GMP医薬品クリーンルームの装飾において、HVACシステムは最優先事項です。クリーンルームの環境制御が要件を満たせるかどうかは、主にHVACシステムに依存すると言えます。医薬品GMPクリーンルームでは、暖房換気空調（HVAC）システムは浄化空調システムとも呼ばれています。HVACシステムは主に室内に入る空気を処理し、空気の温度、湿度、浮遊粒子、微生物、圧力差などの医薬品生産環境の指標を制御し、環境パラメータが医薬品品質の要件を満たしていることを確保し、空気汚染や交差汚染の発生を回避しながら、作業者に快適な環境を提供します。さらに、医薬品クリーンルームHVACシステムは、生産プロセス中に薬物が人に及ぼす悪影響を軽減・防止し、周囲の環境を保護することもできます。
空調浄化システムの全体設計
空調浄化システム全体とその構成部品は、環境要件に従って設計する必要があります。ユニットは主に、加熱、冷却、加湿、除湿、ろ過などの機能部で構成されます。その他の構成部品には、排気ファン、還気ファン、熱エネルギー回収システムなどがあります。HVACシステムの内部構造には落下物があってはいけません。また、ほこりの蓄積を防ぐため、隙間は可能な限り小さくする必要があります。HVACシステムは清掃が容易で、必要な燻蒸および消毒に耐えられる必要があります。
1. HVACシステムのタイプ
空調浄化システムは、直流空調システムと再循環空調システムに分けられます。直流空調システムは、処理済みの外気を室内に送り込み、その後全量排出します。このシステムでは、外気はすべて利用されます。再循環空調システムでは、クリーンルームに供給される空気に、処理済みの外気の一部とクリーンルームからの還気の一部を混合します。再循環空調システムは初期投資と運用コストが低いという利点があるため、空調システムの設計においては、可能な限り合理的に再循環空調システムを採用する必要があります。生産工程で粉塵が発生し、室内空気を処理すると交差汚染が避けられないクリーンルーム（エリア）など、一部の特殊な生産エリアでは、空気は循環できません。生産工程で有機溶剤が使用され、ガスが蓄積することで爆発や火災などの危険な工程が発生する場合があります。病原菌作業エリア、放射性医薬品製造エリア、生産工程で大量の有害物質、臭気、揮発性ガスが発生する生産工程などです。
医薬品製造エリアは通常、清浄度の異なる複数のエリアに分割されます。各清浄エリアには独立した空調設備を設置する必要があります。各空調システムは物理的に分離されており、製品間の相互汚染を防止します。独立した空調設備は、異なる製品エリアで使用することもできます。また、厳格な空気ろ過によって有害物質を隔離し、ダクトシステムによる相互汚染を防止するために、製造エリア、補助製造エリア、保管エリア、管理エリアなど、異なるエリアを分離し、それぞれに独立した空調設備を設置する必要があります。作業シフトや使用時間が異なり、温度と湿度の管理要件が大きく異なる製造エリアでは、空調システムも個別に設置する必要があります。
2. 機能と対策
（1）暖房と冷房
生産環境は生産要求に適合させる必要があります。医薬品生産に特別な要求がない場合は、クラスCおよびクラスDのクリーンルームの温度範囲は18〜26℃、クラスAおよびクラスBのクリーンルームの温度範囲は20〜24℃に制御できます。クリーンルームの空調システムでは、伝熱フィン付きのホットコイルとコールドコイル、管状電熱器などを使用して空気を加熱および冷却し、クリーンルームに必要な温度に空気を処理することができます。新鮮な空気の量が多い場合は、下流のコイルが凍結しないように、新鮮な空気の予熱を検討する必要があります。または、温水と冷水、飽和蒸気、エチレングリコール、さまざまな冷媒などの温冷溶媒を使用します。温冷溶媒を決定するときは、空気の加熱または冷却処理の要件、衛生要件、製品の品質、経済性など、コストやその他の条件に基づいて選択します。
（2）加湿と除湿
クリーンルームの相対湿度は医薬品製造の要件に適合し、医薬品製造環境と作業者の快適性を確保する必要があります。医薬品製造に特別な要件がない場合は、クラスCおよびクラスDクリーンエリアの相対湿度は45％～65％に、クラスAおよびクラスBクリーンエリアの相対湿度は45％～60％に制御されます。
滅菌粉末製品やほとんどの固形製剤は、相対湿度の低い製造環境を必要とします。除湿には、除湿装置やポストクーラーの使用が考えられます。ただし、投資コストと運用コストが高いため、通常、露点温度は5℃未満に抑える必要があります。湿度の高い製造環境を維持するには、工場蒸気、精製水から調製した純蒸気、または蒸気加湿装置を使用します。クリーンルームに相対湿度の要件がある場合は、夏季には屋外の空気をクーラーで冷却し、その後ヒーターで加熱して相対湿度を調整する必要があります。室内の静電気を抑制する必要がある場合は、寒冷または乾燥した気候では加湿を検討する必要があります。
（3）フィルター
HVAC システムのフィルターによって、新鮮な空気と戻り空気中の塵粒子と微生物の数を最小限に抑えることができるため、生産エリアは通常の清浄度要件を満たすことができます。 空調浄化システムでは、空気濾過は一般に、前置濾過、中間濾過、HEPA 濾過の 3 段階に分かれています。各段階では、異なる材料のフィルターを使用します。前置フィルターは最も下にあり、空調ユニットの始めに設置されます。空気中の大きな粒子 (粒子サイズが 3 ミクロン以上) を捕捉できます。中間濾過は前置フィルターの下流にあり、戻り空気が入る空調ユニットの中間に設置されます。より小さな粒子 (粒子サイズが 0.3 ミクロン以上) を捕捉するために使用されます。最終濾過は空調ユニットの排出セクションにあり、パイプラインを清潔に保ち、末端フィルターの耐用年数を延ばすことができます。
クリーンルームの清浄度が高い場合、最終濾過装置の下流にHEPAフィルターを末端濾過装置として設置します。末端濾過装置は、エアハンドリングユニットの末端に位置し、室内の天井または壁に設置されます。これにより、最高レベルの清浄空気の供給が確保され、クリーンルーム（クラスBクリーンルーム、またはクラスBクリーンルーム内のクラスAクリーンルームなど）内で放出される粒子を希釈または排出するために使用されます。
（4）圧力制御
ほとんどのクリーンルームは正圧を維持していますが、このクリーンルームに通じる前室は、非管理空間（一般的な建物）の基準レベルであるゼロまで、段階的に低い正圧を維持します。クリーンエリアと非クリーンエリア間、および異なるレベルのクリーンエリア間の圧力差は、10 Pa 未満にしないでください。必要に応じて、同じ清浄度の異なる機能エリア（手術室）間で適切な圧力勾配を維持する必要があります。クリーンルームで維持される正圧は、給気量を排気量より大きくすることで実現できます。給気量を変更することで、各部屋間の圧力差を調整できます。ペニシリンなどの特殊医薬品の製造、大量の粉塵が発生する手術エリアでは、比較的負圧を維持する必要があります。
投稿日時: 2023年12月19日