0.45 m/s = 工作高度风速？
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2023-11-21 11:37 作者:   王胜怿
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当洁净区设置的 0.45 m/s ± 20% 风速成为许多标准和法规中的指导值时，一直以来引发关于在哪里测量它的讨论。今年2023新版 PDA 关于无菌工艺注意事项 (Points to Consider，PtC) 中，关于风速测量的问题，较之上一个版本做了调整.


哪里测量风速？
同样的问题：
Where should airflow velocity measurements be taken with respect to a filling line or other aseptic processing areas?
对于灌装线或其他无菌工艺区域，应在何处进行气流速度测量？
上一版回复：
Airflow velocity measurements should be taken at locations where meaningful and reproducible results can be obtained. This is typically at a distance of 15-30 cm from the filter face.
风速测定点需考虑在有意义的地方进行，并考虑其重现性。通常在距离过滤器表面15-30cm的地方。
之前在文章《浅聊无菌区域的气流风速》中也提及，实际灌装设备（区域）内，由于存在障碍物或运动部件，会导致局部气流速度变化，因此，认为空气速度测量应在靠近高空气过滤器表面(HEPA)进行，以获得更好的可靠性和可重复性。
这一版回复：
Airflow velocity measurements should be taken at locations where critical surfaces or products are exposed, and should be protected by “first air,” that is, at working height or elsewhere that would yield valuable information (e.g., at a distance of 15-30 cm from filter face). Measurement location may need to be modified due to equipment configuration that results in interference of airflow velocity as identified by risk assessment and rationalized and documented by the contamination control strategy (CCS). Readings should be reproducible.


气流速度测量应在关键表面或产品暴露的位置进行，并应受到“第一空气”的保护，即在工作高度或其他可以产生有价值信息的地方（例如，在过滤器表面下 15-30 厘米的距离处）。由于设备配置会导致气流速度受到干扰，测量位置可能需要进行修改，如风险评估所确定的那样，并由污染控制策略 (CCS) 合理化和记录。读数应该是可重复的。
这个变化很明显是体现最新法规要求的指导意见，即欧盟委员会EC 于 2022 年 8 月发布了新的 GMP附件 1，随后9 月发布了 PIC/S 的相同附录1，最后，世界卫生组织于2023年 1 月份在其框架下发布了新指南。所有更新指南都提到了“工作位置working position”或“工作水平working level”.


风速测量位置和风速指导值
在确认的工作高度测量位置上能否按指导值（0.36 – 0.54 m/s）监控，其实才是很多讨论关注的地方。毕竟欧盟附录1中描述：
Unidirectional airflow systems should provide a homogeneous air speed in a range of 0.36 – 0.54 m/s (guidance value) at the working position unless otherwise scientifically justified in the CCS.
即PDA PtC相关的问题：
Is an airflow velocity of 0.45 m/sec ± 20% a requirement at the working surface in a critical filling zone?
在关键灌装区域工作面测量的风速是否要求为 0.45 米/秒± 20%?
上一版回答：
Airflow patterns should be sufficient to protect exposed products, product contact packaging components, and product contact surfaces from the ingress of potential environmental contaminants from out side the critical zone. Unidirectional flow is an important factor in providi ng this protection.
Although a linear air velocity of 0.45 m/sec ± 20% when measured 15 cm - 30 cm from the filter face is a commonly recommended range to establish unidirectional airflow, this should not be considered a requirement at the working level.
气流流型应充分的保护暴露的产品、产品直接接触的包装材料以及产品接触的表面免受关键区域之外的潜在环境污染 。单向流是在提供这种保护的一个重要因素。虽然风速测试通常建议的方法是在距离过滤器表面 15 cm - 30 cm 是 0.45 m/s ± 20%，但这不作为是工作水平的要求。
这一版回复：
依然维持了上一版观点，但增加补充：
The velocity ranges at the working level and at the filter face should be established and justified in the CCS. Performing this test in conjunction with air visualization studies can also demonstrate the maintenance of unidirectionality at the working height,and this should be done at both at-rest and in-operation situations.
应在 CCS 中建立并证明工作水平和过滤器表面的速度范围。结合空气可视化研究进行此测试，可以证明在工作高度保持单向性，并且应该在静止和操作情况下进行。
可见PDA对于测量位置的风速值仍保留“科学”解读和实践的建议，而非直接解读为工作高度需要保证指导值的风速。
在今年ISPE pharmaceutical-engineering的网站上也有过一篇文章，通过模拟实验尝试说明，测量位置和测量值对气流动力学有显著影响。
  • 首先，空气速度从洁净区域顶部（限制进入屏障系统 [RABS] 或隔离器）到设备底部/机器机台面逐渐减小。
  • 另外，众所周知的原理，撞击表面的气流必须绕着干涉轮廓流动，即垂直于冲击面的正交空气矢量速度为零，而其他矢量将显示以高速绕过物体。因此，根据干扰物的形状和单向流速度，可能会产生宏观涡流。从而，将空气和残留颗粒从表面带回物体上方，从而增加颗粒进入敞开的产品容器中的风险。这将有悖于空气保护的初衷。

