GMP医薬品クリーンルームの内装において、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求を満たすかどうかは、主にHVACシステムに依存すると言えるでしょう。暖房換気空調（HVAC）システムは、医薬品GMPクリーンルームでは浄化空調システムとも呼ばれます。HVACシステムは主に室内に入る空気を処理し、医薬品製造環境の空気温度、湿度、浮遊粒子、微生物、圧力差などの指標を制御することで、環境パラメータが医薬品品質の要求を満たし、空気汚染や交差汚染の発生を防ぎながら、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のHVACシステムは、製造工程における医薬品の人体への悪影響を軽減・防止し、周辺環境を保護する役割も果たします。
空調浄化システムの全体設計
空調浄化システムの全体ユニットとその構成要素は、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、暖房、冷房、加湿、除湿、ろ過などの機能セクションで構成されます。その他の構成要素には、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ならず、埃の蓄積を防ぐために隙間はできるだけ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ものでなければなりません。
1. HVACシステムの種類
空調浄化システムは、直流空調システムと循環空調システムに分けられます。直流空調システムは、空間要件を満たす処理済みの外気を室内に送り込み、その後、すべての空気を排出します。このシステムは、すべての外気を利用します。循環空調システムとは、クリーンルームへの空気供給に、処理済みの外気の一部とクリーンルーム空間からの還気の一部を混合するシステムです。循環空調システムは、初期投資と運転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、循環空調システムをできるだけ合理的に使用すべきです。ただし、製造工程中に粉塵が発生し、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）、有機溶剤が製造に使用され、ガスの蓄積により爆発や火災などの危険なプロセスが発生する可能性がある場所、病原体取扱エリア、放射性医薬品製造エリア、製造工程中に大量の有害物質、臭気、揮発性ガスが発生する製造プロセスなど、一部の特殊な製造エリアの空気は循環させることができません。
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けられます。異なる清浄エリアには、それぞれ独立した空調ユニットを設置する必要があります。各空調システムは、製品間の交差汚染を防ぐために物理的に分離されています。独立した空調ユニットは、異なる製品エリアや、異なるエリアを分離して厳格な空気ろ過によって有害物質を隔離し、空気ダクトシステムを介した交差汚染を防ぐためにも使用できます。例えば、製造エリア、補助製造エリア、保管エリア、管理エリアなどには、それぞれ独立した空調ユニットを設置する必要があります。稼働シフトや使用時間が異なる製造エリア、および温度と湿度の制御要件に大きな差がある製造エリアについても、空調システムを個別に設置する必要があります。
2. 機能と測定
（１）暖房と冷房
製造環境は製造要件に合わせて調整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、クラスCおよびクラスD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、伝熱フィン付きの温冷コイル、管状電気ヒーター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できます。外気量が多い場合は、下流のコイルが凍結しないように外気の予熱を考慮する必要があります。または、温水、冷水、飽和蒸気、エチレングリコール、各種冷媒などの温冷溶剤を使用します。温冷溶剤を決定する際には、空気の加熱または冷却処理の要件、衛生要件、製品の品質、経済性などを考慮して、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、クラスCおよびクラスDの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の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、除湿機や後冷却器の使用が考えられます。設備投資や運転コストが高くなるため、露点温度は通常5℃未満にする必要があります。湿度が高い製造環境は、工場蒸気、精製水から生成した純粋な蒸気、または蒸気加湿器を使用することで維持できます。クリーンルームで相対湿度の要件がある場合は、夏季に外気を冷却器で冷却し、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。室内の静電気を制御する必要がある場合は、寒冷地や乾燥地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を通して、外気と還気中の粉塵粒子や微生物の数を最小限に抑えることができ、生産エリアが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、空気ろ過は一般的にプレフィルター、中間フィルター、HEPAフィルターの3段階に分けられます。各段階では異なる材質のフィルターが使用されます。プレフィルターは最も低い位置にあり、空調機の始端に設置されます。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。中間フィルターはプレフィルターの下流に位置し、還気の流入部である空調機の中央に設置されます。これは小さな粒子（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。最終ろ過は空調機の排出部に設置され、配管を清潔に保ち、末端フィルターの寿命を延ばすことができます。
クリーンルームの清浄度レベルが高い場合、最終ろ過の下流にHEPAフィルターを終端ろ過装置として設置します。終端ろ過装置は、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取り付けられます。これにより、最も清浄な空気の供給が確保され、クラスBクリーンルームやクラスBクリーンルームの背景におけるクラスAなどのクリーンルーム内で発生す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（一般建物）のゼロ基準レベルまで、徐々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の間、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以上でなければなりません。必要に応じて、同じ清浄度レベルの異なる機能エリア（手術室）間でも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、空気供給量を空気排気量より大きくすることで実現できます。空気供給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な医薬品製造、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