在醫(yī)藥潔凈車間中, 基于軟膠囊生產(chǎn)線的工藝需求及合理的除濕系統(tǒng)配置，著重介紹轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)在不同溫、濕度工況下合理的處理流程，從而達(dá)到工藝生產(chǎn)環(huán)境需求，提高建設(shè)后生產(chǎn)運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)合理性。并總結(jié)了系統(tǒng)在實(shí)際工程運(yùn)用中的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞   轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)；低露點(diǎn)；濕度處理；應(yīng)用

0引言

隨著醫(yī)藥科技的進(jìn)步和產(chǎn)品技術(shù)的不斷升級(jí)，以及大批外資醫(yī)藥企業(yè)在中國(guó)設(shè)立制造基地、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大幅提高，在生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)過(guò)程中都對(duì)環(huán)境溫、濕度、潔凈度提出了較高要求。這就要求我們提供一個(gè)可靠穩(wěn)定的空調(diào)系統(tǒng)，特別是對(duì)于濕度要求較低的空氣環(huán)境。

目前，常規(guī)的空氣除濕主要有四種方式，通風(fēng)除濕、冷卻除濕、液體吸濕劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調(diào)除濕系統(tǒng)中，冷卻除濕和固體吸附劑除濕是主要手段。冷卻除濕在環(huán)境對(duì)濕度要求不是很高條件下，效果還是比較好，性能穩(wěn)定且能耗也比較低，目前應(yīng)用比較廣泛。但在生產(chǎn)環(huán)境對(duì)濕度要求較高的地方，采用冷卻除濕就是不經(jīng)濟(jì)的?，F(xiàn)在，常用的低濕環(huán)境制造方法是利用吸附技術(shù)對(duì)空氣中的水分進(jìn)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(jīng)逐步成為主流[1]。吸附式除濕裝置又可以分為吸附塔式和轉(zhuǎn)輪式吸附除濕機(jī)兩種。后者即轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)將不受空氣露點(diǎn)影響，且除濕量大，特別適用于低濕條件，已被國(guó)內(nèi)企業(yè)接受和掌握，并取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

1濕度在醫(yī)藥潔凈車間中的要求

大多數(shù)醫(yī)藥凈化車間要求全年生產(chǎn)車間內(nèi)部維持穩(wěn)定的環(huán)境，特別是對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度、空氣潔凈度、氣流組織，壓力平衡等多個(gè)空調(diào)參數(shù)都提出了嚴(yán)格的要求。有別于其他的恒溫恒濕環(huán)境系統(tǒng)的要求，有些制藥過(guò)程對(duì)空氣濕度的精度提出了嚴(yán)格要求，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的配置，則要求系統(tǒng)同時(shí)具備夏季除濕的功能和冬季加濕的功能。

國(guó)內(nèi)的空調(diào)廠家， 在保證干燥室內(nèi)溫度、潔凈度、大的送風(fēng)量方面沒(méi)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(diào)就可解決，但有些制藥過(guò)程濕度是20%~30%[2-3]，一般空調(diào)及壓縮式制冷除濕機(jī)無(wú)法達(dá)到此濕度要求，達(dá)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(zhuǎn)輪除濕技術(shù)就是硅膠或分子篩轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)。分子篩除濕轉(zhuǎn)輪適用于對(duì)空氣濕度通常要求1%-10% 的極低的場(chǎng)合[4]，如手機(jī)鋰電池制造、特種塑料行業(yè)等。硅膠除濕轉(zhuǎn)輪則適用于一般的低濕度場(chǎng)合。

2工程實(shí)例

以某制藥廠除濕工藝技改項(xiàng)目軟膠囊生產(chǎn)車間為例。

2.1 軟膠囊生產(chǎn)工藝要求

(1) 計(jì)劃配備12 臺(tái)軟膠囊機(jī)，每臺(tái)生產(chǎn)量為120 萬(wàn)粒/24h，生產(chǎn)總量為1440 萬(wàn)粒/24h。軟膠囊質(zhì)量1000mg/ 粒，含水量為120mg/ 粒。

(2) 一臺(tái)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(wàn)粒。

(3) 軟膠囊干燥周期18h，12 臺(tái)膠囊機(jī)18h生產(chǎn)總量1080 萬(wàn)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162 車，計(jì)648 萬(wàn)粒。尚有108 車次計(jì)432 萬(wàn)粒軟膠囊需增置干燥間及除濕制冷系統(tǒng)設(shè)備。

(5) 現(xiàn)有除濕空調(diào)系統(tǒng)工況：現(xiàn)有名義制冷量75 萬(wàn)大卡/h 中央空調(diào)機(jī)組一臺(tái)，分別提供F1―1000m3/h 風(fēng)量空調(diào)機(jī)、F2―45000m3/h 風(fēng)量空調(diào)機(jī)、F3―50000 m3/h風(fēng)量空調(diào)機(jī)、F4―45000 m3/h 風(fēng)量空調(diào)機(jī)及6 臺(tái)3000m3/h風(fēng)量除濕機(jī)所需制冷量。

