Sản xuất nhiều sản phẩm trong cùng một nhà máy: Khi nào cần tách biệt khu vực sản xuất?

Bài toán sản xuất đa sản phẩm trong cùng một nhà máy

Sản xuất nhiều sản phẩm trong cùng một nhà máy là mô hình phổ biến trong ngành dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm, hóa chất, điện tử và thiết bị y tế. Thay vì xây dựng một cơ sở riêng cho từng sản phẩm, doanh nghiệp có thể dùng chung mặt bằng, kho, phòng thay đồ, hệ thống phụ trợ và một phần thiết bị sản xuất. Cách tổ chức này giúp tận dụng công suất, giảm chi phí đầu tư và thích ứng nhanh hơn với nhu cầu thị trường.

Tuy nhiên, hiệu quả về chi phí luôn đi kèm một câu hỏi quan trọng: các sản phẩm có thể được sản xuất an toàn trong cùng một khu vực hay không?

Nếu không kiểm soát phù hợp, nguyên liệu hoặc sản phẩm từ dây chuyền này có thể xâm nhập vào dây chuyền khác qua không khí, thiết bị, dụng cụ, quần áo bảo hộ hoặc hoạt động của con người. Hậu quả không chỉ là một lô hàng không đạt chất lượng. Với thuốc, thực phẩm và sản phẩm chăm sóc sức khỏe, nhiễm chéo có thể gây dị ứng, phản ứng độc tính, sai liều hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến người sử dụng.

Một sai lầm phổ biến là cho rằng chỉ cần xây tường ngăn giữa hai phòng thì đã tạo ra sự tách biệt. Trên thực tế, hai phòng dù có tường riêng vẫn có thể liên thông qua hệ thống hồi gió, hành lang, cửa chuyển hàng, dụng cụ vệ sinh hoặc nhân viên vận hành. Ngược lại, trong một số trường hợp, doanh nghiệp chưa nhất thiết phải xây dựng cả một phân xưởng biệt lập nếu có thể kiểm soát rủi ro bằng hệ thống khép kín, thiết bị bao chứa, quy trình vệ sinh đã được thẩm định và lịch sản xuất luân phiên.

Vì vậy, quyết định tách biệt không nên dựa duy nhất vào tên sản phẩm hay cảm nhận chủ quan. Doanh nghiệp cần xem xét đặc tính nguy hại của sản phẩm, khả năng phát tán, mức độ khó làm sạch, giới hạn phơi nhiễm và hậu quả nếu xảy ra nhiễm chéo. Mục tiêu cuối cùng là lựa chọn mức độ tách biệt tương xứng với rủi ro thực tế.

Tách biệt khu vực sản xuất là gì?

Tách biệt khu vực sản xuất là việc sử dụng các biện pháp về kiến trúc, thiết bị, hệ thống không khí, con người và quy trình để ngăn sản phẩm, nguyên liệu hoặc chất ô nhiễm từ một hoạt động ảnh hưởng đến hoạt động khác.

Tách biệt vật lý là hình thức dễ nhận thấy nhất. Nhà máy sử dụng tường, cửa, phòng đệm và các phòng sản xuất độc lập để hình thành ranh giới giữa các khu vực. Tuy nhiên, tách biệt vật lý chỉ có hiệu quả khi đi kèm với kiểm soát luồng người, luồng nguyên liệu, chênh áp và hệ thống thông gió.

Tách biệt về hệ thống không khí có nghĩa là khu vực nguy cơ cao được cấp, hồi hoặc thải khí độc lập. Điều này đặc biệt quan trọng khi quá trình sản xuất tạo ra bụi, hơi hóa chất, vi sinh vật hoặc hạt có hoạt tính. Nếu hai phòng dùng chung đường hồi gió, chất ô nhiễm vẫn có thể di chuyển từ phòng này sang phòng khác dù giữa chúng đã có tường ngăn.

Tách biệt theo thời gian là phương án tổ chức các sản phẩm khác nhau vào những khoảng thời gian khác nhau. Sau mỗi chiến dịch sản xuất, phòng và thiết bị phải được vệ sinh, kiểm tra, giải phóng trước khi chuyển sang sản phẩm tiếp theo. Phương án này chỉ phù hợp khi quá trình làm sạch có thể loại bỏ tồn dư đến giới hạn an toàn đã xác lập.

Tách biệt bằng thiết bị chuyên dụng được áp dụng khi một số công đoạn có nguy cơ cao không được phép dùng chung máy móc. Trong trường hợp nghiêm ngặt hơn, nhà máy có thể phải bố trí dây chuyền, hệ thống HVAC hoặc cả phân xưởng riêng.

Một khái niệm liên quan là containment (kiểm soát bao chứa). Thay vì chỉ bảo vệ sản phẩm khỏi môi trường, containment còn ngăn hoạt chất nguy hại thoát ra ngoài, bảo vệ nhân viên và các khu vực lân cận. Những thiết bị như isolator, buồng cân chia, hệ thống hút bụi tại nguồn và BIBO giúp thực hiện mục tiêu này.

Như vậy, tách biệt không phải một giải pháp đơn lẻ mà là tổ hợp nhiều lớp kiểm soát. Mức độ tách biệt cần được lựa chọn theo rủi ro của từng sản phẩm và từng công đoạn.

Vì sao sản xuất nhiều sản phẩm làm tăng nguy cơ nhiễm chéo?

Nhiễm chéo xảy ra khi một nguyên liệu, sản phẩm, vi sinh vật hoặc chất không mong muốn xâm nhập vào sản phẩm khác. Trong nhà máy đa sản phẩm, nguy cơ này tăng lên do nhiều quy trình cùng sử dụng một không gian, hệ thống kỹ thuật hoặc nguồn lực vận hành.

Không khí là một trong những con đường phát tán khó quan sát nhất. Các công đoạn cân, rây, nghiền, trộn, dập viên, đóng nang và san chia nguyên liệu có thể tạo ra bụi rất nhỏ. Bụi không chỉ rơi xuống sàn hoặc bề mặt máy mà còn lơ lửng trong không khí, bám lên quần áo và đi theo luồng khí sang khu vực khác.

