能更快的除去污染不能用换气次数代替“有效通风”,气流组织,提高有效通风的提示,送风口的形式、位置及送风射流的参数（例如，送风量、出口风速、送风温度等）注意房间的几何形状（考虑,散流器使送风更均匀,工艺设备，特别是产热设备及其排风），送风和回风均匀布局，均匀分配空气回风口的位置,气流组织,提高有效通风的提示,合理布局，及时排污,从源头捕获污染物，设计向回风方向清扫污染物气流方向,气流组织,合理设计洁净室内部气流组织，利用气流将生产过程中的污染物及时排出室内空气总是从压力高的流向压力低的地方，合理利用气流压力来布置整个生产区域的气流组织,压差,压差：,提高关键操作房间的静压差降低产生污染的操作间静压差采用气闸将洁净、非洁净区域隔离,压差,气闸：,在关键区域之间控制人流和物流的房间用于人员更衣、物料清洁和消毒始终保持一道门关闭来控制压差,压差,气闸的三种方式：,阶梯型：保护关键区域，不密闭气泡型：保护关键区域，密闭下沉型：保护关键区域，密闭且去污染,第二章新版gmp对hvac的要求,1对机组的要求,2对温湿度的要求,3对气流组织的要求,4对压差的要求,5对洁净度的要求,gmp对机组的要求,无菌附录第三十二条在任何运行状态下，洁净区通过适当的送风应当能够确保对周围低级别区域的正压，维持良好的气流方向，保证有效的净化能力。无菌附录第三十四条应设送风机组故障的报警系统。,机组需要连续运行机组控制系统具有故障报警功能,gmp对温湿度的要求,第四十二条厂房应当有适当的照明、温度、湿度和通风，确保生产和贮存的产品质量以及相关设备性能不会直接或间接地受到影响。,不再直接强调具体的控制范围由企业根据物料、产品的性质及贮存条件确定根据生产的工艺要求确定考虑设备、仪器的稳定性、精确性人员的舒适度（非gmp、最低要求）,gmp对气流组织的要求,第四十八条应当根据药品品种、生产操作要求及外部环境状况等配置空调净化系统，使生产区有效通风，并有温度、湿度控制和空气净化过滤，保证药品的生产环境符合要求。无菌附录第三十条。更衣室应当有足够的换气次数。无菌附录第三十三条应当能够证明所用气流方式不会导致污染风险并有记录（如烟雾试验的录像）。,我国gmp中首次提出“有效通风”、“换气次数”的要求对气流流型做出检测规定,gmp对压差的要求,第四十八条洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应当不低于10帕斯卡。必要时，相同洁净度级别的不同功能区域（操作间）之间也应当保持适当的压差梯度。第五十三条产尘操作间（如干燥物料或产品的取样、称量、混合、包装等操作间）应当保持相对负压或采取专门的措施，防止粉尘扩散、避免交叉污染并便于清洁。第一百九十条在干燥物料或产品，尤其是高活性、高毒性或高致敏性物料或产品的生产过程中，应当采取特殊措施，防止粉尘的产生和扩散。第一百九十七条生产过程中应当尽可能采取措施，防止污染和交叉污染，如：设置必要的气锁间和排风；空气洁净度级别不同的区域应当有压差控制；应当降低未经处理或未经充分处理的空气再次进入生产区导致污染的风险；无菌附录第三十条应当按照气锁方式设计更衣室，。无菌附录第三十一条气锁间两侧的门不得同时打开。可采用连锁系统或光学或（和）声学的报警系统防止两侧的门同时打开。无菌附录第三十四条。应当在压差十分重要的相邻级别区之间安装压差表。压差数据应当定期记录或者归入有关文挡中。,gmp对压差的要求,要求设置压差，维持压力关系以控制污染不同等级之间明确具体要求同等级之间未作具体规定，企业可根据产品风险加以设置更衣室的设计压差的检测,gmp对洁净度的要求,洁净级别重新分级,第四十六条为降低污染和交叉污染的风险，厂房、生产设施和设备应当根据所生产药品的特性、工艺流程及相应洁净度级别要求合理设计、布局和使用，。