藥物制劑技術與設備空氣凈化技術

目的了解潔凈室空氣凈化的標準及含塵濃度和微生物的測定方法

了解空氣凈化技術的原理及空氣過濾器的種類

熟悉不同等級空氣潔凈度潔凈室氣流組織的形式了解潔凈室基本布局及其他凈化措施了解不同劑型的空氣潔凈度級別要求第1頁/共35頁第一頁，共36頁。一、潔凈室（區(qū)）的空氣凈化標準1、潔凈室凈化標準空氣凈化技術——指為達到某種凈化要求所采用的凈化方法，是一項綜合性技術。潔凈室——指對潔凈環(huán)境中空氣潔凈度（包括塵埃和微生物）、溫度、濕度、壓力和噪聲進行控制的密閉空間。潔凈技術以0.5μm和5.0μm粒子作為劃分潔凈等級的標準粒徑，藥品生產質量管理規(guī)范將藥品生產潔凈室的潔凈度分為四個等級（見附表）

第2頁/共35頁第二頁，共36頁。潔凈室的潔凈度等級表潔凈級別

塵粒最大允許數（個/㎡）

微生物最大允許數≥0.5μｍ≥5μｍ浮游菌（個/㎡）沉降菌（個/㎡）100級35000511萬級350.0002000100310萬級3500.00020.0005001030萬級10.500.00060.000--15第3頁/共35頁第三頁，共36頁。含塵濃度測定：包括光散射式粒子計數法和濾膜顯微鏡計數法。

——光散射式粒子計數法：適用于粒徑≥0.5μｍ的懸浮粒子計數，應用廣泛。

——濾膜顯微鏡計數法：適用于粒徑≥5μｍ的懸浮粒子計數活微生物的測定主要指沉降菌和浮游菌的測定測定周期：一般1月一次。

2、潔凈室含塵濃度和微生物的測定

第4頁/共35頁第四頁，共36頁。含塵濃度測定——光散射式粒子計數法原理：空氣中的微粒在光的照射下會發(fā)生散射，這種現象叫光散射。光散射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒對光的吸收特性等因素有關。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規(guī)律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數器的基本原理。適用于：粒徑≥0.5μｍ的懸浮粒子計數。激光塵埃粒子計數器Y09－301(LCD)型介紹第5頁/共35頁第五頁，共36頁。特點

用于測量潔凈環(huán)境中單位體積空氣內的塵埃粒子大小及數目，可直接檢測潔凈度等級為十萬級至十級的潔凈環(huán)境。本儀器采用了半導體激光光源，液晶屏大屏幕顯示，體積小、重量輕、檢測精度高、功能操作簡單明了，微處理器控制，可貯存、打印測量結果，測試潔凈環(huán)境十分便利。另外，可通過計算機專用軟件對計數器實行遠程控制。激光塵埃粒子計數器第6頁/共35頁第六頁，共36頁。活微生物的測定——沉降菌測定——通過自然沉降原理將空氣中的生物粒子收集于培養(yǎng)基平皿上，進行微生物培養(yǎng)（30-35℃培養(yǎng)48小時），進行菌落計數。浮游菌測定——選用撞擊法機理的采樣器，一般采用狹縫式或離心式采樣器，利用真空或內部風扇使空氣中的活微生物粒子撞擊并沉降在培養(yǎng)基上，進行培養(yǎng)計數。第7頁/共35頁第七頁，共36頁。概念：空氣凈化技術——多采用空氣過濾法，即含塵空氣通過具有多孔過濾介質時，塵粒被孔壁吸附或截留而與空氣分離，達到空氣凈化目的。二、空氣凈化技術及設備

第8頁/共35頁第八頁，共36頁。1、空氣過濾的機理——介質過濾（1）攔截作用——塵埃粒徑大于纖維間隙被機械截留（2）慣性作用——含塵氣流通過纖維時發(fā)生繞流，但由于慣性作用與纖維碰撞而附著。該作用隨氣速和粒徑增大而增大。（3）擴散作用——氣體分子因熱運動而與塵粒碰撞，致使粒子產生布朗運動而在介質間擴散并被附著。該作用隨氣速和粒徑減小而增大。（4）靜電作用——含塵空氣通過纖維時，塵粒和纖維因相互摩擦帶上電荷，由于靜電作用，塵粒被吸附而與空氣分離。第9頁/共35頁第九頁，共36頁。2、空氣過濾的影響因素（1）塵粒的粒徑——粒徑越大，慣性作用和攔截作用越顯著，過濾效率越高。（2）風速——在一定范圍內，風速越大，粒子慣性作用越大，易被吸附。但過強的風速易將纖維上的細小塵粒吹出，導致二次污染，因此風速應適宜。風速小，則擴散作用顯著，常用于捕集小塵粒。（3）纖維直徑和密實性——纖維越細、越密實，則攔截和慣性作用越強，但阻力也相應增加，因此纖維直徑和密實性應適宜。（4）附塵作用——過濾器應定期清洗或更換。