以其文章中测试的设备和隔离器为例，假设工作高度为10R 瓶口上方 20 mm。即使在HEPA风扇功率最大值时，即15cm下空气速度设定值 (0.9 m/s)的条件下，此工作高度的空气速度也不会达到 0.36 m/s。如果将速度设定值设定在0.45 m/s，工作高度的风速不超过 0.2 m/s；设定为 0.36 m/s时，甚至降至叶轮风速计的下限以下：0.17 m/s。

这意味着，如果在此认定的工作高度实现0.45 m/s ± 20%的指导值，需要HEPA设定高于 1.0 m/s的风速，同时，保证对较高的空气量进行调节和再循环，并调整气流设计以最大限度地减少横流。而文章发现，在较高的速度设定点（即 0.90 m/s）下，湍流发生在所测试设备的灌装针支架下方、传输系统上以及EMS采样头附近。这恰好是无菌灌装的关键控制区域，而在较低速度设定点下的气流单向性反而要好得多，这就意味气流提供能带走表面、环境中的颗粒，而非引入沉积颗粒，提供了安全保障。

这个测试结论和PDA的建议理由是一致的，风速和气流流型会受到关键区域内障碍物的影响，包括灌装机/线、人员干预以及隔离装置的结构。不应简单照搬指导值要求。单向流的目的是让气流柔和地通过这些障碍物将其引起的湍流降低至最小且不会诱发外在的潜在污染源。
因此，关于这个话题的结论就变得清晰。保持附录 1 规定的空气速度测量位置要求，即“工作位置”， 确保产品暴露位置，即质量关键工艺发生的地方，受到监测。但空气速度指导值0.45 m/s ± 20%，仍可在距离过滤器表面15-30cm的地方的进行确立和控制，确保在稳定的空气速度范围内进行无菌工艺处理。同时，应与气流可视化研究相结合，证明气流在开口容器上方为单向流First Air，有效清除空气中的颗粒，并尽可能减少关键区域的湍流。

用户fpo4 2025-07-18 17:12

请问上述两幅图中的测试是来源于哪份文献呢？

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识林-树苗 回复 用户fpo4 2025-07-21 15:46

您好，专家回复内容来自于这篇文献：Air Speed Qualification: At Working Position or Working Level? ByDieter Bachmann, PhD,Irmhild Bernhard,Frank LehmannDirk Leutz,Johannes M. Rauschnabel, PhD,Hartmut Karl SchazRalf Schiessl,Stephan Schönenborn, PhD,Thomas Schreiner, PhD,Volker Storn,Markus Stübchen,Anja Weichselbaum,Jörg Zimmermann,ISP pharmaceutical-engineering,September / October 2023

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