TEMİZODALARDA HAVA DEĞİŞİM HIZI

TEMİZ ODALARDA HAVA DEĞİŞİM HIZI

Erkin Bilgesü, Dr. Kimya Y. Mühendisi (*)

 

 

 

GİRİŞ

Temiz odaların tasarımı için önerilen hava değişim hızları (HDH) ile ilgili kaynaklar ve bu konudaki çeşitli örnek uygulamalarda elde edilen tecrübeler incelendiğinde, birbirinden çok farklı HDH değerleriyle karşılaşılmaktadır. Bu durum, tasarım firmaları ve uygulayıcılar açısından karar verme noktasında HDH parametresinin doğru bir şekilde belirlenmesinde zorluklara ve tereddütlere yol açmaktadır. Bu makalede konuyla ilgili birçok kaynaktan elde edilen bilgilerin karşılaştırılması ve buradan hareketle, gerek tasarımcılar ve gerekse uygulayıcılar için faydalı olabilecek öneriler yapılması amaçlanmıştır.

 

KAYNAK DOKÜMANLARA BAKIŞ

Temiz odalarda olması gereken HDH değerleriyle ilgili araştırma yapan bir kişi, büyük olasılıkla Kaynaklar Bölümünde verilmiş olan kaynak dokümanların bir veya birkaçını inceleyecektir.

Bu kaynaklarda HDH konusunda verilen bilgiler aşağıdaki bölümde özetle aktarılmıştır. Ek bilgi olarak aşağıda ayrıca, kritik alanlarda zorunlu olarak uygulanan tek yönlü hava akışı için söz konusu olan hava hızı değerlerine de yer verilmiştir.

 

ISO 14644 (1)

ISO 14644-4 Standardında, “Ek B (Bilgi için): Sınıflandırma Örnekleri” başlığı altında ve iki ayrı bölüm halinde sağlık ürünleri ve mikroelektronik  üretimi için özetle şu bilgilerin olduğu görülmektedir:

Sağlık Ürünleri

Bu bölümde, steril ürünlerin aseptik şartlarda üretimi örnek alınarak kısa ve genel bilgiler verilmiş ve sağlık ürünlerinin aseptik şartlarda işlenmesine yönelik temiz oda örnekleri çizelge şeklinde özetlenmiştir. Bu çizelgede ISO 5, 7 ve 8 Sınıfları için gerekli olan hava akış tipleri ve ortalama hava akış hızları görülmektedir (sadece ISO 5 için >0,2 m/s değeri verilmiş, diğer ISO Sınıfları için “uygulanmaz” notu yazılmıştır); HDH değerleriyle ilgili herhangi bir bilgi ise yoktur. Ayrı bir not şeklinde, “uygulamaya özel sınıflandırma şartlarında diğer ilgili mevzuat dikkate alınır” ifadesine yer verilerek, sağlık ürünleriyle ilgili şartlar konusunda ilgili mevzuatın temel alınması gerektiği hatırlatılmıştır.

 

Mikroelektronik

Standardın bu bölümünde, ISO Sınıflarına bağlı olarak hava akış tiplerinin, ortalama hava akış hızlarının ve saatte hava değişim sayısının gösterildiği örnekleri içeren bir çizelge vardır. Bu çizelgede, ISO Sınıfları 2, 3 ve 4 için verilen ortalama hava akış hızları 0,3-0,5 m/s, ISO 5 için ise 0,2-0,5 m/s’dir. HDH değerleri ise,

ISO 6 için 70-160,

ISO 7 için 30-70, ve

ISO 8 için 10-20

olarak verilmiştir; ve bu tavsiye değerlerin yüksekliği 3 metre olan odalar için olduğu notu düşülmüştür. Burada saatte hava değişim sayısı için verilmiş olan “m3/m2.h” birimi HDH için doğru bir birim değildir ve çelişki doğurmaktadır;  birçok kaynakta, örneğin DIN 1946-4’te bu “m3/m2.h” birimi taze hava debisi (Orijinal dili olan Almancada “Aussenluftvolumenstrom”) için kullanılmıştır. Bu çelişkili durumun standardın yeni revizyonunda giderileceği ümit edilmektedir.

 

SAĞLIK BAKANLIĞI GMP KILAVUZU (2)

Sağlık Bakanlığı’nın GMP Kılavuzu 2011 yılında revize edilmiş ve bu revizyon, Avrupa Birliği (AB) Kılavuzundan aynen tercüme edilerek hazırlanmıştır. Bu nedenle aşağıda verilen AB Kılavuzundaki son durumu dikkate almak yeterlidir.

