尘埃粒子在线监测系统.doc

尘埃粒子在线监测系统 北京13718238054 连

多点洁净环境在线监测系统

2012年 北京

顾客单位：

系统名称：
洁净环境实时监测系统
客户编号：

供 方：
北京世纪晨曦
发放日期：
2011年10月

目 录
1 概述 3
2 方案介绍 4
2.1 规则标准 5
2.1.1 设备制造标准 5
2.1.2 安装标准 5
2.1.3 技术规范ISO 14644-1 5
2.1.4 技术规范EU GMP 2009 Annex 1 5
2.2 系统组成 6
2.3 主要功能 6
2.4 系统信号连接示意图 7
2.5 粒子计数器安装布置图（根据客户实际情况量身布点） 8
2.6 粒子计数器安装样例 8
2.7 系统主要部件参数及说明 9
2.7.1 远程粒子计数器5104V（Remote Sensor 5104V） 9
2.7.2 系统集成控制柜 10
2.7.3 报警灯 10
2.7.4 软件 11
2.7.5 其他安装辅材 16
2.7.6 浮游菌采样器 14
2.7.7 风速探头 15
2.7.8 温湿度控头………………...………………………………………………… 15
2.7.9 微压差探头…………………………………………………………………….16
3 系统合理性、可靠性、实用性、安全性 17

1 概述
生产环境的洁净程度对制药行业有着至关重要的作用。空气中的污染物质会使药品受到不良影响，甚至改变性能。危害药品质量的污染物质，除了与其他工业洁净厂房一样，主要是悬浮在空气中的粒子外，还有依附在粒子上的微生物。尘埃粒子不仅会污染产品而且也是细菌附着的载体，尘埃的多少往往标志着细菌等微生物的多少。因此，空气中尘埃粒子的数量和分布情况与环境的洁净程度有很大的关系。
目前，药厂的监测方法一般都是定期的人工巡检，可采用手持式或台式单台粒子计数器。但存在以下缺点：
1） 人工监测将给洁净厂房带来额外的人员和设备，增加了洁净负荷。人体代谢约表皮细胞和设备带入的污染物,会影响洁净厂房的洁净度而且还会使监测的数据偏离实际运行的情况。
2） 人工监测缺乏采样点和采样时间的固定性。在手工操作下，前后两次采样点的位置很难保证在同一点，采样的时间也不能保证在不同班次或日期的同一个相对或绝对时刻。因此，监测数据之间很难产生相对的联系，没有可比性，不利于判断系统运行的长期趋势。
3） 人工监测所取得的数据在生成报告时缺乏一致性和连续性，而且需要转录或其他处理，往往会造成人为的错误。
4） 人工巡检的检测报告是滞后的结果，即使发现了问题，但是环境污染造成的经济损失已不可弥补。
5） 人工监测是一项强度比较高的劳动，将耗费大量的人力资源。
在生产过程中，环境的情况往往是变化的，原材料的进出、人员的更换以及产品的变化都将对厂房的洁净程度有所影响。往往在一个班次开始时环境是满足要求的而在结束时发现粒子数超出了标准。由于人工监测无法提供连续监测数据，因此无法估计系统是在何时偏离了规定工况，更无法估计产品的质量情况。这就违背了保证洁净室空气质量，进而提高产品质量的初衷。
而洁净度定点实时监测系统避免了人工监测的种种缺陷。它是将多台远程遥控粒子传感器安装在各个所需的采样点。分别分布在各处的粒子传感器随时测量被采样的空气，并将测量结果通过数据线和接口传送到计算机。若配上各类环境传感器，通过计算机得到各个测量点的环境参数值。这样一来， 计算机同时可以显示各点的粒子计数值，温度，湿度和压差，风速，浮游细菌数等。
2 方案介绍
本方案包括整个系统方案研讨设计、系统安装施工、运行测试调试、相关认证的交钥匙工程。
系统集成了颗粒计数、浮游菌采样、温湿度、微压差、风速的功能；并通过系统的自动控制来准确的采集被监测环境中的各类参数。并且允许最终使用者通过自身生产要求设定报警系统的限制，完成对各环境参数超标状况的实时在线监控。以达到最终用户正常生产环境指标的洁净要求。
本系统根据新版GMP，FDA 及EC GMP，PIC/S等 规则。本次方案包含如下内容：
1、颗粒传感器系统
2、浮游细菌采样系统（待定）
3、风速参数
4、警报系统（待定）
5、SX-M 实时监控软件系统
6、项目管理、安装调试、系统测试服务
7、 认证文件
8、 售后服务

