血液制品項(xiàng)目特點(diǎn)分析及暖通設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)措施

摘要：針對(duì)血液制品生產(chǎn)車(chē)間的特點(diǎn)，結(jié)合GMP要求和國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，提出相應(yīng)的技術(shù)措施及解決方案。

關(guān)鍵詞：潔凈度;溫度;相對(duì)濕度;空氣懸浮粒子;微生物限度;大消毒

0? ? 引言

血液制品生產(chǎn)車(chē)間通常具有潔凈度級(jí)別多（往往包含GMP中A、B、C、D所有4個(gè)潔凈度級(jí)別）、室內(nèi)溫濕度差別大、房間不同時(shí)使用率高、生產(chǎn)崗位凈高迥異等特點(diǎn)，這就要求暖通設(shè)計(jì)人員依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況合理劃分空調(diào)系統(tǒng)，制定不同的空氣處理流程，采取切實(shí)、科學(xué)的技術(shù)措施，為血液制品生產(chǎn)車(chē)間正常、高效地運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障。

1? ? 潔凈區(qū)域的潔凈度級(jí)別

血液制品項(xiàng)目主要生產(chǎn)無(wú)菌產(chǎn)品，涉及的潔凈度級(jí)別為GMP中A、B、C、D所有4個(gè)級(jí)別。這4個(gè)潔凈度級(jí)別，對(duì)空氣懸浮粒子及微生物限度都有具體的要求。

對(duì)空氣懸浮粒子的基本要求[1]如表1所示。

對(duì)微生物限度的基本要求[1]如表2所示。

2? ? 潔凈區(qū)域塵埃粒子的來(lái)源及空氣處理方式

生產(chǎn)血液制品，包括灌裝、凍干、預(yù)灌注等區(qū)域，生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)其他固體制劑生產(chǎn)車(chē)間更為潔凈、生產(chǎn)過(guò)程中基本沒(méi)有物料粉塵產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，塵埃粒子主要來(lái)自操作工人、工藝（動(dòng)）設(shè)備以及室外新風(fēng)。其中，操作工人、工藝（動(dòng)）設(shè)備等產(chǎn)塵量不大且較為穩(wěn)定（在此不作詳細(xì)敘述），而新風(fēng)中含有的塵埃粒子則較多且波動(dòng)性較大，將對(duì)凈化空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。

根據(jù)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50073—2013）[2]第4.1.1條中的表1介紹，大氣（即空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)）中的含塵濃度（公稱(chēng)粒徑≥0.5 μm的塵埃粒子計(jì)數(shù)濃度）為：（1）市中心5.3×107～2.5×108 pc/m3，相當(dāng)于150×104～708×104 pc/ft3;（2）市郊3.5×107～1.1×108 pc/m3，相當(dāng)于99×104～311×104 pc/ft3。通常而言，潔凈廠房建造于市郊的居多，空氣品質(zhì)市郊明顯優(yōu)于市中心，但即使是市郊的空氣品質(zhì)，其含塵濃度仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于潔凈廠房?jī)?nèi)D級(jí)（最低級(jí)別）的空氣含塵濃度。如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644-1中的8級(jí)，相當(dāng)于美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS209E中的100000級(jí)，其含塵濃度（公稱(chēng)粒徑≥0.5 μm的塵埃粒子計(jì)數(shù)濃度）為不超過(guò)100 000 pc/ft3，大約僅為市郊大氣含塵濃度的1/30～1/10。上述大氣含塵濃度是在正常天氣情況下測(cè)得的，若在霧霾天氣其含塵濃度將高得多。

基于上述分析，血液制品車(chē)間凈化空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過(guò)程，建議針對(duì)不同的潔凈度級(jí)別采用以下兩種處理方式之一：（1）D級(jí)的凈化空調(diào)系統(tǒng)：新風(fēng)先經(jīng)一級(jí)粗效（G4）及一級(jí)中效（F5或F6）過(guò)濾，再與凈化區(qū)域的回風(fēng)混合（全新風(fēng)系統(tǒng)無(wú)回風(fēng)），進(jìn)行熱濕處理，最后依次經(jīng)一級(jí)中效（F7或F8）及一級(jí)高效（H13）過(guò)濾后送入空調(diào)區(qū)域;（2）A、B及C級(jí)的凈化空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)先經(jīng)一級(jí)粗效（G4）及一級(jí)中效（F6或F7）過(guò)濾，再與凈化區(qū)域的回風(fēng)混合（全新風(fēng)系統(tǒng)無(wú)回風(fēng)），進(jìn)行熱濕處理，最后依次經(jīng)一級(jí)中效（F8或F9）及一級(jí)高效（H14）過(guò)濾后送入空調(diào)區(qū)域。

