器械生產(chǎn)潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)及其檢查要點

內(nèi)容提要：文章介紹了器械生產(chǎn)潔凈區(qū)的送排風(fēng)系統(tǒng)，包括其構(gòu)成、設(shè)計要素以及在監(jiān)管過程中的檢查要點，旨在指導(dǎo)器械生產(chǎn)企業(yè)更好的運行其潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān) 鍵 詞：器械 潔凈區(qū) 送排風(fēng)系統(tǒng) 檢查要點

        器械的安全有效關(guān)乎人民群眾身體健康，器械的生產(chǎn)過程直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量安全。2014 年以來，新的《器械監(jiān)督管理條例》、《器械生產(chǎn)監(jiān)督管理辦法》和《器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》陸續(xù)發(fā)布實施，國家對器械的監(jiān)管日益嚴格。經(jīng)過一段時間的過度之后，自2018 年1 月1 日起，要求所有器械生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)符合器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范。從事器械生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)具備與生產(chǎn)的器械相適應(yīng)的生產(chǎn)場地、環(huán)境條件、生產(chǎn)設(shè)備以及技術(shù)人員，且應(yīng)建立健全與所生產(chǎn)器械相適應(yīng)的質(zhì)量管理體系，并保證其有效運行。對于無菌器械、植入器械、體外診斷試劑等產(chǎn)品而言，潔凈區(qū)是*的生產(chǎn)環(huán)境，潔凈區(qū)的環(huán)境控制要求受到行業(yè)的普遍關(guān)注，也是政府監(jiān)管的重點。本文主要探討了潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)的組成、設(shè)計要素、現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題與檢查要點，給器械生產(chǎn)企業(yè)從業(yè)人員及政府監(jiān)管人員參考。

1.潔凈區(qū)

        潔凈區(qū)是對懸浮粒子和微生物的污染數(shù)量進行環(huán)境控制的房間或區(qū)域，其建筑結(jié)構(gòu)，裝備及使用均具有減少對該區(qū)域內(nèi)污染源的介入、產(chǎn)生和滯留的功能，潔凈區(qū)內(nèi)其他有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等需按要求進行控制[1]。對于器械生產(chǎn)而言，潔凈區(qū)包括生產(chǎn)區(qū)域和檢驗區(qū)域，此外還有連接各個功能區(qū)域的緩沖過度通道。潔凈區(qū)的主要作用在于控制產(chǎn)品所接觸大氣的潔凈度及環(huán)境的溫濕度，使產(chǎn)品能在一個良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造和檢驗。潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計及有效運行是保證潔凈度的關(guān)鍵之一。

2.潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

2.1 送排風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成

        器械生產(chǎn)的送排風(fēng)系統(tǒng)主要包括空調(diào)主機、空氣處理機組和空氣過濾系統(tǒng)。

        空調(diào)主機應(yīng)根據(jù)場地條件、投資成本、技術(shù)經(jīng)濟等方面進行比較分析后選定。由設(shè)計單位根據(jù)生產(chǎn)車間實際生產(chǎn)工況進行空調(diào)總負荷計算，應(yīng)充分考慮生產(chǎn)工藝特點（如產(chǎn)熱型設(shè)備情況、密集型人員）結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髤?shù)值進行計算。空調(diào)主機根據(jù)制冷方式可分為水冷螺桿式和風(fēng)冷渦旋式。水冷螺桿式初次安裝成本較大，運行成本相對較低，安裝占地面積小，需安裝冷卻塔，冷卻塔飛水對鄰近有一定影響。風(fēng)冷渦旋式安裝成本相對較小，運行成本相對較高，安裝占地面積大，通常需要多臺制冷系統(tǒng)，設(shè)備維護成本較高。一般情況下，使用這兩種空調(diào)在“節(jié)電”或者“綜合能效”方面相差不大，大規(guī)模生產(chǎn)車間宜采用水冷式空調(diào)系統(tǒng)，中小規(guī)模生產(chǎn)車間可采用風(fēng)冷式空調(diào)系統(tǒng)。

         空氣處理機組用于調(diào)節(jié)凈化區(qū)域室內(nèi)空氣溫濕度和潔凈度，如滿足熱濕處理要求用的空氣加熱器、空氣冷卻器、空氣加濕器，凈化空氣用的空氣過濾器，調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)用的混風(fēng)箱/ 段以及降低通風(fēng)機噪聲用的靜壓出風(fēng)段等。根據(jù)全年空氣調(diào)節(jié)的要求，機組可配置與冷熱源相連接的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。常規(guī)空氣處理機組結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

