Trong hạ tầng kỹ thuật của nhà máy dược phẩm, hệ thống Xử lý không khí (HVAC) đóng vai trò quyết định trong việc thiết lập môi trường sản xuất vô khuẩn và kiểm soát nhiễm chéo.
Tuy nhiên, sự chuyển dịch từ tiêu chuẩn WHO GMP lên EU GMP (với trọng tâm là Annex 1 phiên bản 2022) không chỉ đơn thuần là việc tăng công suất thiết bị hay độ dày của màng lọc. Đó là cuộc cách mạng về tư duy thiết kế: chuyển từ "Kiểm soát thông số định kỳ" sang "Chiến lược kiểm soát tạp nhiễm tổng thể" (Contamination Control Strategy - CCS).
Bài viết dưới đây của GMPc Việt Nam cung cấp cái nhìn kỹ thuật toàn diện nhất về sự khác biệt giữa hai tiêu chuẩn này, giúp Chủ đầu tư và Ban quản lý dự án đưa ra các quyết định thiết kế chính xác ngay từ giai đoạn đầu tư.
1. Triết Lý Thiết Kế & Quản Trị Rủi Ro
Sự khác biệt nền tảng bắt đầu từ phương pháp tiếp cận quản lý chất lượng.
1.1. WHO GMP: Tiếp cận dựa trên Phân loại (Classification Based)
- Đặc điểm: Tập trung vào việc phân loại cấp sạch (A, B, C, D) và đảm bảo các thông số (tiểu phân, vi sinh, nhiệt ẩm) đạt yêu cầu tại thời điểm kiểm tra (thường là 6 tháng hoặc 1 năm).
- Hạn chế: Ít chú trọng đến các rủi ro xảy ra giữa các kỳ kiểm tra. Thiết kế thường dựa trên kinh nghiệm hoặc sao chép các mô hình cũ (Template design).
1.2. EU GMP: Tiếp cận dựa trên Chiến lược Kiểm soát (CCS Based)
- Đặc điểm: Hệ thống HVAC được xem là một rào cản kỹ thuật (Engineering barrier) trong tổng thể Chiến lược kiểm soát tạp nhiễm (CCS).
- Yêu cầu: Mọi thông số thiết kế (lưu lượng gió, chế độ chênh áp, vị trí hồi gió) bắt buộc phải có Biện giải khoa học (Scientific Justification) dựa trên Đánh giá rủi ro chất lượng (QRM). Hệ thống phải được thiết kế để giám sát liên tục các thông số tới hạn (CPP) nhằm phát hiện xu hướng bất thường trước khi sai lệch xảy ra.
2. Phân Tích Sự Khác Biệt Về Kỹ Thuật (Phần Cứng)
2.1. Kiểm Soát Dòng Khí Tại Khu Vực Cấp A (Grade A Airflow)
Đây là khu vực rủi ro cao nhất (xử lý hở sản phẩm vô trùng).
- WHO GMP: Thường quy định cứng nhắc vận tốc gió là 0.45 m/s ± 20%. Nhiều đơn vị thiết kế chỉ tập trung đạt con số này mà bỏ qua tính đồng nhất của dòng khí.
- EU GMP (Annex 1 - Clause 4.32):
+ Xác định dải 0.36 – 0.54 m/s chỉ là giá trị hướng dẫn (Guidance value).
+ Yêu cầu cốt lõi: Phải chứng minh dòng khí là đơn hướng (Unidirectional airflow) và có khả năng quét sạch tiểu phân phát sinh tại vị trí làm việc.
+ Kiểm chứng: Bắt buộc thực hiện Thử nghiệm khói (Smoke Visualization Test) trong cả trạng thái tĩnh (At rest) và động (In operation). Video test khói là bằng chứng quan trọng nhất để thanh tra viên đánh giá, quan trọng hơn số liệu vận tốc gió.
2.2. Thiết Kế Hộp Lọc HEPA (Filter Housing)
Sự khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bảo trì và kiểm định của nhà máy.
- WHO GMP:
+ Phương pháp kiểm tra phổ biến là đo chênh áp ($Delta P$) qua màng lọc.
+ Vấn đề kỹ thuật: Chênh áp chỉ phản ánh độ bẩn (tải lượng bụi) của lọc. Một màng lọc bị rách hoặc hở gioăng (Gasket seal leak) vẫn có thể có chênh áp bình thường nhưng lại gây rò rỉ vi sinh nghiêm trọng.
- EU GMP (Annex 1 - Clause 8.18):
+ Yêu cầu bắt buộc: Thực hiện Kiểm tra rò rỉ tại chỗ (In-situ Integrity Testing) định kỳ (6 tháng/lần cho khu vực vô trùng) theo tiêu chuẩn ISO 14644-3.
+ Yêu cầu phần cứng: Hộp lọc (Filter Box) phải được thiết kế tích hợp sẵn cổng bơm sol khí (Injection Port) và cổng đo nồng độ (Concentration Port) phía trước/sau màng lọc. Thiết kế này cho phép thực hiện test PAO/DOP mà không cần tháo dỡ trần hay can thiệp vào cấu trúc phòng sạch.
