药品作为一种特殊的商品，关系着人类的生命健康，具有特殊的质量特性：有效性、安全性、稳定性及均一性。为了保障人民的用药安全，全世界都出台了各种法律法规来控制药品的整个生命周期，其中《药品生产质量管理规范》(GMP)就以法规的方式，对制药企业生产药品的过程进行了详细的要求。

《药品生产质量管理规范》的宗旨就是最大程度地降低药品生产过程污染、交叉污染以及混淆、差错等风险。对于风险最高的无菌药品，生产过程要求最大限度降低微生物、微粒和热原的污染，本文拟探讨如何防止排水系统可能带来的污染。

在 20 世纪 50 至 60 年代，美国出现药害事件，各种败血病例的相继发生，引起 FDA 的全面调查，最终发现由于生产设备排水与排污管道直接相连，污水倒灌导致了污染的可能。为了消除无菌药品生产过程中污水的倒灌，“空气隔断”的概念开始被提出。

国内《药品生产质量管理规范》(2010 年版)无菌附录中第二十九条规定：无菌生产的 A/B 级洁净区内禁止设置水池和地漏。在其他洁净区内，水池或地漏应当有适当的设计、布局和维护，并安装易于清洁且带有空气阻断功能的装置以防倒灌。同外部排水系统的连接方式应当能够防止微生物的侵入。欧盟无菌药品附录(2023 年版)中第 4.9 条中要求：无菌生产的A/B 级区应禁止使用水槽和排水设施。在其他洁净区内，应在机器或水槽和排水设施之间应安装空气阻断。在洁净要求较低的区域，地漏应带存水弯或水封以防止倒灌，并定期清洁、消毒和维护地漏。

ASME BPE^[1]对于空气隔断的解释及原理如图1，主要作用就是让生产设备的排水不能与排污管道直接相连，防止污水直接倒灌进设备内。 

图1 空气隔断示意图

有文献报道^[2]，制药行业生产设备的排污管道主要涉及清洁污水和灭菌蒸汽凝结水，一般分为冷排管道(污水排放)和热排管道(凝水排放)，由于热排管道内有闪发蒸汽余压且温度很高(个别情况下最高温度能够超过 100 ℃)，故冷排和热排通常都分开设置，不能混接。在生产过程中，每台设备的排水、排凝情况都不一样，有些设备兼而有之。按上述要求，这些设备需要配两种不同的排水管，以分开冷排和热排，制造成本较高。

图2 新型空气隔断装置示意图

但因为是密闭装置，凝水排放时的压力不能及时释放，就会对排放管道形成冲击，引起相邻排水点地漏的倒灌，且凝水排放时放出的大量的热，会对排污管中的水进行加热，水封受热后产生冒泡现象，也会破坏洁净区环境^[4]。故使用该方式时，需考虑相邻排水点的水封高度设计，或该排水点单独排放，设计难度较大或制造成本较高。

还有另一种方式，可以在热排管道上设置冷却系统，如采用换热器的形式，来降低夹带蒸汽的冷凝水的温度，可直接将温度降至 45℃左右，将排出的蒸汽变成冷凝水，温度降低不仅可以确保人员安全，而且体积缩小了1700倍，可以降低排水管内压力^[5]。温度及压力下降后，即可直接向地漏排放，但该方法如果运用于排汽量较大的设备，由于需要短时间内冷却大量的蒸汽，且降温幅度较大，需耗费较多的冷却水(冷冻水)或需安装较大换热面积的换热器，制造成本及运行成本较高。

而如果采用上述密闭空气隔断装置的话，如果排污管不是直排，而是和其他排水点相通，正压排水或排气时，一样会将清洁污水或水封的污水从相邻排水点的地漏中反压流出到洁净区中，对环境造成不利影响。因此和热排管道一样，也需考虑相邻排水点的水封高度设计，或该排水点单独排放，增加设计难度或制造成本。

经过上述分析可知，无论是冷排管道还是热排管道，都要关注压力的问题，只是热排管道还需要同时考虑温度的问题，排水管需选择耐高温的材质。故只要排凝时适当降温，就不需要将冷排、热排分开设置。

对于泄压的问题，药品生产厂房的每个排水系统都要安装通气管，目的是疏导排水系统内的空气及可能产生的闪发蒸汽，及时将排水管道内的气体排入大气，就可以平衡排水系统内的气压，避免排水系统内的闪发蒸汽及其他气体产生的冲击破坏作用^[6]。但排水系统中某个排水点带压排放时，到达通气管前，会在经过的排水点进行排压，故我们考虑应在排水点上先进行泄压。可直接在空气隔断装置或缓冲/冷却水箱上增加排气管道，但实际上，当带压的污水经过空气隔断装置或缓冲水箱时，只有部分气体会从顶部的排气管排出，大部分气体还是会直接从前面的排水管排出，较难实现理想的气水分离，导致无法完全泄压。

建议可将空气隔断装置按需要改造如图3，同时解决温度及压力的问题：

(1)增加自来水管(需降温时)，冷却蒸汽，系统排 SIP 排蒸汽时，可以打开自来水，适当降温降压，由于没有通向至环境的出口，不用担心蒸汽外泄，温度可以不需要降至太低；