所謂“細(xì)菌”，也稱(chēng)為“微生物”，通常有3種基本形態(tài)，即球形、桿形和螺旋形，分別稱(chēng)為球菌、桿菌和螺形菌，它們的公稱(chēng)粒徑大多在0.6～3 μm，由此可見(jiàn)，一個(gè)所謂無(wú)塵（即沒(méi)有公稱(chēng)粒徑≥0.5 μm的塵埃粒子）的潔凈室，在工程實(shí)際中可以認(rèn)為是無(wú)菌的。因此，對(duì)于無(wú)菌車(chē)間（主要為A級(jí)、B級(jí)凈化區(qū)）而言有效控制公稱(chēng)粒徑≥0.5 μm的塵埃粒子（包括細(xì)菌）就顯得至關(guān)重要了。

另外，凈化空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，只要切實(shí)做好日常維護(hù)工作，就基本能保證空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)是無(wú)塵、無(wú)菌的，但即便如此，仍然無(wú)法確保所有空調(diào)房間內(nèi)不產(chǎn)塵、不長(zhǎng)菌，所以，血液制品無(wú)菌生產(chǎn)車(chē)間必須定期做好凈化空調(diào)房間的大消毒工作。

當(dāng)前常用的大消毒形式主要包括臭氧大消毒、過(guò)氧化氫（雙氧水）大消毒、紫外燈照射大消毒及甲醛熏蒸大消毒等四種。其中，臭氧大消毒應(yīng)用最為廣泛，可應(yīng)用于所有級(jí)別的潔凈區(qū)，但該消毒形式消毒效果不夠理想，故高級(jí)別（A、B級(jí)）的潔凈區(qū)常常采用過(guò)氧化氫（雙氧水）大消毒形式。紫外燈照射大消毒，消毒效果相對(duì)較差，一般不能作為正式的大消毒形式用于實(shí)際工程，僅可作為輔助性的消毒形式。甲醛熏蒸大消毒，雖然消毒效果較好，但甲醛有害人體健康，且消毒結(jié)束后在圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面往往會(huì)殘留一些粉末，需要清理，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已基本禁止采用該大消毒形式了。

3? ? 空調(diào)區(qū)域溫濕度

血液制品生產(chǎn)車(chē)間，其溫度、濕度不同于普通藥品生產(chǎn)車(chē)間的溫度（18～26 ℃）、濕度（45%～65%），在潔凈區(qū)（尤其是C級(jí)區(qū)）及CNC區(qū)往往還具有低溫的要求。各生產(chǎn)區(qū)的溫濕度通常如表3所示。

從表3可知，血液制品車(chē)間的暖通工程，具有空調(diào)系統(tǒng)繁多、凈化區(qū)域潔凈度級(jí)別齊全（即含有A～D各個(gè)級(jí)別）、相同潔凈度級(jí)別生產(chǎn)區(qū)的溫濕度差異大等特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行暖通工程設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)車(chē)間內(nèi)工藝生產(chǎn)的具體特點(diǎn)、不同的潔凈度級(jí)別、不同的溫濕度要求、不同時(shí)使用的區(qū)域，劃分不同的（凈化）空調(diào)系統(tǒng)。車(chē)間內(nèi)眾多空調(diào)系統(tǒng)，其空氣過(guò)濾、熱濕處理流程等存在較大差異，即便是CNC生產(chǎn)區(qū)域及輔助生產(chǎn)區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)，其送風(fēng)建議至少采用一粗（G4）、一中（F5或F6）兩級(jí)過(guò)濾并進(jìn)行熱濕處理后送入空調(diào)區(qū)域。

