Tiêu chuẩn áp suất phòng sạch khi thiết kế nhà máy GMP

Trong bài viết này, hãy cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu về Tiêu chuẩn áp suất phòng sạch khi thiết kế nhà máy GMP nhé!

1. Tiêu chuẩn áp suất phòng sạch

Tổng quan

Trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng, tiêu chuẩn GMP (Good Manufacturing Practice) đặt ra những yêu cầu khắt khe nhằm đảm bảo môi trường sản xuất luôn đạt điều kiện sạch, an toàn và kiểm soát tốt các yếu tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Một trong những yếu tố quan trọng trong phòng sạch là hệ thống kiểm soát áp suất, giúp duy trì sự chênh lệch áp suất giữa các khu vực để ngăn ngừa nguy cơ nhiễm chéo và duy trì chất lượng sản phẩm đầu ra.

Áp suất phòng sạch được duy trì nhờ vào hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning), đảm bảo sự lưu thông không khí sạch và hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn, bụi bẩn từ môi trường bên ngoài. Sự kiểm soát áp suất không chỉ giúp bảo vệ chất lượng sản phẩm mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như GMP, ISO 14644, WHO, giúp doanh nghiệp dược phẩm dễ dàng xuất khẩu sản phẩm ra thị trường toàn cầu.

Vai trò

Áp suất phòng sạch đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nhiễm chéo, đảm bảo rằng luồng không khí từ khu vực có mức độ sạch cao không bị lây nhiễm bởi khu vực có mức độ sạch thấp hơn.

• Chênh lệch áp suất giúp kiểm soát vi khuẩn, bụi bẩn, hóa chất bay hơi

Trong quá trình sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng, việc hạn chế bụi, vi khuẩn, nấm mốc là yếu tố quan trọng. Nếu không kiểm soát áp suất đúng cách, các tạp chất này có thể xâm nhập vào khu vực sản xuất, làm ảnh hưởng đến chất lượng và độ an toàn của sản phẩm.

• Ứng dụng trong các ngành công nghiệp liên quan

Hệ thống kiểm soát áp suất không chỉ áp dụng trong ngành dược phẩm mà còn quan trọng trong sản xuất thực phẩm chức năng, mỹ phẩm, vi sinh, điện tử, nơi yêu cầu về độ sạch và kiểm soát môi trường là yếu tố then chốt.

Xem thêm: Chênh áp phòng sạch

Tổng quan về nội dung bài viết

Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về tiêu chuẩn áp suất phòng sạch trong thiết kế nhà máy GMP, bao gồm:

• Khái niệm về áp suất âm, áp suất dương và sự quan trọng của chênh lệch áp suất trong phòng sạch.
• Những tiêu chuẩn áp suất cần tuân thủ theo GMP và ISO 14644.
• Các khu vực trong nhà máy GMP cần áp suất âm hoặc áp suất dương để đảm bảo an toàn sản xuất.
• Cách lựa chọn thiết bị phòng sạch phù hợp, đảm bảo đạt tiêu chuẩn GMP.
• Tại sao nên chọn thiết bị phòng sạch của VCR để đạt hiệu quả cao nhất trong kiểm soát áp suất phòng sạch.

Bài viết này sẽ giúp các doanh nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng nắm rõ cách thiết kế hệ thống áp suất phòng sạch theo chuẩn GMP, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu rủi ro nhiễm chéo và tối ưu hóa chi phí vận hành.

2. Khái niệm áp suất dương, áp suất âm trong tiêu chuẩn phòng sạch

2.1. Phòng sạch và nguyên tắc kiểm soát áp suất

• Độ sạch của không khí (số lượng hạt bụi trên mỗi m³ khí phải nằm trong giới hạn cho phép).
• Áp suất phòng sạch (áp suất dương hoặc âm để kiểm soát luồng khí và ngăn ngừa nhiễm chéo).
• Nhiệt độ và độ ẩm (được kiểm soát chặt chẽ để tránh ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm).
• Tốc độ và hướng luồng không khí (giúp kiểm soát vi khuẩn và bụi lơ lửng trong phòng).

• Bụi bẩn: Có thể làm biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm, gây mất ổn định dược tính.
• Vi khuẩn và vi sinh vật: Nếu không kiểm soát tốt, có thể làm hỏng thuốc hoặc thực phẩm chức năng, dẫn đến nguy cơ nhiễm khuẩn cho người dùng.

• Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phòng sạch.
• Duy trì luồng không khí sạch bằng cách loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn.
• Đảm bảo áp suất phòng sạch đạt mức tiêu chuẩn để ngăn ngừa nhiễm chéo.
• Duy trì độ sạch không khí theo ISO 14644-1 bằng cách sử dụng bộ lọc HEPA hoặc ULPA.

2.2. Khái niệm áp suất dương và áp suất âm

Áp suất dương: Ngăn chặn bụi bẩn, vi khuẩn xâm nhập

Áp suất dương (Positive Pressure) là khi áp suất trong phòng cao hơn áp suất ở khu vực bên ngoài, giúp ngăn chặn bụi bẩn, vi khuẩn xâm nhập vào khu vực sản xuất.

Ứng dụng của áp suất dương:

• Phòng sản xuất thuốc vô trùng, thuốc tiêm, thuốc nhỏ mắt.
• Khu vực kiểm nghiệm vi sinh (để tránh nhiễm khuẩn từ môi trường bên ngoài). Phòng bảo quản nguyên liệu sạch.

Nguyên tắc hoạt động:

• Không khí sạch được đưa vào phòng thông qua hệ thống HVAC, tạo ra áp suất cao hơn so với khu vực bên ngoài.
• Khi cửa phòng sạch mở ra, không khí sẽ tràn ra ngoài thay vì hút bụi bẩn vào bên trong.

Áp suất âm: Kiểm soát chất độc hại, khí ô nhiễm không lan ra ngoài

Áp suất âm (Negative Pressure) là khi áp suất trong phòng thấp hơn áp suất ở khu vực bên ngoài, giúp ngăn chặn các chất độc hại, bụi bẩn hoặc vi khuẩn phát tán ra môi trường bên ngoài.

Ứng dụng của áp suất âm:

• Phòng sản xuất có sử dụng dung môi hữu cơ (tránh khí độc lan ra ngoài).
• Khu vực pha chế thuốc kháng sinh, vi sinh, penicillin.
• Phòng nghiên cứu vi sinh vật gây bệnh.
• Phòng sản xuất thuốc phóng xạ.

Nguyên tắc hoạt động:

• Không khí bên trong phòng có áp suất thấp hơn so với môi trường bên ngoài.
• Khi cửa mở, không khí bên ngoài sẽ tràn vào thay vì khí độc từ bên trong thoát ra.

Ví dụ thực tế:

Phòng pha chế kháng sinh cần áp suất âm để tránh phát tán kháng sinh ra môi trường bên ngoài, ngăn ngừa dị ứng cho nhân viên sản xuất.

Phòng sản xuất thuốc phóng xạ phải duy trì áp suất âm để kiểm soát sự phát tán của các hạt phóng xạ.

2.3. Mối quan hệ giữa áp suất dương và áp suất âm

Trong một nhà máy sản xuất dược phẩm hoặc thực phẩm chức năng, không phải tất cả các khu vực đều sử dụng áp suất dương hoặc áp suất âm. Một phòng có thể có áp suất dương so với khu vực này, nhưng lại có áp suất âm so với khu vực khác.

Ví dụ về mối quan hệ giữa áp suất dương và áp suất âm:

• Phòng pha chế thuốc vô trùng có áp suất dương so với hành lang bên ngoài để tránh bụi xâm nhập.
• Phòng sản xuất kháng sinh có áp suất âm so với phòng pha chế để kiểm soát khí bay hơi của kháng sinh.
• Phòng chứa nguyên liệu thô có áp suất dương so với khu vực sản xuất để bảo vệ chất lượng nguyên liệu.

Ứng dụng thực tế trong quy trình sản xuất:

Trong một dây chuyền sản xuất dược phẩm, khu vực bảo quản nguyên liệu có áp suất dương, sau đó nguyên liệu được đưa vào phòng pha chế có áp suất thấp hơn một chút, tiếp theo là khu vực đóng gói có áp suất trung bình, và cuối cùng là phòng kiểm nghiệm với áp suất cao nhất để đảm bảo sản phẩm sạch.

Sự phối hợp giữa áp suất dương và áp suất âm giúp duy trì một hệ thống sản xuất an toàn, đảm bảo chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe nhân viên.

3. Thiết kế hệ thống áp suất phòng sạch theo tiêu chuẩn GMP

Thiết kế hệ thống áp suất phòng sạch theo tiêu chuẩn GMP là một yếu tố quan trọng nhằm duy trì chất lượng sản phẩm, ngăn ngừa nhiễm chéo và đảm bảo môi trường sản xuất ổn định. Việc kiểm soát áp suất đòi hỏi sự chênh lệch áp suất giữa các khu vực để duy trì luồng không khí sạch và kiểm soát nguy cơ nhiễm bẩn.