 

AB GMP KILAVUZU (3)

AB Kılavuzunda 2003 yılında yapılan revizyon kapsamında HDH için daha önce verilen “20 değişim/saat” limit değeri kaldırılarak, ”B, C ve D hava sınıflarına ulaşılması için, hava değişim hızları odanın boyutlarına, ve odadaki ekipman ve personele bağlı olarak belirlenmelidir” anlamında bir ifadeye yer verilmiş, 2008 yılındaki son revizyon sırasında da  bu ifade kaldırılarak sadece temiz oda ve temiz hava cihazlarının sınıflandırılmasıyla ilgili bilgiler detaylı bir şekilde verilmiş ve HDH konusunda bir limit değer verilmesinden kaçınılmıştır.

 

PIC/S GMP KILAVUZU (4)

PIC/S Kılavuzundaki dokümanlarındaki bilgiler, AB Kılavuzlarındakilerle aynıdır. Ayrıca  yukarıda referansı verilen ve steril ürünlerle ilgili Ek 1’e  yönelik yapılan yorumların bulunduğu dokümanda  da HDH konusuna yer verilmemiştir.

 

 

DSÖ GMP KILAVUZU (5)

Dünya Sağlık Örgütü, 2002 yılına ait kılavuzundaki “Ek 6: Steril Ürünler için GMP” başlıklı bölümde yer alan “B, C ve D hava sınıflarına ulaşılması için, hava değişim hızları, odanın boyutları, ve odadaki ekipman ve personel için uygun olmalıdır. İyi bir hava akış modeli ve uygun HEPA filtreler olan bir oda için genellikle saatte en az 20 hava değişimi gerekmektedir” ifadesindeki son cümleyi 2011 yılındaki revizyonda çıkarmıştır. Burada DSÖ’nün,  AB ve PIC/S Kılavuzlarındaki gelişmelere paralel bir yol izleyerek HDH için bir yönlendirme yapmaktan vazgeçtiği görülmektedir.

 

FDA KILAVUZU (6)

FDA’in 2004 yılında yayımlanan steril ürünlerle ilgili kılavuzunda HDH konusunda şu bilgilere yer verilmiştir: “Hava değişim hızı diğer bir önemli tasarım parametresidir. 100,000 (ISO 8) Sınıfındaki destek odalarında, saatte en az 20 hava değişimi sağlamaya yetecek hava değişim hızları tipik olarak kabul edilebilir. 10,000 ve 100 Sınıfı alanlar için, önemli oranda daha yüksek hava değişim hızlarına normal olarak ihtiyaç olacaktır.” Aynı dokümanda, kritik alanlar için tek yönlü hava akışı sağlanması gerektiği, ve hava hızı değerlerinin genel olarak 0,45 +/- %20 m/s şeklinde belirlendiği, daha fazla parçacık oluşturan işlemler için ise daha yüksek hızların uygun olabileceği ifade edilmiştir.

 

IEST (7)

IEST Kılavuzunun ilk versiyonunda önerilen HDH değerleri, yalnız temiz oda sınıfları temel alınarak seçilmiş ve eski deneyimlere dayanılarak kararlama yoluyla belirlenmiş olup, bilimsel bir çalışma sonucuna dayanmamakta idi. Söz konusu değerler

ISO 5(100 Sınıfı) için 240-580,

ISO 6(1,000 Sınıfı) için 150-240,

ISO 7(10,000 Sınıfı) için 60-90, ve

ISO 8(100,000 Sınıfı) için 5-48

olarak geniş aralıklar şeklinde verilmişti ve bu yaklaşım, “aşırı basitleştirilmiş” ve “enerjiyi boşa harcayan” bir yaklaşım olarak değerlendirilmekte ve birçok uzman tarafından eleştirilmekte idi. Bu eleştirilerde mevcut yaklaşımın aşağıdaki noktaları dikkate almadığı haklı olarak vurgulanmaktaydı:

- Oda içindeki parçacık oluşum hızı

- Parçacıkların zamanla odadaki yüzeylerde birikmesi

- Üfleme havasıyla giren parçacıklar

- Geri dönüş havası ve atık hava ile çıkan parçacıklar

- Oda basınçlandırmaları nedeniyle sızan hava (parçacık azalışı veya çoğalışı)

IEST 2007 yılında yaptığı revizyonda HDH değerleriyle ilgili önerilerini aşağıdaki şekilde radikal bir biçimde değiştirmiştir:

ISO 5(100 Sınıfı) için > 200,

ISO 7(10,000 Sınıfı) için 20-200, ve

ISO 8(100,000 Sınıfı) için 2-20.

