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洁净室检测需要检测哪些项目才符合相关标准要求

三方检测机构-冯工 2018-01-20

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洁净室广泛应用于医药、电子、半导体、食品等行业,是保证产品质量、防止污染的核心设施。而洁净室检测验证其是否符合ISO 14644(国际标准)、GMP(医药行业)、GB 50073(国内洁净厂房设计规范)等相关标准的关键环节。只有覆盖关键检测项目,才能确保洁净室的环境参数满足生产要求,避免因环境问题导致产品报废、合规性问题。那么,洁净室检测需要包含哪些项目?这些项目的标准要求又是什么?本文将逐一拆解。

空气洁净度等级:洁净室的“身份标识”

空气洁净度等级是洁净室最核心的指标,依据ISO 14644-1标准,等级按每立方米空气中≥0.5μm和≥5μm的粒子数划分,从Class 1(最高)到Class 9(最低)。比如Class 1级要求每立方米空气中≥0.5μm的粒子数≤10个,≥5μm的粒子数为0;Class 10000级则要求≥0.5μm的粒子数≤10^5个,≥5μm的粒子数≤200个。

不同行业对洁净度等级的要求差异显著:电子行业的芯片生产车间通常需要Class 1或Class 10的高洁净度,以防止粒子损坏芯片电路;医药行业的无菌制剂车间一般要求Class 100(即ISO Class 5)或Class 10000(ISO Class 7),符合GMP附录1的要求;食品行业的洁净车间则多采用Class 100000(ISO Class 8)。

检测空气洁净度等级时,需遵循ISO 14644-2的采样规则:采样点数量根据洁净室面积确定,比如面积≤10m²的Class 5洁净室,至少需要2个采样点;每个采样点的最少采样量也有规定,比如Class 1级要求每点采样量≥100L,以确保检测结果的准确性。

需要注意的是,洁净度等级检测必须在洁净室空调系统稳定运行至少30分钟后进行,且检测期间不能有人员走动或设备操作,避免干扰粒子计数。

悬浮粒子浓度:洁净度的“量化指标”

悬浮粒子浓度是空气洁净度等级的基础数据,检测的是空气中直径≥0.5μm和≥5μm的固体或液体粒子数量。常用的检测仪器是激光粒子计数器,其原理是通过激光照射粒子,产生散射光,再通过光电传感器计数。

采样点的布置需遵循“均匀分布”原则:对于单向流洁净室(如层流手术室),采样点应均匀分布在整个送风截面;对于非单向流洁净室(如一般生产车间),采样点需覆盖洁净室的四角和中心,确保每个区域的粒子浓度都被检测到。

最少采样量是关键参数:根据ISO 14644-2,每个采样点的最少采样量应满足“采样量×粒子浓度≥20个”,以保证统计有效性。比如检测Class 10000级洁净室,若预期粒子浓度为10^4个/m³,每点的最少采样量应为2L(即0.002m³),因为0.002×10^4=20。

检测时,粒子计数器的采样管应垂直向上(单向流)或水平放置(非单向流),采样速度需与洁净室的气流速度匹配,避免因采样速度过快或过慢导致结果偏差。

此外,悬浮粒子浓度检测需在“静态”或“动态”状态下进行:静态是指洁净室已运行,但无人员或设备操作;动态是指正常生产状态,两者的标准要求不同,比如GMP要求无菌制剂车间动态下的粒子浓度需符合相应洁净度等级。

浮游菌与沉降菌:微生物污染的“直接证据”

浮游菌和沉降菌是洁净室微生物污染的主要指标,前者是空气中悬浮的活微生物,后者是沉降在表面的活微生物。两者的检测方法和标准不同,但都是医药、食品行业的必检项目。

浮游菌检测采用“撞击法”:用浮游菌采样器将空气抽入,使微生物撞击到琼脂培养基表面,然后将培养基放入培养箱(30-35℃,48小时)培养,计数菌落数。标准依据ISO 14698-1,要求Class 5洁净室的浮游菌浓度≤1CFU/m³,Class 7洁净室≤10CFU/m³。