我们将清晰和准确的根据用户希望的系统功能来进行设计与施工。严格执行客户需要。
2.1 规则标准
2.1.1 设备制造标准
本系统主要设备粒子计数器是依据ISO 21501、16330-2004标准要求进行设计、制造，判定；并执行校准标准 GB/T6167-2007,JJF1190-2008。
2.1.2 安装标准
本系统依据GB50073-2001洁净厂房设计规范,GB50457-2008医药工业洁净厂房设计规范进行设计、安装。
2.1.3 技术规范ISO 14644-1
目前洁净室级别分级的标准是 ISO 14644-1:1999(E)， 本方案依据ISO 14644-1 Class 5 的要求进行设计。完全符合ISO的要求，系统软件可以根据ISO的要求自动输出报告，计算UCL。
执行标准如下：
ISO14644分级
最大允许浓度极限（颗粒数/m3）
FS 209E
净化判定
≥0.1μm
≥0.2μm
≥0.3μm
≥0.5μm
≥1.0μm
≥5.0μm
ISO1级
10
2

ISO2级
100
24
10
4

ISO3级
1,000
237
102
35
8

1级
ISO4级
10,000
2,370
1,020
352
83

10级
ISO5级
100,000
23,700
10,200
3,520
832
29
100级
ISO6级
1,000,000
237,000
102,000
35,200
8,320
293
1,000级
ISO7级

352,000
83,200
2,930
10,000级
ISO8级

3,520,000
832,000
29,300
100,000级
ISO9级

35,200,000
8,320,000
293,000

2.1.4 技术规范EU GMP 2009 Annex 1，SFDA 附录一
本方案在设计上充分考虑了 EU GMP 2009 Annex 1 及SFDA 附录一的相关要求，系统也可以根据该规范标准输出标准报告。 这个标准要求0.5和5.0微米的数据， 任意项目超标，将触发报警。
执行标准如下：

2.2 系统组成
本方案以9个颗粒采样点，0个浮游菌采样点，1个风速参数，组成此次两灌装线的洁净环境实时在线监测系统。
系统构成分别是：
主要部件名称
说明

粒子计数器
3016-3P (每个粒子计数器配一个等动力采样头、探头帽子、内置真空泵)

浮游菌采样器
微孔撞击式，外置采样

相关环境探头
风速，压差，温湿度

报警灯
alarm light IP54三层 带蜂鸣器

软件
制药行业专用版本SX-M

配件
过滤器、通讯线、线缆等
匹配
2.3 主要功能
本方案主要承担用户生产区在线尘埃粒子和浮游菌监测系统的定义、实施和测试。该远程粒子监控系统设计为具有如下主要功能：
1、 远程控制功能：
可在控制室通过计算机进行远程实时监控及设定报警、数据储存、报告编辑、打印输出等；
2、 粒子监测功能：
通过3016P粒子计数器（0.5、5.0微米， 2.83升/分钟，内置真空泵）用以监测空气中的粒子数；
3、 声光报警功能：
报警系统具有采样流量报警、通讯失败报警、数值超标报警、硬件故障报警等多种报警功能，以声、光等方式进行报警提醒，以保证系统长期安全、稳定地运行；
4、 流量监测功能：
监测每一台粒子监控设备的运行流量，并提供流量是否运行正常的状态，如设定点流量+/-10％时提供报警信息反馈；
5、 连续监测功能：
在无菌环境中工作的粒子计数器可以24小时进行连续的监测工作，并内置流量监控；
6、 浮游菌采样功能：
提供的采样流量可达28.3升/分钟。实现无菌灌装区内不干扰采样，外置取盘行动方案。
7、 风速监测功能：
监测布置点位的实时风速数据；
2.4 系统信号连接示意图
在监控区安装的传感器可以24 小时不停的连续采样，将采集到的数据传输给控制室的电脑存储并加以分析，根据不同的软件设置提供实时数据、历史数据、实时报警、图表、打印、编辑等。

