如何檢測(cè)無(wú)菌凈化車間潔凈級(jí)別？

下面分別對(duì)無(wú)菌凈化車間A級(jí)區(qū)和B， C， D級(jí)區(qū)的采樣分析討論。

一、A級(jí)區(qū)

GMP附錄1關(guān)于A級(jí)區(qū)的采樣有以下要求：

“為確認(rèn)A級(jí)潔凈區(qū)的級(jí)別，每個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量不得少于1m³?！?/span>

“在單向流系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)采用等動(dòng)力學(xué)的取樣頭?！啊睉?yīng)當(dāng)使用采樣管較短…...計(jì)數(shù)器。”

“日常監(jiān)測(cè)的采樣量可與潔凈度級(jí)別和空氣凈化系統(tǒng)確認(rèn)時(shí)的空氣采樣量不同。”

“測(cè)試方法可參照ISO14644 - 1。”

歐盟GMP關(guān)于無(wú)菌操作的較高級(jí)區(qū)域---A級(jí)區(qū)中的大粒子---5μm粒子，是作為控制粒徑對(duì)待的。

執(zhí)行1m³有一定難度。因?yàn)榱Ｗ佑?jì)數(shù)器采樣率為2. 83 L/min， 28. 3 L/min， 100 L/min的儀器還不普遍，而且從0.5 mm起步。按常規(guī)每點(diǎn)測(cè)3次，一間房間有幾個(gè)測(cè)點(diǎn)，用28.3 L/min儀器時(shí)，一個(gè)測(cè)點(diǎn)就要近2小時(shí)，一個(gè)房間就要近一天時(shí)間。用100L/min的儀器，每個(gè)測(cè)點(diǎn)要半個(gè)多小時(shí)，一間房間接近半天，可以接受，但也較長(zhǎng)。但是如何去很好地執(zhí)行1m³的要求，特別是不用100L/min儀器時(shí)，歐盟和我國(guó)的GMP均未作說(shuō)明，我國(guó)GMP只指出可參照ISO14644- 1， 但是這是不準(zhǔn)確的，因?yàn)橄竦人俨蓸拥木唧w要求則見(jiàn)之于14644 -3。

現(xiàn)在就分析-下ISO14644 -1 對(duì)這個(gè)問(wèn)題有哪些指導(dǎo)性建議。

“每個(gè)采樣點(diǎn)單次較少采樣量，用升表示?！?/span>

“每個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量至少為2 L，采樣時(shí)間較少為1 min。"

“當(dāng)僅需要一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，則較少在該點(diǎn)進(jìn)行三次采樣?！?/span>

“當(dāng)在一個(gè)采樣點(diǎn) 上進(jìn)行2次或更多次采樣時(shí)......“

以上引文表明，對(duì)于2L/min的儀器，只有一個(gè)采樣點(diǎn)，則測(cè)量次數(shù)不小于三次，采樣量達(dá)到6L。但在一個(gè)采樣點(diǎn)上也可測(cè)2次，這顯然有一個(gè)以上采樣點(diǎn)。

當(dāng)用28. 3 L/min的儀器時(shí)，提出“在每個(gè)采樣點(diǎn)，只取一次采樣量(28.3 L)”。這表明，用28. 3L/min的儀器，每個(gè)采樣點(diǎn)可以只采一次樣。顯然用100 L/min的儀器每點(diǎn)采一次樣更無(wú)問(wèn)題了。

因此可以對(duì)A區(qū)采樣方法得出第一個(gè)結(jié)論：

當(dāng)用≥28.3 L/min的儀器時(shí)，按較少采樣點(diǎn)公式計(jì)算采樣點(diǎn)數(shù)目，每個(gè)采樣點(diǎn)采樣一次，每次35.4 min。

按照歐盟和我國(guó)GMP規(guī)定，單向流系統(tǒng)工作區(qū)的氣流速度可以在0.36~0.54m/s范圍內(nèi)變化，也就是說(shuō)每點(diǎn)之間的速度相差可以達(dá)到平均值(0.45 m/s)的40%。如果有幾個(gè)(不說(shuō)十幾個(gè)以上)測(cè)點(diǎn)，是否有需要和如何在每一點(diǎn) 上都使采樣速度追蹤氣流速度？如果做不到又怎么辦？GMP并沒(méi)有給出可操作性的指導(dǎo)，因而“應(yīng)當(dāng)采用等動(dòng)力的采樣探頭”就成為沒(méi)有回旋余地的要求了。