 

ISPE KILAVUZU (8)

ISPE HVAC Rehberinde, sınıflandırılmış bir alanı tasarlamak isteyen bir tasarımcının normal olarak önce FDA Kılavuzundaki 20 HDH değerini dikkate alacağı, ve proses için gereken hava akımını hesaplamak yerine, alışılmış pratik yaklaşımla ve oda sınıfına bağlı olarak aşağıdaki tipik değer aralıklarını temel alacağı belirtilmektedir:

ISO 5: 300-600

ISO 7: 40-60

ISO 8: 20-40

Kontrollü, sınıflandırılmamış: 15-20

Rehberde, söz konusu HDH değerleri hedeflenerek oda boyutları ve hava akımlarıyla ilgili verilen kararların önemli maliyetlere yol açacağı, ancak HDH değerinin odadaki parçacık sayısıyla doğrudan ilişkili olmadığı ifade edilmekte, ve sonuçta oda havasındaki parçacık sayısının  HDH tarafından değil, şu faktörler tarafından belirlendiği vurgulanmaktadır:

-Alan içinde oluşan parçacıklar

-Alana üflenen seyreltme havasının miktarı (hacım/zaman)

-Seyreltme havasının temizliği

 

ASHRAE EL KİTABI (9)

ASHRAE El Kitabında hem farmasötik ve biyoteknolojik ve hem de yarı-iletken temiz odalar için rehber olabilecek bilgiler bulunmaktadır, ancak kitabın 2003 tarihli olduğu hatırlanarak bu bilgileri yeni bir tasarım için temel almadan önce dikkatle değerlendirmekte ve son yıllardaki gelişmeleri dikkate almakta büyük yarar vardır. El kitabında, İlaç ve biyoteknoloji sektörüne yönelik olarak FDA Kılavuzundaki önerilere yer verilmiş, yarı-iletken sektörü için ise, her ISO ve FS 209 sınıfına karşılık gelen Dikey Hava Değişim Hızlarını ve HDH değerlerini 2,5 ile 18 metre arasındaki farklı tavan yükseklikleri için gösteren bir tablo verilmiştir. Burada oda hava hızı ile HDH arasındaki ilişki de görülmektedir, ve belirli bir hava hızında HDH değeri oda yüksekliği arttıkça azalmaktadır. HDH değerleri, örneğin 2,5 metre tavan yüksekliği olan bir odada

ISO 5(100 Sınıfı) için 338-413,

ISO 6(1,000 Sınıfı) için 166-263,

ISO 7(10,000 Sınıfı) için 60-120, ve

ISO 8(100,000 Sınıfı) için 30-45

olarak önerilmiştir.

 

W. WHYTE (10)

William Whyte, temiz oda teknolojisi konusunda dünya çapında bir otorite sayılan bir bilim adamı olarak, aşağıdaki HDH değerlerini önermektedir:

ISO =< 5: tek yönlü hava akışı kullanın

ISO 6: >100

ISO 7: 10-100

ISO 8: 2-10

W. Whyte kitabında ayrıca şu önemli hususları vurgulamaktadır:

“Verilen HDH değerleri, temiz oda tasarımındaki deneyimlere dayanan “en iyi tahmin”lerdir. Bir temiz oda için gereken doğru HDH değerini seçmek zor bir iştir ve tasarım mühendisi işletme şartlarında  havadaki parçacık konsantrasyonunun aşılmaması için genellikle gerekenden daha yüksek bir HDH değeri öngörür, ve bu yaklaşım, sonuçta gerektiğinden daha temiz bir temiz oda yapılmasına, ve yapım ve kullanım maliyetlerinin yükselmesine yol açar. Ancak, temiz odadaki makine ve çalışanlardan kaynaklanan kirleticiler beklenenden fazla ise, temiz oda sınıfı şartlarından sapma olacağından, yapım sonrası düzeltilmesi zor olan bir problem ortaya çıkacaktır. HDH değerlerinin doğru seçimi için aşağıdaki yaklaşım dikkate alınmalıdır:

Bir temiz odanın tasarımı için genel olarak HDH kullanılmakta ise de, tek yönlü olmayan hava akımlı bir temiz odada havadaki parçacık konsantrasyonu, hava üfleme hızına ve odadaki üretim ekipmanı, personel vb. kaynaklı kontaminasyonun oluşumuna bağlıdır. Bu noktadan hareketle, bir temiz odanın aşağıdaki durumlarda daha kirli konuma geleceğini çıkarabiliriz:

-Daha az hava üflendiğinde,

-Odada daha fazla çalışan bulunduğunda,

-Çalışandan kaynaklanan kontaminasyonu engellemekte daha az etkin olan kişisel koruyucu donanım kullanıldığında, ve

-Üretim ekipmanlarından ve proseslerinden daha fazla kontaminasyon oluştuğunda.

 

Diğer bir faktör ise, odadaki havayı emen ve filtre ederek tekrar odaya geri veren bir temiz hava cihazının odada  olması durumunda hava kalitesinin iyileşeceğidir. Bu nedenlerle, tek yönlü olmayan hava akımlı bir temiz odanın tasarımı sırasında üfleme havasının hesaplanmasında sözü edilen bütün faktörlerin dikkate alınması gerekir. Bu hesaplamada, odada işletme şartlarında oluşabilecek kontaminasyon temel alınmalı ve tasarım mühendisine, işletme şartlarında izin verilebilecek olan parçacık konsantrasyonu limiti verilmelidir.”

 

 

  Bu bölümde verilen bilgiler karşılaştırmayı kolaylaştırmak amacıyla aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

 

 

 

 

 

Referans No.

Kaynak

Tek Yönlü Hava Akış Hızı Değerleri

(metre/saniye)

Hava Değişim Hızı (HDH) Değerleri ve İlgili Açıklamalar

(1)

ISO 14644-4 (2006)

SAĞLIK ÜRÜNLERİ

ISO 5 için: > 0,2 m/s (ortalama)

(ISO 7 ve 8 için: Uygulanmaz)

DEĞER VERİLMEMİŞTİR!

MİKROELEKTRONİK

ISO 2-3-4: 0,3 ila 0,5 m/s (ort.)

ISO 5: 0,2 ila 0,5 m/s (ort.)

ISO 6: Uygulanmaz

ISO 7: Uygulanmaz

ISO 8: Uygulanmaz

ISO 2-3-4-5: Uygulanmaz

ISO 6: 70 ila 160 m3/m2.h

ISO 7: 30 ila 70 m3/m2.h

ISO 8: 10 ila 20 m3/m2.h

(“Saatte hava değişimi, tek yönlü olmayan hava akışı ve karışık hava akışı için belirleyici olarak kullanılır. Tavsiye edilen hava değişim sayıları yüksekliği 3,0 metre olan odalar içindir”)

(2)

SAĞLIK BAKANLIĞI (2011)

O,36 – 0,54 m/s

DEĞER VERİLMEMİŞTİR!

(3)

EU (2008)

O,36 – 0,54 m/s

DEĞER VERİLMEMİŞTİR!

(4)

PIC/S (2004 ve 2010)

O,36 – 0,54 m/s

DEĞER VERİLMEMİŞTİR!

(5)

WHO (2011)

0,45 m/s   +/- %20

DEĞER VERİLMEMİŞTİR!

(6)

FDA (2004)

0,45 m/s   +/- %20

ISO 8: “saatte en az 20 hava değişimi tipik olarak kabul edilebilir”

ISO 7 ve 5: “önemli oranda daha yüksek hava değişim hızlarına normal olarak ihtiyaç olacaktır”

(7)

IEST (2007)

0,20 – 0,50 m/s

 

 

 

 

 

 

 

 

Sınıf

(ISO / FS 209E)

Hava Değişimi/Saat

5 / 100

> 200

6 / 1,000

---

7 / 10,000

20-200

8 / 100,000

2-20

 

(8)

ISPE (2008)

0,45 m/s   +/- %20

 

Sınıf

(ISO / FS 209E)

Hava Değişimi/Saat

5 / 100

300-600

7 / 10,000

40-60

8 / 100,000

20-40

Kontrollü, sınıflandırılmamış

15-20

 

(9)

ASHRAE (2003)

