【壓縮機網】1、引言

 

　　新建或改建一個制藥工廠，設計是一項重要工作，其中包括制藥工藝、設備、土建、空調、給排水、動力等方面，是多種專業配合的整體工作。制藥工廠設計與機械工廠設計比較，有許多特殊之處，本文僅就制藥工廠壓縮空氣系統設計方面的問題，結合近年來的一些設計實踐做一簡述。
 

 

　　2、制藥工廠壓縮空氣的用途及品質要求

 

　　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，固體制劑中的制粒機、加漿機、填充機、包裝機、印字機，提取工藝中的提取罐。此外，還有化驗中試用氣、物料輸送、干燥、吹掃、氣動儀表、自動控制用氣等等。上述壓縮空氣用途中，很多情況下壓縮空氣與藥品直接接觸，所以，在制藥工廠設計中對壓縮空氣的品質有著嚴格的要求。

 

　　2.2 壓縮空氣品質控制的必要性

 

　　制藥工廠壓縮空氣的品質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污染藥物。含有液態水滴的壓縮空氣會使管道閥門和設備產生銹蝕，水滴銹漬同樣也會污染藥物，影響藥品質量。

 

　　空氣中含有大量塵粒和微生物粒子，對醫藥工業來說，微粒特別是塵粒會直接影響藥品質量，進而危及人們生命安全。微生物（生物粒子）對人體的危害更強，微生物多指細菌和真菌，污染藥品后不但會使藥品本身燃菌、變質，一旦誤用，無論從腸道或非腸道進入人體，都會直接影響人體健康，其后果更為嚴重。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象，這一點就是制藥工廠與只控制微粒的其他工廠（如電子、機械工廠等）的主要區別之一。

 

　　2.3 壓縮空氣品質控制指標

 

　　a.儀表、自動控制等用氣的質量標準可由GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質量等級》（等效采用ISO8573/1）中查出。這個標準根據固體粒子尺寸和含量、水蒸氣含量及含油量4項控制指標劃分質量等級，見表1。

 

 

　　對于儀表、自動控制用壓縮空氣的質量等級要求，推薦4項指標為2.3.3級，具體指標為：顆粒尺寸最大1μm顆粒含量1mg/m3,水含量（壓力露點）最高-20℃，油含量最大值1mg/ m³。

 

　　b.制藥用壓縮空氣質量指標

 

　　目前，對于制藥用壓縮空氣還沒有相關的質量標準，采用的國際標準ISO8573/1的GB/T13277 -97，明確醫用壓縮空氣不包括在本標準之內。多數資料文獻中僅有定性的一般要求，缺少具體的控制指標。

 

　　根據近年來的實踐，我們在工程設計中對制藥工廠壓縮空氣質量指標是這樣確定的：

 

　　對于固體粒子，目前醫藥工業生物潔凈室最高等級為0.5μm、100級，故與之相適應，壓縮空氣的潔凈等級應定為小于0.5μm、100級。我們在設計中一般采用GB/T13277-97中的1級，即顆粒尺寸為0.1μm，顆粒含量為0.1mg/m³。

 

　　對于壓縮空氣中的水汽含量，通常以壓力露點或常壓露點表示。為了防止系統中有凝結水存在，露點溫度一般取干燥后的壓縮空氣管線和用氣設備，可能遇到的最低溫度再加-5～-10℃。所以，在天津地區壓力露點值可取5～-20℃。

 

　　對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。我們在設計中，參考國家標準中食品飲料加工對壓縮空氣品質的要求，即控制最大含油量為0.01mg/m³。

 

　　對于生物粒子，根據固體粒子指標確定為0.5μm、100級時，比照采用生物100級潔凈室微生物的控制指標，達到小于等于1CFU/m³（培養法、菌落數）即可，此時檢出活菌的可能甚微。

 

　　3、制藥工廠壓縮空氣站設計

 

　　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如下：吸氣過濾器——空壓機——后冷卻器——儲氣罐——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

 

　　以上工藝流程根據制藥工廠的不同規模，空壓機的不同，以及對壓縮空氣品質的不同要求等而有不同的取舍。設計時應仔細研究和分析用戶的用氣指標要求及用氣特點，然后制定出合理的壓縮空氣站工藝系統。

