轉輪除濕技術在藥物潔凈車間的應用

　隨著醫藥科技的進步和產品技術的不斷升級，以及大批外資醫藥企業在中國設立制造基地、行業標準的大幅提高，在生產工藝及生產過程中都對環境溫、濕度、潔凈度提出了較高要求。這就要求我們提供一個可靠穩定的空調系統，特別是對于濕度要求較低的空氣環境。

目前，常規的空氣除濕主要有四種方式，通風除濕、冷卻除濕、液體稀釋劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調除濕系統中，冷卻除濕和固體吸附劑除濕是主要手段。冷卻除濕在環境對濕度要求不是很高的條件下，效果還是比較好，性能穩定且能耗也比較低，目前應用比較廣泛。但在生產環境對濕度要求較高的地方，采用冷卻除濕就是不經濟的。現在，常用的低濕環境制造方法是利用吸附技術對空氣中的水分進行吸附除濕，獲得干燥空氣。而采用硅膠或是分子篩吸附除濕的方式已經逐步成為主流。吸附式除濕裝置又可以分為吸附塔式和轉輪式吸附除濕機兩種。后者即轉輪除濕技術將不收空氣露點影響，且除濕量大，特別適用于低濕條件，已被國內企業接受和掌握，并取得了長足的發展。

1 濕度在醫藥行業的要求

大多數醫藥生產工廠要求全年生產車間內部穩定的環境，特別是對于生產環境的溫度、濕度、空氣潔凈度、氣流組織，壓力平衡等多個空調參數都提出了嚴格的要求。有別于其他的恒溫恒濕環境系統的要求，有些制藥過程對空氣濕度的精度提出了嚴格的要求，對于空調系統的配置，則要求系統同時具備夏季除濕的功能和冬季加濕的功能。

國內的空調廠家，在保證干燥室內溫度、潔凈度、大的送風量方面沒有任何難題，難就難在低濕控制這方面。國內的空調廠家，在保證干燥室內溫度、潔凈度、大的送風量方面沒有任何難題，難就難在低濕控制這方面。把濕度控制在50%~70%，在夏季只靠空調就可以解決，但有些制藥過程濕度是20%~30%，一般空調及壓縮式制冷除濕機無法達到此濕度要求，達到此要求就必須借助固體吸附劑除濕法。目前普遍采用的轉輪除濕技術就是硅膠或分子篩轉輪除濕機。分子篩除濕轉輪適用于對空氣濕度通常要求1%-10%的極低的場合，如手機鋰電池制造、特種塑料行業等。硅膠除濕轉輪則適用于一般的低濕度場合。

2 工程實例

   以某制藥廠除濕工藝技改項目軟膠囊生產車間為例。

2.1 軟膠囊生產工藝要求

   （1）計劃配備12臺軟膠囊機，每臺生產量為120萬粒/24h，生產總量為1440萬粒/24h。軟膠囊質量1000mg/粒，含水量為120mg/粒。

   （2）一臺膠囊烘干托盤車架可存放40托盤，按每托盤存放1000mg型膠囊1000粒，每車可存放4萬粒。

   （3）軟膠囊干燥周期18h,12臺膠囊機18h 生產總量1080萬粒需干燥車架270車次。

（4）原有干燥間6間，每間存放托盤車架27 車，可放置托盤車1 62   車，計648萬粒。尚有108車次計432萬粒。尚有108車次計432萬粒軟膠囊需增置干燥間及除濕制冷系統設備。

（5）現有除濕空調系統工況:現有名義制冷量75 萬大卡/h 中央空調機組一臺，分別提供F1-1000m3/h風量空調機、F2-45000m3/h風量空調機、F3-50000m3/h風量空調機、F4-45000m3/h風量空調機及6臺3000m3/h風量除濕機所需制冷量。

2.2空調機組送風范圍及參數要求（表1）

2.3產濕量計算（表2）

2.4現有問題綜合分析

從上述各項數據已清楚說明以下幾個問題:

（1）現有制冷量不足:現有名義制冷量75萬大卡制冷機，按制冷效果80%計算，實際制冷量為60萬大卡，而F1-F4空調機及干燥房6   臺除濕機按現有空調設計工藝，所需制冷量為67.2萬大卡，達不到現有空調工藝的設計要求。

（2）干燥房容積無法滿足生產能力的需要:按現有6   間干燥房容積，以18h干燥周期計算，可以存放648萬粒軟膠囊，但因除濕風量及制冷量不足，按現有工藝只能允許存放615.6萬粒。按12臺軟膠囊機每小時產量5萬粒計算，18h產量為1080萬粒，尚有464.4萬粒，計116車次無法干燥。

