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工程设计中如何规范的进行医药洁净厂房设计图纸审核?

  洁净室建设是一项复杂且多专业合作的工程,涉及到工艺、建筑、暖通、电力、自控、给排水等多个专业,为了保证生物制药洁净室的建设符合工艺规范,同时做到质量安全可靠、造价经济实用,在建设洁净区时建设方必须做好工艺审核、设计图纸审核、安装质量监督、分阶段验证等工作。

为了保证工程建设质量,必须由相关专业人员仔细审核设计图纸,只有通过严谨、细致、全面的图审,才可以有效预防工程中可能出现的技术及质量问题,在工程竣工后达到预期的运行效果。如果图纸审核不严,势必造成工程竣工后运行效果不理想,如常见的洁净区的湿度不合格;压差及气流流形多次调整后才勉强达标;自净时间延长等,同时也会在施工过程中增加变更量,造成工程造价突破预算,有的工程决算比预算增加30%甚至更多。本文将结合纳科建设集团工程部多年经验对审图过程中的讨论要点进行简述。

 

 

工艺流程合理性

 

工艺是项目设计的核心,所有的生产工艺流程必须与业主相关部门充分沟通,要求工程、生产、工艺、设备、质量等部门共同审查工艺布局。

要从功能间的布置、设备参数与性能方面进行分析,包括人流走向、物流走向、更衣间的设置、各功能间的规模等。工艺、生产、质量部门要根据产品工艺及产能重点研究粉碎、过筛、制粒、混合、压片、充填、内包、外包或配制、发酵、滤过及纯化、灭菌、灌装、封口、轧盖、内外包等工序过程的畅通性,杜绝工艺路线折返,减少交叉污染;

要明确各功能间的面积、长度和宽度,并根据设备高度和操作方式确定房间高度;主要功能间要以长方形为主,房间的长宽要有利于合理布置送、回、排风口;确定各功能间的压差数据,并注意功能间门的开向是否符合控制压差的要求;确定各功能间的换气次数,讨论回风、新风比率及产尘间的除尘捕集方式(是否用称量罩)和排风比率;如需防爆功能,还要注意其泄爆面的设置是否合规。

 

围护结构

 

讨论彩钢板是机制板还是手工;夹芯材料是岩棉、玻镁空心或铝蜂窝等;钢板厚度及面漆颜色;门窗(是中空玻璃窗还是普通净化窗);灯具(嵌入式LED平板还是普通的净化灯);地坪(环氧、PVC、彩砂等)的材质要求。

 

净化空调机组

 

空调机组的选择是非常重要的,首先要确定集中式还是分散式。如果采用集中式净化空调系统,风量不宜大于40,000m3/h,风量过大会造成系统压差调整困难。新建无菌制剂车间以分散式净化空调系统为佳,但应注意分散式风量系统的机组设置一般设置在技术夹层,这会增加部分建筑面积且在建筑结构上要提前考虑。非洁净区则以风机盘管或多联机为主,没必要设置空调机组。

净化空调机组通常由新风段、新回风混合段、初效过滤段、表冷挡水除湿段、转轮除湿段、中间均流段、二次回风段、加湿段、湿膜段、加热段、灭菌段、出风段、等组成(见图1),根据剂型、排风量、当地气象温湿度等条件进行选择。根据GMP2010版第42条“厂房要有适当的温度湿度”,第48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大于10 Pa。必要时相同洁净区级别的不同功能区域之间也应当保持行业的压差梯度”的规定,各功能间及特殊房间的温湿度根据工艺规程需有明确要求。

由于当前净化工程中的温度、风速、粒子、菌落基本都能达到要求,而湿度和压差、气流流线却难以达标。这就应重点讨论送风湿度的处理方法,是选用表冷器还是直膨机或者转轮除湿机,表冷器的参数(面积、排数、所处位置)、挡水板积水盘坡度、排水管水封高度以及风机的参数(风量、压头、转速)。如选用直膨机要考虑制冷管路长度是否合理;如选用转轮除湿机组要考虑是用在新风段还是用在混合段,根据车间的湿度要求及一、二次回风的状态讨论新风是否集中除湿。要讨论各种除湿方式在此工程中的利与弊。除湿量要进行重点讨论,核算设计的除湿量(新风的相对湿度95%时)是多少?机组能否完成?参考同行业的机组参数,要留有足够余量。如果看不懂焓湿图,还请专业人员进行计算。

药厂洁净区湿度一般控制在45~65%HR,合理的冷冻水系统除湿就能达到要求,局部房间要求在35%HR以下时,则需要转轮除湿。除湿是一个复杂的过程,要理论与实践结合才能取得良好的结果,切勿照搬别人的图纸。加湿(蒸汽、纯蒸汽、电极、超声波喷雾等)是用何种方式?注意蒸汽加湿会增加房间温度,要根据剂型不同做出选择。在此基础上,还要对消毒(干、湿式紫外线)方式等功能进行必要选择。

加湿(蒸汽、纯蒸汽、电极、超声波喷雾等)是用何种方式?注意蒸汽加湿会增加房间温度,要根据剂型不同做出选择。在此基础上,还要对消毒(干、湿式紫外线)方式等功能进行必要选择。