FARMASÖTİK VE BİYOTEKNOLOJİK TEMİZ ALANLAR

“genellikle 0,45 m/s veya daha azdır, ancak hız ve tekdüzelik gerekliliklerini kullanıcılar belirlemelidir”

“saatte en az 20 hava değişimi” (FDA Kılavuzuna dayanarak verilmiştir)

YARI-İLETKENLER İÇİN TEMİZ ODALAR

 

Sınıf

(ISO / FS 209E)

 

Ortalama Hava Hızı, m/s

2

0,43-0,51

3 / 1

0,36-0,43

4 / 10

0,30-0,36

5 / 100

0,23-0,28

6 / 1,000

0,13-0,18

7 / 10,000

0,04-0,09

8 / 100,000

0,02-0,04

9 / 1,000,000

0,010-0,015

 

 

 

Sınıf

(ISO / FS 209E)

Hava Değişimi/Saat

(*)

2

510-500

3 / 1

420-510

4 / 10

360-420

5 / 100

270-330

6 / 1,000

150-210

7 / 10,000

50-100

8 / 100,000

25-35

9 / 1,000,000

12-18

(*) Tavan yüksekliği 3 metre olan bir oda içindir.

(10)

W. WHYTE (2010)

0,3 – 0,5 m/s

ISO =< 5: tek yönlü hava akışı kullanın

ISO 6: >100

ISO 7: 10-100

ISO 8: 2-10

 

 

KARŞILAŞTIRMALI HAVA DEĞİŞİM HIZI (HDH) İNCELEMELERİ (11)

Amerika’da yapılan ve farklı işletmelerdeki uygulamaların karşılaştırılarak değerlendirildiği 2002 yılına ait çalışmalar şu gerçekleri ortaya koymuştur:

-Doğru HDH değeri için bir fikir birliği yoktur.

-HDH için tutarlı bir tasarım stratejisi bulunmamaktadır.

-Önerilen değerler geniş bir aralıkta değişkenlik göstermektedir.

-ISO 5 Sınıfı sekiz farklı temiz odada, HDH tasarım aralıkları 250 ile 750 arasında iken, gerçek işletme aralıkları 90 ile 250 arasında bulunmuştur; ve bütün temiz odalar gereken şartları sağlamaktadır ve sertifikalandırılmıştır.

-Önerilenden daha düşük HDH değerlerinin kullanılması sıklıkla enerji tasarrufu amacıyla yapılmaktadır.

-Ancak başlangıçtaki yüksek tasarım değerleri yüzünden yatırım maliyeti yüksek olmaktadır. Halbuki, örneğin HDH değerinin %20 azaltılması, fan boyutlarını %50’ye yakın bir oranda düşürecektir ve ayrıca küçülen fan nedeniyle ek olarak enerji tasarrufu sağlayacaktır.

-GMP kurallarında ve IEST kılavuzunda verilen yüksek HDH değerlerinin yeniden değerlendirilmesi ve revize edilmesi gerekmektedir.

Yukarıda özetlenen ve benzeri çalışmaların sonuçları, tasarım çalışması sırasında HDH parametresinin optimize edilmesi gerektiğini, ve bu yolla yatırım ve enerji masraflarının önemli oranda azaltılabileceğini göstermektedir.

 

HAVA DEĞİŞİM HIZININ HESAPLANMASI

Hava değişim hızının hesaplanmasıyla ilgili olarak çeşitli kaynak dokümanlardan yararlanılabilir (12, 13, 14, 15, 16). Bu dokümanlar incelendiğinde, uzun yıllardan beri çeşitli matematik modellerin HDH seçimi için kullanıldığı görülmektedir.

J. Zhang (14), kararlı konuma gelmiş bir temiz oda için, bazı varsayımlar yapılarak HDH değerinin basit bir formülle ve sadece 3 parametreye, parçacık oluşma hızına, üfleme havası parçacık konsantrasyonuna ve, oda veya emiş havası parçacık konsantrasyonuna bağlı olarak hesaplanabileceğini belirtmiştir.