早期209D對(duì)凡是單向流，不論粒徑和濃度誤差如何，都規(guī)定應(yīng)“調(diào)至等速采樣”。到了209E，則改為只有≥5 μm微粒，誤差> 5%時(shí)才要等速采樣。因?yàn)楫?dāng)非等速采樣時(shí)，在采樣口多采或少采的微粒，以≥5 μm微粒為主；同時(shí)任何工程檢測(cè)均有誤差，只是允許誤差有大有小，5%時(shí)是不大的誤差。不允許誤差，一律都絕對(duì)等速采樣，是很難辦到的。所以，凡是單向流都應(yīng)當(dāng)?shù)人俨蓸拥膯我灰?，既無(wú)必要，也不是普遍可操作的。關(guān)于等速采樣的詳細(xì)論證，可參閱拙著《空氣潔凈技術(shù)原理》。

對(duì)于什么粒徑是大粒子的范疇，209E和ISO14644- 3略有差別。209E 規(guī)定為≥5 μm，而ISO規(guī)定為宏粒子--->5 μm, 而把0.1~5 μm的微粒稱懸浮粒子。

209E認(rèn)為“潔凈區(qū)域內(nèi)的非等動(dòng)力取樣僅對(duì)大于或等于5 μm微粒有影響”。所以對(duì)于≥5 μm微粒提出“不論采用何種方法......都應(yīng)滿足等動(dòng)力取樣。”而對(duì)于0.5~5 μm之間的粒徑，“由于非等動(dòng)力采樣引起偏差的可能性隨粒徑增大而增大，此時(shí)必須對(duì)非等動(dòng)力采樣進(jìn)行校正?！?/span>

ISO14644 - 3指出:“使用離散粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量宏粒子......在單向流區(qū)進(jìn)行等速采樣，”而對(duì)“懸浮粒子”，“應(yīng)選擇一采樣管以便能在單向流區(qū)域以接近等速方式采樣?！?/span>

 “如果做不到”等速采樣，ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)0.5~5 μm微粒的要求是：“把采樣管入口對(duì)著氣流方向；在采樣風(fēng)速會(huì)變化的位置上...... 進(jìn)行等向采樣?！?/span>

所謂等向采樣，按照ISO標(biāo)準(zhǔn)的定義是：“氣流進(jìn)入采樣管口的方向與被采樣的單向流方向相同的采樣條件?！痹摌?biāo)準(zhǔn)對(duì)>5 μm的宏粒子未明確指出措施。

209E對(duì)0.5~5 μm之間的微粒只強(qiáng)調(diào)在非等速采樣時(shí)應(yīng)進(jìn)行結(jié)果的校正，已如前述。對(duì)≥0. 5 μm微粒則明確提出：“等動(dòng)力采樣固然好，如果做不到，就應(yīng)......估計(jì)采樣誤差。”

209E舉出一個(gè)兩速度相差10倍的例子：對(duì)于0.5μm微粒，其采樣誤差不超過(guò)5%。在同樣條件下，對(duì)于5 μm微粒，當(dāng)采樣口直徑大于0. 5 cm，速度比值u/u₀在0.3: 1~7:1時(shí)，其測(cè)定誤差也不超過(guò)5%。

按209E給出的st的簡(jiǎn)算法：st =τu₀/D₀

式中u₀：氣流速度；

D₀：采樣口直徑；

τ：動(dòng)力衰減時(shí)間，數(shù)值如下 :

如果不查圖而用計(jì)算法，則采樣濃度比a按下式計(jì)算：

a=N/ N ₀=1+(u₀/ u -1)(1-1/｛1+[2+0.62(u/ u₀)]st｝)

式中N ₀：被采樣的真實(shí)濃度；

N：采到的濃度。

對(duì)單向流區(qū)域，u₀一般≥0.5 m/s，在這種條件下，209E直接給出5種不同采樣口直徑時(shí)、兩種尺寸微粒時(shí)的st值：

現(xiàn)在計(jì)算驗(yàn)證一下前述209E給出的采樣口直徑大于0.5 cm、u/u_o = 0.3/1.5 μm微粒的采樣誤差是否未超過(guò)5%。

N/ N ₀=1+(1/ 0.3 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(0.3/ 1)]×0.008｝)=1.04

誤差只有+4%，小于5%。

如果u/ u₀ 超過(guò)范圍，等于0.2：1，則以上計(jì)算為：

N/ N ₀=1+(1/ 0.2 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(0.2/ 1)]×0.008｝)=1.067

誤差為+6.7%，大于5%。

再設(shè)u/ u_o = 7 ，則以上算式為：

N/ N ₀=1+(1/7 -1)(1-1/｛1+[2+0.62(7/ 1)]×0.008｝)=0.959

誤差為-4.1%，小于 5%。

通過(guò)以上分析可知，速度比值u/ u_o在很大范圍內(nèi)變化，采樣誤差都可能不超過(guò)5%，因此，采樣口并不需要按氣流速度做得很大，也不需要像檢漏那樣，為了重疊而做成矩形。中凈環(huán)球凈化可提供無(wú)菌車間、凈化車間的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