Nếu hệ thống HVAC sử dụng chung đường hồi gió, bụi từ một phòng có thể đi vào ống gió rồi quay trở lại các phòng khác. Hiện tượng này nguy hiểm hơn đối với hoạt chất có tác dụng mạnh, vì một lượng tồn dư rất nhỏ cũng có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng hoặc an toàn của sản phẩm kế tiếp.

Thiết bị dùng chung là nguồn nhiễm chéo thứ hai. Cấu tạo máy phức tạp, khe hẹp, mối nối, gioăng và những vùng khó tiếp cận có thể giữ lại nguyên liệu. Việc bề mặt nhìn sạch bằng mắt thường không có nghĩa là tồn dư đã giảm xuống mức chấp nhận được. Nếu phương pháp vệ sinh chưa được thẩm định, doanh nghiệp không có đủ bằng chứng để chứng minh thiết bị an toàn cho sản phẩm tiếp theo.

Con người cũng là tác nhân vận chuyển chất ô nhiễm. Nhân viên có thể mang bụi trên găng tay, giày, khẩu trang hoặc quần áo từ phòng này sang phòng khác. Dụng cụ vệ sinh, xe đẩy, thùng chứa và tài liệu giấy nếu không được quản lý riêng cũng có thể trở thành phương tiện truyền nhiễm chéo.

Xem thêm: 5 nguồn ô nhiễm tiềm ẩn trong phòng sạch mà bạn cần phải biết

Ngoài nhiễm chéo về vật chất, nhà máy đa sản phẩm còn đối diện nguy cơ nhầm lẫn. Nguyên liệu, bao bì, nhãn hoặc bán thành phẩm của hai lô có thể bị đặt sai vị trí. Một sản phẩm đúng công thức nhưng dùng sai nhãn vẫn là sự cố chất lượng nghiêm trọng.

Mức độ nguy hiểm không chỉ phụ thuộc vào lượng chất bị phát tán. Doanh nghiệp còn phải xem xét độc tính, khả năng gây dị ứng, liều điều trị, đối tượng sử dụng và khả năng phát hiện. Một chất có ngưỡng tác dụng rất thấp có thể tạo ra rủi ro lớn ngay cả khi lượng nhiễm chéo khó đo bằng phương pháp thông thường.

Những căn cứ quyết định có cần tách biệt khu vực sản xuất hay không

Quyết định tách biệt cần bắt đầu từ đặc tính của sản phẩm. Doanh nghiệp phải biết hoạt chất có độc tính hay không, có khả năng gây dị ứng hoặc mẫn cảm hay không, tác dụng ở liều thấp hay cao và có gây hậu quả nghiêm trọng nếu xuất hiện trong sản phẩm khác hay không.

Yếu tố tiếp theo là khả năng phát tán. Một dung dịch được bơm trong hệ thống kín thường có nguy cơ phát tán thấp hơn nguyên liệu dạng bột được đổ thủ công. Tuy nhiên, chất lỏng vẫn có thể tạo giọt bắn hoặc aerosol (hạt lơ lửng trong không khí) trong quá trình khuấy, phun, rửa hoặc làm sạch áp lực cao. Vì vậy, không thể đánh giá nguy cơ chỉ dựa vào trạng thái rắn hay lỏng.

Mức độ khó làm sạch cũng ảnh hưởng trực tiếp đến phương án phân khu. Sản phẩm có độ bám dính cao, không tan trong chất tẩy rửa thông thường, có màu hoặc mùi mạnh thường khó loại bỏ hơn. Nếu thiết bị chứa nhiều khe khuất và không thể tháo rời để vệ sinh, khả năng dùng chung sẽ bị hạn chế.

Doanh nghiệp còn phải xem xét quy mô sản xuất và tần suất thay đổi sản phẩm. Một dây chuyền liên tục chuyển đổi giữa nhiều công thức sẽ phát sinh nhiều lần vệ sinh, kiểm tra và lấy mẫu. Trong một số trường hợp, đầu tư thiết bị hoặc khu vực chuyên dụng có thể kinh tế hơn so với duy trì quy trình chuyển đổi phức tạp.

Với hoạt chất nguy hại, OEL - Occupational Exposure Limit (giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp) là cơ sở quan trọng để lựa chọn biện pháp containment. Đối với kiểm soát nhiễm chéo sản phẩm, doanh nghiệp có thể sử dụng đánh giá độc chất học để xây dựng giới hạn phơi nhiễm dựa trên sức khỏe. Các giới hạn này giúp xác định mức tồn dư được phép và yêu cầu đối với việc làm sạch.

Việc đánh giá phải bao gồm cả khả năng kiểm soát. Cùng một sản phẩm nhưng công đoạn vận hành trong thiết bị kín sẽ có nguy cơ khác với thao tác đổ liệu hở. Một buồng cân chia có dòng khí kiểm soát, lọc HEPA và thu hồi bụi tại nguồn có thể giảm đáng kể phát tán so với cân nguyên liệu trên bàn trong phòng thông thường.

Theo nguyên tắc GMP của Liên minh châu Âu, biện pháp kỹ thuật và tổ chức phải tương xứng với rủi ro; cơ sở chuyên dụng được yêu cầu khi rủi ro không thể được kiểm soát đầy đủ bằng các biện pháp khác. Cách tiếp cận này cho thấy không nên áp dụng một đáp án duy nhất cho mọi nhà máy. Quyết định phải dựa trên đánh giá rủi ro khoa học, có hồ sơ và được rà soát khi sản phẩm hoặc quy trình thay đổi - European Commission - EU GMP Chapter 5

Những trường hợp thường phải bố trí khu vực sản xuất riêng biệt

Khu vực riêng biệt thường được xem xét đối với những sản phẩm có mức độ nguy hại cao hoặc hậu quả nhiễm chéo không thể giảm đến mức chấp nhận được bằng các biện pháp thông thường.

