كيفية إجراء موازنة الهواء لأنظمة التكييف والتهوية؟

في مشاريع المستحضرات الصيدلانية الحيوية، غالبًا ما يكون ضبط توازن الهواء مهمة معقدة. يستهين معظم الناس بالخطوات والمدة الزمنية والمشاكل المحتملة التي ينطوي عليها هذا الإجراء، وهو ليس بالأمر الهين على الإطلاق. قبل الخوض في التفاصيل، دعونا نتساءل: ما هو الهدف النهائي من "ضبط توازن الهواء" في منشآت المستحضرات الصيدلانية الحيوية؟ ظاهريًا، يبدو الهدف واضحًا: ضبط وموازنة معدلات تدفق الهواء النقي، وهواء التزويد، وهواء العودة، وهواء العادم، وفقًا لمواصفات تصميم جميع أنظمة وحدات معالجة الهواء في المنشأة. لكن في الواقع، هذه مجرد وسيلة لتحقيق غاية. هدفنا النهائي هو تلبية متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة (GMP): نظافة الغرف النظيفة وتدرج الضغط.

أولاً: مفهوم توازن الهواء

ينقسم توازن الهواء إلى مرحلتين: التوازن الساكن والتوازن الديناميكي.

ثانياً: التوازن الساكن

يُعدّ التوازن الساكن أول إجراء يُنفّذ بعد بدء تشغيل النظام واختبار وحدة مناولة الهواء. يهدف هذا الإجراء الأولي إلى ضبط معدلات تدفق الهواء النقي، وهواء التغذية، وهواء العودة، وهواء العادم، لتتوافق مع القيم التصميمية. ويتحقق ذلك من خلال تنظيم المخمدات اليدوية، وصناديق حجم الهواء الثابت (CAV)، وصناديق حجم الهواء المتغير (VAV) داخل مجاري الهواء. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن ضبط تدفق الهواء عند كل مخرج لهواء التغذية ومدخل هواء العودة/العادم في جانب الغرفة.

من المهم ملاحظة أن ضغط الغرفة لا يُشكل مصدر قلق خلال مرحلة التوازن الساكن. في حال وجود وحدات تحكم في حجم الهواء المتغير (VAV) في نظام الهواء الراجع/العادم، فإنها تُثبّت على معدل التدفق التصميمي. بعبارة أخرى، يعمل النظام في وضع ثابت ولا يتأثر بأي تغييرات في ضغط الغرفة. يُجرى التوازن الساكن على أساس كل نظام على حدة.

يتطلب تحقيق التوازن الثابت الناجح للنظام تقرير توازن يتضمن على الأقل العناصر التالية:

• معدل تغيير الهواء في الساعة (ACH)
• معدل تدفق الهواء النقي لوحدة معالجة الهواء
• معدل تدفق هواء التزويد (القنوات الرئيسية والفرعية)
• معدل تدفق الهواء العائد (القنوات الرئيسية والفرعية)
• معدل تدفق هواء العادم (القنوات الرئيسية والفرعية)
• تدفق الهواء عند كل مخرج ومدخل للغرفة
• سرعة تدفق الهواء على سطح مرشح HEPA

بمجرد أن تحقق جميع الأنظمة التوازن الثابت (أي أن جميع العناصر المذكورة أعلاه تستوفي معايير القبول)، تنتقل العملية إلى المرحلة التالية: التوازن الديناميكي.

ثالثًا: التوازن الديناميكي

قبل البدء في عملية التوازن الديناميكي، يجب أن تكون جميع أنظمة وحدات مناولة الهواء قد أكملت عملية التوازن الساكن. هذا شرط أساسي للدخول في هذه المرحلة.

ماذا يحدث أثناء عملية التوازن الديناميكي؟ ببساطة، تقوم بفتح صناديق التحكم في تدفق الهواء المتغير (إن وجدت) لتشغيلها في ظروف ضغط الغرفة، ثم تبدأ بمراقبة ضغط الغرفة. وكما نعلم جميعًا، يُعدّ تدرج الضغط (فرق ضغط لا يقل عن 10-15 باسكال بين الغرف ذات مستويات النظافة المختلفة) شرطًا أساسيًا لمرافق الصناعات الدوائية الحيوية.

في حال عدم تركيب صناديق VAV، يجب إجراء تعديلات على صناديق CAV أو المخمدات اليدوية على جانب هواء العودة/العادم لتحقيق ضغط التصميم. أثناء الموازنة الديناميكية، يتمثل الهدف الأساسي في تحقيق ضغط الغرفة الصحيح، والذي يُفترض تحقيقه عن طريق ضبط معدل تدفق هواء العودة/العادم داخل الغرفة. قد يكون من الضروري أحيانًا ضبط معدل تدفق هواء التزويد المُحدد أثناء الموازنة الساكنة، ولكن ينبغي اعتبار ذلك خيارًا أخيرًا.

بمجرد الوصول إلى الضغط المطلوب واستقراره، تكون العملية قد اكتملت تقريبًا. يجب أن يتضمن تقرير التوازن الديناميكي العناصر التالية:

• ضغط الغرفة (بيانات الاتجاه لمدة 24 ساعة كحد أدنى)
• معدل تغيير الهواء في الساعة (ACH)
• معدل تدفق الهواء النقي لوحدة معالجة الهواء
• معدل تدفق هواء التزويد (القنوات الرئيسية والفرعية)
• معدل تدفق الهواء الراجع (القنوات الرئيسية)
• معدل تدفق هواء العادم (القنوات الرئيسية)
• تدفق الهواء عند كل مخرج ومدخل للغرفة
• سرعة تدفق الهواء على سطح مرشح HEPA

إذا لم تستوفِ أي من القيم معايير القبول، يلزم إجراء تعديلات إضافية. يتطلب التوازن الديناميكي صبرًا كبيرًا من الفريق، إذ ينطوي على إيجاد التوازن الأمثل بين كمية الهواء النقي المُزوَّد، وحجم الهواء المُعاد تدويره، وفرق الضغط، ومعدل تدفق الهواء، وتكاليف التشغيل.

ملاحظات ختامية

تُعدّ بيئة الغرف النظيفة في صناعة الأدوية أساسية لجودة المنتج. ويُعتبر كلٌّ من حجم الهواء ومعدل تغييره في الساعة من عناصر الاختبار الإلزامية المحددة في لوائح ممارسات التصنيع الجيدة. ويرتبط توازن الهواء ارتباطًا مباشرًا بقدرة نظام التنقية على الحفاظ باستمرار وثبات على بيئة الإنتاج المطلوبة والعمل بشكل طبيعي.

يُعدّ التوازن الدقيق للهواء إجراءً فعالاً لتوفير الطاقة. فإذا تجاوز حجم الهواء المُزوَّد الطلب الفعلي بكثير، أو إذا أدّى الضغط الإيجابي المفرط إلى تسرب كبير للهواء النظيف، فسيحدث هدر كبير للطاقة. ومن خلال إجراء تعديلات دقيقة لتمكين النظام من "تزويد الهواء عند الحاجة"، يُمكن خفض تكاليف التشغيل بشكل ملحوظ مع ضمان الامتثال للمعايير البيئية.

شركة سوتشو فارما للآلات المحدودة

2026/01/05

جينو