生物制品有毒区排风系统的高效过滤器设置方案

王宪龙

上海朗脉洁净技术股份有限公司

上海 201100

 

摘  要：就生物制品有毒区排风系统的除菌过滤方式，介绍了通过设置排风高效过滤器、“袋进袋出”型排风过滤单元、箱式高效过滤装置进行空气除菌过滤的方案，以减少企业生物安全事故的发生，降低生物安全风险。

关键词：生物制品；除菌过滤；过滤单元；箱式高效过滤装置；灭活

 

0  引言

生物制品通常是指通过微生物或细胞培养、生物组织提取、通过胚胎或动物体内的活生物体繁殖等制备方法获得的疫苗、单克隆抗体、血液制品等产品。根据2010版《药品生产质量管理规范》附录三“生物制品”第二十二条规定：“有菌（毒）操作区应当有独立的空气净化系统。来自病原体操作区的空气不得循环使用；来自危险度为二类以上病原体操作区的空气应当通过除菌过滤器排放，应当定期检查过滤器性能。”

对于病毒类生物疫苗生产来讲，因其工艺需求，不可避免地会设置有关病毒的培养、接种等工序。根据GMP要求，病毒灭活前各生产工序有病毒扩散的风险，该工序所处区域定义为有毒区或生物防护区，需要设置独立的洁净空调系统，有毒操作间的空调系统设置为直排式系统。为避免生物制品有毒区的排风污染室外环境，引发生物安全事故，在将有毒区室内空气排放至室外之前，应对排风空气中可能存在的病毒、菌体等活性物质进行收集、灭活处理，以降低生物安全风险。在实际工程设计中，应当根据生产的具体情形选择有效的有毒区排风处理方式，例如物理收集、化学处理、综合处理等。

本文仅就生物制品疫苗生产的有毒区排风系统，采用高效过滤器进行除菌过滤处理的方案进行探讨。

 

1  排风高效过滤器

有毒区房间通过房间设置的墙、地、吊顶、门、窗等围护结构，以及在空调系统设置的送风高效过滤器、回（排）风高效过滤器等与本房间相通的管路中设置过滤器屏障，形成独立控制的受污染防护空间，此防护空间根据其生物安全级别需求设置为相对负压或绝对负压环境，以避免通过压力泄漏污染相邻空间。防护空间的大小是决定污染泄漏风险大小的主要因素之一，在工程设计中，最大限度地减少污染防护区的空间是设计师考虑设计方案时应该关注的重点。尽可能在靠近污染房间的地方设置排风高效过滤器是有效降低防护空间受污染风险的措施之一。因此，在排风末端（即洁净区排风口处）设置高效过滤器可以最大限度地减少通过管道系统泄漏受污染的风险，这也是在工程设计中推荐采用的排风高效过滤器的设置方式。

高效过滤器在建设期的安装空间需求、使用期的性能检测、维护期的安全更换，同样也是排风高效过滤器设置方案的重点考虑因素。对于排风口处设置的高效过滤器，由于其安装位置的固定性，在进行工艺平面布置时，需考虑其安装空间与技术夹墙的设置，通常技术夹墙不宜小于0.8 m宽，大风量排风甚至会用到1 m宽的技术夹墙，用于过滤器安装及检修，这就对车间的空间建设提出了更高的要求。

保证高效过滤器的完整性和有效性是作为有毒区排风屏障的关键因素，设置排风高效过滤器的方案必须考虑对其压差监测和过滤器检漏的可实施性。高效过滤器的压差监测通过设置在其两端的压差监测接口来实现，可以根据需要确定是否设置就地压差表或远传式压差表来对过滤器压差进行监测。PAO检测是目前高效过滤器进行泄漏检测的主要手段，鉴于排风口处设置高效过滤器的特殊性，无论是上游端进行气溶胶注入的操作，还是下游端粒子的扫描检测，都需要配置相应的特殊装置，满足特殊的安装需求。排风口的上游端为防护区室内空间，为满足高效过滤器的检漏需求，应配置专用的气溶胶发生罩，保证上游气溶胶能够在有限的前端空间内混合均匀。同时，在下游气流均匀管路中需设置在线扫描机构及气溶胶收集取样设施，保证过滤器检漏数据的有效性。当过滤器发生泄漏或过滤器以超过终阻力状态运行时，需要更换高效过滤器，此时可以由工作人员身穿个人防护用品直接在洁净室内（污染区）对过滤器进行更换，更换下来的过滤器应在封闭后严格按照企业既定的方案进行灭活及垃圾处理。

 