系统信号连接示意图
2.5 粒子计数器安装布置示意图（根据客户实际情况量身布点）

第 19页 共 19 页
2.6 粒子计数器安装样例

2.7 系统主要部件参数及说明
2.7.1 远程粒子计数器3016-3P

1、粒子计数器3016-3P参数表：

粒径范围:
0.3– 10 μm
通道大小:
标准: 0.5, 5.0,μm
计数效能:
50% @ 0.5 μm; 100% for particles > 0.75 μm (per JIS)
流速:
0.1 CFM (2.83 LPM)
激光源:
Laser Diode，激光二极管
零计数度:
<1 count / 5 minutes (per JIS)，<1 计数/5分钟 (每JIS)
浓度控制:
5%在2,000,000粒/立方英尺
校准:
上海计量院/苏州计量院（CNAS）
真空要求:
内置真空泵，原装德国进口
通讯模式:
RS-485 MODBUS RS-485协议
LED指示灯:
电源，流量，运行，采样
数据存储:
900组
连接器:
DB-15
软件:
制药行业专用版本LMS Pharma Edition
外壳:
Stainless Steel，不锈钢 316L
电源:
24 VDC，24伏直流电
尺寸:
20 cm(长) x 10 cm(宽) x 23 cm高）
重量:
1.5 公斤

2、环境要求:
操作: 温度50°F到104°F (10°C到40°C) / 湿度20% to 95% 无凝结。
存储: 温度14°F到122°F (-10°C到50°C) / 湿度98% 无凝结。
3、配件：等动力采样探头、探头帽子、管路等。管路采用聚四氟乙烯材料。

2.7.2
2.7.3 系统集成控制柜
控制柜配置说明：
专业控制柜不锈钢外壳，由220V电源接入并提供1个散热风扇，内部可集成所有的信号转换器、PLC以及相应的通讯接口。
此次方案共配置一个20口数字信号输出模块，可供接入20个RS458数字信号传感器；一个8口数字信号输入模块可接入继电器，通断信号用于报警灯。
本控制柜中增加7口延时开关信号输出模块，控制控制浮游菌电磁开关阀；以及8口模拟信号输入模块，供接入4－20mA模拟信号传感器（如温湿度、压差传感器）。

内部结构 背板接口

2.7.4 报警灯
声光报警系统放置在显眼位置，可以提供声音或可视的报警信号，警报可以转换成多色信号灯显示，其中每一种颜色表示的意义是可以编辑定义的。提供4种现场报警输出功能，以保证系统长期稳定的运行。

参数表：
型号
IP54

性能
专业 3层 带蜂鸣器（声音强度大于 85DB）
功能
采样流量报警，通讯失败报警、数值超标报警、硬件故障报警
指示灯
绿色、黄色、红色三色 LED
信号输入
开关信号
电源
24 VDC，24伏直流电
尺寸大小
直径60mm

2.7.5 软件 SX-M
该软件是适合医药行业的专用软件，可以接入颗粒计数器、浮游菌采样器、温度湿度传感器、压差传感器等，符合21 CFR Part 11，包含数据库、客户级别控制、电子签名、时间追踪、历史记录等符合医药行业软件规定的所有相应功能。
软件特点：
1、开放型的架构；
2、模块化，可扩展；
3、实时数据显示，图形、表格、数据状态、平面图显示；
4、历史数据查询；
5、无限数据存储容量；
6、各类数据输出；
7、自动报警；
8、自动出报告；
9、系统安全性登入 ；
10、符合 21CFR Part 11 相关要求