第10頁/共35頁第十頁，共36頁。3、空氣過濾器的特性：

（1）過濾效率（η）——指在一定風量下，過濾前后空氣含塵濃度的變化與過濾前含塵濃度之比。是過濾器的主要參數之一，能反映過濾除去的含塵量，η越高，除塵能力越強。η=(C1-C2)/C1。C1：過濾前空氣含塵量；C2過濾后空氣含塵量。（2）穿透率（K）與凈化系數（Kc）穿透率（K）——指過濾后和過濾前空氣含塵度的比值，反映過濾器內沒有濾除的含塵量：K=C2/C1=1-η凈化系數（Kc）——以穿透率（K）的倒數表示，反映過濾后含塵濃度降低的程度。過濾器的穿透率（K）越高，凈化系數（Kc）越低，濾過效率越差。（3）容塵量——指過濾器允許積塵量的最大值。容塵量一般定為阻力增大至最初阻力的2倍或濾過效率降至最初值的85%時的積塵量。濾器的積塵量超過容塵量，則阻力增大且捕集的塵粒易分散，濾過效率降低。（4）濾過器的阻力——以濾器進出口的壓差表示。濾器的阻力隨積塵量的增加而增大，當增大至最初阻力的2倍時，需更換或清洗濾器，此時的阻力稱為終阻力。第11頁/共35頁第十一頁，共36頁。4、空氣過濾器的種類按效率分：初效、中效、高效——包括板式、契式、袋式和折疊式等結構。濾材多選用玻璃纖維、泡沫塑料、無紡布等。

第12頁/共35頁第十二頁，共36頁。（1）初效過濾器——主要濾除5微米以上的塵粒，用于新風過濾。濾材：多采用粗或中孔泡沫塑料、滌綸無紡布、化纖組合濾材等材料。濾速：一般為0.4-1.2m/s，過濾效率為20%-30%。一般采用易于拆卸的板式或袋式，可清洗或更換。不宜選用浸油式過濾器。濾材多采用中或細孔泡沫塑料、無紡布、玻璃纖維等材料。（2）中效過濾器——主要濾除粒徑大于1微米的塵粒，一般置于高效過濾器之前起保護作用。濾材：多采用中或細孔泡沫塑料、無紡布、玻璃纖維等材料。濾速：一般為0.2-0.4m/s，過濾效率為30%-50%。結構為抽屜式或袋式，可清洗更換。宜集中設置在凈化空氣調節(jié)系統(tǒng)的正壓段。第13頁/共35頁第十三頁，共36頁。（3）高效過濾器——主要濾除粒徑小于1微米的塵粒，一般置于凈化空調系統(tǒng)終端。濾材：主要采用超細玻璃纖維濾紙、石棉纖維濾紙等材料。濾速：為提高對微小塵粒捕集效果，需采用低濾速，一般為0.01-0.03m/s，過濾效率為99.91%。為增大過濾面積，過濾器的濾材需多次折疊，濾紙間以波紋板分隔。其特點為效力高、阻力大、不能再生，安裝時正反方向不能倒裝。潔凈度要求不很高時，可用亞高效過濾器代替高效過濾器，亞高效過濾器結構與高效過濾器類似，主要濾除粒徑1-5微米，過濾效率為90%-99.9%。第14頁/共35頁第十四頁，共36頁。5、潔凈室空氣凈化系統(tǒng)

潔凈度高于10萬級的空氣凈化處理，應采用初效、中效、高效空氣過濾器三級過濾的高效空氣凈化系統(tǒng)，其中10萬級空氣凈化處理，可用亞高效空氣過濾器代替高效空氣過濾器。潔凈度30萬級空氣凈化處理，宜采用初效、中效過濾器二級過濾的中效空氣凈化系統(tǒng)。潔凈室常采用側面和頂部送風方式，送風口應靠近潔凈室內潔凈度要求高的工序，回風口宜均勻布置在潔凈室下部，凡生產中產生大量有害物質且局部處理不能滿足衛(wèi)生要求，或對其他工序有危害時，則不能利用回風，應采用直流式凈化系統(tǒng)。第15頁/共35頁第十五頁，共36頁。高效空氣凈化系統(tǒng)

