生物制藥、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)在研究和生產(chǎn)制備階段,對(duì)空氣潔凈度、微生物控制和環(huán)境條件有高要求,生物制品車間的凈化工程就承擔(dān)了相當(dāng)重要的責(zé)任,為每一項(xiàng)科學(xué)研究提供強(qiáng)有力的場(chǎng)所支持。
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凈化工程的核心是控制環(huán)境參數(shù),國(guó)家規(guī)范中對(duì)各類凈化場(chǎng)所都有標(biāo)準(zhǔn)的管控要求,細(xì)分到每一個(gè)區(qū)域、每一個(gè)功能間甚至每一個(gè)管道……我們以細(xì)胞生物制品研究+制備(批量)工程為例,探討相關(guān)工程的建設(shè)重難點(diǎn)。
重難點(diǎn)之一:方案布局
生物制品凈化車間通常需要合乎標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范且符合場(chǎng)所自有條件的布局方案,根據(jù)實(shí)驗(yàn)/生產(chǎn)工藝流程和功能需求進(jìn)行合理劃分,確保各個(gè)區(qū)域之間的連接順暢,并避免交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。
四大:潔凈區(qū)、輔助區(qū)、辦公區(qū),倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。四個(gè)相輔相成又有著千絲萬(wàn)縷關(guān)系的區(qū)域,不同水平的方案,直接關(guān)系著整體造價(jià)及后期運(yùn)行中的能耗水平。我們以細(xì)胞生物技術(shù)項(xiàng)目做相關(guān)平面方案示范。
潔凈區(qū):細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)、細(xì)胞操作區(qū)、試劑配制區(qū)、質(zhì)控區(qū)等。這個(gè)區(qū)域要按照生物技術(shù)工藝流程去布局設(shè)計(jì),在D級(jí)區(qū)作為大范圍背景內(nèi),考慮更高區(qū)域的B/C區(qū)域環(huán)境設(shè)計(jì)。 質(zhì)控區(qū)要包括支原體、內(nèi)毒素、無(wú)菌、 微生物限度、陽(yáng)性對(duì)照、分子生物學(xué)等相關(guān)檢測(cè)空間。
輔助區(qū):主要包括實(shí)驗(yàn)室輔助設(shè)施設(shè)備服務(wù)的空間,例如水、電、氣、通風(fēng)等設(shè)施的安裝和維護(hù)空間、緩沖及更衣空間,以及廢水和廢氣的處理設(shè)施等。
辦公區(qū):辦公室、休息室、會(huì)議室(部分企業(yè)還會(huì)考慮獨(dú)立的成果展示區(qū))。
倉(cāng)儲(chǔ)區(qū):冷庫(kù)和常溫倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)等。
在建筑面積允許的前提下,細(xì)胞操作間的物流我們一般設(shè)計(jì)單向流,廢棄物的退出通道與產(chǎn)品和生產(chǎn)物料的潔凈通道分開(kāi),設(shè)立獨(dú)立的廢棄物走廊和廢物滅活房間。如果客戶產(chǎn)品的批次多,細(xì)胞培養(yǎng)間做成獨(dú)立的吧面積壓縮到最小,細(xì)胞在細(xì)胞操作間處理之后,轉(zhuǎn)移至細(xì)胞培養(yǎng)間的培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
重難點(diǎn)二:空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的能耗約占整個(gè)生物制品潔凈廠房總能耗的30%~40%。生產(chǎn)企業(yè)在建廠初期就對(duì)我們就提出明確的節(jié)能需求,所以我們?cè)谂ㄔO(shè)計(jì)階段就會(huì)將各種運(yùn)行工況考慮進(jìn)來(lái),結(jié)合生物技術(shù)工藝的特點(diǎn),準(zhǔn)確進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算,合理劃分空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng),并且明確系統(tǒng)的控制邏輯,實(shí)現(xiàn)車間溫濕度環(huán)境以及壓差的穩(wěn)定控制。