3.1. Yêu cầu về mức độ chênh lệch áp suất giữa các khu vực

Chênh lệch áp suất tối thiểu theo GMP

Theo tiêu chuẩn GMP (Good Manufacturing Practice) và ISO 14644, áp suất phòng sạch phải được thiết kế sao cho có sự chênh lệch giữa các khu vực nhằm kiểm soát sự di chuyển của không khí và vi khuẩn.

Các mức chênh lệch áp suất tiêu chuẩn:

• Chênh lệch áp suất giữa phòng sạch cấp độ khác nhau: ≥ 5 Pa
• Chênh lệch áp suất giữa phòng sạch và các khu vực không sạch khác: ≥ 5 Pa
• Chênh lệch áp suất giữa phòng sạch và môi trường bên ngoài nhà máy: ≥ 10 Pa

Lưu ý: Các thông số này có thể thay đổi tùy theo quy mô nhà máy, mức độ kiểm soát ô nhiễm và quy trình sản xuất.

Vai trò trong việc ngăn ngừa nhiễm chéo

Việc duy trì sự chênh lệch áp suất ổn định giữa các khu vực giúp:

• Ngăn chặn không khí nhiễm bẩn từ bên ngoài xâm nhập vào khu vực sản xuất.
• Hạn chế sự di chuyển của bụi, vi khuẩn, khí độc từ khu vực này sang khu vực khác.
• Đảm bảo luồng khí di chuyển theo đúng hướng, từ khu vực sạch hơn sang khu vực ít sạch hơn.

Ví dụ:

Phòng pha chế thuốc tiêm có áp suất dương so với hành lang để ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập.

Phòng xử lý dung môi hữu cơ có áp suất âm so với các khu vực khác để ngăn chặn khí độc phát tán ra ngoài.

Hệ thống kiểm soát áp suất phòng sạch kết hợp với hệ thống HVAC, bộ lọc HEPA, quạt FFU giúp đảm bảo môi trường sản xuất đạt tiêu chuẩn.

3.2. Các phòng sạch cần duy trì áp suất âm

Áp suất âm (Negative Pressure) là khi áp suất trong phòng thấp hơn áp suất của khu vực xung quanh, giúp kiểm soát luồng không khí và ngăn chặn chất độc hại, bụi bẩn phát tán ra ngoài.

Khu vực phát sinh bụi, sử dụng dung môi hữu cơ, sản sinh khí độc

Một số khu vực trong nhà máy sản xuất có thể phát sinh bụi, khí độc, hơi dung môi trong quá trình sản xuất. Nếu không kiểm soát tốt, những hạt bụi này có thể lan rộng ra các khu vực khác, gây ô nhiễm sản phẩm hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe nhân viên.

Các khu vực cần duy trì áp suất âm:

• Phòng nghiền, trộn nguyên liệu thô (phát sinh bụi nhiều).Khu vực sử dụng dung môi hữu cơ (hạn chế khí dung môi lan ra bên ngoài).
• Phòng sản xuất kháng sinh, hóa chất đặc biệt (tránh phát tán hóa chất).

Ví dụ thực tế:

Trong một nhà máy sản xuất thuốc kháng sinh, phòng trộn nguyên liệu phải có áp suất âm để kiểm soát sự phát tán của bụi kháng sinh.

Phòng xử lý vi sinh, sản xuất thuốc phóng xạ

Một số khu vực xử lý vi sinh, nghiên cứu vi khuẩn gây bệnh hoặc sản xuất thuốc phóng xạ có nguy cơ cao phát tán vi khuẩn hoặc hạt phóng xạ ra môi trường.

Những khu vực này cần áp suất âm để đảm bảo an toàn:

• Phòng nghiên cứu và sản xuất vi sinh (hạn chế mầm bệnh lây lan).
• Phòng sản xuất thuốc phóng xạ (ngăn chặn sự phát tán của hạt phóng xạ).
• Phòng chứa hóa chất độc hại (hạn chế rò rỉ khí độc).

Ứng dụng thực tế:

• Trong nhà máy sản xuất vaccine, phòng nuôi cấy vi sinh phải có áp suất âm để tránh mầm bệnh lan ra ngoài.
• Phòng sản xuất thuốc phóng xạ có hệ thống kiểm soát áp suất âm để bảo vệ nhân viên khỏi các hạt phóng xạ.

