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多行业通用净化车间平面规划方案-清阳工程

2025-09-29 16:46 昆山清阳净化系统工程有限公司

净化车间平面规划是实现高洁净生产环境的核心环节,需以"分级管控、流程优化、风险隔离"为原则,融合GMPISO 14644等标准要求,适配医药、电子、食品等多行业特性。本方案从空间架构、流态设计、技术细节及验证体系构建全维度解决方案。

  

一、分级分区架构设计

 

洁净度梯度体系

 

- 核心洁净区(ISO 5-6级):

- 适用场景:医药无菌灌装(A级区)、电子芯片光刻、生物制剂冻干,需控制≥0.5μm粒子≤3,520/m³(ISO 5级),浮游菌≤1CFU/m³。

- 空间特征:采用独立围护结构,与相邻区域压差≥15Pa,墙面为316L不锈钢板(焊接密封),地面为无溶剂环氧自流平(耐134℃灭菌),所有贯穿件(管道、灯具)采用密封法兰。

- 精密操作区(ISO 7级):

- 适用场景:医药制剂配制、电子封装、高端食品无菌加工,≥0.5μm粒子≤352,000/m³,浮游菌≤100CFU/m³。

- 空间特征:彩钢板隔断(岩棉夹芯,防火A级),转角R50mm圆弧过渡,与控制区压差≥10Pa,设置局部层流罩(风速0.4m/s)覆盖关键操作点。

- 控制区(ISO 8级):

- 适用场景:原料预处理、设备清洗、半成品暂存,≥0.5μm粒子≤3,520,000/m³,作为洁净区与一般区的缓冲带。

- 空间特征:采用玻镁彩钢板,地面为PVC卷材(热焊拼接),与一般区压差≥5Pa,配备局部排风(如清洗间排风≥12/h)。

- 特殊隔离区:

- 污染区(如废料处理、化学品储存):负压设计(相对相邻区域-10Pa),独立排风系统(HEPA过滤后排放),墙面采用防腐蚀材料(如PP板)。

- 检疫区(生物制品车间):双扉灭菌柜连接,人员与物料进出均需灭菌处理,与洁净区完全物理隔离。

 

功能分区协同布局

 

- 生产核心圈:按工艺流程串联布置(如医药:配液→灌装→轧盖→冻干),形成"线性流"路径,避免交叉折返,关键设备间距≥1.5m(满足操作与维护需求)。

- 辅助支持圈:环绕生产区设置,包括:

- 人员净化:一更(脱外衣)→二更(穿洁净服)→三更(无菌服,仅A级区)→风淋室→缓冲间,面积按峰值人数×0.8/人设计。

- 物料净化:脱外包间→消毒间(臭氧/紫外)→传递窗→洁净暂存,内包材与原料分通道进入。

- 公用系统区:空调机房、纯水站、空压站靠近负荷中心,减少管线损耗,技术夹层高度≥2.2m(便于检修)。

- 外围保障圈:包括仓储(原料/成品分区)、质检(理化/微生物实验室)、办公区,通过连廊与生产区连接,避免直接干扰。

 

二、人流物流与安全管控

 

单向流路径设计

 

- 人员流动规范:

- 洁净区人员:仅允许从专用净化通道进入,不同洁净级区人员禁止交叉(如A级区人员不得进入C级区),离开时经污染通道至更衣区,禁止携带非必要物品。

- 外来人员:参观动线沿外围观察走廊设置,与生产区物理隔离(玻璃隔断),如需进入需经同等净化流程,由专人陪同,活动范围限定在指定区域。

- 物料传递系统:

- 原料/包材:采用"双扉传递窗""气闸室",传递窗需双门互锁(不能同时开启),配备紫外灯(传递后照射30分钟),内包材需经121/30min灭菌。

- 成品/半成品:通过密闭周转箱(带消毒接口)经缓冲间转运,周转箱每日用75%酒精擦拭消毒,避免裸露传递。

- 废料处理:采用专用密封容器,经负压通道运至污染区,医疗废料需符合《医疗废物管理条例》,电子废料单独分类回收。

 

安全与应急体系

 

- 消防与疏散:

- 防火分区:采用防火彩钢板(耐火极限≥1.5h)分隔,面积≤500/区,疏散通道宽度≥1.4m,应急照明持续时间≥90分钟,指示标志间距≤20m

- 特殊区域:防爆区(如溶剂储存)配备FM-200气体灭火系统,设置防爆型应急灯具,门向疏散方向开启。

- 环境监控系统:

- 传感器网络:核心区每10㎡设1个温湿度传感器(精度±0.5/±3%RH)、粒子计数器(实时监测≥0.5μm/5μm粒子),压差传感器精度±1Pa

- 联动控制:数据超限时(如温度波动>±1℃),系统自动报警并调节空调输出,A级区异常时触发声光报警+短信通知,确保15分钟内响应。

 

三、核心技术规范与细节

 

气流组织与压差控制

 

- 气流模式适配:

- A级区/ISO 5级:垂直单向流,FFU覆盖率100%,风速0.36-0.54m/s,气流平行度偏差≤5°,无涡流区。

- B/C级区/ISO 6-7级:混合流,顶送侧下回,换气次数≥30/hISO 6级)、≥20/hISO 7级),通过CFD模拟优化风口布局。

- 控制区/ISO 8级:乱流,上送下回,换气次数10-15/h,回风口设初效过滤器防止粉尘倒灌。

- 压差梯度实现:

- 采用"送风量>回风量>排风量"的平衡原则,通过定风量阀(VAV)精确控制,洁净区对非洁净区压差≥10Pa,相邻区域压差≥5Pa,每日记录压差曲线。

- 关键房间(如无菌灌装间)设置独立压差控制系统,避免系统波动相互影响。

 

材料与构造标准

 

- 围护结构:

- 墙面/顶棚:核心区用50mm不锈钢夹芯板(焊接密封),精密区用抗菌彩钢板(表面PVC涂层,抗菌率≥99%),所有板缝用食品级硅酮胶密封(耐灭菌)。

- 地面:核心区3mm无溶剂环氧自流平(防静电,表面电阻10-10⁹Ω),控制区2mm PVC卷材(热焊接缝,宽度≥10mm),污染区采用耐酸碱环氧(厚度≥3mm)。

- 管线与贯穿件:

- 风管:洁净区用镀锌钢板(内壁电解抛光Ra1.6μm),咬口连接后密封,漏风率≤0.1%1000Pa压力下),保温层为难燃B1级橡塑(厚度≥25mm)。

- 穿墙板:所有管线(水管、气管)穿洁净区时用密封穿墙板,间隙填充防火密封胶(烟密性≥4级),避免污染渗入。

 

节能与环保设计

 

- 能源优化:

- 空调系统:采用变频风机+热回收装置(显热效率≥65%),过渡季节增大新风比(≤30%),核心区采用"值班风机"模式(夜间维持正压,节能40%)。

- 水资源:纯化水制备采用RO+EDI工艺,浓水回收用于绿化/地面清洁,冷凝水回收至冷却塔(回收率≥80%)。

- 环保处理:

- 废气:医药车间有机废气采用RTO(热效率≥95%),电子车间酸碱废气经喷淋塔(净化效率≥98%),排放符合地方标准(如江苏DB32/4041-2021)。

- 废水:分质处理,洁净区清洗废水经预处理后入市政管网,高浓度废水(如含溶剂)单独收集处理,达标后排放。

 

四、验证与持续合规体系

 

全生命周期验证

 

- 分阶段验证:

- 设计确认(DQ):审核平面布局、系统参数是否符合工艺需求,如洁净区面积是否满足产能、气流组织是否避免交叉污染。

- 安装确认(IQ):验证设备/系统安装符合设计图纸,如过滤器泄漏率(≤0.01%)、风管漏风率、接地电阻(≤1Ω)。

- 运行确认(OQ):测试系统在设计范围内的运行能力,如温湿度调节范围(20-24℃±1℃)、压差稳定性(连续72小时监测)。

- 性能确认(PQ):模拟生产工况验证系统稳定性,如动态下洁净度(连续3批生产监测)、微生物负载(沉降菌≤1CFU/皿)。

- 行业特殊验证:

- 医药行业:需进行培养基模拟灌装(成功率≥99.9%)、无菌工艺验证,符合欧盟GMP Annex 12023版)要求。

- 电子行业:开展微粒污染溯源验证、防静电系统验证(静电压≤100V),满足SEMI S2标准。

 

持续监控与改进

 

- 日常监测:

- 核心区:每日记录温湿度、压差,每周检测浮游菌/沉降菌,每月进行粒子计数(动态),数据保存≥5年。

- 系统设备:每季度检查过滤器阻力、风机运行参数,每年进行高效过滤器检漏、风量平衡测试。

- 持续改进:

- 每年开展风险评估,识别潜在污染风险点(如人流交叉、设备布局不合理),针对性优化。

- 结合生产工艺升级(如产能提升),动态调整平面布局,确保净化系统匹配新需。


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