无菌附录第八条洁净区的设计必须符合相应的洁净度要求，包括达,到“静态”和“动态”的标准。直接采用了iso14644的洁净分级标准,洁净度级别,gmp对洁净度的要求我国gmp采用的洁净度标准：悬浮粒子指标悬浮粒子最大允许数/立方米,静态,动态(3),0.5m,5m(2),0.5m,5m,a级(1)b级c级d级,352035203520003520000,2029290029000,35203520003520000不作规定,20290029000不作规定,为了确定a级区的级别，每个采样点的采样量不得少于1m3。a级区空气尘埃粒子的级别为iso4.8，以5.0m的尘粒为限度标准。b级区（静态）的空气尘埃粒子的级别为iso5，同时包括表中两种粒径的尘粒。对于c级区（静态和动态）而言，空气尘埃粒子的级别分别为iso7和iso8。对于d级区（静态）空气尘埃粒子的级别为iso8。,测试方法可参照iso14644-1。,gmp对洁净度的要求我国gmp采用的洁净度标准：微生物指标表面微生物,级别a级b级c级d级,浮游菌cfu/m3110100200,沉降菌（）cfu/4小时1550100,接触碟（）cfu/碟152550,5指手套cfu/手套15,专用于动态测试,第三章hvac的设计,设计流程,用户需求urs功能设计详细设计设计确认dq关键项目的设计,1,如何设计hvac？什么样的系统适合我们？如何让系统符合要求？,23456,1,设计流程,userrequirementsspecification用户需求,functionalspecifications功能设计designspecifications设计规范（详细设计）buildsystem构建体系（dq、建造）,performancequalification性能确认,operationalqualification运行确认installationqualification安装确认,设计发展,用户需求urs,这是个什么样的文件？,userrequirementspecification，简称urs描述在满足相关法规及标准的前提下，用户通过设施设备等达到生产、检验或管理的目标所需要的条件的成文文件,它的重要性,urs是用户对系统/设备的具体输出要求的详尽描述，系统/设备的设计将围绕urs展开，它决定了系统/设备的性能urs是验证的源头，从dq开始，所有文件的变更都是gmp检查的范围，urs是dq的技术支持性文件之一应尽早确定并固定化，后期的改动都可能导致成本的增加,用户需求urs,它的内容可以从以下一些方向来考虑,依据相关设计参数要求系统设备的需求控制系统的需求系统建造要求ehs的要求,urs参考要点,空调机组设备要求,urs参考要点,辅助设备要求,urs参考要点,风管系统的技术要求,urs参考要点,控制系统的需求,urs参考要点,控制系统的需求,头，,功能设计,纲要性的设计，说明hvac的功能，它是如何工作的，如：,系统数量、服务的区域关键参数，验收标准hvac是怎么工作的？控制系统和自动化系统如何处理偏差和报警维护,详细设计,详细的设计，说明该如何建造hvac系统，是功能设计的发展，主要是根据前一阶段完成施工图,就手段和方法达成一致,建造使用的材料产品标准测试标准测试的责任（检漏、压力等）,注意细节！如：洁净室的细节、设备连接的细节完成施工说明书、项目总进度计划,设计确认dq,确认设计的项目（包括hvac系统）完全满足用户要求,urs、fds是其支持性文件可以制作urs/fds符合表，检查是否每一用户需求均得到了满足对于未满足的需求应评价，是否合理？