Lưu ý khi thiết kế áp suất âm:

• Hệ thống hút khí phải mạnh hơn hệ thống cấp khí để duy trì áp suất thấp hơn môi trường bên ngoài.
• Kết hợp hệ thống lọc HEPA và hệ thống xử lý khí thải để đảm bảo khí thải an toàn trước khi thải ra môi trường.

3.3. Các phòng sạch cần duy trì áp suất dương

Áp suất dương (Positive Pressure) là khi áp suất trong phòng cao hơn áp suất của khu vực xung quanh, giúp ngăn chặn vi khuẩn, bụi bẩn, tạp chất xâm nhập vào khu vực sản xuất.

Khu vực pha chế thuốc vô trùng, bảo quản nguyên liệu, kiểm nghiệm vi sinh

Một số khu vực trong nhà máy cần môi trường vô trùng, sạch sẽ tuyệt đối để đảm bảo sản phẩm không bị nhiễm tạp chất.

Các khu vực cần áp suất dương:

• Phòng pha chế thuốc tiêm, thuốc nhỏ mắt (cần vô trùng tuyệt đối).
• Phòng kiểm nghiệm vi sinh (tránh nhiễm chéo từ môi trường bên ngoài).
• Kho bảo quản nguyên liệu thô và thành phẩm (bảo vệ chất lượng nguyên liệu).

Ví dụ thực tế:

• Khu vực pha chế thuốc tiêm cần duy trì áp suất dương để ngăn ngừa vi khuẩn xâm nhập vào sản phẩm.
• Kho bảo quản nguyên liệu cần có áp suất dương so với môi trường bên ngoài để bảo vệ nguyên liệu khỏi bụi bẩn.

Lưu ý khi thiết kế áp suất dương:

• Hệ thống cấp khí phải mạnh hơn hệ thống hút khí để đảm bảo áp suất cao hơn môi trường bên ngoài.
• Sử dụng bộ lọc HEPA để lọc không khí đầu vào nhằm giữ không khí sạch.
  
  Ứng dụng thực tế và lợi ích

Sự phân chia áp suất âm/dương trong nhà máy sản xuất dược phẩm giúp:

• Đảm bảo chất lượng sản phẩm bằng cách ngăn chặn nhiễm chéo.
• Bảo vệ sức khỏe nhân viên bằng cách kiểm soát khí độc, vi khuẩn.
• Tuân thủ tiêu chuẩn GMP, ISO 14644 giúp nhà máy đạt chứng nhận quốc tế.

Ví dụ thiết kế áp suất phòng sạch theo GMP:

• Phòng pha chế thuốc vô trùng có áp suất dương so với phòng hành lang.
• Phòng sản xuất kháng sinh có áp suất âm so với phòng kiểm nghiệm.
• Kho bảo quản nguyên liệu có áp suất dương so với khu vực sản xuất.

4. Lợi ích của việc kiểm soát áp suất trong nhà máy GMP

4.1. Ngăn ngừa nhiễm chéo trong sản xuất

• Trong nhà máy sản xuất thuốc tiêm, nếu phòng pha chế không duy trì áp suất dương, bụi và vi khuẩn có thể xâm nhập, gây nguy cơ nhiễm bẩn sản phẩm.
• Trong khu vực sản xuất kháng sinh, nếu không có áp suất âm, bột kháng sinh có thể phát tán vào không khí, gây dị ứng và ảnh hưởng đến nhân sự.
• Việc kiểm soát áp suất đúng cách giúp ngăn chặn các tác nhân gây ô nhiễm, duy trì môi trường sản xuất sạch theo tiêu chuẩn GMP, WHO.

4.2. Đáp ứng tiêu chuẩn GMP, ISO 14644, WHO

Để đạt chứng nhận GMP (Good Manufacturing Practice), ISO 14644 (Tiêu chuẩn phòng sạch quốc tế) hoặc WHO-GMP, nhà máy cần phải kiểm soát môi trường sản xuất bao gồm độ sạch không khí, áp suất phòng sạch, nhiệt độ, độ ẩm, vi sinh vật.

Hệ thống kiểm soát áp suất giúp:

✅ Đáp ứng yêu cầu về kiểm soát không khí sạch, duy trì mức chênh lệch áp suất tối thiểu 5 Pa giữa các khu vực sản xuất.

✅ Ngăn ngừa nhiễm chéo, đảm bảo tỷ lệ bụi, vi khuẩn trong không khí luôn ở mức cho phép.