2.3. Kiểm Soát Chênh Áp (Differential Pressure)
- WHO GMP: Thường thiết lập chênh áp cố định (ví dụ: 10-15 Pa giữa các phòng).
- EU GMP:
+ Yêu cầu hệ thống cảnh báo tự động khi chênh áp thực tế lệch khỏi dải cho phép.
+ Đặc biệt lưu ý đến dòng khí trào ngược (Back-flow) từ khu vực bẩn sang khu vực sạch khi mở cửa hoặc mất điện. Thiết kế phải giảm thiểu rủi ro này thông qua hệ thống khóa liên động (Interlock) và thời gian phục hồi nhanh.
3. Hệ Thống Giám Sát Môi Trường (EMS) & Dữ Liệu
Sự nâng cấp từ WHO lên EU GMP đòi hỏi sự chuyển đổi từ "Giám sát thủ công" sang "Giám sát thời gian thực".
|
Hạng mục
|
WHO GMP (Thực hành cũ) |
EU GMP (Yêu cầu hiện tại)
|
|
Công cụ giám sát
|
Đồng hồ cơ (Magnehelic), máy đo cầm tay |
Hệ thống EMS tự động, cảm biến Online
|
|
Tiểu phân (Grade A)
|
Kiểm tra định kỳ theo tần suất |
Giám sát liên tục (Continuous monitoring) trong suốt quá trình sản xuất
|
|
Cảnh báo
|
Phát hiện sau khi xem lại hồ sơ |
Cảnh báo thời gian thực (Real-time alarm) qua đèn/còi để xử lý ngay lập tức
|
|
Dữ liệu
|
Ghi chép tay (dễ sai sót/sửa đổi) |
Dữ liệu điện tử tuân thủ 21 CFR Part 11 / Annex 11 (ALCOA+)
|
4. Hiệu Quả Năng Lượng & Vận Hành Bền Vững
Trong khi WHO GMP ít đề cập đến tiết kiệm năng lượng, EU GMP khuyến khích các giải pháp bền vững nhưng đặt trong khuôn khổ kiểm soát rủi ro.
4.1. Chế độ Giảm tải (Setback Mode)
- Khái niệm: Giảm số lần trao đổi khí (ACPH) hoặc tắt một phần hệ thống khi không có hoạt động sản xuất (ban đêm, cuối tuần).
- Yêu cầu EU GMP: Được phép áp dụng nhưng phải Thẩm định (Validate). Nhà máy phải chứng minh rằng:
1. Dù giảm lưu lượng gió, chênh áp dương vẫn được duy trì để ngăn nhiễm chéo từ bên ngoài.
2. Khi hệ thống khởi động lại, thời gian phục hồi (Recovery time) để đạt cấp sạch yêu cầu (ví dụ: từ Grade D lên Grade B) nằm trong giới hạn cho phép (thường là 15-20 phút).
4.2. Hệ thống Thu hồi nhiệt (Heat Recovery)
Đối với các hệ thống HVAC sử dụng 100% khí tươi (như khu vực sản xuất Cephalosporin, Penicillin), việc lắp đặt Bánh xe nhiệt (Heat Wheel) hoặc Ống nhiệt (Heat Pipe) là giải pháp kỹ thuật được khuyến nghị để giảm tải cho Chiller và Boiler, tối ưu hóa Chi phí vận hành OPEX.
5. Kết Luận & Khuyến Nghị Cho Chủ Đầu Tư
Đầu tư hệ thống HVAC cho nhà máy EU GMP không chỉ là mua thiết bị đắt tiền hơn. Đó là sự đầu tư vào thiết kế kỹ thuật chính xác và hệ thống kiểm soát thông minh.
Các lỗi sai phổ biến mà Chủ đầu tư thường gặp phải:
1. Thiếu cổng Test trên hộp lọc HEPA: Dẫn đến không thể thực hiện In-situ test, vi phạm Annex 1
2. Đặt cảm biến EMS sai vị trí: Không dựa trên đánh giá rủi ro (Risk Assessment), làm cản trở dòng khí hoặc không lấy được mẫu đại diện.
3. Hệ thống xử lý khí không đủ năng lực phục hồi: Dẫn đến thời gian chờ quá lâu sau sự cố.
Tại GMPc Việt Nam, chúng tôi áp dụng quy trình tư vấn thiết kế dựa trên các nguyên tắc khoa học của ISPE và Annex 1, đảm bảo hệ thống HVAC không chỉ đạt chuẩn thanh tra mà còn vận hành tối ưu về năng lượng.
Tham khảo thêm:
Nhân Sự Vận Hành Nhà Máy EU GMP: Thách Thức Và Giải Pháp Quản Trị Dành Cho Chủ Đầu Tư Tại Việt Nam
Thiết Bị Dược Phẩm EU GMP: Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật & Chiến Lược Lựa Chọn Tối Ưu