是否重要？是否可以放弃,关键项目的设计,与药品生产、质量直接相关的参数,洁净度温湿度上述指标需要依靠系统因素实现：,压差气流组织换气次数自净时间风量平衡,关键项目的设计-洁净度,洁净度包括悬浮粒子数、微生物数（沉降菌、浮游菌）采用标准,最早的标准：联邦标准fs209iso14644-1标准，替代fs209，广泛采用gmps采用的不同标准：fda、eu、sfda,关键项目的设计-洁净度,悬浮粒子与微生物的关系,粒子与微生物在空气中的存在形式存在的粒子数反映了潜在的微生物在关键区域连续出现少量的5.0m粒子时，可能是污染事件的征兆,关键项目的设计-洁净度,a级,处于未完全密封(轧盖前产品视为处于未完全密封状态)状态下产品的操作和转运，如产品灌装（或灌封）、分装、压塞、轧盖等灌装前无法除菌过滤的药液或产品的配制直接接触药品的包装材料、器具灭菌后的装配以及处于未完全密封状态下的转运和存放无菌原料药的粉碎、过筛、混合、分装,关键项目的设计-洁净度,b级,混合、分装a级区域的背景区域要求洁净度指标，未要求单向流的气流模式,c级、d级,重要程度较低的洁净操作区,关键项目的设计-洁净度“洋葱”模式,b级,a级,c级,d级,关键项目的设计温湿度,工艺物料、产品的要求仪器稳定运行，避免潮湿、静电的影响设备产热的考量控制微生物生长人员舒适度的需求,无特殊要求时，温度可控制在1826，相对湿度可控制在45%65%。,关键项目的设计压差,梯度压差设计,gmps要求压差从洁净级别最高的到最低的房间逐渐递减fda要求：至少10-15pa；eu要求：10-15pa（参考值）,关键项目的设计压差,更衣间的设计,按气闸方式设计，要求一定的换气次数由于房间较小，不需要太大的送风在更洁净的终端送风更衣室末端要求达到相关净化室的级别必要时考虑进出分开,关键项目的设计气流组织,应对气流流型进行评估，避免乱流或涡流引起的空气聚集产生污染关键区域气流流型应进,行在位分析（可视化研究），证明其为单向流，并覆盖产品,关键项目的设计换气次数,换气次数,gb50457-2008医药工业洁净厂房设计规范级别100级10000级100000级药品生产质量管理规范：未对换气次数要求（未指明标准）上述二标准中均未提及b级换气次数要求。,关键项目的设计换气次数,b级的换气次数,通常，b级区域的送风量很大，换气次数高达4060次。均匀布置送风口，在送风支管上安装定风量调节装置(cav)，配合总送风调频装置对关键区域室内的风量精确调控。,关键项目的设计自净时间,什么是自净时间,洁净室被污染后，净化空调系统开始运行至恢复到稳定的规定室内洁净度等级的时间。它是系统排出污染能力的指标gmp要求关键区域从动态到静态的自净时间应达到15-20min（指导值），c、d级符合要求c、d级的标准可参考洁净室施工及验收规范gb50591-2010,关键项目的设计送回排及风量平衡,新风量,按照gb50457-2008医药工业洁净厂房设计规范，新风应取下列的最大值,补偿室内排风量和保持室内正压所需新鲜空气量室内每人新鲜空气量不小于40m3/h,送风量,按照gb50457-2008医药工业洁净厂房设计规范，新风应取下列的最大值,按换气次数计算或按室内发尘量计算，确保自净时间符合设计要求根据湿、热负荷计算的送风量向室内提供的新鲜空气量,另外需要考虑：,能够满足冷却负荷能够抵消排风量+流失量能够抵消微粒,关键项目的设计送回排及风量平衡,回风空气进入洁净室后被污染，但其温湿度变化不大的，可以