制药车间B级洁净区设计探讨

1、制药车间B级洁净区设计探讨摘 要：根据药品生产质量管理规范（2010年修订）和洁净厂房设计规范GB50073-2013对 B级洁净等级的要求，阐述B级洁净区应该按照单向流进行设计。关键词：药品生产质量管理规范（2010年修订）；洁净度等级；B级洁净区；静态；单向流Discussion on Design of Class B Clean roomAbstract: According to the requirements of Good Manufacturing Practices for Drugs （2010 Revision） and Code for design of clean

2、 room （GB50073-201，）this paper elaborates that Class B clean room should be designed by way of the unidirectional airflow.Key words: Good Manufacturing Practices for Drugs （2010 Revision）; Classification of air cleanliness; Class B clean room; at-rest; unidirectional airflow0引言药品生产质量管理规范（1998年修订）（以下

3、简称“98版GMP”）附录将药品生产洁净室的空气 洁净度划分为四个级别，见表1 1表1洁净度级别尘粒最大允许数/立方米N0.5p mN5.0p m100级3500010000 级3500002000100000 级350000020000300000 级1050000060000药品生产质量管理规范（2010年修订）（以下简称“2010版GMP”）附录无菌药品第九条对洁净级别空气悬浮粒子的标准规定如表2 2表2洁净度级别悬浮粒子最大允许数/立方米静态动态N0.5p mN5.0p mN0.5p mN5.0p mA级352020352020B级3520293520002900C级352000290

4、0352000029000D级352000029000不作规定不作规定2010版GMP与98版GMP的最大区别就是：分别规定了 “静态”和“动态”必须达到相应的悬浮粒子 标准，而98版GMP规定在“静态”条件下必须达到相应的悬浮粒子标准，动态只要求进行监控，但监控 标准没有具体规定，靠执行者根据各自情况进行规定。对“动态”与“静态”都有非常明确的悬浮粒子指 标一一这应该是2010版GMP的进步之一。通过几年来针对2010版GMP的改造、认识和实践经验来看，在A、C、D级的设计上基本都能够分别 满足静态与动态标准，但在对待B级的设计上差别很大。1设计现状及实际效果1.1设计现状由于以前版本GMP

5、的影响根深蒂固，很大一部分人就自然而然地将A、B、C、D级分别与百级、万级、 十万级等进行对应，认为A级参照原来百级即按照单向流进行设计，C级参照原来万级即按照换气次数25h-i 进行设计，D级参照原来十万级即按照换气次数15h-i进行设计，但对于B级洁净区，有的人认为B级介于 A级与C级之间，想当然地认为其介于百级与万级之间即应按照千级标准设计。在一些2010版GMP培训班里面，有GMP专家也讲过，B级不必满布高效过滤器，只要有5060h-i换 气次数就能够达到，此观点与上面观点相吻合。同时还有一些专门针对制药行业的工程公司，为了显示其实力，在一些展示会上也宣称只要工程做得 好，换气次数达到

6、50h-1以上就应该能够满足B级标准。其实真正的暖通工程师本身对B级洁净区的设计还是相当谨慎的，但由于受制药行业专家观点的影响， 目前大多数设计师在设计B级洁净区的时候，是按照5060h-1换气次数进行设计的，有一部分在60h-1换 气次数以上。按照上面的换气次数进行设计，偶尔达到B级的静态指标是可能的，但要绝对保证B级的静态标准是 很困难的，甚至可以说是不可能的。1.2某制药车间B级洁净区案例设计换气次数为6065h-1。下面为某制药车间部分B级洁净区检测数据（静态）：表3洁净室名称检测结果（95%UCL)(pc/m3)备注0.5p m5.0p m洁净室01713.1985.980.5p m

7、： passed ；5.0p m： failed洁净室021772.01106.440.5p m： passed ；5.0p m： failed洁净室032771.50113.660.5p m： passed ；5.0p m： failed洁净室041600.1285.980.5p m： passed ；5.0p m： failed洁净室052010.01121.320.5p m： passed ；5.0p m： failed洁净室068846.88465.250.5p m： failed ； 5.0p m： failed本表是用28.3 l/min流量的尘埃粒子计数器检测，仪器自动将浓度单位

8、换算成pc/m3，自动按照95% 置信度进行计算，表中仅摘录了置信度计算结果。显然该结果是不符合B级静态标准的。为了排除洁净室清洁状况、检测条件变化等影响，对相关洁净室进行了多次静态和动态检测试验：首先检测和计算各洁净室换气次数均达到设计标准，保证静压差等其它指标符合要求；在多次静态检测中，各洁净室检测结果有一些小的变化，偶尔也有某些洁净室能够达到B级静态标准， 但始终没有一个洁净室能保证每次检测都能达到B级静态标准；在多次动态检测中，各洁净室检测结果同样有一些小的变化，但在动态条件下做的所有检测都能够达 到B级的动态标准。本案例的设计经最终检测未能达到B级要求。2 2010版GMP要求的B级