4? ? 部分生產(chǎn)區(qū)域有防爆要求

在血液制品生產(chǎn)過(guò)程中，有些生產(chǎn)區(qū)域（或崗位）因使用超過(guò)安全容量的有機(jī)溶媒，故有防爆要求，如血漿基礎(chǔ)分離區(qū)、層析柱處理區(qū)域的清潔制備間等。尤其是血漿基礎(chǔ)分離區(qū)，既有防爆的要求，又有C級(jí)（有時(shí)因工藝流程不同定為D級(jí)）的潔凈度要求，這就要求服務(wù)于該區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)必須采用全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，即對(duì)空調(diào)區(qū)域采用全送全排的氣流組織形式。為節(jié)省暖通工程的投資，上述全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理機(jī)組（空調(diào)箱）應(yīng)采用普通型（即非防爆型）空氣處理機(jī)組（空調(diào)箱），但必須將該空氣處理機(jī)組（空調(diào)箱）放置于非防爆區(qū)，空調(diào)送風(fēng)管在接往防爆區(qū)的墻體處應(yīng)設(shè)置防火閥及止回閥。并且血漿基礎(chǔ)分離區(qū)的環(huán)境溫度通常要求控制在10～15 ℃，故空調(diào)系統(tǒng)的送、排風(fēng)系統(tǒng)及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行最小熱阻計(jì)算，選擇合適的風(fēng)管保溫材料及建筑保溫層，以防風(fēng)管系統(tǒng)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露。同時(shí)還要設(shè)計(jì)合適的節(jié)能措施，以便合理、經(jīng)濟(jì)地回收排風(fēng)中的能量。

5? ? 生產(chǎn)區(qū)域部分房間的凈高較高

血液制品生產(chǎn)車(chē)間中，有些工藝設(shè)備（如潔凈公用工程設(shè)施間、部分工藝操作間、血漿基礎(chǔ)分離區(qū)內(nèi)的工藝設(shè)備）高度較高，故布置上述工藝設(shè)備的生產(chǎn)區(qū)域的凈高就需要相應(yīng)提高，一般凈高取4.0～8.0 m不等。工藝操作間及血漿基礎(chǔ)分離區(qū)均有潔凈度（D級(jí)或C級(jí)）要求，如血漿基礎(chǔ)分離區(qū)，因工藝設(shè)備較多、較高，一般設(shè)有操作平臺(tái)，為確保其潔凈度及溫濕度，需進(jìn)行合理的氣流組織，除需要在操作平臺(tái)上、下區(qū)域分別設(shè)置送、排風(fēng)口外，還要求操作平臺(tái)采用不銹鋼格柵制作，盡可能避免潔凈區(qū)出現(xiàn)死角而影響潔凈度。