✅ Tuân thủ quy định về kiểm soát ô nhiễm trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm chức năng, giúp sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

Ví dụ thực tế:

• Nhà máy đạt GMP-EU phải đảm bảo hệ thống áp suất phòng sạch có chênh lệch tối thiểu 10 Pa giữa phòng sản xuất và khu vực bên ngoài để ngăn bụi bẩn xâm nhập.
• Nhà máy đạt WHO-GMP cần có hệ thống HVAC và quạt FFU để kiểm soát luồng khí sạch, duy trì áp suất dương trong khu vực sản xuất vô trùng.

Lợi ích quan trọng:

• Giúp doanh nghiệp dễ dàng xuất khẩu sản phẩm sang các thị trường quốc tế.
• Giảm thiểu rủi ro sản phẩm bị thu hồi do không đạt tiêu chuẩn kiểm nghiệm chất lượng.

4.3. Cải thiện điều kiện làm việc và bảo vệ nhân sự

• Nhân viên làm việc trong khu vực sản xuất kháng sinh thường có nguy cơ cao bị dị ứng, hệ thống áp suất âm giúp ngăn ngừa bụi kháng sinh phát tán ra ngoài.
• Trong nhà máy sản xuất thuốc tiêm, áp suất dương đảm bảo không khí sạch giúp nhân viên tránh tiếp xúc với vi khuẩn, nấm mốc gây bệnh.
• Hệ thống áp suất phòng sạch kết hợp với quạt FFU, Pass Box, Air Shower giúp cải thiện điều kiện làm việc, bảo vệ sức khỏe nhân viên và nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.4. Tối ưu chi phí vận hành và bảo trì

• Hệ thống FFU sử dụng quạt EC giúp tiết kiệm điện năng hơn quạt AC, giảm chi phí vận hành từ 20-30%.
• Bảo trì định kỳ hệ thống áp suất giúp giảm 40% chi phí thay thế bộ lọc HEPA do giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn.

• Sử dụng đồng hồ đo chênh lệch áp suất để kiểm soát tình trạng hệ thống theo thời gian thực.
• Duy trì bảo trì định kỳ hệ thống HVAC, FFU, Pass Box để kéo dài tuổi thọ thiết bị.

5. Hướng dẫn kiểm tra và duy trì hệ thống áp suất phòng sạch

5.1. Cách đo và kiểm tra áp suất phòng sạch

• Đồng hồ đo chênh lệch áp suất (Differential Pressure Gauge)

• Cảm biến áp suất phòng sạch (Pressure Sensor)

• Đọc số liệu trên đồng hồ đo áp suất để đảm bảo chênh lệch áp suất đạt yêu cầu.
• Kiểm tra tình trạng cửa phòng sạch (đóng mở đúng cách, không bị rò rỉ).
• Quan sát luồng không khí trong phòng bằng cách kiểm tra hướng gió tại các khe cửa hoặc sử dụng giấy thử khói (smoke test).

• Đánh giá hiệu suất của hệ thống quạt FFU và HVAC để đảm bảo cung cấp luồng khí sạch ổn định.
• Kiểm tra cảm biến áp suất và hệ thống điều khiển tự động để đảm bảo hoạt động chính xác.

• Đo chênh lệch áp suất giữa các phòng sạch, hành lang và khu vực không sạch.
• Đánh giá hiệu suất lọc khí của bộ lọc HEPA/ULPA, thay thế nếu có dấu hiệu tắc nghẽn.
• Kiểm tra hệ thống cửa liên động (Interlock System) để đảm bảo không có rò rỉ áp suất.

5.2. Lịch trình bảo trì hệ thống áp suất

• Kiểm tra chênh lệch áp suất giữa các khu vực để điều chỉnh nếu có sai lệch.
• Vệ sinh bề mặt bộ lọc HEPA/ULPA để loại bỏ bụi bẩn, tối ưu hiệu suất lọc.

• Kiểm tra quạt FFU để đảm bảo hoạt động đúng công suất.
• Kiểm tra hệ thống cảm biến áp suất và bộ điều khiển để phát hiện sai số.

• Thay thế bộ lọc HEPA/ULPA nếu thấy giảm hiệu suất hoặc tắc nghẽn.
• Vệ sinh toàn bộ hệ thống HVAC, kiểm tra hệ thống cửa liên động, Pass Box, A
• Bảo trì đồng hồ đo áp suất và cảm biến áp suất
• Hiệu chuẩn (Calibration) thiết bị đo áp suất 6 - 12 tháng/lần để đảm bảo độ chính xác.
• Kiểm tra đường ống dẫn khí của cảm biến áp suất để tránh tắc nghẽn.