Konuyla ilgili birçok çalışması olan R. Jaisinghani, bir yayınında (15), tasarım mühendislerinin yıllardan beri yaptıkları gibi, HDH değerlerini, birçok kaynakta farklı içerikte karşılarına çıkan, ampirik olarak hazırlanmış ve yalnızca temiz oda sınıfına bağlı olarak HDH değer aralıklarını gösteren tablolara bakarak seçmemeleri gerektiğini, bu tabloların izlenebilir teknik bir temele dayanmadığını ifade ederek, HDH seçiminin hesaplama yoluyla yapılmasının önemini vurgulamakta ve seçilecek olan tasarım modelinin şu parametreleri dikkate alması gerektiğini belirtmektedir:

 

-Prosesin oluşturduğu kontaminasyon

-Filtre etkinliği

-Taze hava ve konsantrasyonu

-Performans kriteri/Temiz oda sınıfı

-Hava akımı dağılımı

-Yeniden katılma (biriken ve sızan parçacıkların havaya katılması)

-Parçacık nakil hızı/Prosesin hassasiyeti

Aynı kaynakta HDH hesaplamaları için kullanılabilecek Seyreltme Modeli (Dilution Model), Geçici Rejim Analizi (Transient Analysis) Modeli ve CFD (Computational Fluid Dynamics) Metodu gibi çeşitli tasarım modellerinden bahsedilmekte ve bazı hesaplama formülleri verilmektedir.

Ancak, temiz oda hava akış modellemesi ve enerji korunumu konularında önemli çalışmaları bulunan ASHRAE üyesi W.Sun (16), yakın zamana kadar yapılan çalışmaların birçok kritik unsuru dikkate almadığını ve deneysel olarak kanıtlanmadığını; bu nedenle ancak kalitatif gösterge olarak kullanılabileceğini belirtmiş; HDH değerlerinin kantitatif olarak ve odadaki parçacık yükünü temel alarak hesaplanması için mevcut modellerden daha kapsamlı ve daha kati sonuç veren yeni bir matematiksel model geliştirmiştir. Bu model aşağıda sıralanan tüm parametreler dikkate alınarak hazırlanmıştır:

-Üfleme havasıyla odaya eklenen parçacıklar

-Oda içindeki parçacık oluşumları

-Emiş havası ile odadan uzaklaştırılan parçacıklar

-Atık hava ile odadan uzaklaştırılan parçacıklar

-Basınç farkına bağlı olarak odadan dışarıya veya odanın içine sızan hava nedeniyle uzaklaştırılan veya eklenen parçacıklar

-Odadaki yüzeylerde biriken parçacıklar

-Parçacık birikimi hesaplama formülünün modele eklenmesi

W.Sun, aynı temiz oda şartlarını sağlamak için, yüksek bir hava değişim hızı kullanmak yerine yukarıda sıralanan parametrelerin bir veya birkaçının değiştirilmesinin daha fazla maliyet etkinliği sağlayacağını ifade ederek, HDH değerlerinin düşürülmesi için aşağıdaki önlemlerin alınmasını önermektedir:

1) Daha düşük seviyede parçacık oluşturan temiz oda inşaat malzemelerinin, mobilyaların ve ekipmanların seçilmesi

2) Temiz odada oluşan yüksek konsantrasyonlu parçacıkların, lokal emişli veya muhafazalı sistemler kullanılması ve daha fazla koruma sağlayan koruyucu giysiler seçilmesi yoluyla izole edilmesi ve uzaklaştırılması

3) Temiz oda yüzeylerinde biriken parçacıkların havaya karışmaması için geniş kapsamlı bir temizlik prosedürü uygulanması

4) Üfleme havasıyla temiz odaya giren parçacıkların, havalandırma sistemi için seçilecek uygun ve yüksek etkinlikteki filtreler yardımıyla kontrol altına alınması

5) Emiş havası ve atık hava sistemlerinin, odadaki yüzeylerde parçacık birikmesini en aza indirecek şekilde tasarımlanması

6) Çevreden gelebilecek parçacıkları önleyecek şekilde bir oda basınçlandırması yapılması

Bu bölümde özetle aktarılan bilgilere göre, temiz oda tasarımcıları tarafından HDH değerlerinin mutlaka uygun bir matematiksel modele göre hesaplanarak belirlenmesi gerektiği açıkça ortaya çıkmaktadır. Eskiden olduğu gibi, hesap yapmadan, referans alınan bir tablodan uygun görülen bir değerin seçilmesi yöntemiyle tasarım yapılması günümüzde artık kabul edilebilecek bir yaklaşım değildir.