1.生物制品車間的空調(diào)系統(tǒng)比較復(fù)雜,按照生產(chǎn)工藝的具體要求可分為舒適性空調(diào)系統(tǒng)、常溫潔凈空調(diào)系統(tǒng)和采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。開(kāi)放式試驗(yàn)區(qū)可采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)。
2.生物制品車間產(chǎn)品的特性各異,根據(jù)GMP要求,每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都必須進(jìn)行有效的隔離,其間往往涵蓋多個(gè)空氣潔凈等級(jí)區(qū)域。A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)的生產(chǎn)車間溫度范圍做到20~24℃,相對(duì)濕度范圍45%~60%。空氣潔凈等級(jí)為D級(jí)的生產(chǎn)車間溫度范圍做到18~26℃,相對(duì)濕度范圍45%~65%。當(dāng)然,也有企業(yè)會(huì)提出高于國(guó)標(biāo)的溫、濕度精度控制范圍要求,我們會(huì)綜合評(píng)判詳細(xì)計(jì)算,確保最佳的適配方案。像生物制備產(chǎn)品特別要注意冰箱、生物反應(yīng)器配套溫控單元、高壓滅菌柜等設(shè)備的發(fā)熱量,計(jì)算需要特別留意。
3.冬季氣溫在0℃以下的地區(qū),建議空調(diào)系統(tǒng)中安裝一個(gè)新的預(yù)熱段,可避免在冬季出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象,在冬季通過(guò)兩個(gè)階段的加溫可以確保冷氣達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4.正確使用變頻風(fēng)機(jī),根據(jù)不同的壓力差、溫濕度的需要調(diào)節(jié)不同的供風(fēng)量,達(dá)到減少風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗的目標(biāo)。在工作時(shí)間內(nèi)可以將其調(diào)節(jié)至較低的工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。
重難點(diǎn)三:通風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)
1.生物安全柜選擇:A2 型生物安全柜的氣流作用是將 70% 的氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾后進(jìn)行再利用,30% 的氣體可以通過(guò)管道或者密封的方式排放到室內(nèi);B2型生物安全柜須全排,其聯(lián)接方式須為密封且 B2 型保安箱的通風(fēng)量須考慮整個(gè)室內(nèi)風(fēng)量的改變情況。
2.毒區(qū)設(shè)計(jì)直流系統(tǒng),經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器過(guò)濾后排出,排風(fēng)采用袋進(jìn)袋出安全過(guò)濾器;檢測(cè)區(qū)的通風(fēng)設(shè)計(jì)高空排放并安裝活性炭處理器;潔凈區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)中效過(guò)濾后送到戶外。
3.同一細(xì)胞制備區(qū)域或同一生產(chǎn)區(qū)域有多條相同的生產(chǎn)線,有采用隔離器的線,每個(gè)隔離器單獨(dú)直接排風(fēng)。
4.生物制品新風(fēng)排風(fēng)中含有各類有害物質(zhì),因此,需要結(jié)合環(huán)評(píng)報(bào)告的要求進(jìn)行工藝排風(fēng)、廢氣處理裝置的設(shè)計(jì)。
生物制品凈化車間為高風(fēng)險(xiǎn)的工作場(chǎng)所。像血液產(chǎn)品、細(xì)胞產(chǎn)品等生物學(xué)活性制劑,需要在特定潔凈環(huán)境中進(jìn)行特殊工藝制備。其潔凈車間建設(shè)除了要求遵循工藝及行業(yè)要求規(guī)范,還應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家最新GMP規(guī)范,同時(shí)考慮生物制品發(fā)展方向和先進(jìn)技術(shù)的更迭,為場(chǎng)地預(yù)留適當(dāng)升級(jí)空間,比如現(xiàn)在隔離器設(shè)備的應(yīng)用,在設(shè)計(jì)上也可以降低部分區(qū)域的裝修造價(jià),方案可以更加靈活。
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