经过重新过滤处理，将其变为洁净空气再利用,注意回风口应易于清洁回风口的布局一般采用室内侧下部回风，与送风口合理布局，保持室内气流组织的合理性回风口应远离单向流，以免影响其流向散发粉尘和危害物质的洁净室不采用走廊回风，也不应采用顶部回风,关键项目的设计送回排及风量平衡,哪些情况需要排风,生产过程中散发粉尘的洁净室，经处理后仍不能避免交叉污染的生产中使用有机溶媒，且因气体聚集可能导致火灾或爆炸危险的病原体操作区生产中产生大量有害物质、异味或挥发性气体的,关键项目的设计送回排及风量平衡,排风装置,方式：全排、局排，注意避免影响室内风量，从而影响压差防倒灌措施排放含易燃易爆气体的应采用防火防爆措施高致敏性药品，如青霉素类药品的排风需经高效过滤器过滤后排放采用熏蒸消毒的洁净室应设置消毒排风设施,关键项目的设计送回排及风量平衡,风,几种排风装置,关键项目的设计送回排及风量平衡,送风,排风过滤机组,排风,高效空气过滤器,洁净室回风口,排,风加过滤器,排风,止回阀,高效空气过滤器,送洁净室回风口,进风,排,风加止回阀,排风,送风洁净室,高效空气过滤器,回风口,排风电动阀,与,止回阀联锁,m,对密闭房间空气进入量=外出量进风量+渗入量=渗出量+回风量+排风量对hvac系统送风量=新风量+回风量,新风量=排风量+压差风量,房间,hvac系统,进风,排风,渗出空气被相邻洁净室压力推进,渗入,空气被相邻洁净室压力推进回风,关键项目的设计送回排及风量平衡进出必须守恒,为保持各洁净室内稳定的压力，空调系统和送至个房间的风量均应保持恒定，常用的方法是采用风机调频控制,它是一套风机变转速调速装置，根据阻力变化，调节电机电流频率，改变风机转速，提供系统所需风压，使系统风量保持恒定。,优点：可使系统风量恒定、房间压力稳定、节能、可满,足值班送风要求、风机启动平稳。,关键项目的设计送回排及风量平衡,第四章hvac的验证,安装确认运行确认性能确认,123,验证流程,urs,hvac/fdscleanroom/fds,iq/oqiq,pq,dqdq,安装确认(iq),风管制作、清洁、安装机组及辅助系统安装,系统安装过程,系统连接全面清洁：室内清扫、系统清洁风机空吹：12小时以上安装中效过滤器安装高效过滤器高效过滤器泄漏检查：气溶胶现场安装dop（邻苯二甲酸二辛脂）试验pao（聚烯类）试验,安装确认(iq),文件资料检查,包括:,图纸，p,换气次数,n=l/房间体积v(m3)(次/时)；,判断与调整,换气次数应符合设计要求(gmp规范无换气次数要求)，否则结合差压调整。,122,气流组织测试,垂直单向流,2、上送侧回（层流）,气流组织测试,目的：,是确定气流与机械设备的相互作用，,选择和改善气流流型，使之产生最小的湍流和最大的清除能力。,检测方法：,测试仪器：,发烟器，风速仪，照相机或摄像机,检测方法：,发烟器或悬挂单丝线的方法逐点观察、记录（可以拍摄）气流流型，并在测点布置的剖面图上标出流向。,自净时间测试,自净时间测试,进行自净时间测试的目的是证明系统在受到来自内部的污染后恢复标准要求的洁净度的能力。测试仪器：发烟器，悬浮粒子计数器测试方法：,洁净室自净时间的测定应在洁净室停止运行相当时间，室内含尘浓度已接近大气尘浓度时进行。如果要求很快测定，可用发烟器人工发烟。以大气尘浓度为基准时：先测出洁净室内浓度（n0）。,自净时间测试,立即开机运行，将悬浮粒子计数器的采样管放在工作区高度上，定时（如每5分钟）读数，直至浓度达最低限度（n）或符合相应洁净度级别的要求为止，这一段时间即为实测自净时间。,以人工发烟（如发巴兰香烟）为基准时：应将发烟器放在离地面,1