Nhóm đầu tiên là sản phẩm có khả năng gây mẫn cảm nghiêm trọng. Một lượng rất nhỏ chất gây dị ứng cũng có thể tạo phản ứng ở người nhạy cảm. Trong trường hợp này, việc dùng chung phòng, đường gió hoặc thiết bị có thể không phù hợp nếu doanh nghiệp không chứng minh được khả năng loại bỏ tồn dư và ngăn phát tán.

Nhóm thứ hai gồm hormone, thuốc độc tế bào, hoạt chất có tác dụng mạnh hoặc hoạt chất có giới hạn phơi nhiễm rất thấp. Những sản phẩm này thường đòi hỏi hệ thống kín, áp suất âm, hút bụi tại nguồn, thiết bị chuyên dụng hoặc khu vực có containment cao. Mục tiêu không chỉ bảo vệ sản phẩm mà còn bảo vệ người lao động và môi trường.

Các quy trình liên quan đến vi sinh vật sống, tác nhân sinh học hoặc nguyên liệu có khả năng nhân lên cũng cần được đánh giá đặc biệt. Rủi ro của chúng không hoàn toàn giống bụi hóa học, bởi một lượng nhỏ vi sinh vật trong điều kiện thuận lợi có thể tiếp tục phát triển. Khi đó, kiểm soát luồng khí, xử lý chất thải và khử nhiễm phải được thiết kế đồng bộ.

3 phương pháp loại bỏ ô nhiễm vi sinh vật trong phòng sạch hiệu quả

Một số hóa chất có độc tính cao, dễ cháy, dễ nổ hoặc tạo hơi nguy hiểm có thể cần phòng riêng và hệ thống thông gió chuyên dụng. Yêu cầu tách biệt trong trường hợp này còn liên quan đến an toàn lao động, phòng cháy và bảo vệ môi trường, không chỉ chất lượng sản phẩm.

Sản phẩm có màu đậm, mùi mạnh hoặc khả năng bám dính cao chưa chắc luôn phải đặt trong tòa nhà riêng, nhưng thường cần thiết bị chuyên dụng hoặc chiến dịch sản xuất độc lập. Nếu màu hoặc mùi có thể truyền sang sản phẩm khác và không thể loại bỏ ổn định, việc dùng chung dây chuyền sẽ tạo rủi ro chất lượng.

Đối với thực phẩm, sản phẩm chứa chất gây dị ứng như sữa, trứng, đậu phộng hoặc hạt cây cần được kiểm soát chặt. Mức độ tách biệt phụ thuộc vào quy trình, thiết bị và yêu cầu thị trường, nhưng doanh nghiệp không nên chỉ dựa vào hoạt động vệ sinh cuối ca mà bỏ qua nguy cơ phát tán trong khi sản xuất.

Điều quan trọng là “khu vực riêng” có nhiều cấp độ. Có trường hợp chỉ cần phòng và thiết bị riêng; có trường hợp phải tách hệ thống không khí; và cũng có trường hợp cần cả phân xưởng hoặc tòa nhà chuyên dụng. Mức cao nhất chỉ được lựa chọn sau khi đánh giá đầy đủ tính nguy hại và khả năng kiểm soát.

Khi nào có thể sản xuất nhiều sản phẩm trong cùng một khu vực?

Nhiều sản phẩm có thể được sản xuất trong cùng một cơ sở nếu doanh nghiệp chứng minh được rằng nguy cơ nhiễm chéo đã được kiểm soát đến mức chấp nhận được. Đây phải là kết luận dựa trên dữ liệu, không phải giả định rằng sản phẩm “có vẻ tương tự”.

Khả năng dùng chung cao hơn khi các sản phẩm có mức nguy hại thấp, thành phần tương thích và quy trình tương đồng. Ví dụ, các sản phẩm không chứa hoạt chất độc tính cao, ít phát sinh bụi và dễ làm sạch thường thuận lợi hơn cho mô hình sản xuất đa sản phẩm.

Quy trình phải được tổ chức để không sản xuất đồng thời những sản phẩm không tương thích trong cùng một không gian hở. Doanh nghiệp có thể áp dụng sản xuất luân phiên theo thời gian. Sau khi kết thúc một sản phẩm, nguyên liệu và bao bì thừa phải được đưa ra khỏi phòng, thiết bị được vệ sinh, tình trạng dây chuyền được kiểm tra và chỉ khi đạt yêu cầu mới chuyển sang sản phẩm tiếp theo.

Thiết bị dùng chung phải có cấu tạo cho phép vệ sinh. Các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm cần dễ tiếp cận, vật liệu phù hợp, không tạo khe giữ nguyên liệu và chịu được hóa chất làm sạch. Phương pháp vệ sinh phải được thẩm định đối với trường hợp bất lợi nhất, thay vì chỉ dựa vào quan sát bằng mắt.

Hệ thống không khí cũng phải phù hợp với mức phát tán. Nếu quá trình có nguy cơ phát sinh bụi, doanh nghiệp cần kiểm soát tại nguồn bằng hệ thống kín, hút cục bộ hoặc buồng cân chia. Việc dùng chung HVAC chỉ có thể được chấp nhận khi đánh giá chứng minh không khí hồi không làm lan truyền chất ô nhiễm giữa các phòng.

Nhân sự phải tuân thủ trình tự thay đồ, vệ sinh tay và di chuyển một chiều. Dụng cụ, xe đẩy và vật tư vệ sinh cần được nhận diện rõ. Những vật dụng khó làm sạch nên được dành riêng cho từng khu vực hoặc nhóm sản phẩm.

Như vậy, “dùng chung khu vực” không đồng nghĩa với việc các sản phẩm được vận hành tùy ý trong cùng một phòng. Đây là mô hình có kiểm soát, trong đó thời gian, thiết bị, vệ sinh, luồng di chuyển và hồ sơ lô được quản lý như những rào cản chống nhiễm chéo.

Đánh giá rủi ro nhiễm chéo trước khi thiết kế hoặc cải tạo nhà máy

Trước khi quyết định xây phòng riêng, dùng chung thiết bị hoặc tách hệ thống HVAC, doanh nghiệp cần thực hiện QRM - Quality Risk Management (quản lý rủi ro chất lượng). Mục tiêu là nhận diện nguồn nguy cơ, đánh giá khả năng chất ô nhiễm tiếp cận sản phẩm khác và xác định biện pháp kiểm soát tương xứng.