2  “袋进袋出”型排风过滤单元

由于在排风口末端设置高效过滤器的方案对空间的布局建设要求更高，故对过滤器的有效性检测需满足更高的配置需求。因此，对于生物安全级别不是特别高的有毒区或空间布局受限的生产车间，可以设置管路式排风高效过滤器。管路式高效过滤器设置在排风管路上时，洁净室围护结构与送、排风高效过滤器等形成的密闭空间构成了生物安全防护区，防护空间比排风口末端设置高效过滤器的方案相比有所增大，增大的区域为管路式过滤器至防护区排风口之间的管路，对此段管路应提高建设标准。管路式过滤器通常设置在技术夹层等公用空间，为避免更换高效过滤器时有毒物料及活性物料的散发风险以及保护更换过滤器的工作人员的人身安全，过滤器建议设置为“袋进袋出”型过滤单元。

“袋进袋出”型过滤单元在安装、更换、检测过滤器时均在PVC袋（或者高温袋）保护下进行，过滤器与外界空气不接触，避免了过滤器中沉积的毒性或活性物质在公用空间内的散发风险，保证了操作人员与环境的安全。“袋进袋出”型过滤单元通常由过滤单元与检测单元两部分组成，过滤单元包含预过滤器与主过滤器，检测单元包含上游气溶胶注入口和混合均流段以及下游的手动或自动扫描测试机构。过滤器两端配置过滤器压差监测接口，可通过就地仪表或远传信号进行过滤器压差监控。“袋进袋出”型过滤单元因为过滤器在安装及更换时，过滤器包裹在气密袋内，不直接面对工作环境及工作人员，因此由专业培训过的操作人员直接更换即可，更换下来的过滤器同样按照企业既定的方案进行灭活和垃圾处理。

“袋进袋出”型过滤单元由于其安全性及其系统成套配置的完整性，在实际工程项目中得以广泛应用。在进行“袋进袋出”过滤单元工程设计时，通常采用模块式配置，根据风量大小，配置一个或几个模块，为保证各组成模块之间的风量分配均匀，各模块上游和下游需配置静压箱装置。“袋进袋出”型过滤单元由于为成套设备，在安装、检修、过滤器更换时均需要足够的空间，因此在工程设计时，应对设备安装位置进行规划，保障设备具有足够的检修通道及检修空间。部分生物安全级别高的生产车间，为减少设备故障风险，经过风险评估后，还需设置独立的机房进行安全防护。需要注意的是，模块式的工程设计理念在大风量运行的工况下，会受到建设空间的限制。

 

3  箱式高效过滤装置

对于大风量运行的排风系统或生物安全级别要求不是特别严格的生产车间，出于降低建设成本及优化配置空间的考虑，可以采用设置箱式高效过滤装置的工程设计方案。此方案可以按组合式空气处理设备的配置原则，对箱式过滤装置配置高效过滤段及风机段，必要时可以同时配置分子筛过滤器或活性炭过滤器等，对不同气态污染物进行有效过滤，其集成了动力设备与空气过滤装置的配置。箱式高效过滤装置根据所需处理的风量及现场实际情况，对机组截面尺寸、过滤器框架分隔数量及过滤器数量进行具体核算，设备可以安装在吊顶技术夹层或专用的设备间内。

箱式高效过滤器两端配置过滤器压差监测接口，可通过就地压差表或远传信号进行过滤器压差监控。由于箱式高效过滤器采用管道式安装，在工程设计时，应在设备接入前配置气溶胶注入口以及满足气溶胶混合均匀需求的管路。同时，在设备接出管道下游或过滤器箱体内，配置可以对过滤器进行手动或在线扫描检漏的空间。由于毒性、活性物质沉淀在高效过滤器上，因此在进入箱体内对过滤器进行检漏扫描或更换过滤器前，应对过滤器进行灭活处理。设备本体需配置前后隔离阀、灭菌剂注入口、灭菌剂浓度探测传感器等。当监测到过滤器阻力到达终阻力大小时，停止空调系统工作，关闭箱式高效过滤装置前后的隔离阀门，注入VHP气体至规定浓度，维持足够的灭活时间后，停止VHP气体注入，开启前后隔离阀门，开启空调系统及排风机，直至箱体内VHP浓度降至1 ppm以下，关闭空调系统及排风机，关闭前后隔离阀门，方可进入箱体进行高效过滤器的更换，换下来的高效过滤器应密封运输，并按规定程序进行垃圾处理。

 

4  结语

生物制品有毒区排风系统的空气除菌过滤方式多种多样，设置除菌级高效过滤装置是其中一种简单有效的方式，过滤器运行性能的监测及在长期运营中对过滤器进行安全有效的维护是在制定工程设计方案时应当重点考虑的因素。在进行工程设计时，应根据工程实际情况选择有毒区排风系统的处理方案，对于生物安全级别高的生产车间，可以采用多种过滤形式组合处理的方案，以最终实现安全生产的目的。

 

[参考文献]

[1] 药品生产质量管理规范：卫生部令第79号[A].

[2] 国家食品药品监督管理局.GMP实施指南[M].北京：中国医药科技出版社，2010.

作者简介：

王宪龙（1976—），男，山东济南人，工程师

研究方向：

洁净空调