制藥工廠的空壓機(jī)站房設(shè)計(jì)有哪些注意點(diǎn)?看完這篇文章就全了解了制藥工廠壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、引言 新建或改建一個(gè)制藥工廠,設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要工作,其中包括制藥工藝、設(shè)備、土建、空調(diào)、給排水、動(dòng)力等方面,是多種專業(yè)配合的整體工作。制藥......
制藥工廠壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、 引言
新建或改建一個(gè)制藥工廠,設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要工作,其中包括制藥工藝、設(shè)備、土建、空調(diào)、給排水、動(dòng)力等方面,是多種專業(yè)配合的整體工作。制藥工廠設(shè)計(jì)與機(jī)械工廠設(shè)計(jì)比較,有許多特殊之處,本文僅就制藥工廠壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的問題,結(jié)合近年來的一些設(shè)計(jì)實(shí)踐做一簡述。
2、 制藥工廠壓縮空氣的用途及品質(zhì)要求
2.1壓縮空氣主要用途
在制藥工廠中,壓縮空氣主要用于液體制劑中的灌裝機(jī),固體制劑中的制粒機(jī)、加漿機(jī)、填充機(jī)、包裝機(jī)、印字機(jī),提取工藝中的提取罐,此外,還有化驗(yàn)中使用氣、物料輸送、干燥、吹掃、氣動(dòng)儀表、自動(dòng)控制用氣等等。上述所述的壓縮空氣用途中,很多情況下壓縮空氣與藥品直接接觸,所以,在制藥工廠設(shè)計(jì)中對(duì)壓縮空氣的品質(zhì)有著嚴(yán)格的要求。
2.2壓縮空氣品質(zhì)控制的必要性
制藥工廠壓縮空氣的品質(zhì)主要是控制其含水量、含油量、含塵粒量和含生物粒子量,同時(shí)還要求壓縮空氣無氣味。
含有油份的壓縮空氣直接與藥物接觸會(huì)污染藥物。含有液態(tài)水滴的壓縮空氣會(huì)使管道閥門和設(shè)備產(chǎn)生銹蝕,水滴銹漬同樣也會(huì)污染藥物,影響藥品質(zhì)量。
空氣中含有大量塵粒和微生物粒子,對(duì)醫(yī)藥工業(yè)來說,微粒特別是塵粒會(huì)直接影響藥品質(zhì)量,進(jìn)而危及人們生命安全。微生物(生物粒子)對(duì)人體的危害更強(qiáng),微生物多指細(xì)菌和真菌,污染藥品后不但會(huì)使藥品本身染菌、變質(zhì),一旦誤用,無論從腸道或非腸道進(jìn)入人體,都會(huì)直接影響人體健康,其后果更為嚴(yán)重。所以制藥工廠所用壓縮空氣必須以微粒和微生物為主要控制對(duì)象,這一點(diǎn)就是制藥工廠與只控制微粒的其他工廠(如電子、機(jī)械工廠等)的主要區(qū)別之一。
2.3壓縮空氣品質(zhì)控制指標(biāo)
a、儀表、自動(dòng)控制等用氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可由GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)》(等效采用ISO8573/1)中查出。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)固體粒子尺寸和含量、水蒸氣含量及含油量4項(xiàng)控制指標(biāo)劃分質(zhì)量等級(jí),見表1。
表1 壓縮空氣中顆粒、油、水質(zhì)量等級(jí)
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
對(duì)于儀表、自動(dòng)控制用壓縮空氣的質(zhì)量等級(jí)要求,推薦4項(xiàng)指標(biāo)為2.3.3級(jí),具體指標(biāo)為:顆粒尺寸最大1μm顆粒含量1mg/m3,水含量(壓力露點(diǎn))最高-20℃,油含量最大值1mg/m3。
b、制藥用壓縮空氣質(zhì)量指標(biāo)
