GMP制药工厂洁净室的压差控制

制药工厂洁净室是指无生命的悬浮粒子浓度和 有生命的细菌微生物微粒数量均受控的房间，其中 有生命的细菌微生物微粒为主要控制对象。相对于 电子工厂 ，制药工厂更多地强调控制污染产生和防 止交叉污染。

压差控制是维持洁净室洁净度等级、减少外 部污染、防止交叉污染的最重要、最有效的手段 。

 

洁净室压差具有如下作用

( 1) 洁净室门窗关闭时，防止周 围环境的污 染由门窗缝隙渗入洁净室内；

( 2 ) 洁净室门窗开启 时，保证足够的气流速 度 ，尽量减少门窗开启和人员进入瞬时进入洁净室 的气保证气流方向，以便把进入的污染减小到最低 程度。

当洁净室内工艺生产或活动使得室内空气 内含 高危险性的物质，如青霉素等高致敏性药物、高传 染性高危险的病毒、细菌等，洁净室压差需保持相 对负压。

国 内外标准、规范，对于洁净室 的对外压 差做了规定，或者给 出了压差控制的要求和指南 。

本文将讨论制药工厂洁净室压差控制的要求 ， 并对洁洁净室压差控制的方法进行探讨。

 

 1 洁净室压差控制要求

1.1概述 由于各个行业洁净室 内污染控制的需求不 同， 各个行业之间对于洁净室压差控制的要求也不尽相 同。电子、医院、医药工业、动物实验等行业的洁 净室， 因为其污染物种类、 性质及产品的特点不同， 对洁净室压差的控制要求也有所不 同。 对于制药工厂 ，国内外标准 、规范对洁净室 压差控制的推荐值不尽相 同。我 国新版 GMP ( 药 品生产质量管理规范 ( 2010年修订 ) 第四十八条明 确要求 “ 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 ”。

 

1.2 国际上医药工业洁净厂房压差控制要求 欧盟 GMP[6 ]推荐医药工业洁净室不同级别的 相邻房间之间需保持 l 0 Pa — l 5 Pa 的压差；WHO 的指南【 s】 里指出，相邻区域之问通常采用 15 Pa 的 压差，一般可接受的压差为 5 Pa ～ 20 Pa。 WH O 的指南[5]中指出，设计压差太低而压差 控制精度较低时，会发生气流逆转 。比如两相邻洁 净室之 间的设计压差为5 Pa，而压差控制精度为 ±3 Pa 时，极端情况 下会发生气流逆转 。

 

从药品生产安全和防止交叉污染的角度考虑， 医药工业洁净室的压差控制要求更高，因此，在医 药工业洁净室的设计过程中，10一 15 Pa的设计压差 正被广泛采用 。

1.3 洁净室压差数值的设置，应当综合考虑药品物 化特性、工艺和预定用途等因素，确定药品是否是 高致敏性药品或生物制品，药品生产过程中是否能 产生有毒有害及易燃易爆等物质。

根据 以上 囚素 ，确定洁净 室的相邻房间是保 持相对负压，还是保持相对正压 。需要对相邻房间 保持相对负压的影响因素有：

有大量热湿或粉尘产生的房间；

有有毒物质、易燃易爆物质产生 的房 间； 有病原体操作的房间 ；

有高致敏性 、高风 险性物质产生的房 间；反 射性物质操作区。

相对负压可 以防止污染物 、有毒物质等 的散 发。 这些房间包括清洗 问、固体制剂车间、有机 溶媒暴露的房间、阳性对照室、青霉素类等特殊药 品的生产车问、放射性药品生产车间、动物房、生 物安全实验室等。

相 反，如果制药工厂洁净室不存在上诉任何 不利影响，生产过程中是洁净安全的，并且洁净等 级高于相邻房间，那么该房间就应当对相邻房间保 持相对正压。 如注射制剂生产车间就属于此类房间。

2洁净室压差控制方法

2.1 风量控制原理 空调系统通过对系统内各区域的送风、回风及 排风风量的合理设计和调节来达到各个不同洁净级 别之间以及室 内外压差要求。

对于需维持一定压差的洁净室 ，进入房间的 风晕和排出房间的风量是平衡的。

S A = R A + E A + L A ( 1 ) 其 中，S A 为送风量 ，R A 为回风量 ，E A 为 排风量，LA 为漏风量 。

当房间对外漏风时，漏风 鼋为正，反之则为负值。漏风量是和房间的对外压 差以及房间之间的压差相关的。 通过合理的设计 以及调试 ，可 以达到设计要 求的压差值。

2.2 渗透风量的计算

相对正压洁净室的渗透风晕 ，通常也成为正 压风量，是维持室 内正压所需的风量 ，即公式 1中 的 LA 。

对于相对负压的洁净室 ，其渗透风最值为 负，即空气 自周围房间渗透进入负压洁净室。 渗透风量 的设计计算通常有两种 ，其一是换 气次数法 ，其是缝隙法 。

换气次数法 ，就是根据洁净室相对 正压 的值 确定正压换气 次数，依 次计算 正压渗透风量 。

对于房 间正压与换气次数之间的关系 ，相关 设计手册 ／ 规 范给 出了推荐数值 ( 表 1) 。

由于洁净室 的结构不 同、密封程度不 同、门 窗数量不同都会对渗透风量产生影响，也就是说不 同的洁净室维持同样 的压差实际所需的正压换气次 数可能是不同的。因此，换气次数法只能作为估算 采用，不能用作详细设计使用。