软件运行界面示意图如下：

（文件功能菜单列表）

测量点定义列表

监测界面

数据日志

数据曲线分析

图5 报警原因说明

图6 历史数据查询

图7 历史数据

图8 历史数据曲线

2.7.6 其他安装辅材
安装的辅材主要有CAT5超五类带屏蔽网线、1 平方四芯电源线、316 不锈钢的 3/8 英寸和2英寸套管、传感器盒子等，室内电缆穿线管采用不锈钢材质，符合FDA认证要求。

2.7.7 浮游菌采样器
1、特点说明：
1）、设计依据法规 ISO 14698-1 洁净室内浮游生物的控制与检测
2）、按照USP797 环境要求测试
3）、流量 1.0 立方英尺/分钟 （28.3升/分钟）
4）、外壳采用316L不锈钢材质
5）、可以进行远程控制
6）、最长可以接30米
7）、可以设计固定在墙壁上或先期与联动线供应商进行配合
8）、适合接入设备监控系统
9）、提供RS-232， RS485Modbus 或者 Moudbus TCP 输出
10）、系统配置简单

2、浮游菌采样器安装样例：

浮游菌采样器安装样例
2.7.8 风速探头
1，0～2m/s
2，± 3 % 读数 ± 0.3 m/s
3，分辩率 0.1 m/s

2.7.9 温湿度探头
1，湿度：-40-100
2，温度：0-100Rh

2.7.10 微压差探头

1，量程：-5-125Pa
2，输出电压：0.25-4.0V DC
3，高分辨率：0.05Pa
4，高精度：0.2% FS
3 系统合理性、可靠性、实用性、安全性
本系统是按照GMP要求进行设计安装的，能够准确、连续、稳定、可靠地实时的检测运行。能够在无菌生产过程中和非工作过程中，持续取样满足监测的直径0.5μm-5.0μm 的粒子，采样量为2.83升/分钟（浮游菌采样器的流量为28.3升/分钟）。系统提供的精密设备（如粒子计数器、浮游菌采样器等）能适应10℃至40℃的工作环境，不锈钢外壳对于硬件设备有良好的保护作用。对于粒子计数器的安装点选择，遵循EU GMP2009 的要求，实现了对整个生产环境的合理监测。
系统还可以继续增加额外的计数器，具有良好的拓展性和延伸性；用于尘埃粒子计数器的真空泵及附注设备能够安装在清洁区外面，便于维护。
软件系统设计合理，功能实用、易操作。软件能够运行在Microsoft Windows XP系统中，可以设置图形的人机界面，能够显示一个以上的远程粒子计数器的趋势，对超出规格的粒子计数能够以图像和声音显示，可以实时控制浮游菌采样器的运行与停止，具有良好的实用性；数据采集每分钟记录，并显示成粒子数/立方英尺或者粒子数/立方米，提供流量报警；系统的数据库能够储存监控系统里至少365天（或更多）的所有数据，这些数据可以由程序直接调出，也能够以其他媒体如USB闪存驱动器等接口设备保存或备份数据。
在可靠性、安全性方面，粒子计数器能提供900组数据存储容量，保证通讯中断时有足够大的容量暂时存储数据，在通讯恢复后继续传送，保证数据连续性。软件系统可以作为一个独立的系统，所有数据收集驻留在主计算机，粒子尘埃在线监测系统的服务器或主PC 机设计以防止任何未经授权的人或附注程序使用该系统的功能，未经许可，不得退出在线监测系统程序。主PC在机房（管理室内）运行，系统实时监测，数据实时保存，并提供打印服务。
经过对整个施工过程的项目管理，系统安装完毕后，能够得到充分的测试，包括安装确认（IQ）和运行确认（OQ）以及PQ。并最终提供所有满足21 CFR PART 11 部分的资料文档，协助用户的工程符合下列GMP 要求：
1、SFDA 附录一，满足21CFR 210 CGMP 中生产，加工包装，保存等一般规则；
3、满足21 CFR 211 CGMP 部分成品药品现行制造规范；
4、满足21 CFR 11 部分的电子记录，电子签名。