器械生產潔凈區送排風系統及其檢查要點

內容提要：文章介紹了器械生產潔凈區的送排風系統，包括其構成、設計要素以及在監管過程中的檢查要點，旨在指導器械生產企業更好的運行其潔凈區送排風系統，提高生產質量。

關 鍵 詞：器械 潔凈區 送排風系統 檢查要點

        器械的安全有效關乎人民群眾身體健康，器械的生產過程直接影響產品的質量安全。2014 年以來，新的《器械監督管理條例》、《器械生產監督管理辦法》和《器械生產質量管理規范》陸續發布實施，國家對器械的監管日益嚴格。經過一段時間的過度之后，自2018 年1 月1 日起，要求所有器械生產企業應當符合器械生產質量管理規范。從事器械生產，應當具備與生產的器械相適應的生產場地、環境條件、生產設備以及技術人員，且應建立健全與所生產器械相適應的質量管理體系，并保證其有效運行。對于無菌器械、植入器械、體外診斷試劑等產品而言，潔凈區是*的生產環境，潔凈區的環境控制要求受到行業的普遍關注，也是政府監管的重點。本文主要探討了潔凈區送排風系統的組成、設計要素、現場檢查中發現的相關問題與檢查要點，給器械生產企業從業人員及政府監管人員參考。

1.潔凈區

        潔凈區是對懸浮粒子和微生物的污染數量進行環境控制的房間或區域，其建筑結構，裝備及使用均具有減少對該區域內污染源的介入、產生和滯留的功能，潔凈區內其他有關參數如溫度、濕度、壓力等需按要求進行控制[1]。對于器械生產而言，潔凈區包括生產區域和檢驗區域，此外還有連接各個功能區域的緩沖過度通道。潔凈區的主要作用在于控制產品所接觸大氣的潔凈度及環境的溫濕度，使產品能在一個良好的環境空間中生產、制造和檢驗。潔凈區送排風系統的設計及有效運行是保證潔凈度的關鍵之一。

2.潔凈區送排風系統設計

2.1 送排風系統的構成

        器械生產的送排風系統主要包括空調主機、空氣處理機組和空氣過濾系統。

        空調主機應根據場地條件、投資成本、技術經濟等方面進行比較分析后選定。由設計單位根據生產車間實際生產工況進行空調總負荷計算，應充分考慮生產工藝特點（如產熱型設備情況、密集型人員）結合當地氣象參數值進行計算。空調主機根據制冷方式可分為水冷螺桿式和風冷渦旋式。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，設備維護成本較高。一般情況下，使用這兩種空調在“節電”或者“綜合能效”方面相差不大，大規模生產車間宜采用水冷式空調系統，中小規模生產車間可采用風冷式空調系統。

         空氣處理機組用于調節凈化區域室內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，調節新風、回風用的混風箱/ 段以及降低通風機噪聲用的靜壓出風段等。根據全年空氣調節的要求，機組可配置與冷熱源相連接的自動調節系統。常規空氣處理機組結構示意圖如圖1 所示。

         空氣過濾系統主要通過初、中、過濾器對進入潔凈區域的空氣進行過濾，其微粒捕集有效性主要取決于粒徑、空氣流速和過濾器結構規格（例如纖維直徑）。空氣過濾器的主要性能指標有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置在凈化空氣處理機組的正壓段，中效、空氣過濾器應按小于或等于額定風量選用，設置在同一潔凈區內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范允許的范圍之內。目前現場檢漏方法一般采取氣溶膠法，在送風管上導入氣溶膠，通過檢測下風口的氣溶膠濃度，以及過濾器的過濾效率，來判定其是否泄漏[2]。日常應監測初、中效過濾器前后的壓差，并對監測記錄進行趨勢分析。通常當壓差過安裝初始壓差的1.5~2 倍或企業的驗證倍數時，須進行清洗或更換。

        空氣凈化流程如圖2 所示。潔凈區域各等級空氣潔凈度的空氣凈化處理，一般均應采用初效、中效、空氣過濾器三級過濾。室外新鮮空氣與系統回風在新回風混合段混合，經初效過濾器過濾，再經表冷器、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，處理后的空氣經離心風機加壓后，經中效過濾器過濾處理，zui后經靜壓送風段送出根據要求調節好溫度、濕度、潔凈度的空氣。

2.2 系統設計考慮因素

         潔凈區域內各潔凈室的空氣潔凈度等級應滿足相關法規和生產工藝對生產環境的潔凈要求。凈化等級的影響因素包括空氣中的微粒數、空氣中和設備表面上的微生物數量、每個房間的換氣次數、空氣流速、氣流形態、過濾器類型及位置、房間之間的壓差、溫濕度等。