在上述条件都确定后,对空调机组所需功能段进行确定及尺寸排列。蒸汽管路的阀门(含疏水阀)及自动控制系统要确定选用优质产品,国内产品经常出故障且寿命短,进口产品质量相对还是可靠的。要审核各专业设计图纸是否有安装节点图、施工工法和选用图集的说明。如B级区FFU的安装结构 图,维护结构安装节点图等。将各车间的送、回、排风量统计,设计空调箱的大小及数量,计算总冷、热负荷后确定冷冻水温度和冷机的配置参数。水冷、风冷、溴化锂机组各有优缺点,根据负荷大小、车间场地面积,电力配置、 水源、热源、燃气等资源的有利条件进行综合考虑。

将各车间的送、回、排风量统计,设计空调箱的大小及数量,计算总冷、热负荷后确定冷冻水温度和冷机的配置参数。水冷、风冷、溴化锂机组各有优缺点,根据负荷大小、车间场地面积,电力配置、水源、热源、燃气等资源的有利条件进行综合考虑。

 

电气照明

 

电气专业是一个末端专业,所以在设计中不受重视,其实电气布局、负荷容量都会受工艺设备的影响而调整,防爆与消防也许电气专业关系密切,所以前期讨论的时候尽可能要求电气专业参与,方案修改也要及时与电气专业沟通。

有一些药品或其原料都有光化学敏感性,稳定性差,遇光易发生氧化、分解、变色等反应,尤其是一些化疗药物,溶解后可发生裂环、重排、水解、聚合、氧化、异构化等复杂的反应,光照条件可促进上述反应的进程[3]。因此这些药物在生产、运输和仓储过程中都需要采取避光措施。在生产过程中,要根据工艺条件的要求,既要提供足够的照明以便于生产作业,又要防止光照造成药剂的功效降低。在照明器具选择上,就应避免高能量的光照,一般可以选择长波低能量的光源。

洁净室是密闭空间,完全依赖人工光照明,照明的光品质对后期运行中的生产作业效率和药品质量控制都有影响,所以照明设计也应进行专业审图,包括灯具选型和参数确认、灯具布局和照度计算、功率密度、光品质要求等。

 

初中高效过滤器的选择

 

初效过滤器适用于空调系统的预过滤,主要用于过滤5um以上的尘埃粒子。初效过滤器有(折叠、板式、袋式)三种样式。外框材料有纸框、铝框、镀锌框,过滤材料有无纺布、尼龙网、活性炭滤材、金属孔网等。

中效过滤器广泛应用于空调系统的中级过滤,主要用于过滤1um~5um的尘埃粒子,具有阻力小,风量大的优点。中效过滤器有袋式和框式、组合式等。

Rfilter高效过滤器主要分为有隔板和无隔板过滤器两种。

确定初、中效的初阻值,高效过滤器的型式及初阻值要明确(目前常用H13-14级液槽无隔板高效过滤器),确定高效过滤器风口的风速。

 

送回排风系统

 

洁净室内排风系统的风管、调节阀和止回阀等附件的制作材料和涂料,应根据排除有害物的性质及其所处的空气环境条件确定。排除腐蚀性气体的风管可采用塑料风管。排风管穿过防火墙处,应设置防火阀。
  含有易燃、易爆物质的局部排风系统,应有相应的防火、防爆措施,如选用防爆风机等。
  要特别注意药厂排风系统的排风口与空调系统的新风采气口保持足够的水平距离及高差。青霉素等强敏性药物、某些甾体药物、高活性、有毒害药物的排风口应装置高效空气过滤器,使这些药物引起的污染危险降低到最低限度。其排风口与其他药物操作室空调系统的新风口之间,更应保持一定距离。

防止空调净化系统停止运行时,室外空气倒流入洁净室,引起污染和积尘。一般常用的措施是在排风通路的适当位置设中效过滤器或设止回阀,或同时设置。对制药厂的大部分排风系统来说,为了回收药尘和防止排风污染厂区,在排入大气前都经过旋风除尘器、袋式过滤器等分离装置,而青霉素等致敏性药品的排风系统末端还设有高效空气过滤器,更具备了阻止室外脏空气倒灌回洁净室的能力,因此,一般不再需要另行考虑防倒灌措施。某些药厂对排出的有害气体采用水封措施,水中放置中和、分解有害气体的化学物质、既化解了排出空气中的有害成分,又兼有防止倒灌的作用。

因为排风口作用半径小,有效范围局限,因而室内气流云顶走向主要决定于送风。所以送风与排风口、污染发生源等平面位置、空间相对关系在设计时显得十分重要。如果送排风气流组织得合理,能起到局部排风中常用的“吹吸罩”、“推挽罩”的效果,则对控制污染物在室内的扩散,提高室内洁净度有明显作用。这一点对于工艺工程常伴随产尘的固体制剂来说十分值得注意。就一般原则来说,排风口、回风口均设在污染发生源的下风向。送入室内的洁净空气稀释了被少量未能就近排走的污染物所污染的空气后,在经过污染物发生源时给予所散发的污染物某个朝向排风口运动的动量,以推进所散发的污染物大量地向排风口作用范围运动。

排风管路主要是审核排风口尽量靠近污染源,是否分上下两层排风。排风箱目前都是带中效过滤器的,可不用止回阀。

 

给排水管路的设置

 

应注意有热水排出的管路要选用铸铁或不锈钢材料,有气体产生的排水管路要安装带排气结构的地漏,防爆车间的地漏应选择防爆型式。消防设施的设置,一般固体制剂洁净区的功能间尚可以布置喷淋设施,无菌制剂和负压车间绝对不许。如果厂房面积超出防火设计规定,要与设计单位及当地消防部门进行事前沟通。

发布时间:2024-03-04