 

SONUÇLAR VE ÖNERİLER

  • Temiz oda tasarımında hava değişim hızları için kullanılan değerler konusunda değişik kaynaklarda birbirinden çok farklı bilgiler bulunmaktadır. Geçmişte kabul edilen bu değerler aşırı derecede yüksek olabilmektedir, ve genel olarak eski deneyimleri yansıtan ve bilimsel gerekçelere dayanmayan değerlerdir. Bazı tasarımcılar emniyetli tarafta kalmak için yüksek HDH değerleri kullanmışlardır. Ayrıca tasarımda kullanılan bu HDH değerleri çoğunlukla sadece temiz oda sınıfına bağlı olarak seçilmiştir. Bu yaklaşım, yatırım ve işletme maliyetlerinin yüksek olmasına yol açmıştır ve artık günümüzde kabul görmesi mümkün değildir. Bu noktada, günümüze kadar olan teknolojik gelişmelerin de hatırlanmasında yarar vardır: Havalandırma sistemleri, kişisel koruyucu ekipmanlar, temiz oda donatım sistemleri ve üretim ekipmanları konusunda eski zamanlara oranla günümüze kadar büyük gelişmeler kaydedilmiştir ve bu gelişmelerin temiz odadaki parçacık sayısını azaltıcı yönde katkıda bulunduğu ve temiz oda tasarımcılarına eskiden mümkün olmayan çözümler sunduğu bir gerçektir. Bu açıdan da eskiden yapılan kabullerin günümüzde artık geçerli olmadığı söylenebilir.

 

  • Geçmişte yapılan çalışmalar, çeşitli uygulama örnekleri birbiriyle karşılaştırıldığında tasarıma esas olan yüksek HDH değerleri yerine daha düşük HDH değerleriyle temiz oda gerekliliklerinin karşılanabildiğini göstermiştir. Bu yolla ayrıca maliyetlerin de önemli oranda azaltılabileceği kanıtlanmıştır. Dolayısıyla, HDH parametresinin optimize edilmesi ve gerektiğinden yüksek olmaması ekonomik açıdan da çok önemlidir.

 

  • Bir temiz odadaki parçacık düzeyi birçok faktöre bağlıdır. Bu nedenle, tasarım sırasında yapılan HDH değeri seçiminin, sadece temiz oda sınıfına bağlı olarak kararlama yöntemiyle ve pratik yaklaşımla yapılması kesinlikle doğru değildir. Bu seçimin, temiz odadaki prosesler ve alanda yürütülen faaliyetler dikkate alınarak yapılan hesaplamalara dayandırılması önemli ve gereklidir. Unutulmamalıdır ki, HDH değerinin tek başına temiz oda sınıfına uyum için garanti sağlaması mümkün değildir; esas önemli olan nokta, gereken havalandırma etkinliğini sağlayacak tüm ilgili faktörlerin dikkate alınmasıdır. Burada tasarıma temel alınacak olan hava akımının, örneğin odadaki soğutma yükünü, parçacık oluşumunu, atık havayı ve dışarı sızan havayı dengeleyecek şekilde olması, özetle, etkin bir havalandırma hızı sağlamak için gerekli tüm tasarım önlemlerinin alınması önemlidir. Bu açıdan, HDH değerlerinin hesaplanması gerekli görülmelidir ve bu hesaplamalar için uygun bir metot seçilmelidir.

 

  • GMP Kılavuzlarında son yıllarda yapılan ve yukarıda özetle verilmiş olan güncellemelerin gösterdiği gibi, farmasötik temiz odalar için herhangi bir HDH limit değeri verilmesinden vazgeçilmiştir. Steril ürünlerin üretimiyle ilgili güncelleştirilmiş kılavuzlarda, temiz oda sınıfları için verilen parçacık limitlerine ulaşılabilmesi için herhangi bir HDH değeri önerilmemektedir. Dolayısıyla, güncel GMP gerekliliklerine göre yapılacak tasarımlarda ve daha sonraki uygulamalarda yalnızca temiz oda sınıfına bağlı olarak herhangi bir HDH limiti kullanılması uygun değildir. Ancak kılavuzlarda, temiz odadaki işlemlerin bitiminden sonra “dinlenme durumu (at rest)” şartlarına dönülmesi için 15-20 dakikalık bir toparlanma süresi olması gerektiği belirtilmektedir. Bu nedenle, tasarıma temel alınacak HDH değerinin gerekli toparlanma süresini garanti edecek şekilde seçilmesi önem kazanmıştır ve dikkat edilmesi gereken bir noktadır. Toparlanma süresi için bir “rehber değer” olarak verilen söz konusu limitlere uygunluğun, temiz oda kalifikasyonu ve sertifikasyonu sırasında kanıtlanması rutin bir uygulamadır.