缝隙法即根据洁净室缝隙的漏风帚统计计算房 间的漏风量。

可将洁净室的缝隙分为两类 ，一类是维护结 构的缝 隙，一类 是 门窗等 的缝 隙 。

L A =L A w+L A M ( 2 )

其中，L A 为通过维护结构缝隙的渗透风晕 ， 为 L A 通过门窗缝隙的渗透风量。 通过围护结构缝隙的渗透风晕与围护结构的表 面积相关，可通过如下公式进行简化计算： LA Ⅳ = × A × A P ( 3 )

其 中， f it 为经验系数，通常取 0.15～ 0.5；A 为洁 净室面积； A P 为房间对外压差，Pa； B 为指数 ，0 .5 。

通过 门窗缝隙的渗透风量与 门窗的缝隙量相 关 ，可通 过如 下公式进行计 算 ：

L A 村 = X 1． 29 × △ P ( 4 )

其 中：S 为缝 隙总面积。也可通过其他经验公式 进行计算。 通过缝隙法计算的渗透风量数值 比通过换气次 数法计算得到的渗透风量数值准确 ，可用于洁净室 的详细设计。

通过 己建成洁净室的测试 ，可对 公 式 中的经验 系数不断进行修 正。

2.3 缓冲室及缓冲室的压差

为 了更好的控制洁净室的洁 净度 ，并减少洁 净室内部与外部环境的相互影响，缓冲室被广泛用 于洁净室布局设计中。缓冲室可 以设计成多个，且 可 以利用更衣室等房间作为缓冲室。 缓冲 室的压差 设置通常有 3 种 ( 见 图 1～图 3) ：其一是从高净化级别房 间到低净化级别房 间 或非净化区压差依次降低，这可以有效防止低级别 或无级别房间对高级别房间的影响；其二是缓冲室 对两边 的房间均为正压 ，这样可 以有效防止两边房 间的相互干扰；其三是缓冲室对两边的房间均为负 压 ，这样也可以有效防止两边的相互干扰。 正 压缓冲室通 常被称 为 “ 正压井 ”， 国外称 为 “ B ubble A L ”。

对于大空间的洁净 室，保持较高 的正压值有 一定的困难，通常也会设置一个对两边都是正压的 缓冲室 ，从而 降低大空 间洁净室的正压值 。

2.4 独立压差控制送 回风 系统 一般洁净室只设置一套 空调系统 ，以实现温 湿度和压差的控制。由于进行压差控制需对系统 内 送、回、 排风量进行调节 ， 系统的稳定性因此下降。 对于系统 内压差影响囚素变化较多且压差控制要求 较高的洁净室，可采用两套空调系统。其中一套空调系统恒定风量，对室内的温湿度进行控制；另外 一套系统主要用于控制洁净室的压差。由于压差控 制 由独立的系统提供，调节方便且不会影响到房间 的温湿度控制 。详见图 4一图 5。

2.5 变风量

回排风控制压差 一般对于洁净室的压差控制是在洁净室的送、 回、排风支管上安装手动风量调节阀，在系统调试 时调节手动风量调节 阀的开度，将洁净室压差调整至设定值 。由于洁净室运行过程中，洁净室的压差 可能会发生变化，甚至超 出可接受的范围，此时再 有人工进行调整。这种控制方法负责，且可能存在人为误差 。对于压差控制要求很高的洁净室，一般采用一定的自控手段，以简化操作 ，消除不必要的 误 差 。

通常在房间的送风支管上设置定风量阀，维 持房间送风量恒定；在房间的回排风支管上设置变风量阀，在房间内设置压差传感器 。根据压差传感器的反馈信号，控制变风量阀的开度，从而维持房间压差恒定 ( 见 图 6 ) 。

变风量阀 中，文丘里 阀的调节性能好、反应 速度快 ， 但造价较高。 用于控制要求很高的洁净室。

2.6 余压阀

余压阀是一种用于房问压差控制的简单方法 。 余压 阀工作的基本原理 ( 见图 7) 是当洁净室内压 差超过设定压差时，减压阀门自动打开，当低于设 定压差时，阀门恢复关闭状态 ， 从而起到维持房间 压差的作用。由于余压阀控制压差存在交叉污染的 风险，现在的药厂洁净室压差控制 已经很少采用余 压 阀 了。

2-7 正负压切换控制 对于部分洁净室 ， 由于其生产活动的变化 ， 房间对外压差可能有正负压切换的需求，如正负压 切换手术室。对于需要正负压切换控制的洁净室， 通常通过调整洁净室的排风量来实现正负压切换 。 房问维持正压时，排风量较小， 房问维持负压时， 排风量较大。具体的风量通过计算确定。变风量压差 控 制系统见图 8。

通常根据计算结果选用两台排风机 ，正压运行时只开启一台排风机，负压运行时同时开启两台 排风机。