Đánh giá nên bắt đầu từ bản đồ quy trình. Nhóm dự án cần theo dõi đường đi của nguyên liệu từ kho đến khu cân, sản xuất, đóng gói và xuất kho; đồng thời theo dõi đường đi của nhân viên, dụng cụ, chất thải và không khí. Cách tiếp cận này giúp nhận ra các điểm giao cắt mà bản vẽ kiến trúc đơn thuần có thể bỏ sót.

Tiếp theo, doanh nghiệp xác định nguồn phát tán trong từng công đoạn. Cân chia và đổ liệu thường có nguy cơ khác với vận hành trong hệ thống kín. Việc mở máy để lấy mẫu, bảo trì hoặc vệ sinh cũng có thể tạo mức phơi nhiễm cao hơn quá trình sản xuất bình thường.

Một công cụ có thể sử dụng là FMEA - Failure Mode and Effects Analysis (phân tích sai lỗi và tác động). Mỗi tình huống được đánh giá theo mức độ nghiêm trọng, khả năng xảy ra và khả năng phát hiện. Tuy nhiên, điểm số chỉ là công cụ hỗ trợ. Một rủi ro có hậu quả đặc biệt nghiêm trọng không nên được chấp nhận chỉ vì xác suất được đánh giá thấp.

Nhóm đánh giá phải có sự tham gia của bộ phận chất lượng, sản xuất, kỹ thuật, an toàn, bảo trì và chuyên gia độc chất khi cần thiết. Nếu đánh giá chỉ do một bộ phận thực hiện, nhiều tình huống vận hành thực tế có thể bị bỏ qua.

Kết quả cuối cùng phải trả lời được các câu hỏi cụ thể: phòng nào cần độc lập, sản phẩm nào được phép dùng chung thiết bị, đường gió nào được hồi, công đoạn nào cần hút tại nguồn, mức chênh áp nào phải giám sát và sự cố nào phải kích hoạt cảnh báo.

Đánh giá rủi ro không kết thúc sau khi nhà máy đi vào hoạt động. Nó phải được rà soát khi bổ sung sản phẩm mới, thay đổi công thức, tăng quy mô lô, thay máy, điều chỉnh HVAC hoặc xuất hiện sự cố nhiễm chéo.

Các cấp độ tách biệt khu vực sản xuất

Mức độ tách biệt có thể được tổ chức từ đơn giản đến nghiêm ngặt. Lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào rủi ro chứ không nhất thiết mọi nhà máy đều phải áp dụng cấp độ cao nhất.

Ở cấp độ cơ bản, nhà máy phân định khu vực bằng biển báo, vạch giới hạn, vị trí đặt thiết bị và quy trình thao tác. Cách này chỉ phù hợp với hoạt động có nguy cơ thấp, không phát sinh chất ô nhiễm đáng kể và ít khả năng nhầm lẫn.

Cấp độ tiếp theo là bố trí các phòng độc lập trong cùng một phân xưởng. Mỗi phòng có cửa riêng, điều kiện môi trường được kiểm soát và chỉ thực hiện một hoạt động xác định. Phòng độc lập giúp hạn chế phát tán nhưng vẫn cần xem xét hành lang, phòng thay đồ, đường hồi gió và luồng vật tư.

Khi rủi ro tăng, nhà máy có thể dành riêng thiết bị cho một sản phẩm hoặc một nhóm sản phẩm. Giải pháp này giảm nguy cơ tồn dư trên bề mặt máy nhưng chưa giải quyết hoàn toàn việc bụi lan qua người hoặc không khí. Vì vậy, thiết bị chuyên dụng thường phải kết hợp với phòng và hệ thống hút phù hợp.

Một cấp độ cao hơn là hệ thống không khí độc lập. Khu vực không dùng chung đường hồi gió với phần còn lại của nhà máy; khí thải có thể phải đi qua lọc HEPA hoặc hệ thống xử lý trước khi xả. Áp suất được thiết lập để ngăn chất nguy hại thoát ra khu vực xung quanh.

Dây chuyền khép kín tạo ra một ranh giới ngay tại quá trình. Nguyên liệu được chuyển qua đường ống hoặc thiết bị đóng kín, giảm thao tác mở và hạn chế tiếp xúc trực tiếp. Tuy nhiên, các điểm kết nối, lấy mẫu, tháo liệu và vệ sinh vẫn phải được đánh giá vì đây thường là nơi containment bị gián đoạn.

Với sản phẩm nguy cơ rất cao, nhà máy có thể cần phân xưởng biệt lập hoặc tòa nhà chuyên dụng. Khu vực này có lối vào, phòng thay đồ, hệ thống phụ trợ, HVAC và quy trình xử lý chất thải riêng. Đây là mức đầu tư lớn nhưng có thể cần thiết khi rủi ro không thể được kiểm soát bằng các biện pháp khác.

Ranh giới tách biệt phải được xác định rõ trên bản vẽ và trong quy trình vận hành. Nếu ranh giới chỉ tồn tại trên giấy nhưng nhân viên, dụng cụ và không khí vẫn di chuyển tự do, giải pháp đó không tạo ra sự tách biệt thực tế.

Thiết kế luồng người, nguyên liệu, sản phẩm và chất thải

Thiết kế luồng di chuyển là nền tảng của nhà máy đa sản phẩm. Một mặt bằng có nhiều phòng nhưng luồng vận hành giao cắt liên tục vẫn có thể tạo nguy cơ nhiễm chéo và nhầm lẫn cao.

Luồng nhân sự cần được xây dựng từ thời điểm vào nhà máy, thay trang phục, đi qua phòng đệm, vào khu sản xuất và rời khỏi khu vực. Nhân viên từ phòng có nhiều bụi hoặc hoạt chất nguy hại không nên đi thẳng sang khu sạch hơn trong cùng bộ trang phục. Tùy rủi ro, họ có thể phải thay găng, thay quần áo, vệ sinh hoặc tắm trước khi rời khu vực.