(2)增加排气管(需泄压时)，用来泄压，气体排放至房间的排风系统，排气管上安装阀门及单向阀，在排水管上增加阀门。SIP 或 CIP 后压缩空气吹扫时，由于此时排水量较小，可以先关闭排水管阀门，打开排气管上的阀门，让气体先排一下，再关闭排气管阀门，打开排水管阀门排水；

(3)底部增加低点排水口，使用结束后，可以将内部的水排空；

(4)增加补气管，且有止回装置，形成负压时，可以从洁净区接收空气进行补气，正压时不会向洁净区排气。

图3 空气隔断装置改造后示意图

针对无菌药品常用设备的排水、排气情况，可根据需要改造空气隔断装置，在此我们探讨最合理、经济的排水方式，减少资源浪费，对排水设施进行合理配置，对各设备建议的解决措施：

(1)仅排凝，但排凝量不大，如脉动蒸汽灭菌柜。只存在蒸汽排凝的情况，且一般灭菌柜供应商都会在冷凝水排放管道上加装一个冷却水箱，由于蒸汽耗用量小，排凝量不大，用自来水冷却来自室内外排出的蒸汽，实现降温降压的目的。故可将排水管直接引至地漏，与地漏间保持一定的空气隔断即可。

(2)仅排水，排水量不大，温度不高且不带压，如洗衣机、清洗池，特别是无菌生产用的洗衣机或清洗除菌过滤器的水槽，应设置空气隔断。由于排水量较小，且无带压的情况，可直接引至地漏，与地漏间保持一定的空气隔断即可。

(3)仅排水，排水量不大，温度略高，且可能有压缩空气吹扫的情况，但压力不大，如洗瓶机。正常清洗瓶子时，只存在排水的情况，但生产结束排空水槽及管道时，最后会压缩空气吹扫，出现带压排水的情况，但此时压力和排水量一般都不大，如果洗瓶水温不高，可以接至地漏，与地漏间保持一定间隔，形成空气隔断；如果工艺要求的水温偏高，担心蒸汽进入洁净区，也可以直接在排水管安装空气隔断装置后，与排污管道连接。

(4)仅排水，但瞬间排水量大，温度略高，且可能带压，水气混合排放，如水浴灭菌柜。灭菌结束后的瞬间排水量大，可能为带压排水，水气混合排放，如使用上述增加排气管道的空气隔断装置，需考虑排量，增加装置的容积，但由于水气混合排放，无法控制排气、排水的前后顺序，实现不了准确泄压，故增加排气管没有意义。且灭菌结束后一般水温在 60℃以下，故建议可以直接排至地漏，与地漏之间保持一定的空气隔断，地漏处设置一个缓冲水箱，缓解大排量及泄压即可，由于水浴灭菌柜一般设置在非洁净区，且水温不高，灭菌排水带来的短暂湿度问题可以不必过于担心。

(5)排水+排凝，清洗完成后带压排水，瞬间排水量大，温度可能不高但压力较大，且灭菌时还需排凝，如胶塞清洗机。胶塞清洗结束后，存在大量且带压排水的情况，如果工艺要求的清洗水温较高，由于在洁净区，向室内排放蒸汽会带来湿度超标的问题；温度如果不高但压力较大，空气隔断有外泄口，仍会产生溅液等问题；而且胶塞清洗机灭菌排凝时，还需要考虑高温高压的问题。由于水气混合排放，实现不了准确泄压，故建议在排水管与排污管之间安装增加冷水水管的空气隔断装置(空气隔断装置需考虑排量，增大体积)，适当降温后单独排放，避免水汽进入洁净区以及在管道内对其他排水点的影响。

(6)排水+排凝，清洗完成后排水，清洗用水为注射液用水时，温度偏高，且排水后期有压缩空气吹扫过程，压力较高。灭菌时也有需排凝的情况，且 SIP 后用压缩空气吹扫降温时，还会存在排凝排气混合排放的情况，压力较高，如灌装系统及配液系统。

灌装系统，CIP 时由于排水量不大，但温度可能偏高(注射用水)，需要降温；CIP 排水后压缩空气吹扫时，因为是带压排水，需要降压；灌装系统 SIP 排凝时，需要同时降温降压，故可在排水管道上安装上述改造后的空气隔断器(增加自来水冷却及排气管道)。

因为系统大量排水与吹扫时间可以错开，且吹扫时排水量很少，故可如图 3 所示，通过控制排水管和排气管的阀门开关顺序，可以基本卸掉排水时的压力；又可以实现灌装系统 SIP排凝时，降温降压后排放；SIP 后用压缩空气吹扫降温时，虽然会存在排凝排气混合排放的情况，但是由于残留水量较少，可通过冷却水降温，并通过排气管及排水管阀门控制排气，降压后再排水。

配液系统^[7]，CIP 及 SIP 的情况与灌装系统类似，但复杂的配液系统还会存在多个配制罐或管道同时排水、排气、排凝或交叉进行的情况。如果多个配制罐的排水管道是串联在一起，某个配制罐排水时，污水可能会倒灌进其他配制罐内，每个配制罐都应设置空气隔断，或通过程序设置互锁，合理错开各配制罐的排水排气时间，防止排水时相互反串。

应合理利用空气隔断技术，针对不同设备各种排水、排气/汽情况，通过改造空气隔断器，并制定不同的降温降压及缓冲措施，可有效避免排水时可能出现的倒灌、反串现象，满足GMP要求，确保药品质量。