沉降菌检测采用“平板沉降法”:将装有琼脂培养基的平皿(直径90mm)打开,放置在洁净室的关键位置(如工作台面、设备上方),暴露时间为30分钟,然后培养计数。GMP要求无菌制剂车间的沉降菌浓度:Class 5级≤1CFU/皿,Class 7级≤5CFU/皿。

需要注意的是,浮游菌采样器的流量需校准:常用的流量是100L/min,若流量偏差超过±5%,会影响采样效率。沉降菌的平皿放置高度应与工作面齐平(约0.8-1.2m),避免因高度过高或过低导致结果不准确。

微生物检测需在动态状态下进行,因为生产过程中人员操作、设备运行会释放微生物,静态检测无法反映实际污染情况。同时,检测前需对采样器、平皿进行无菌验证,防止外源污染。

压差控制:洁净室的“屏障防线”

压差控制是防止外界污染侵入洁净室的关键,通过维持洁净区与非洁净区、不同洁净度等级区域之间的压力差,确保空气从高洁净度区流向低洁净度区。

标准要求:根据GB 50073,洁净区对非洁净区的正压应≥10Pa;不同洁净度等级区域之间的压差应≥5Pa。比如医药行业的无菌制剂车间,洁净区(Class 5)对走廊(Class 8)的正压需≥10Pa,而生物安全实验室的负压区(如P3实验室)则需维持对相邻区域的负压(≤-10Pa),防止有害微生物扩散。

检测仪器是数字压差计,其精度需≥0.1Pa。布点位置包括:洁净室与走廊的 doorway、不同洁净度等级区域的隔墙、空调机房与洁净室的连接处。检测时需关闭门窗,空调系统稳定运行30分钟后进行。

压差异常的常见原因:送风量不足、排风量过大、门窗密封不严。比如洁净室的门缝隙过大,会导致正压无法维持,此时需更换密封条或调整送排风量。

在食品行业,烘焙车间的冷却区需要维持对包装区的正压,防止包装区的微生物进入冷却区污染产品;而屠宰车间的分割区则需维持对宰杀区的正压,避免宰杀区的血水、异味进入分割区。

温湿度:产品质量的“隐形影响者”

温湿度对产品质量和生产过程有直接影响:过高的温度会导致药品失效、电子元件性能下降;过低的湿度会产生静电,损坏芯片或引起粉尘飞扬;过高的湿度则会导致微生物滋生、材料发霉。

不同行业的温湿度要求:电子行业的芯片生产车间,温度通常控制在20-24℃,湿度控制在40-60%,以防止静电(湿度低于40%时,静电电压可达数千伏);医药行业的GMP要求,洁净室的温度为18-26℃,湿度为45-65%;食品行业的冷藏车间,温度需≤4℃,湿度为85-90%,以保持食品新鲜。

检测仪器是温湿度计,精度要求:温度±0.5℃,湿度±2%RH。布点位置需覆盖洁净室的各个区域,比如角落、设备附近、人员操作区,每个区域至少一个测点。

检测时需注意:温湿度计应放置在工作面高度(约1m),避免直接暴露在送风口下,因为送风口的温度、湿度与室内平均水平差异较大。同时,检测时间需覆盖整个生产周期,比如医药行业的无菌生产,需连续监测温湿度,确保全过程符合要求。

温湿度异常的调整方法:若温度过高,可增加空调的制冷量或调整送风温度;若湿度过低,可开启加湿器(注意使用无菌水,避免微生物污染);若湿度过高,可开启除湿机或增加通风量。

风速与风量:气流组织的“核心参数”

风速与风量决定了洁净室的气流组织效果,直接影响洁净度和污染物的排除能力。单向流洁净室(如层流手术室)依赖高风速的垂直或水平气流,将污染物带出洁净室;非单向流洁净室(如一般生产车间)则通过足够的换气次数,稀释室内污染物。