 

　　3.2 空壓機類型的確定

 

　　通常使用的空壓機有活塞式、螺桿式和離心式三種。離心式空壓機單臺容量大，調節范圍在70～100%，在小氣量時易發生喘振，故該機型對制藥工廠不適應。活塞式空壓機雖然價格較低，但機組結構尺寸大、需牢固的混凝土基礎，易損件多、維修工作量大，噪聲和震動也較大且自動化水平較低，故近年來制藥工廠已較少采用。螺桿式空壓機結構尺寸小，僅需輕型基礎，無脈沖氣流，震動噪聲低，維修量小自控水平高，故我們在制藥工廠設計中多采用螺桿式空壓機。

 

　　3.3 干燥裝置的選擇

 

　　制藥工廠對于壓縮空氣水分的要求各有不同，如小型自動化水平較低的中藥制藥廠，要求壓縮空氣的壓力露點5～10℃即可。而自動化水平較高，氣動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達到-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要求大于等于3℃時，則采用吸附式干燥機或冷凍式+吸附式組合干燥裝置。

 

　　此外還應注意，在選擇干燥裝置時不能只根據銘牌數據選用設備，而應考慮設備入口壓縮空氣溫度、壓力及環境溫度對干燥器出力的影響。

 

　　3.4 過濾器的選擇

 

　　常用過濾器的分類、工作原理、結構和在凈化系統中的作用見表2。
 

 

　　選用過濾器應根據其不同的作用、性能和精度進行組合，同時還應根據壓縮空氣的溫度、壓力對其處理氣量進行修正。

 

　　3.5 空壓站系統及站房設計

 

　　在空壓站的工藝系統設計和站房布置上，應考慮以下幾個問題：

 

　　A.采用冷凍式干燥機時，前置過濾器應布置在冷干機的上游，從而避免壓縮空氣中含有大量液態水、粒徑不等的固體粉塵及油污、油蒸氣等雜質直接進入冷干機，使冷干機工作狀態惡化。

 

　　B.如果采用吸附式干燥機時，其上游應設除油過濾器，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.采用冷凍式干燥機時，還應注意空壓機的排氣溫度，如果空壓機的排氣溫度超過冷干機允許進氣溫度時，應選用高溫型冷干機。

 

　　D.站房的通風設計

 

　　在制藥工廠空壓站設計中，我們通常采用風冷式螺桿壓縮機室內吸氣，此時站房的通風措施至關重要。因為通風不足，會使空壓機的流量下降，達不到額定流量。室溫過高會使空壓機啟動困難，而且還會導致空壓機護罩內的熱量積聚，引起電機過熱甚至燒壞，從而誘發火災危險。

 

　　對于空壓站的通風，設計中通常的做法是：在空壓機間的外墻下方設置進風口（百葉窗），百葉窗的數量和面積根據站房容量計算確定。百葉窗與室外地面的距離一般大于等于300mm，以防濺雨，百葉窗設置朝向盡可能在陰涼面，同時避免和排風口設在同一側，以防冷熱風短路。在風冷式空壓機的冷卻風排風出口上安排排風管，將冷卻風引至室外。同時在空壓機間的外墻上設置機械排風扇進行全室通風。通過以上措施，有效地降低了空壓機間的溫度，從而保證了空壓機及其輔助設備的正常運行。

 

　　4、車間及廠區壓縮空氣管網的設計

 

　　制藥工廠車間壓縮空氣管道一般采用架空敷設，且其主要干管和支管均敷設在技術夾層內，在無菌潔凈區明管、立管和閥門應盡可能減少。廠區管道可采用架空或直埋敷設，直埋敷設應根據土壤的腐蝕性采取防腐措施。

 

　　管道及其閥門附件均采用不銹鋼材料，以00Cr17Ni14Mo2(316L)不銹鋼材質為最佳，必要時可對管道進行內外拋光處理。

 

　　采用不銹鋼管材時，不銹鋼管不得與碳鋼制的管架直接接觸，以免因電位差而造成腐蝕核心。因此管架應涂以良好的絕緣漆，或在管路與管架間墊其它絕緣材料，如石棉板、橡膠板、塑料板等。