9、洁净区设计探讨2.1 2010版GMP要求的B级洁净度等级实际就是静态的ISO 5级按照洁净厂房设计规范GB50073-2013 （以下简称“2013版洁净规范”）第3.0.1条对洁净室及洁 净区空气洁净度整数等级的确定（表4等效采用国际标准洁净室及相关被控环境一一第一部分，空气洁 净度的分级ISO14644-1） 3表4空气洁净度等级（N）大于或等于要求粒径的最大浓度限值（pc/m）0.1p m0.2p m0.3p m0.5p m1p m5p m1102一一一一210024104一一31000237102358一4100002370102035283一51000002370010200352

10、083229610000002370001020003520083202937一一一3520008320029308一一一3520000832000293009一一一352000008320000293000各种要求粒径D的最大浓度限值C应按照下式计算：n（0 1 2.08Cn = 10n x万J （式 1）Cn大于或等于要求粒径的最大浓度限值（pc/m3）Cn是四舍五入至相近的整数，有效位数不超过三位数;N空气洁净度等级，数字不超过9,洁净度等级整数之间的中间数可以按照0.1为最小允许递增量;D要求的粒径(p m)；0.1常数，其量纲为p m。对照表2、表4及式1，可得出以下结论：在0.5p

11、 m和5p m的粒子都作要求的情况下，A级静态相 当于ISO 4.8级，B级静态相当于ISO 5.0级，C级静态相当于ISO 7.0级，D级静态相当于ISO 8.0级。2.2 2010版GMP要求的B级洁净度等级应该按照单向流进行设计2013版洁净规范第6.3.3条：为保证空气洁净度等级的送风量，应按表5的有关数据进行计算或按室 内发尘量进行计算3表5气流流型和送风量空气洁净度等级气流流型平均风速(m/s)换气次数(h-1)13单向流0.3 0.5一4、5单向流0.2 0.4一6非单向流一50 607非单向流一15 258、9非单向流一10 152013版洁净规范条文说明：表5的空气洁净度测试

12、，一般是在空态或静态下进行，如果在动态下进行 测试，则需另行处理。B级洁净区静态指标与ISO 5.0级相当，根据表5,应该按照单向流进行设计。2.3换气次数6065h-1并不能使洁净室满足单向流要求假设洁净室面积为S (E)，洁净室高度为H (m)，换气次数为N (h-1)，那么洁净室内送风量G=SXHXN (m3/h)(式2)假设送风量G按照垂直单向流送风，则断面平均风速G(m/s)(式3)V= 3600X S一般制药车间洁净室高度为2.73m，这里取H=3m，取N=65h-1，带入公式2与式3，得(式4)G SxHxN Sx3x65V= 3600X S 3600X S 3600X S 54

13、2 (m/s)计算出来的平均断面风速与2013版洁净规范要求的ISO 5级的单向流风速相差太大，也就是说按照 换气次数N=65h-1计算出来的送风量根本不能满足单向流要求，从式4中可看出，V与N成正比，随着N变 大，则V也会变大，假设V要达到0.3 m/s，带入上面式4，经计算，N必须达到360h-1。前面2.2提到为保证空气洁净度等级的送风量，除按表5的有关数据进行计算外，也可按室内发尘量 进行计算。如果按照室内发尘量进行计算，就要用到假定均匀分布计算理论和不均匀分布计算理论，该计 算公式较为复杂，这里不赘述，不过可以肯定的是，把B级静态悬浮粒子指标要求和相关参数带入其公式， 也会得出很大的

14、换气次数要求。与这么大的换气次数相匹配的送风量要送入洁净室，则洁净室顶棚送风口高效过滤器面积必须达到顶 棚面积一定的比值，这就是通常所说的高效过滤器满布率，达到一定的满布率比值一一这正是垂直单向流 洁净室的基本特征之一。2.4 98版GMP的百级洁净室设计经验值得B级洁净区设计参考对比2010版GMP附录无菌药品第九条对洁净级别空气悬浮粒子的标准规定（本文表2），A级与 B级在静态下指标要求基本一致，大家公认的A级按照单向流设计，而B级按照非单向流设计显然是不合 理的。百级洁净区应该按照单向流进行设计一一这是没有异议的，并且经过多年的实践检验其最终效果也是 可靠的。对照表1、表2、表4可以看出

15、，B级洁净区的指标要求与98版GMP的百级要求非常接近的，难 道就因为“百级”变为“B级”，其设计要求会差别那么大？百级洁净室的设计与运行管理实践，是我们积累的宝贵经验，值得B级洁净区设计参考，过往的百级 洁净室的成功运行也证明B级洁净区按照单向流进行设计是安全可靠的。3结论根据2010版GMP对B级洁净区空气悬浮粒子的标准规定和2013版洁净规范对ISO 5级洁净室送风量 的要求，按照60h-1左右换气次数设计不能做到绝对满足B级洁净区静态要求，B级洁净区应该按照单向流 进行设计，保持平均断面风速为0.20.4 m/s。垂直单向流洁净室，在天棚上布置高效过滤器或者超高效过滤器，过去强调满布率100%，现在有下降 至60%之趋势。B级洁净区一般作为A级区