单向流洁净室的风速要求:根据ISO 14644-3,单向流洁净室的平均风速应在0.36-0.54m/s之间,风速不均匀度(最大风速与最小风速的差除以平均风速)应≤20%。比如层流手术室的送风风速需维持在0.45m/s左右,确保手术区域的无菌环境。

非单向流洁净室的风量要求:以换气次数表示,即每小时送入洁净室的空气量与洁净室体积的比值。根据GB 50073,Class 10000级洁净室的换气次数为15-25次/h,Class 100000级为10-15次/h。比如一个100m³的Class 10000级洁净室,每小时的送风量需达到1500-2500m³。

检测仪器:风速用热球风速仪(精度≥0.05m/s),风量用风量罩(精度≥2%)。检测单向流洁净室时,风速仪需在送风截面的多个点测量,取平均值;检测非单向流洁净室时,风量罩需覆盖送风口,直接测量送风量。

风量计算:对于矩形送风口,风量=风速×风口面积×3600(单位:m³/h)。比如一个0.5m×0.5m的送风口,风速为0.4m/s,风量=0.4×0.25×3600=360m³/h。

表面微生物:直接接触的“污染风险”

表面微生物是指设备、台面、墙面、地面等与产品直接或间接接触表面的活微生物,其污染风险远高于空气微生物,因为产品可能直接接触这些表面。

检测位置:重点覆盖与产品直接接触的表面,如制药厂的灌装机针头、食品厂的包装机台面、电子厂的芯片载具;其次是人员频繁接触的表面,如门把手、操作按钮;还有墙面、地面的交接处(易积尘)。

检测方法:常用的有棉签擦拭法和接触碟法。棉签擦拭法:用无菌棉签蘸取中和剂(如0.1%蛋白胨水),沿“Z”字形擦拭表面(面积25cm²),然后将棉签放入无菌洗脱液中振荡,取洗脱液接种到琼脂培养基上培养(30-35℃,48小时),计数菌落数。接触碟法:将装有琼脂培养基的接触碟(直径55mm)直接按压在表面,接触时间10秒,然后培养计数,结果以CFU/碟表示。

标准要求:根据ISO 14698-2,制药行业的关键表面(如灌装机)微生物浓度≤1CFU/25cm²,一般表面(如墙面)≤10CFU/25cm²;食品行业的接触面微生物浓度≤10CFU/cm²。

注意事项:检测前需对表面进行“预清洁”(如用75%乙醇擦拭),但不能消毒,因为消毒会杀死微生物,无法反映实际污染情况。同时,采样后的棉签或接触碟需在2小时内送实验室培养,避免微生物死亡。

高效过滤器完整性:洁净空气的“最后防线”

高效过滤器(HEPA)是洁净室空调系统的核心部件,负责过滤空气中≥0.3μm的粒子,过滤效率≥99.97%。若过滤器有泄漏,未过滤的空气会直接进入洁净室,破坏环境。

检测方法:常用的是PAO(聚α-烯烃)发烟法,其原理是在高效过滤器的上游发烟(产生≥0.3μm的PAO粒子),然后用激光粒子计数器检测下游的粒子浓度,计算泄漏率(泄漏率=下游粒子浓度/上游粒子浓度×100%)。

操作步骤:1. 关闭洁净室的空调系统,将PAO发生器连接到过滤器的上游风管;2. 启动PAO发生器,产生稳定的烟雾,确保上游粒子浓度≥10^6个/L;3. 用粒子计数器的探头沿过滤器的边框、接缝、表面缓慢移动(速度≤5cm/s),检测下游的粒子浓度;4. 若某点的泄漏率>0.1%(ISO 14644-3标准),则判定该过滤器泄漏。

泄漏的修复:对于边框泄漏,可使用密封胶(如硅酮胶)密封;对于过滤器表面泄漏,若泄漏面积较小(≤1%),可使用补丁(如无菌胶带)覆盖;若泄漏面积较大,则需更换过滤器。

检测周期:根据ISO 14644-3,高效过滤器的完整性检测应在安装后、更换后、每6个月进行一次。在医药行业,GMP要求每3个月检测一次,以确保过滤器的有效性。

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