        潔凈室內的新鮮空氣量需保證供給潔凈室內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排風量和保持室內正壓值所需新鮮空氣量之和。潔凈室送風量應考慮三方面的因素，分別是為保證空氣潔凈度等級的送風量、根據熱濕負荷計算確定的送風量、向潔凈室內供給的新鮮空氣量，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，并應按生產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與非潔凈區之間的壓差，應不小于5Pa，潔凈區與室外的壓差，應不小于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，也需要設置一定的壓差。在生產過程中如果存在散發粉塵的潔凈室、使用有機溶媒的潔凈室、產生大量有害物質、熱濕氣體和異味的潔凈室、病原體操作區、放射性物質生產區等，需要保持相對負壓，且空氣調節系統的空氣應直排。送風、回風和排風的啟閉應連鎖。正壓潔凈室（區）連鎖程序為先啟動送風機，再啟動回風機和排風機；關閉時連鎖程序應相反。

3.潔凈區送排風系統檢查要點

3.1 潔凈區域的外部環境

        由于潔凈區域的內部環境是潔凈區域的外部環境經過一定處理過程的結果，因此，內部環境即取決于送排風系統溫濕度調節和空氣過濾能力等因素，也與外部環境條件密切相關。潔凈區域的送排風系統設計需考慮當地不同時期的氣候條件；在按一定周期進行內部環境的動、靜態監測時，也應適當記錄當時的外部環境條件，借以分析評估外部環境變化對潔凈區域的影響。

3.2 送風、排風和回風

         潔凈區域送、排風口應安裝電動閘門，該電動閘門應與空調送風機組聯動，送風機組開啟，電動閘門打開；送風機組停止，電動閘門應立即關閉，以防止外部氣體對潔凈區域內部環境造成污染。對一套送風機組各區域需要防止交叉污染的，也應安裝聯動電動閘門隔離。

        回風口一般是可調節的百葉窗，其大小對潔凈室內的塵埃粒子數量有直接影響，若回風口較小，有利于凈化空氣和原空氣的混和與稀釋；若回風口過大，凈化空氣從進風口進入，還未與原空氣混和就經回風口排出，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。另外，回風口的大小還影響凈化系統的氣流分布和壓差設定。因此，凈化車間的承建單位在系統調試時會將每個回風口調節到合適的大小位置，并做好標記，但實際情況是部分承建單位未做標記，或者器械生產企業在清潔時改變了回風口的大小，忘記位置復原或無法復原，對此應予以關注并督促相關企業采取措施。此外，有些企業過度強調壓差，各級壓差設計不合理，現場檢查時發現壓差過大，開關門都困難。

3.3 加熱、加濕、除濕能力的評估

        潔凈區域的空調送風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，應考慮當地較端溫濕度氣候條件下的情況。企業應相關支持數據以說明加熱、加濕和除濕系統設計是否合理。

3.4 初、中效過濾器的壓差監測與更換

        由于潔凈區域外圍環境以及各個凈化系統設計余量的差異，初、中效過濾器供應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據。企業應監測過濾器壓差與潔凈區域靜態環境參數和動態環境參數的對應數據，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 潔凈區域的不連續使用

        對器械生產企業，潔凈區域的不連續使用是個常態，如晚間的暫停、周末的暫停、不同批生產間隙的暫停，以及停產等。企業應監測不同的暫停時間對凈化環境的影響，并根據監測數據進行驗證評估，制訂相應的措施，以確保凈化條件符合要求，如停機時間達到多少限值，應加大正常生產前的送排風系統運轉準備時間；何種情況下，應對正常生產前的潔凈區域進行全部參數檢測。

3.6 空氣凈化系統的驗證與再驗證

        企業應對空氣凈化系統進行驗證，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包括相應凈化等級規定的所有項目參數。性能確認建議至少連續進行3 個周期的監測，每個周期7d（其中第6、7 天系統停止運行），在每個周期內按驗證方案規定頻次對有關參數進行監測；性能確認應包括靜態和動態情況下的系統運行狀況。企業應對空氣凈化系統的再驗證作出規定，一般情況下，建議企業每年進行一次再驗證。

4.小結

        隨著器械生產監管的日益嚴格，潔凈區及其送排風系統的設計越來越重要。現實中器械企業在設計和建造潔凈室的時候投入了較多的精力和經費，但后續的維護和管理往往比較薄弱。本文梳理了多年監管過程中的經驗和發現的問題，有助于企業更好的維持潔凈區的有效運行，提高器械的生產質量。