初效風機中效高效潔凈室排風回風新風初效風機中效中效潔凈室排風回風新風初效空氣凈化系統(tǒng)第16頁/共35頁第十六頁，共36頁。一級中效新風加熱室表冷器制冷風機加熱室加濕室二級中效控制區(qū)回風空調機組第17頁/共35頁第十七頁，共36頁?？諝膺^濾器

初效——板式過濾器，與大氣接觸第18頁/共35頁第十八頁，共36頁。中效——袋式過濾器，在空調箱的兩端，兩組第19頁/共35頁第十九頁，共36頁。高效——板式過濾器第20頁/共35頁第二十頁，共36頁。渦輪風機與蒸汽加濕器第21頁/共35頁第二十一頁，共36頁?！諝鈨艋到y(tǒng)中為避免交叉污染，其回風不能循環(huán)使用的情況有：固體物料的粉碎、稱量、配料、混合、造粒、壓片、包衣、灌裝等工序；固體口服制劑的顆粒、成品干燥設備所使用的凈化空氣；利用有機溶媒精制的原料藥精致崗位、干燥崗位；工藝過程中產生大量有害物質、揮發(fā)性氣體的生產工序。第22頁/共35頁第二十二頁，共36頁。三、潔凈室氣流組織

氣流組織是指對潔凈室內的氣流流向和均勻度按一定要求組織。高效過濾器送入潔凈室內的氣流流向由單向流和非單向流兩種形式，其中單向流又可分為垂直單向流與水平單向流。氣流組織的選擇應以有利于微粒排除，氣流方向盡可能與微粒沉降方向一致為原則，潔凈度100級需采用單向流，100級以下采用非單向流。第23頁/共35頁第二十三頁，共36頁。1、單向流

單向流又稱層流，系指進入潔凈室內的空氣沿著平行流線，以一定流速、單一通路和方向流動，各流線間的塵粒不易相互擴散，同時空氣流速相對較高，使粒子在空氣中浮動而不會積蓄沉降，室內空氣不會出現停滯狀態(tài)，且室內新脫落的塵粒很快被經過的氣流帶走，具有自行除塵的能力，潔凈度可達100級。層流潔凈室雖可達到很高的潔凈度，但建設和運轉費用比較昂貴。單向流根據氣流的流向又可分為垂直單向流與水平單向流。

1）水平單向流——又稱水平層流，潔凈室一側墻面滿布高效過濾器為送風口，對應墻面布有會風格柵。潔凈空氣以水平方向均勻地由送風口流向回風墻。為克服塵粒的沉降作用，斷面風速需≥0.25m/s。

2）垂直單向流——又稱垂直層流，潔凈室頂棚滿布高效過濾器，地板或側墻下部相應布有回風格柵，潔凈空氣自上而下垂直流向回風口。為克服空氣對流，垂直層流的斷面風速需≥0.35m/s以上，室內換氣次數為400次/h，因此造價和運轉費用很高。第24頁/共35頁第二十四頁，共36頁。2、非單向流非單向流又稱亂流或紊流，即氣流具有多個通路循環(huán)特性或方向不平行，各流線間的塵粒相互擴散，進入的凈化空氣與室內氣流混合后，將室內含塵氣體進行稀釋而降低粉塵濃度，達到空氣凈化的目的。潔凈度可達1萬級或10萬級，室內潔凈度與換氣次數、送風量有關，一般1萬級潔凈室的換氣次數25次/h，10萬級則≥15次/h。非單向流潔凈室是在部分天棚或側墻上安裝一個或多個高效過濾器的送風口，回風安置在側墻下部或采用走廊回風。氣流呈錯亂狀態(tài)，可使空氣中夾帶的塵粒迅速混合，由小粒子聚結成大粒子，也可使室內靜止的微塵重新飛揚或使部分空氣可出現停滯狀態(tài)，因此只能通過稀釋室內空氣以減少粒子的濃度，不易將塵粒除盡而達到理想的潔凈度要求，且室內必須定時滅菌。第25頁/共35頁第二十五頁，共36頁。不同潔凈度等級的潔凈室的氣流組織形式空氣潔凈度等級100級10000級100000級300000級氣流組織形式氣流類型垂直單向流水平單向流非單向流非單向流非單向流主要送風方式（1）頂送（高效過濾器占頂棚面積≥60%)（2）側布高效過濾器、頂層設阻尼層送風（1）側送（送風墻滿布高效過濾器）（2）側送（高效過濾器占送風墻面積40%）（1）頂送（2）上側墻送風（1）頂送（2）上側墻送風（1）頂送（2）上側墻送風主要回風方式（1）相對兩側墻下部均布回風口（2）格柵地面回風（1）回風墻滿布回風口（2）回風墻局部布置回風口（1）單側墻下部布置回風口（2）走廊回風（走廊內均布回風口或端部集中回風）（1）單側墻下部布置回風口(2)走廊回風（走廊內均布回風口或端部集中回風）（3）頂部布置回風口（1）單側墻下部布置回風口（2）走廊回風（走廊內均布回風口或端部集中回風）（3）頂部布置回風口送風量氣流流經室內斷面風速/（m/s）不小于0.25不小于0.35換氣次數/（次/小時）不小于25不小于15不小于12第26頁/共35頁第二十六頁，共36頁。3、局部凈化