6? ? 生產(chǎn)區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)的備用要求

6.1? ? 低溫空調(diào)系統(tǒng)的需要

血液制品生產(chǎn)車(chē)間中，部分空調(diào)房間的室內(nèi)溫度為0～5 ℃及2～8 ℃，如2～8 ℃的房間/儲(chǔ)存間、0～5 ℃離心分離室及2～8 ℃儲(chǔ)存室、IMIG/IVIG儲(chǔ)存間等。因此，服務(wù)于上述空調(diào)房間的空調(diào)（包括凈化空調(diào)）系統(tǒng)，其送風(fēng)溫度較普通空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度要低得多，通常僅為-4～+2 ℃。依據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019—2015）[3]第8.5.4.1條規(guī)定，空氣冷卻器（即表冷器）“冷媒的進(jìn)口溫度應(yīng)低于空氣的出口溫度至少3.5 ℃”，那么，在不考慮風(fēng)機(jī)溫升且空調(diào)區(qū)域無(wú)相對(duì)濕度要求的情況下，上述空調(diào)系統(tǒng)-4～+2 ℃的送風(fēng)溫度，即為表冷器的出風(fēng)溫度，此時(shí)冷媒進(jìn)口溫度至少為-7.5～-1.5 ℃。若工藝生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)空調(diào)區(qū)域的相對(duì)濕度有所要求（如不大于65%），且空調(diào)系統(tǒng)不能利用二次回風(fēng)，就必須對(duì)表冷器的出風(fēng)進(jìn)行再加熱，以降低出風(fēng)的相對(duì)濕度并滿(mǎn)足送風(fēng)要求，但為確保上述空調(diào)區(qū)域的溫度要求，上述空調(diào)系統(tǒng)-4～+2 ℃的送風(fēng)溫度是不能改變的，這就要求表冷器冷媒的進(jìn)口溫度，較上述的-7.5～-1.5 ℃溫度更低，因此上述空調(diào)系統(tǒng)的冷媒通常采用-10～-5 ℃的乙二醇溶液。然而，該冷媒進(jìn)入表冷器并通過(guò)其翅片與空氣進(jìn)行熱交換，將不可避免地引起表冷器的結(jié)霜，隨著結(jié)霜的加劇，表冷器的通路面積將逐步減少，并導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量大幅下降，從而無(wú)法滿(mǎn)足空調(diào)區(qū)域溫濕度、潔凈度的要求。因此，上述空調(diào)系統(tǒng)的表冷器必須要有備用，通常一用一備，自動(dòng)切換。當(dāng)使用中的表冷器因結(jié)霜使壓差逐步增加至設(shè)定值時(shí)，將自動(dòng)切換至備用表冷器，送風(fēng)通路也隨之改變，使空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行。結(jié)霜表冷器將自動(dòng)進(jìn)入融霜模式。而融霜，較為常見(jiàn)的有電加熱融霜和熱媒加熱融霜兩種形式。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，電加熱融霜較易產(chǎn)生故障且融霜效果相對(duì)較差，目前很少被采用;熱媒加熱融霜?jiǎng)t較為常見(jiàn)，該熱媒通常采用與-10 ℃/-5 ℃乙二醇低溫冷媒的組分相同的乙二醇溶液，并經(jīng)蒸汽—乙二醇溶液（或熱水—乙二醇溶液）熱交換機(jī)組制備成60 ℃/50 ℃的乙二醇溶液，自動(dòng)切換并進(jìn)入需要融霜的表冷器進(jìn)行融霜，融霜完畢后即成為備用表冷器待命。需要指出的是，如需要加快融霜速度，則可提高熱媒的入口溫度，即將熱媒的入口溫度由上述的60 ℃提高到70 ℃、80 ℃等，但該表冷器就不宜采用銅管套鋁片的表冷器了，以免鋁片與銅管的接觸面松動(dòng)而影響表冷器的換熱效果，建議采用銅管套銅片的表冷器。

6.2? ? 連續(xù)生產(chǎn)的需要

為滿(mǎn)足血液制品工藝生產(chǎn)的要求，有些房間或崗位若空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)將產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)損失，故需每天24 h不間斷運(yùn)行。如2～8 ℃的房間/儲(chǔ)存間、孵放室、IVIG孵放室、0～5 ℃離心分離室及2～8 ℃儲(chǔ)存室、IMIG/IVIG儲(chǔ)存間等房間或崗位，其空調(diào)系統(tǒng)除上述表冷器需一用一備外，空調(diào)箱內(nèi)的風(fēng)機(jī)也必須考慮一用一備，故障時(shí)能自動(dòng)切換，從而保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

7? ? 結(jié)語(yǔ)

要建設(shè)一個(gè)較為完善的血液制品生產(chǎn)車(chē)間，暖通工程的設(shè)計(jì)往往十分重要，除需根據(jù)以上血液制品項(xiàng)目的特點(diǎn)，提出很有針對(duì)性的解決方案外，還需全面掌握工藝生產(chǎn)過(guò)程，合理劃分（凈化）空調(diào)、通風(fēng)（包括排煙）系統(tǒng)，確定與工藝生產(chǎn)相匹配的自動(dòng)控制方案，采取合理的節(jié)能措施，使（凈化）空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、節(jié)能地運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認(rèn)證管理中心組.藥品GMP指南：廠房設(shè)施與設(shè)備[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2011.

[2] 潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50073—2013[S].

[3] 工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50019—2015[S].

收稿日期：2020-03-20

作者簡(jiǎn)介：翟奇?。?988—），女，上海人，工程師，主要從事藥廠及石化裝置的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)工作。