目前,對(duì)于制藥用壓縮空氣還沒有相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),等效采用的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8573/1的GB/T13277-97,明確醫(yī)用壓縮空氣不包括在本標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。多數(shù)資料文獻(xiàn)中僅有定性的一般要求,缺少具體的控制指標(biāo)。
根據(jù)近年來的實(shí)踐,我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中對(duì)制藥工廠壓縮空氣質(zhì)量指標(biāo)是這樣確定的:
對(duì)于固體粒子,目前醫(yī)藥工業(yè)生物潔凈室最高等級(jí)為0.5μm、100級(jí),故與之相適應(yīng),壓縮空氣的潔凈等級(jí)應(yīng)定為小于0.5μm、100級(jí)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中一般采用GB/T13277-97中的1級(jí),即顆粒尺寸為0.1μm,顆粒含量為0.1mg/m3。
對(duì)于壓縮空氣中的水汽含量,通常以壓力露點(diǎn)或常壓露點(diǎn)表示。為了防止系統(tǒng)中有凝結(jié)水存在,露點(diǎn)溫度一般取干燥后的壓縮空氣管線和用氣設(shè)備,可能遇到的最低溫度再加-5~-10℃。所以,在天津地區(qū)壓力露點(diǎn)值可取5~-20℃。
對(duì)于含油量主要是控制壓縮空氣中的油滴、懸浮油霧和油蒸氣。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中,參考國家標(biāo)準(zhǔn)中食品飲料加工對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的要求,即控制最大含油量為0.01mg/m3。
對(duì)于生物粒子,根據(jù)固體粒子指標(biāo)確定為0.5μm、100級(jí)時(shí),比照采用生物100級(jí)潔凈室微生物的控制指標(biāo),達(dá)到小于等于1CFU/m3(培養(yǎng)法、菌落數(shù))即可,此時(shí)檢出活菌的可能甚微。
3、 制藥工廠壓縮空氣站設(shè)計(jì)
3.1壓縮空氣站工藝流程的確定
制藥工廠壓縮空氣站的工藝流程的確定
制藥工廠壓縮空氣站的工藝流程如下:吸氣過濾器——空壓機(jī)——后冷卻器——儲(chǔ)氣罐——前置過濾器——精密過濾器——干燥裝置——后置過濾器——除味過濾器——滅菌過濾器——輸氣管網(wǎng)
以上工藝流程根據(jù)制藥工廠的不同規(guī)模,空壓機(jī)的不同類型及對(duì)壓縮空氣品質(zhì)的不同要求等而有不同的取舍,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)研究和分析用戶的用氣指標(biāo)要求及用氣特點(diǎn),然后制定出合理的壓縮空氣站工藝系統(tǒng)。
3.2空壓機(jī)類型的確定
通常使用的空壓機(jī)有活塞式、螺桿式和離心式三種。離心式空壓機(jī)單臺(tái)容量大,調(diào)節(jié)范圍在70~100%在 小氣量時(shí)易發(fā)生喘振,故該機(jī)型對(duì)制藥工廠不適應(yīng)?;钊娇諌簷C(jī)雖然價(jià)格較低,但機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸大、需牢固的混凝土基礎(chǔ),易損件多、維修工作量大,噪聲和震動(dòng)也較大且自動(dòng)化水平較低,故近年來制藥工廠已較少采用。螺桿式空壓機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸小,僅需輕型基礎(chǔ),無脈沖氣流,震動(dòng)噪聲低,維修量小自控水平高,故我們?cè)谥?藥工廠設(shè)計(jì)中多采用螺桿式空壓機(jī)。
3.3干燥裝置的選擇
制藥工廠對(duì)于壓縮空氣水分的要求各有不同,如小型自動(dòng)化水平較低的中藥制藥廠,要求壓縮空氣的壓力露點(diǎn)5~10℃即可。而自動(dòng)化水平較高,氣動(dòng)控制儀表和裝置較多的大、中型制藥廠,要求壓縮空氣的壓力露點(diǎn)達(dá)到-20~-40℃。