Nguyên liệu đầu vào cần có trạng thái nhận diện rõ như chờ kiểm nghiệm, đạt yêu cầu, không đạt hoặc đang sử dụng. Tại khu cân chia, nguyên liệu của từng lô phải được kiểm soát để tránh cùng lúc xuất hiện nhiều mã hàng dễ nhầm lẫn. Sau khi cân, thùng chứa cần được đóng kín và chuyển theo tuyến đường xác định.

Bán thành phẩm và thành phẩm không nên đi ngược chiều với chất thải hoặc dụng cụ bẩn nếu điều này tạo nguy cơ tiếp xúc. Trong điều kiện mặt bằng hạn chế, nhà máy có thể phân tách theo thời gian, nhưng trình tự vận chuyển phải được quy định và giám sát.

Dụng cụ sạch và dụng cụ đã sử dụng cần có khu vực lưu giữ riêng. Nếu cùng dùng một cửa chuyển hàng, phải có quy trình vệ sinh và xác định trạng thái rõ ràng. Pass Box có khóa liên động giúp hạn chế việc mở đồng thời hai cửa, nhưng thiết bị này không tự động loại bỏ nguy cơ nếu hàng hóa bên ngoài chưa được vệ sinh.

Airlock (phòng đệm không khí) được bố trí tại ranh giới giữa các khu vực nhằm duy trì chênh áp và kiểm soát quá trình ra vào. Phòng đệm cho người và phòng đệm cho nguyên liệu nên được thiết kế theo mục đích riêng khi điều kiện cho phép.

Chất thải có thể chứa bụi, hoạt chất hoặc vi sinh vật nên phải được đóng kín trước khi rời phòng. Tuyến đường chất thải cần tránh khu vực nguyên liệu sạch. Đối với chất nguy hại, hoạt động khử nhiễm hoặc xử lý sơ bộ có thể phải thực hiện ngay trong vùng containment.

Trong nhà máy dược phẩm, ưu tiên lớn thường là ngăn nhiễm chéo hoạt chất và nhầm lẫn lô. Trong nhà máy thực phẩm, kiểm soát chất gây dị ứng và vi sinh được chú trọng. Nhà máy điện tử lại quan tâm nhiều đến hạt bụi, tĩnh điện và hóa chất. Vì vậy, nguyên tắc dòng chảy tương tự nhưng mục tiêu kiểm soát phải được điều chỉnh theo ngành sản xuất.

Vai trò của hệ thống HVAC và chênh áp

HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning (hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí) có nhiệm vụ kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, hướng gió và áp suất. Trong nhà máy đa sản phẩm, HVAC còn là một trong những rào cản chính chống nhiễm chéo.

Chênh áp tạo ra hướng chuyển động của không khí khi cửa mở hoặc xuất hiện khe hở. Đối với khu vực cần bảo vệ sản phẩm khỏi môi trường xung quanh, phòng thường được duy trì áp suất dương so với khu vực kém sạch hơn. Ngược lại, khu vực phát sinh bụi độc hoặc tác nhân nguy hại thường cần áp suất âm để giữ chất ô nhiễm bên trong.

Tuy nhiên, không thể xác định áp suất chỉ bằng một quy tắc đơn giản. Một phòng vừa cần bảo vệ sản phẩm, vừa phải giữ hoạt chất nguy hại không thoát ra ngoài có thể cần thiết kế dạng “bong bóng trong hốc”, kết hợp phòng sản xuất có điều kiện sạch với vùng đệm áp suất thấp hơn. Phương án cuối cùng phải dựa trên đánh giá rủi ro và mô phỏng hướng dòng khí.

Không khí hồi là vấn đề đặc biệt quan trọng. Nếu khí từ phòng phát sinh bụi được đưa trở lại hệ thống chung mà không có biện pháp phù hợp, chất ô nhiễm có thể lan sang các khu vực khác. Tùy mức nguy hại, nhà máy có thể sử dụng khí thải hoàn toàn, hệ thống hồi riêng hoặc lọc hiệu suất cao trước khi tuần hoàn.

Lọc HEPA giúp giữ lại hạt có kích thước phù hợp với hiệu suất thiết kế, nhưng không nên được xem là giải pháp duy nhất cho mọi chất ô nhiễm. Một số hơi hóa chất và khí không được xử lý chỉ bằng bộ lọc hạt. Bên cạnh đó, bộ lọc phải được lắp đặt đúng, kiểm tra rò rỉ và thay thế an toàn.

Số lần trao đổi không khí cần được xác định theo tải nhiệt, mức phát sinh hạt, yêu cầu phục hồi độ sạch và khả năng hút tại nguồn. Tăng số lần trao đổi không khí không phải lúc nào cũng giải quyết được bụi nếu vị trí cấp - hồi gió làm bụi đi qua vùng thao tác hoặc khuếch tán khắp phòng.

Hướng dẫn GMP của WHO về HVAC nhấn mạnh việc sử dụng thông gió, chênh áp, lọc và kiểm soát dòng khí như các thành phần phối hợp trong phòng ngừa nhiễm chéo. Thiết kế phải được kiểm tra, giám sát và bảo trì trong suốt vòng đời sử dụng.

Thiết bị hỗ trợ tách biệt và kiểm soát phát tán

Thiết bị phòng sạch là công cụ thực thi chiến lược phân khu. Việc lựa chọn đúng thiết bị giúp duy trì ranh giới giữa các phòng, kiểm soát bụi tại nguồn và giảm sự phụ thuộc vào thao tác thủ công.

Pass Box, còn gọi là hộp chuyển hàng, cho phép chuyển nguyên liệu và dụng cụ qua vách ngăn mà không yêu cầu nhân viên đi qua cửa. Pass Box tĩnh phù hợp với hoạt động chuyển hàng không cần xử lý không khí chủ động. Pass Box động có hệ thống quạt và lọc, hỗ trợ làm sạch bề mặt bằng luồng khí. Đối với yêu cầu khử nhiễm cao hơn, có thể xem xét Pass Box tích hợp tia cực tím hoặc VHP, nhưng hiệu quả phải được thẩm định theo tải hàng và chu trình thực tế.