局部凈化是指僅使室內特定局部空間的含塵濃度達到所要求的潔凈度級別的凈化方式，特別適合用于潔凈度需100級要求的區(qū)域。當全室凈化不能滿足潔凈度要求時，可采用全室空氣凈化與局部凈化相結合的方式，如局部100級單向流裝置可安裝在1萬級的潔凈室內，既可達到較高的潔凈度要求，又能有效降低生產成本、徹底消除人為污染。局部凈化對輸液、水針灌裝、分針分裝等潔凈度級別高的工序具有很好的實用價值。超凈工作臺是目前最常用的局部凈化裝置，其工作原理為：室內空氣經預過濾器和高效過濾器，在操作臺形成低速水平或垂直單向流，以獲得局部100級的潔凈區(qū)域。其特點是設備費用低、可移動、使用方便。第27頁/共35頁第二十七頁，共36頁。四、潔凈室基本布局及其他凈化措施

空氣凈化技術是確保生產環(huán)境潔凈的有效措施，但要獲得生產環(huán)境所需潔凈度，應同時對建筑、設備、人員、物料、工藝等采用相應的凈化措施和嚴格的管理。第28頁/共35頁第二十八頁，共36頁。1、潔凈室建筑結構要求潔凈區(qū)一般由潔凈工作室及風淋、緩沖室、更衣室、洗澡室等區(qū)域構成，各區(qū)域的連接應在符合生產工藝的前提下，明確人流、物流和空氣流的流向，確保潔凈室的潔凈度要求。潔凈室的內表面應平整光滑、無裂縫、接口嚴密、無顆粒物脫落，并能耐受清洗和消毒，墻壁與地面的交界處宜成弧形或采取其他措施，以減少灰塵積聚和便于清潔。潔凈室內各種管道、燈具、風口以及其他公用設施，在設計和安裝時應考慮使用中避免出現不易清潔的部位。潔凈室的窗戶、天棚及進入室內的管道、風口、燈具與墻壁或天棚的連接部位均應密封。潔凈室內安裝的水池、地漏不得對藥品產生污染。潔凈室與非潔凈室之間必須設置緩沖設置，人流、物流走向合理。根據藥品生產工藝要求，潔凈室內設置的稱量室和備料室，空氣潔凈度等級應與生產要求一致，并有捕塵和防止交叉污染的設施第29頁/共35頁第二十九頁，共36頁。2、潔凈室主要控制參數溫濕度一般溫度應控制在18-26℃，相對濕度為45-65%。特殊要求應與藥品生產工藝要求相適應。壓差空氣潔凈級別不同的相鄰房間之間的靜壓差應大于5Pa,潔凈室與室外大氣的靜壓差應大于10Pa,并應有指示壓差的裝置。產塵量大的操作室應保持相對負壓。照明潔凈室應根據生產要求提供足夠的照明。主要工作室的照度宜為300lx；對照度有特殊要求的生產部位可設置局部照明。廠房應有應急照明設施。新風量潔凈室內應保持一定的新鮮空氣量，其數值應取下列風量中的最大值：①非單向流潔凈室總送風量的10%-30%，單向流潔凈室總送風量的2%-4%；②保證室內每人每小時的新鮮空氣量不小于40m3；③補償室內排風和保持正壓值所需的新鮮空氣量。噪聲潔凈室的噪聲級，動態(tài)測試時不宜超過75dB（A級）。當超過時，應采取隔聲、消聲、隔震等措施。第30頁/共35頁第三十頁，共36頁。3.人員和物料凈化措施（1）人員凈化（2）物料凈化4.潔凈室的消毒——消毒劑應交替使用，每半個月更換一次。紫外線滅菌臭氧消毒氣體熏蒸滅菌：甲醛、丙二醇、乳酸、過氧乙酸等化學藥液及其他消毒：75%乙醇、0.1-0.2%的新潔爾滅溶液等第31頁/共35頁第三十一頁，共36頁。五、不同劑型的空氣潔凈度級別要求根據各種劑型質量要求及其生產過程的特點，其生產環(huán)境的潔凈度要求不同。無菌及滅菌制劑需進行無菌