         空氣過濾系統(tǒng)主要通過初、中、過濾器對進入潔凈區(qū)域的空氣進行過濾，其微粒捕集有效性主要取決于粒徑、空氣流速和過濾器結(jié)構(gòu)規(guī)格（例如纖維直徑）。空氣過濾器的主要性能指標(biāo)有4 項，包括過濾器效率、過濾器阻力、過濾器容塵量、過濾器的面速和濾速。過濾材料應(yīng)能既有效地攔截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力。中效空氣過濾器宜集中設(shè)置在凈化空氣處理機組的正壓段，中效、空氣過濾器應(yīng)按小于或等于額定風(fēng)量選用，設(shè)置在同一潔凈區(qū)內(nèi)的過濾器運行時的阻力和效率宜相近。空氣過濾器安裝后，應(yīng)確認過濾器的完整性，進行檢漏以確認空氣過濾器無泄漏或微量泄漏是在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。目前現(xiàn)場檢漏方法一般采取氣溶膠法，在送風(fēng)管上導(dǎo)入氣溶膠，通過檢測下風(fēng)口的氣溶膠濃度，以及過濾器的過濾效率，來判定其是否泄漏[2]。日常應(yīng)監(jiān)測初、中效過濾器前后的壓差，并對監(jiān)測記錄進行趨勢分析。通常當(dāng)壓差過安裝初始壓差的1.5~2 倍或企業(yè)的驗證倍數(shù)時，須進行清洗或更換。

        空氣凈化流程如圖2 所示。潔凈區(qū)域各等級空氣潔凈度的空氣凈化處理，一般均應(yīng)采用初效、中效、空氣過濾器三級過濾。室外新鮮空氣與系統(tǒng)回風(fēng)在新回風(fēng)混合段混合，經(jīng)初效過濾器過濾，再經(jīng)表冷器、加熱器進行冷熱交換，再利用干蒸汽或其他加濕器加高空氣濕度，處理后的空氣經(jīng)離心風(fēng)機加壓后，經(jīng)中效過濾器過濾處理，zui后經(jīng)靜壓送風(fēng)段送出根據(jù)要求調(diào)節(jié)好溫度、濕度、潔凈度的空氣。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計考慮因素

         潔凈區(qū)域內(nèi)各潔凈室的空氣潔凈度等級應(yīng)滿足相關(guān)法規(guī)和生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)環(huán)境的潔凈要求。凈化等級的影響因素包括空氣中的微粒數(shù)、空氣中和設(shè)備表面上的微生物數(shù)量、每個房間的換氣次數(shù)、空氣流速、氣流形態(tài)、過濾器類型及位置、房間之間的壓差、溫濕度等。

        潔凈室內(nèi)的新鮮空氣量需保證供給潔凈室內(nèi)每人每小時的新鮮空氣量不小于40 m3，同時滿足不小于補償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓值所需新鮮空氣量之和。潔凈室送風(fēng)量應(yīng)考慮三方面的因素，分別是為保證空氣潔凈度等級的送風(fēng)量、根據(jù)熱濕負荷計算確定的送風(fēng)量、向潔凈室內(nèi)供給的新鮮空氣量，取三者的zui大值。

        潔凈室與周圍的空間必須維持一定的壓差，并應(yīng)按生產(chǎn)工藝要求決定維持正壓差或負壓差。不同潔凈度的潔凈室按從高到低由里向外布置。不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差，應(yīng)不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差，應(yīng)不小于10Pa[3]。對于同樣潔凈度（如10 萬級）的相鄰潔凈室，有時候需要控制不同的污染程度，也需要設(shè)置一定的壓差。在生產(chǎn)過程中如果存在散發(fā)粉塵的潔凈室、使用有機溶媒的潔凈室、產(chǎn)生大量有害物質(zhì)、熱濕氣體和異味的潔凈室、病原體操作區(qū)、放射性物質(zhì)生產(chǎn)區(qū)等，需要保持相對負壓，且空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣應(yīng)直排。送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)的啟閉應(yīng)連鎖。正壓潔凈室（區(qū)）連鎖程序為先啟動送風(fēng)機，再啟動回風(fēng)機和排風(fēng)機；關(guān)閉時連鎖程序應(yīng)相反。

3.潔凈區(qū)送排風(fēng)系統(tǒng)檢查要點

3.1 潔凈區(qū)域的外部環(huán)境

        由于潔凈區(qū)域的內(nèi)部環(huán)境是潔凈區(qū)域的外部環(huán)境經(jīng)過一定處理過程的結(jié)果，因此，內(nèi)部環(huán)境即取決于送排風(fēng)系統(tǒng)溫濕度調(diào)節(jié)和空氣過濾能力等因素，也與外部環(huán)境條件密切相關(guān)。潔凈區(qū)域的送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計需考慮當(dāng)?shù)夭煌瑫r期的氣候條件；在按一定周期進行內(nèi)部環(huán)境的動、靜態(tài)監(jiān)測時，也應(yīng)適當(dāng)記錄當(dāng)時的外部環(huán)境條件，借以分析評估外部環(huán)境變化對潔凈區(qū)域的影響。

3.2 送風(fēng)、排風(fēng)和回風(fēng)