Air Shower, hay buồng thổi khí, sử dụng các tia khí tốc độ cao để hỗ trợ loại bỏ hạt bám trên trang phục hoặc bề mặt hàng hóa. Thiết bị này là lớp kiểm soát bổ sung, không thay thế quy trình thay đồ và vệ sinh đúng cách.

FFU - Fan Filter Unit và HEPA Box hỗ trợ cung cấp khí sạch đến khu vực cần kiểm soát. FFU thường phù hợp với mô hình trần lọc mô-đun, Clean Booth hoặc khu vực yêu cầu nâng cấp cục bộ. HEPA Box được kết nối với hệ thống ống gió để cấp khí qua bộ lọc HEPA tại đầu cuối.

Trong công đoạn cân chia, Dispensing Booth, còn gọi là buồng cân chia nguyên liệu, sử dụng luồng khí được kiểm soát để giảm phát tán bụi. Sampling Booth là buồng lấy mẫu có chức năng tương tự nhưng được tối ưu cho hoạt động lấy mẫu. Downflow Booth, tức buồng dòng khí hướng xuống, có thể kết hợp luồng khí thẳng đứng với hút hồi thấp để đưa bụi ra khỏi vùng hô hấp của người vận hành.

BIBO - Bag-in/Bag-out (hộp lọc thay túi an toàn) cho phép tháo và thay bộ lọc trong túi kín, giảm nguy cơ nhân viên tiếp xúc với bụi đã được giữ trên lọc. Isolator, tức thiết bị cách ly, cung cấp mức containment cao hơn nhờ duy trì ranh giới vật lý giữa người vận hành và quá trình.

Khóa liên động giúp ngăn hai cửa của phòng đệm hoặc Pass Box mở đồng thời. Đồng hồ chênh áp cung cấp dữ liệu để theo dõi trạng thái áp suất giữa các khu vực. Cửa phòng sạch kín khí phù hợp giúp hệ thống duy trì chênh áp ổn định hơn.

Trong các dự án mới hoặc cải tạo, Thiết bị phòng sạch VCR đóng vai trò là đơn vị cung cấp thiết bị phòng sạch cho các nhà thầu thi công phòng sạch. Việc lựa chọn Pass Box, Air Shower, FFU, HEPA Box, buồng cân chia, BIBO, khóa liên động hoặc đồng hồ chênh áp cần căn cứ vào bản vẽ phân khu, đặc tính sản phẩm, luồng vận hành và mục tiêu kiểm soát, thay vì lựa chọn riêng lẻ theo kích thước hoặc giá thành.

Làm sạch, thẩm định và quản lý sản xuất luân phiên

Khi nhiều sản phẩm dùng chung phòng hoặc thiết bị, làm sạch trở thành điều kiện quyết định tính khả thi của mô hình. Một quy trình vệ sinh chỉ có ý nghĩa khi doanh nghiệp chứng minh được rằng nó lặp lại ổn định và đưa lượng tồn dư xuống dưới giới hạn đã xác lập.

Cleaning Validation (thẩm định làm sạch) là quá trình thu thập bằng chứng cho thấy phương pháp vệ sinh có khả năng loại bỏ tồn dư sản phẩm, chất tẩy rửa và các chất liên quan đến mức chấp nhận được. Giới hạn không nên được xây dựng tùy ý mà cần dựa trên đánh giá độc chất học, liều dùng, diện tích thiết bị và đặc điểm của sản phẩm tiếp theo.

Doanh nghiệp thường lựa chọn trường hợp bất lợi nhất để thẩm định. Sản phẩm khó tan, bám dính mạnh, có hoạt tính cao hoặc khó phát hiện có thể được chọn làm sản phẩm đại diện. Thiết bị khó vệ sinh nhất và vị trí khó tiếp cận nhất cũng phải được đưa vào kế hoạch lấy mẫu.

Lấy mẫu bề mặt phù hợp với những vị trí có thể tiếp cận. Mẫu nước tráng giúp đánh giá hệ thống có bề mặt rộng hoặc khó lấy mẫu trực tiếp, nhưng có thể không phản ánh chính xác tồn dư tại điểm khuất. Do đó, phương pháp lấy mẫu phải phù hợp với cấu tạo thiết bị và đặc tính chất cần phát hiện.

Trước khi bắt đầu sản phẩm mới, nhà máy phải thực hiện Line Clearance (kiểm tra giải phóng dây chuyền). Hoạt động này xác nhận nguyên liệu, nhãn, hồ sơ và vật dụng của lô trước đã được đưa ra khỏi khu vực; thiết bị ở trạng thái sạch; các thông tin nhận diện đã được cập nhật.

Sản xuất luân phiên còn cần xem xét thứ tự sản phẩm. Một số nhà máy sắp xếp từ sản phẩm ít màu, ít mùi và dễ làm sạch sang sản phẩm khó làm sạch hơn. Tuy nhiên, lịch sản xuất không thể thay thế yêu cầu làm sạch đạt giới hạn an toàn. Khi vệ sinh không thể được chứng minh đầy đủ, doanh nghiệp phải cân nhắc thiết bị hoặc khu vực chuyên dụng.

Những sai lầm phổ biến khi phân khu nhà máy đa sản phẩm

Sai lầm đầu tiên là chỉ tập trung vào cấp độ sạch. Hai phòng cùng đạt một cấp độ sạch không có nghĩa là có thể sản xuất mọi sản phẩm thay thế cho nhau. Cấp độ sạch chủ yếu phản ánh nồng độ hạt trong không khí, trong khi nguy cơ nhiễm chéo còn phụ thuộc vào độc tính, hoạt lực, vi sinh, dị ứng và khả năng làm sạch.

Sai lầm thứ hai là xây tường ngăn nhưng dùng chung đường hồi gió. Trong điều kiện cửa luôn đóng, hai phòng có vẻ độc lập. Tuy nhiên, bụi vẫn có thể đi qua hệ thống ống gió và tái phân phối. Bản vẽ HVAC vì thế cần được đánh giá cùng với bản vẽ kiến trúc.