對(duì)于≥28.3 L/min的儀器，采樣速度u只會(huì)比氣流速度u_o大，按209E條件，u不要比u_o大過(guò)7倍，而u_o可取GMP要求的下限0. 36 m/s，則采樣速度宜不超過(guò)2.5m/s。此時(shí)相應(yīng)采樣口直徑為：

 若采樣速度與氣流速度0.5m/s絕對(duì)等速，則

顯然采用前者要方便得多，只要在采樣管口接一個(gè)錐形采樣頭，采樣頭側(cè)面斜度不小于60度即可。

并不需要對(duì)所有不同的u與u_o都要修正結(jié)果，209E指出:“當(dāng)流速相差在5%以內(nèi)時(shí)，可以認(rèn)為滿足等動(dòng)力采樣，此時(shí)對(duì)空氣粒子的濃度不必進(jìn)行修正。"ISO14644-3則說(shuō)明當(dāng)采樣速度與氣流速度之差在10%以內(nèi)時(shí)，不必對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。

通過(guò)以上分析比較，即使仍然按照GMP要求進(jìn)行等速采樣，但當(dāng)不能或未作等速采樣時(shí)，應(yīng)該可以通過(guò)修正的辦法得到接近真實(shí)的結(jié)果。因此，可以對(duì)A區(qū)采樣方法得出第二個(gè)結(jié)論：

 在單向流系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)用等速采樣。當(dāng)不能或未作等速采樣時(shí)，如采樣速度高于或低于氣流速度超過(guò)10% ，對(duì)采樣結(jié)果必須進(jìn)行校正：

N ₀=N/a

式中N₀：真實(shí)的采樣濃度；

N：采到的濃度；

a：計(jì)算所得濃度比。

關(guān)于采樣管    為了避免小微粒的擴(kuò)散沉積和大微粒的碰撞沉積，使這種損失不大于5%，采樣管應(yīng)盡可能短，特別是對(duì)水平采樣管的長(zhǎng)度有限制。這是因?yàn)閷?duì)于0. 5~5 μm微粒，沉降損失逐漸大于擴(kuò)散損失，所以應(yīng)根據(jù)沉降損失考慮采樣管長(zhǎng)度。但是有關(guān)GMP并未給出具體建議。

如果是100 L/min的計(jì)數(shù)器，由于采樣管流速還要大，所以對(duì)5 μm微粒，允許水平采樣管將大于3 m。

因此，對(duì)A級(jí)區(qū)采樣方法可以得出第三個(gè)結(jié)論：

應(yīng)盡可能縮短采樣管長(zhǎng)度，水平采樣管尤其應(yīng)受到限制：對(duì)于≥28.3L/min的粒子計(jì)數(shù)器，不宜大于3m，對(duì)于2. 83 L/min的粒子計(jì)數(shù)器，不宜大于0.5 m。

二、對(duì)于B，C， D級(jí)區(qū)

GMP對(duì)確認(rèn)B、C、D級(jí)潔凈區(qū)級(jí)別的檢測(cè)采樣沒(méi)有專門規(guī)定。對(duì)B級(jí)區(qū)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提出“可根據(jù)B級(jí)潔凈區(qū)對(duì)相鄰A級(jí)潔凈區(qū)的影響程度，調(diào)整采樣頻率和采樣量。”“日常監(jiān)測(cè)的采樣量可與潔凈度級(jí)別和空氣凈化系統(tǒng)確認(rèn)時(shí)的空氣采樣量不同?！焙笳唢@然適用于B， C， D三區(qū)，它實(shí)際上包含了前一句的內(nèi)容。

因此，對(duì)B， C， D級(jí)潔凈區(qū)的采樣方法可以得出以下結(jié)論：

為確認(rèn)B， C， D級(jí)潔凈區(qū)級(jí)別，潔凈區(qū)的采樣方法可按ISO14644 - 1或國(guó)標(biāo)《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50591的方法執(zhí)行。采樣點(diǎn)數(shù)按計(jì)算確定。B級(jí)區(qū)靜態(tài)5級(jí)的每點(diǎn)采樣量為8.6L/min，用2.83L/min儀器時(shí)，每點(diǎn)每次采樣3min，用≥28.3L/min儀器時(shí)，每點(diǎn)采樣一次，一次1 min?！?/span>0”的讀數(shù)應(yīng)5次連續(xù)出現(xiàn)為有效。不考慮等速采樣及其修正。

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