         潔凈區(qū)域送、排風(fēng)口應(yīng)安裝電動閘門，該電動閘門應(yīng)與空調(diào)送風(fēng)機組聯(lián)動，送風(fēng)機組開啟，電動閘門打開；送風(fēng)機組停止，電動閘門應(yīng)立即關(guān)閉，以防止外部氣體對潔凈區(qū)域內(nèi)部環(huán)境造成污染。對一套送風(fēng)機組各區(qū)域需要防止交叉污染的，也應(yīng)安裝聯(lián)動電動閘門隔離。

        回風(fēng)口一般是可調(diào)節(jié)的百葉窗，其大小對潔凈室內(nèi)的塵埃粒子數(shù)量有直接影響，若回風(fēng)口較小，有利于凈化空氣和原空氣的混和與稀釋；若回風(fēng)口過大，凈化空氣從進風(fēng)口進入，還未與原空氣混和就經(jīng)回風(fēng)口排出，而含有較多塵埃的周邊部分原空氣得不到混合、稀釋和排出，長時間停留在潔凈室內(nèi)。另外，回風(fēng)口的大小還影響凈化系統(tǒng)的氣流分布和壓差設(shè)定。因此，凈化車間的承建單位在系統(tǒng)調(diào)試時會將每個回風(fēng)口調(diào)節(jié)到合適的大小位置，并做好標(biāo)記，但實際情況是部分承建單位未做標(biāo)記，或者器械生產(chǎn)企業(yè)在清潔時改變了回風(fēng)口的大小，忘記位置復(fù)原或無法復(fù)原，對此應(yīng)予以關(guān)注并督促相關(guān)企業(yè)采取措施。此外，有些企業(yè)過度強調(diào)壓差，各級壓差設(shè)計不合理，現(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)壓差過大，開關(guān)門都困難。

3.3 加熱、加濕、除濕能力的評估

        潔凈區(qū)域的空調(diào)送風(fēng)機組可以通過安裝或改裝，使其具備加熱、加濕和除濕功能。但加熱、加濕和除濕能力是否足夠，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)剌^端溫濕度氣候條件下的情況。企業(yè)應(yīng)相關(guān)支持數(shù)據(jù)以說明加熱、加濕和除濕系統(tǒng)設(shè)計是否合理。

3.4 初、中效過濾器的壓差監(jiān)測與更換

        由于潔凈區(qū)域外圍環(huán)境以及各個凈化系統(tǒng)設(shè)計余量的差異，初、中效過濾器供應(yīng)商對過濾器前后端壓差的變化與是否需更換的建議僅是一個參考數(shù)據(jù)。企業(yè)應(yīng)監(jiān)測過濾器壓差與潔凈區(qū)域靜態(tài)環(huán)境參數(shù)和動態(tài)環(huán)境參數(shù)的對應(yīng)數(shù)據(jù)，并進行趨勢分析，進而通過過濾器壓差變化得出更的過濾器更換時間。

3.5 潔凈區(qū)域的不連續(xù)使用

        對器械生產(chǎn)企業(yè)，潔凈區(qū)域的不連續(xù)使用是個常態(tài)，如晚間的暫停、周末的暫停、不同批生產(chǎn)間隙的暫停，以及停產(chǎn)等。企業(yè)應(yīng)監(jiān)測不同的暫停時間對凈化環(huán)境的影響，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行驗證評估，制訂相應(yīng)的措施，以確保凈化條件符合要求，如停機時間達到多少限值，應(yīng)加大正常生產(chǎn)前的送排風(fēng)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)準(zhǔn)備時間；何種情況下，應(yīng)對正常生產(chǎn)前的潔凈區(qū)域進行全部參數(shù)檢測。

3.6 空氣凈化系統(tǒng)的驗證與再驗證

        企業(yè)應(yīng)對空氣凈化系統(tǒng)進行驗證，包括安裝確認（IQ）、運行確認（OQ）、性能確認（PQ）。運行確認和性能確認的檢測項目應(yīng)包括相應(yīng)凈化等級規(guī)定的所有項目參數(shù)。性能確認建議至少連續(xù)進行3 個周期的監(jiān)測，每個周期7d（其中第6、7 天系統(tǒng)停止運行），在每個周期內(nèi)按驗證方案規(guī)定頻次對有關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測；性能確認應(yīng)包括靜態(tài)和動態(tài)情況下的系統(tǒng)運行狀況。企業(yè)應(yīng)對空氣凈化系統(tǒng)的再驗證作出規(guī)定，一般情況下，建議企業(yè)每年進行一次再驗證。

4.小結(jié)

        隨著器械生產(chǎn)監(jiān)管的日益嚴格，潔凈區(qū)及其送排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計越來越重要。現(xiàn)實中器械企業(yè)在設(shè)計和建造潔凈室的時候投入了較多的精力和經(jīng)費，但后續(xù)的維護和管理往往比較薄弱。本文梳理了多年監(jiān)管過程中的經(jīng)驗和發(fā)現(xiàn)的問題，有助于企業(yè)更好的維持潔凈區(qū)的有效運行，提高器械的生產(chǎn)質(zhì)量。