Sai lầm thứ ba là thiết lập áp suất âm cho mọi phòng phát sinh bụi mà không xem xét ảnh hưởng đến sản phẩm. Nếu phòng âm hút không khí bẩn từ hành lang hoặc vùng kém sạch vào, sản phẩm có thể bị ảnh hưởng. Thiết kế phải đồng thời đáp ứng mục tiêu bảo vệ sản phẩm và bảo vệ môi trường xung quanh.

Sai lầm thứ tư là bố trí luồng người và nguyên liệu đẹp trên bản vẽ nhưng không phù hợp với vận hành. Khi khoảng cách quá xa hoặc trình tự quá phức tạp, nhân viên có xu hướng tìm đường tắt. Một thiết kế tốt phải vừa kiểm soát rủi ro vừa có thể tuân thủ trong hoạt động hằng ngày.

Sai lầm thứ năm là dùng chung dụng cụ vệ sinh. Cây lau, máy hút bụi và khăn vệ sinh có thể mang chất ô nhiễm từ phòng này sang phòng khác. Dụng cụ cần được nhận diện, lưu trữ và vệ sinh theo khu vực; với sản phẩm nguy cơ cao, nên sử dụng dụng cụ chuyên dụng.

Một sai lầm khác là mua thiết bị trước khi hoàn thành đánh giá rủi ro. Pass Box có thể được đặt sai vị trí, buồng cân chia không đủ containment hoặc đồng hồ chênh áp không phù hợp với dải đo. Khi đó, thiết bị dù hoạt động đúng vẫn không giải quyết được mục tiêu kiểm soát của hệ thống.

Doanh nghiệp cũng dễ bỏ qua trạng thái bất thường. HVAC mất điện, cửa bị mở lâu, bộ lọc tắc hoặc áp suất vượt giới hạn đều có thể làm thay đổi hướng dòng khí. Hệ thống cần cảnh báo, quy trình phản ứng và đánh giá ảnh hưởng đối với sản phẩm đang sản xuất.

Cuối cùng là thiếu dự phòng cho tương lai. Nhà máy được thiết kế vừa đủ cho hai sản phẩm hiện tại có thể trở nên không phù hợp khi bổ sung hoạt chất nguy cơ cao. Việc dự phòng không gian kỹ thuật, vị trí đặt phòng đệm, công suất HVAC và khả năng mở rộng giúp giảm chi phí cải tạo về sau.

Checklist xác định có cần tách biệt khu vực sản xuất

Trước tiên, doanh nghiệp cần trả lời sản phẩm có độc tính cao, gây dị ứng, gây mẫn cảm hoặc có tác dụng ở liều rất thấp hay không. Nếu câu trả lời là có, mức độ tách biệt phải được đánh giá nghiêm ngặt hơn.

Tiếp theo, cần xem công đoạn nào tạo bụi, giọt bắn, aerosol, hơi hóa chất hoặc vi sinh vật. Chất ô nhiễm có thể đi vào vùng hô hấp của người vận hành, bám lên bề mặt hay lan qua HVAC hay không? Quá trình có thể chuyển sang hệ thống kín hoặc bổ sung hút tại nguồn không?

Đối với thiết bị dùng chung, cần xác định tất cả bề mặt tiếp xúc có thể vệ sinh được hay không. Phương pháp phân tích có đủ nhạy để phát hiện tồn dư ở giới hạn yêu cầu không? Hoạt động làm sạch đã được thẩm định hay mới chỉ được kiểm tra bằng mắt?

Đối với mặt bằng, doanh nghiệp phải xem luồng người, nguyên liệu, sản phẩm, dụng cụ sạch, dụng cụ bẩn và chất thải có giao cắt không. Phòng thay đồ, Airlock và Pass Box có được bố trí đúng tại ranh giới kiểm soát không?

Đối với HVAC, cần xác định mục tiêu của từng phòng là bảo vệ sản phẩm, bảo vệ người vận hành hay đồng thời cả hai. Hướng chênh áp có phù hợp không? Hệ thống có dùng chung đường hồi gió không? Khi cửa mở hoặc quạt dừng, chất ô nhiễm sẽ di chuyển theo hướng nào?

Cuối cùng, cần đánh giá hậu quả nếu biện pháp kiểm soát thất bại. Nếu một lượng rất nhỏ chất nhiễm chéo có thể gây hậu quả nghiêm trọng và không thể phát hiện tin cậy, khu vực hoặc thiết bị chuyên dụng thường là lựa chọn cần được ưu tiên.

FAQ - Câu hỏi thường gặp

• Nhà máy sản xuất nhiều sản phẩm có bắt buộc phải xây phòng riêng không?

Không phải mọi sản phẩm đều bắt buộc có phòng riêng. Quyết định phụ thuộc vào đặc tính nguy hại, khả năng phát tán, khả năng làm sạch và hậu quả của nhiễm chéo. Nếu rủi ro thấp và có thể kiểm soát bằng sản xuất luân phiên, vệ sinh đã thẩm định, hệ thống kín và quy trình phù hợp, một số khu vực có thể dùng chung. Khi rủi ro không thể được kiểm soát đến mức chấp nhận được, doanh nghiệp phải sử dụng phòng, thiết bị, HVAC hoặc phân xưởng riêng.

• Có thể dùng chung hệ thống HVAC cho nhiều phòng sản xuất không?

Có thể xem xét nếu các sản phẩm tương thích, nguy cơ phát tán thấp và đánh giá rủi ro chứng minh không khí hồi không làm lan truyền chất ô nhiễm. Đối với phòng có bụi độc, hoạt chất mạnh, chất gây dị ứng hoặc tác nhân sinh học, hệ thống hồi chung thường tạo rủi ro lớn hơn. Khi đó, có thể cần hồi khí riêng, thải hoàn toàn hoặc xử lý không khí trước khi tuần hoàn.

• Khi nào được phép sản xuất luân phiên theo thời gian?

