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制药企业洁净车间照明要求,洁净车间照明怎么设计?



近年来,生物医药行业在世界范围都呈现出快速增长的态势,这为人类健康和疾病治疗提供了更多的机会,也对生产环境的照明提出了更高的要求。本文从洁净环境、生产工艺、材料特性等方面分别阐述对空间照明、照明灯具和光源的洁净车间照明要求,可以为制药工业的照明设计和施工提供指导,也可以为灯具制造商提供产品设计与制造的参考。


 

洁净车间照明环境对灯具的要求

生物医药的制造过程需要在洁净室完成,而洁净室技术是建立在空气过滤基础上的,不同等级的洁净室需要不同的气流组织方式和不同规格的空气过滤器,因此在做洁净室照明设计时,就要考虑灯具的外观和结构要符合洁净室的要求。

图1.典型的洁净室结构

1、灯具的外形不能积聚灰尘,设计上必须按照流体力学的要求,将灯具外形设计成流线型结构,表面没有任何凸起、凹陷、缝隙和段差,这也是洁净室灯具和通用空间灯具的直观区别。

图2.典型的洁净室用LED面板灯

2、灯具的结构不能对气流形成阻碍,为此传统灯具设计成嵌入式,即把灯具安装到洁净室的天花板内,但这样会存在很多问题,在天花板上开孔,不仅会产生很高的施工成本,也降低了顶板的机械强度,还会在灯具和顶板开孔处留有缝隙等。在可能的情况下,洁净室照明设计应避免嵌入式结构,优选薄型面板结构,直接吸顶安装。考虑到对气流的影响,建议灯具厚度控制在15mm以内,或者采用圆弧形边框结构。

3、灯具表面应光滑而均匀,不能吸附尘埃,可以通过防静电处理来满足。对于需要生物洁净的空间,灯具表面还要能够防菌,微生物落入灯具表面后不能滋生。为此,灯具表面要用斥水性材料,不能形成微生物存活的溶液环境。

 

生产工艺对照明的要求

医药生产工艺非常复杂,生产车间有众多的小面积操作间,还有很多更衣室、通道和传递窗,这些空间一般只有几平方米到几十平方米,有时甚至不足一平方米,需要在满足功率密度限值的前提下进行照明设计。

1、照度是照明环境的基本要求,但对于小空间,室型指数很差,可能小到0.5以下,照明手册甚至都没有空间利用系数的参考取值,照明没设计非常困难。我们为此进行了大量的测算,编制了一个空间系数选择表,可以为设计师提供参考。

2、生物医药工厂的洁净室建造成本很高,必然要求较高的空间利用率,同时车间内安装有大量的生产设备和仪器,也影响了灯具的空间布局,对于照度均匀度0.7的标准要求[1],设计上需要充分考虑灯具的安装位置和出光角度。为保证较高的照度均匀度,需要结合生产工艺,选择专业配光的灯具,并合理布局灯具的安装位置。

3、洁净室工作人员需要在完全密闭的非自然条件下长时间工作,所以对光品质的要求就更高,这些要求包括频闪和眩光的控制以及光生物安全。出于功率密度的考虑,一般均采用直接照明,在建筑上要避免使用强反射的表面材料,在灯具配光上要尽可能采用面光源,减少点光源和线光源的应用。

4、制药生产过程中存在各种化学气体,从而对生产空间提出了防爆要求,目前可以同时满足洁净要求和防爆标准的产品。

 

药品和材料对照明光谱的要求

有一些药品或其原料都有光化学敏感性,稳定性差,遇光易发生氧化、分解、变色等反应,尤其是一些化疗药物,溶解后可发生裂环、重排、水解、聚合、氧化、异构化等复杂的反应,光照条件可促进上述反应的进程[3]。因此这些药物在生产、运输和仓储过程中都需要采取避光措施。在生产过程中,要根据工艺条件的要求,既要提供足够的照明以便于生产作业,又要防止光照造成药剂的功效降低。在照明器具选择上,就应避免高能量的光照,一般可以选择长波低能量的光源。

表2 常见光敏感性药物

心血管用药

吡啶类如尼莫地平、西尼地平、硝苯地平等

噻嗪类如盐酸异丙嗪、盐酸氯丙嗪等

酚羟基如肾上腺素、**、多巴胺等

硝普钠

抗生素药物

喹诺酮类如左氧氟沙星、环丙沙星、依诺沙星、莫西沙星等

头孢类如头孢美唑、头孢曲松钠、头孢唑啉钠、头孢噻肟等

磺胺类如四环素等

抗肿瘤药物

环磷酰胺、阿糖胞苷、甲氨蝶呤、长春新碱

抗精神病药物

吩噻嗪类如氯丙嗪等

维生素类

维生素C及B族维生素

灯具工程师和药剂师们进行了共同的课题研究,针对不同药物或其原材料的光化学特性,选取不同波长的光源,进行正交试验,从而找出这些药物最不敏感的波长,然后按照这样的条件制作了专用灯具。

图4. 骨化三醇的照明光源主波长在640nm

 

制药工业照明要符合通用照明的一般要求,也有其自身的特点,照明设计师应该和药物科学家、制药工程师、灯具和光学工程师充分沟通,选择符合工艺要求的照明产品。同时,照明设计师还要和建筑、暖通、电气等专业的设计师相互合作,在满足洁净室条件和空间要求的情况下开展照明设计,提供符合制药生产要求的照明环境。

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