 

  • Temiz odaların tasarımının, konusunda yetkin olan ve benzer projelerde yeterli deneyim kazanmış ve temiz oda hesaplamalarını iyi bilen tasarım mühendislerine veya tasarımcı firmalara yaptırılması, HDH değeri dahil tüm tasarım parametrelerinin hesaplama yoluyla uygun şekilde seçilmesini, havalandırma sisteminin yatırım ve işletme maliyetlerinin optimize edilmesini ve sonuçta standartları ve resmi gereklilikleri tam olarak karşılayan en ekonomik çözümün gerçekleşmesini sağlayacaktır.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KAYNAKLAR

  1. International Organization for Standardization: ISO 14644-4 - Temiz Odalar ve Bunlarla İlgili Kontrollü Ortamlar – Bölüm 4: Tasarım, İnşaat ve İlk Çalıştırma
  2. Sağlık Bakanlığı: İyi İmalat Uygulamaları (GMP) Kılavuzu – Ek 1: Steril Tıbbi Ürünlerin Üretimi
  3. Avrupa Birliği: EU GUIDELINES TO GMP - Medicinal Products for Human and Veterinary Use – Annex 1: Manufacture of Sterile Medicinal Products
  4. Avrupa: PIC/S (Pharmaceutical Inspection Convention/Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme) – Guide to GMP for Medicinal Products, Annex 1: Manufacture of Sterile Medicinal Products; ve GMP Annex 1 Revision 2008, Interpretation of Most Important Changes for the Manufacture of Sterile Medicinal Products.
  5. Dünya Sağlık Örgütü: WHO Expert Committee on Specifications for Pharmaceutical Preparations-Annex 6: GMP for Sterile Products
  6. Amerika Birleşik Devletleri-Food and Drug Administration (FDA): 21 CFR Part 211 - Current Good Manufacturing Practice for Finished Pharmaceuticals ve Guidance for Industry-Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing – cGMP
  7. Amerika Birleşik Devletleri-Institute of Environmental Sciences and Technology(IEST) – Recommended Practices IEST-RP-CC012.1 /CC012.2 Considerations in Cleanroom Design
  8. Amerika Birleşik Devletleri-International Society for Pharmaceutical Engineering(ISPE) Good Practice Guide: HVAC
  9. Amerika Birleşik Devletleri-American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) – Applications Handbook (SI), Chapter 16: Clean Spaces
  10. W. Whyte: Cleanroom Technology-Fundamentals of Design, Testing and Operation, John Wiley and Sons, Inc.
  11. P. Rumsey: CleanRooms, January 2003
  12. M. Kozicki, P. Robinson, S. Hoenig: Cleanrooms, facilities and practices, 1991
  13. R. Jaisinghani: Air handling considerations for cleanrooms, InterPhex Conference, March 2001
  14. J. Zhang: Understanding pharmaceutical cleanroom design, ASHRAE Journal, September 2004
  15. R. Jaisinghani:Energy efficient low operating cost cleanroom airflow design, IEST/ESTECH Conference, May 2003
  16. W. Sun, J. Mitchell, K. Flyzik, S.-C. Hu, J. Liu, R. Vijayakumar, H. Fukudo: Development of cleanroom required airflow rate model based on establishment of theoretical basis and lab validation, ASHRAE Transactions, January 2010

 

(*) YAZARIN ÖZGEÇMİŞİ:

Erkin Bilgesü, A.Ü. Fen Fakültesinden Kimya Y. Mühendisi olarak mezun olduktan sonra Almanya’da Münih Teknik Üniversitesinde Teknik Kimya dalında doktorasını yaptı ve Braunschweig Teknik Üniversitesinde Araştırma Görevlisi olarak çalıştı. Türk ilaç sektöründe, büyük çoğunluğu İsviçre merkezli uluslararası büyük bir ilaç şirketinde olmak üzere, Kalite Kontrol Md., Kalite Güvencesi Md., Mesul Md. ve Kalite Direktörü olarak 25 yıllık  bir çalışma hayatını geride bıraktıktan sonra şu anda İnşel Yapı ve Teknik Donatım Sistemleri Limited Şirketinde Kalite Danışmanı olarak çalışmaktadır.