（3）干燥房容積與匹配除濕機風量不平衡:按6間干燥房容積及托盤車架規格可容納162車次，計648萬粒。648萬粒每小時產濕量為43.2kg水/h。按現有除濕工藝1.9g濕差計算，需匹配除濕機送風量19200m3/h，才能確保18h干燥周期648萬粒軟膠囊的干燥工藝。

（4）綜上所述，現有空調除濕工藝所匹配的冷量負荷、除濕機風量、干燥房容積無法滿足生產能力的需要。因此，有必要對原有設施進行調整改造，并增置必要的除濕、制冷設備及干燥房容積。

2.5 技術改進措施

（1）將涼丸間改建為干燥間:原6間干燥間按現有空調工藝只能夠存放154車次計615.6萬粒，尚有116車464.4萬粒需新建干燥房4間，約130㎡。

（2）考慮到原有空調系統制冷量不平衡，建議在6臺除濕機進風前增加100kw冷量的空調箱和制冷機，以提高6間干燥間的干燥效果。

（3）切斷F3-50000m3空調機在涼丸間的送、回風管道，以增大壓丸間的送風量。

（4）增置除濕、制冷設備,對新建干燥房配備獨立的除濕送風系統。

2.6 新增轉輪除濕機設計與選型

1）設計工況

（1）干燥房容積:130×2.2=286m3;

（2）軟膠囊干燥周期:18h;

（3）新建干燥房可存放軟膠囊數量:464.4萬粒;

（4）操作人員:10人次;

（5）產濕量計算:

膠囊4640000粒/18h×120mg/粒=30.93kg水/ h;

人員170g×10/1000=1.7kg水/h;

（6）新風參數:溫度35℃，相對濕度80%，絕對含濕量29.3g/kg。

2）干燥房技術參數:溫度T≤25℃,相對濕度RH≤35%,絕對含濕量d≤6.9g/kg;

3）除濕技術設計:依據上述膠囊產量及技術要求，擬選用ZCB-10000轉輪除濕機，總送風量

10000m3/h,轉輪處理風量8500m3/h,自然排風1500m3/h,維持干燥房正壓狀態。

（1）除濕工藝流程（見圖1）:

（2）狀態點技術參數（見表3）:

（3）除濕性能計算:

新風冷量1500×1.2×（110.4-38.3）/3600=36kw;

前級表冷冷量8500×1.2×（42-32.8）/3600=26kw;

后級表冷冷量10000×1.2×（46.3-31）/3600=51kw;

總計冷量負荷113kw;

干燥房允許產濕量10000×1.2×（6.9-3.86）/1000=36.4kg/h。

2.7選型說明

(1)轉輪除濕機的選型:用一般空調壓縮機的冷凍除濕法只能把空氣露點溫度降至10℃，而此軟膠囊干燥室內的露點溫度要求達到1℃以下，故用一般冷凍除濕法根本無法達到生產工藝要求。而采用空調制冷加轉輪除濕機之組合機的方法可以輕易使空氣露點溫度降至-40℃。

   （2) 空調用制冷方式的選型:水冷型制冷機適用于1000㎡以上的大房間或者說大系統，性價比較高而針對200㎡以下的小房間來講，風冷型管道機有著較多優勢，如操作簡單、維護方便，無需水源等等優勢。此實例之干燥室選用風冷型管道機比較合適。

(3）轉輪除濕機再生方式的選型:目前轉輪除濕機的再生方式有兩種即電加熱和蒸汽加熱。蒸汽加熱的表壓力須不小于4kgf/c㎡。選用蒸汽加熱再生方式時，最好選配耐高溫電磁閥，這樣不但可以實現自控來節約能源，而且可延長除濕轉輪的使用壽命。當除濕干燥輪的實際處理風量< 2000h時，選用電加熱的再生方式比較省力簡單。

（4）控制的選型：經過對傳統繼電接觸式控制，單片機控制，PLC控制的多年實際經驗的比較認定轉輪除溫機采用PLC控制最好。它有以下幾大優點，①可靠性高抗于擾能力強，⑦可實現電控、電儀電結的三電體化③編程簡單、使用方便，控制程序可變、具有很好的柔性↑④體積小、重量輕、功耗低。為實現遠程監控，也可加選觸摸屏或者PC微機控制。

3結論

   由上述分析和計算可得出，使用轉輪除濕機系統和傳統的冷凍除濕機+后加熱器方式，能耗節約為45%左右。同時，由于轉輪除濕機可以將新風進步除濕 干燥，以抵消車間的其他室內濕負荷，尤其是在系統初期調試及房間發熱量不足(即生產開工不足)期間，這種系統運行更加可靠，安全性更好，完全可以滿足潔凈車間全天候的生產要求。在低濕環境條件下，采用轉輪與冷卻聯合式除濕空調系統具有僅冷卻除濕機不可比擬的優越性。