壓縮空氣的干燥方式,一般可分為冷凍式和吸附式二種。在壓縮空氣的壓力露點(diǎn)要求大于等于3℃時(shí),則采用吸附式干燥機(jī)或冷凍式+吸附式組合干燥裝置。
此外還應(yīng)注意,在選擇干燥裝置時(shí)不能只根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)選用設(shè)備,而應(yīng)考慮設(shè)備入口壓縮空氣溫度、壓力及環(huán)境溫度對(duì)干燥器出力的影響。
3.4過濾器的選擇
常用過濾器的分類、工作原理、結(jié)構(gòu)和在凈化系統(tǒng)中的作用見表2。
表2 壓縮空氣過濾器分類、原理、結(jié)構(gòu)和作用
分類 |
基本原理與結(jié)構(gòu) |
作用 |
前置過濾器 |
慣性碰撞為主,中效纖維,燒結(jié)材料 |
濾除1μm以上顆粒 |
精密過濾器 |
擴(kuò)散攔截效應(yīng)為主,超細(xì)纖維組合 |
濾除0.01~1μm以上微粒 |
超精密過濾器 |
擴(kuò)散效應(yīng)為主,超細(xì)纖維組合 |
濾除0.01μm以上微粒 |
活性炭過濾器 |
兩級(jí)活性炭吸附+超細(xì)纖維過濾 |
濾除油蒸氣、臭味 |
滅菌過濾器 |
擴(kuò)散效應(yīng)為主,超高效、耐濕熱材料 |
濾除細(xì)菌、噬菌類 |
選用過濾器應(yīng)根據(jù)其不同的作用、性能和精度進(jìn)行組合,同時(shí)還應(yīng)根據(jù)壓縮空氣的溫度、壓力對(duì)其處理氣量進(jìn)行修正。
3.5空壓站系統(tǒng)及站房設(shè)計(jì)
在空壓站的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和站房布置上,應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題:
A、 采用冷凍式干燥機(jī)時(shí),前置過濾器應(yīng)布置在冷干機(jī)的上游,從而避免壓縮空氣中含有大量液態(tài)水、粒徑不等的固體粉塵及油污、油蒸氣等雜質(zhì)直接進(jìn)入冷干機(jī),將使冷干機(jī)工作狀態(tài)惡化。
B、 如果采用吸附式干燥機(jī)時(shí),其上游應(yīng)設(shè)除油過濾器,濾除壓縮空氣中的油污,防止干燥劑“中毒”失效。下游應(yīng)布置后置過濾器,用于消除干燥劑粉塵等污染。
C、 采用冷凍式干燥機(jī)時(shí),還應(yīng)注意空壓機(jī)的排氣溫度,如果空壓機(jī)的排氣溫度超過冷干機(jī)允許進(jìn)氣溫度時(shí),應(yīng)選用高溫型冷干機(jī)。
D、 站房的通風(fēng)設(shè)計(jì)
在制藥工廠空壓站設(shè)計(jì)中,我們通常采用風(fēng)冷式螺桿壓縮機(jī)室內(nèi)吸氣,此時(shí)站房的通風(fēng)措施至關(guān)重要。因?yàn)橥L(fēng)不足,會(huì)使空壓機(jī)的流量下降,達(dá)不到額定出力。室溫過高會(huì)使空壓機(jī)啟動(dòng)困難,而且還會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)護(hù)罩內(nèi)的熱量積聚,引起電機(jī)過熱甚至燒壞,從而誘發(fā)火災(zāi)危險(xiǎn)。
對(duì)于空壓站的通風(fēng),我們的設(shè)計(jì)中通常的做法是:在空壓機(jī)間的外墻下方設(shè)置進(jìn)風(fēng)口(百葉窗),百葉窗的數(shù)量和面積根據(jù)站房容量計(jì)算確定。百葉窗與室外地面的距離一般大于等于300mm, 以防濺雨,百葉窗設(shè)置朝向盡可能在陰涼面,同時(shí)避免和排風(fēng)口設(shè)在同一側(cè),以防冷熱風(fēng)短路。在風(fēng)冷式空壓機(jī)的冷卻風(fēng)排風(fēng)出口上安排排風(fēng)管,將冷卻風(fēng)引至室外。同時(shí)在空壓機(jī)間的外墻上設(shè)置機(jī)械排風(fēng)扇進(jìn)行全室通風(fēng)。通過以上措施,有效地降低了空壓機(jī)間的溫度,從而保證了空壓機(jī)及其輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。