Sản xuất luân phiên phù hợp khi các sản phẩm không cần vận hành đồng thời, phòng và thiết bị có thể làm sạch, phương pháp vệ sinh đã được thẩm định và tồn dư có thể kiểm tra đến giới hạn an toàn. Trước mỗi lần chuyển đổi, nhà máy phải hoàn thành làm sạch, Line Clearance, kiểm tra hồ sơ và xác nhận trạng thái phòng. Sản xuất luân phiên không phù hợp nếu chất nguy hại không thể loại bỏ hoặc việc phát tán làm ô nhiễm hệ thống kỹ thuật chung.

• Thuốc dạng bột và dạng nang có cần tách khu vực không?

Không thể kết luận chỉ dựa vào dạng sản phẩm. Cần đánh giá loại hoạt chất, mức phát sinh bụi, phương pháp cấp liệu, khả năng hút tại nguồn và mức độ kín của thiết bị. Công đoạn cân, rây, trộn và nạp bột thường có nguy cơ phát tán cao hơn. Nếu hai sản phẩm có hồ sơ nguy hại khác biệt đáng kể, doanh nghiệp có thể cần phòng, thiết bị hoặc chiến dịch sản xuất riêng.

• Khu cân chia nguyên liệu nên duy trì áp suất âm hay áp suất dương?

Nếu mục tiêu chính là giữ bụi không thoát ra ngoài, vùng thao tác thường cần được kiểm soát theo hướng áp suất thấp hơn khu vực lân cận. Tuy nhiên, nguyên liệu cũng phải được bảo vệ khỏi không khí kém sạch. Vì vậy, áp suất cần được thiết kế theo cấu trúc phân vùng tổng thể, kết hợp Downflow Booth hoặc hệ thống hút tại nguồn. Không nên lựa chọn áp suất chỉ dựa trên một giá trị mặc định.

• Có thể dùng chung Pass Box cho nhiều nhóm sản phẩm không?

Có thể nếu hàng hóa được đóng kín, Pass Box có quy trình vệ sinh phù hợp và việc sử dụng chung không tạo nguy cơ nhiễm chéo. Với chất gây dị ứng, hoạt chất mạnh, vi sinh vật hoặc vật tư có mức ô nhiễm khác biệt, nên xem xét Pass Box riêng hoặc chu trình khử nhiễm đã được thẩm định. Khóa liên động chỉ ngăn hai cửa mở cùng lúc, không thay thế việc làm sạch bề mặt.

• Thiết bị dùng chung cần đáp ứng điều kiện gì?

Thiết bị phải có vật liệu phù hợp, bề mặt dễ tiếp cận, ít khe giữ sản phẩm và có thể vệ sinh lặp lại. Phương pháp làm sạch cần được thẩm định bằng phương pháp lấy mẫu và phân tích đủ nhạy. Doanh nghiệp cũng phải kiểm soát thời gian từ khi kết thúc sản xuất đến khi vệ sinh, thời gian giữ sạch và điều kiện bảo quản thiết bị sau vệ sinh.

• Làm thế nào xác định sản phẩm có nguy cơ cao nhất?

Sản phẩm có nguy cơ cao nhất không nhất thiết là sản phẩm có sản lượng lớn nhất. Cần xem xét độc tính, khả năng gây dị ứng, liều tác dụng, độ bám dính, độ tan, mức phát sinh bụi và khả năng phát hiện tồn dư. Sản phẩm kết hợp nhiều đặc tính bất lợi thường được lựa chọn làm trường hợp xấu nhất cho thẩm định làm sạch và đánh giá containment.

• Các phòng cùng cấp độ sạch có thể dùng chung cho nhiều sản phẩm không?

Cấp độ sạch tương đương không đủ để chứng minh khả năng dùng chung. Hai phòng có cùng nồng độ hạt vẫn có thể chứa các sản phẩm có hồ sơ nguy hại hoàn toàn khác nhau. Doanh nghiệp còn phải xem xét áp suất, hướng khí, đường hồi, thiết bị, vệ sinh, luồng nhân sự và nguy cơ nhầm lẫn trước khi quyết định.

• Nhà máy đang hoạt động có thể cải tạo để tăng mức độ tách biệt không?

Có thể, nhưng cần khảo sát đồng thời mặt bằng, kết cấu, HVAC, điện điều khiển và hoạt động sản xuất hiện tại. Một số phương án thường được xem xét gồm bổ sung phòng đệm, Pass Box, khóa liên động, buồng cân chia, hệ thống hút tại nguồn, đồng hồ chênh áp hoặc tách đường hồi gió. Việc cải tạo phải được đánh giá ảnh hưởng, kiểm tra, cân chỉnh và xác nhận trước khi đưa khu vực trở lại sản xuất.

Lựa chọn thiết bị cho phương án tách biệt khu vực sản xuất

Sản xuất nhiều sản phẩm trong cùng một nhà máy không mặc nhiên là không an toàn. Rủi ro chỉ xuất hiện khi doanh nghiệp dùng chung mặt bằng, không khí, thiết bị và nhân sự mà thiếu các biện pháp kiểm soát tương xứng.

Trước khi quyết định tách phòng, tách dây chuyền hay xây phân xưởng riêng, doanh nghiệp cần đánh giá đặc tính sản phẩm, mức phát tán, khả năng làm sạch, luồng vận hành và hậu quả của nhiễm chéo. Trong nhiều trường hợp, giải pháp hiệu quả là kết hợp phân khu kiến trúc với kiểm soát chênh áp, containment tại nguồn, thiết bị chuyển hàng và quy trình sản xuất luân phiên. Với sản phẩm nguy cơ cao, thiết bị hoặc cơ sở chuyên dụng có thể là yêu cầu không thể thay thế.

Thiết bị phòng sạch VCR cung cấp Pass Box, Air Shower, FFU, HEPA Box, Dispensing Booth, Sampling Booth, Downflow Booth, BIBO, khóa liên động, đồng hồ chênh áp, cửa phòng sạch và các thiết bị kiểm soát nhiễm cho nhà thầu thi công phòng sạch.
Nhà thầu và đơn vị thiết kế có thể liên hệ Thiết bị phòng sạch VCR để lựa chọn cấu hình thiết bị phù hợp với bản vẽ phân khu, yêu cầu chênh áp, đặc tính sản phẩm và mục tiêu kiểm soát nhiễm chéo của từng dự án.