2.2 空調(diào)機(jī)組送風(fēng)范圍及參數(shù)要求[5 － 6]（表1）

2.3 產(chǎn)濕量計(jì)算（表2）

2.4 現(xiàn)有問(wèn)題綜合分析

從上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)已清楚說(shuō)明以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1) 現(xiàn)有制冷量不足：現(xiàn)有名義制冷量75萬(wàn)大卡制冷機(jī)，按制冷效果80％計(jì)算，實(shí)際制冷量為60 萬(wàn)大卡，而F1―F4 空調(diào)機(jī)及干燥房6 臺(tái)除濕機(jī)按現(xiàn)有空調(diào)設(shè)計(jì)工藝，所需制冷量為67.2 萬(wàn)大卡，達(dá)不到現(xiàn)有空調(diào)工藝的設(shè)計(jì)要求。

(2) 干燥房容積無(wú)法滿足生產(chǎn)能力的需要：按現(xiàn)有6 間干燥房容積，以18h 干燥周期計(jì)算，可以存放648 萬(wàn)粒軟膠囊，但因除濕風(fēng)量及制冷量不足，按現(xiàn)有工藝只能允許存放615.6 萬(wàn)粒。按12 臺(tái)軟膠囊機(jī)每小時(shí)產(chǎn)量5 萬(wàn)粒計(jì)算，18h 產(chǎn)量為1080 萬(wàn)粒，尚有464.4 萬(wàn)粒， 計(jì)116 車次無(wú)法干燥。

(3) 干燥房容積與匹配除濕機(jī)風(fēng)量不平衡：按6 間干燥房容積及托盤車架規(guī)格可容納162車次，計(jì)648 萬(wàn)粒。648 萬(wàn)粒每小時(shí)產(chǎn)濕量為43.2kg 水/h。按現(xiàn)有除濕工藝1.9g濕差計(jì)算，需匹配除濕機(jī)送風(fēng)量19200m3/h， 才能確保18h 干燥周期648 萬(wàn)粒軟膠囊的干燥工藝。

（4）綜上所述，現(xiàn)有空調(diào)除濕工藝所匹配的冷量負(fù)荷、除濕機(jī)風(fēng)量、干燥房容積無(wú)法滿足生產(chǎn)能力的需要。因此，有必要對(duì)（www.iwuchen.com）原有設(shè)施進(jìn)行調(diào)整改造，并增置必要的除濕、制冷設(shè)備及干燥房容積。

2.5 技術(shù)改進(jìn)措施

（1）將涼丸間改建為干燥間：原6 間干燥間按現(xiàn)有空調(diào)工藝只能夠存放154 車次計(jì)615.6 萬(wàn)粒，尚有116 車464.4萬(wàn)粒需新建干燥房4 間，約130m2。

（2）考慮到原有空調(diào)系統(tǒng)制冷量不平衡，建議在6 臺(tái)除濕機(jī)進(jìn)風(fēng)前增加100kw 冷量的空調(diào)箱和制冷機(jī)，以提高6 間干燥間的干燥效果。

（3）切斷F3―50000m3 空調(diào)機(jī)在涼丸間的送、回風(fēng)管道，以增大壓丸間的送風(fēng)量。

（4）增置除濕、制冷設(shè)備，對(duì)新建干燥房配備獨(dú)立的除濕送風(fēng)系統(tǒng)。

2.6 新增轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)設(shè)計(jì)與選型

1）設(shè)計(jì)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(shù)量：464.4萬(wàn)粒；

(4) 操作人員：10 人次；

(5) 產(chǎn)濕量計(jì)算：膠 囊 4640000 粒/18h×120mg/ 粒＝30.93kg 水/h；人員 170g×10/1000 ＝ 1.7kg 水/h；

(6) 新風(fēng)參數(shù)： 溫度35 ℃ ，相對(duì) 濕 度80％，絕對(duì)含濕量29.3g/kg。

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

3) 除濕技術(shù)設(shè)計(jì)：依據(jù)上述膠囊產(chǎn)量及技術(shù)要求，擬選用ZCB―10000 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，總送風(fēng)量10000m3/h，轉(zhuǎn)輪處理風(fēng)量8500 m3/h，自然排風(fēng)1500m3/h，維持干燥房正壓狀態(tài)。

(1）除濕工藝流程（見(jiàn)圖1）：

      潔凈車間中的案例" />

(2）狀態(tài)點(diǎn)技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表3）：

(3）除濕性能計(jì)算：

新風(fēng)冷量1500×1.2×（110.4-38.3）/3600 ＝36kw；

前級(jí)表冷冷量8500×1.2×（42-32.8）/3600＝ 26kw；

后級(jí)表冷冷量10000×1.2×（46.3-31）/3600＝ 51kw；

總計(jì)冷量負(fù)荷113kw；

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

2.7 選型說(shuō)明

(1) 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的選型：用一般空調(diào)壓縮機(jī)的冷凍除濕法只能把空氣露點(diǎn)溫度降至10℃，而此軟膠囊干燥室內(nèi)的露點(diǎn)溫度要求達(dá)到1℃以下，故用一般冷凍除濕法根本無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。而采用空調(diào)制冷加轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)之組合機(jī)的方法可以輕易使空氣露點(diǎn)溫度降至-40℃。

(2) 空調(diào)用制冷方式的選型：水冷型制冷機(jī)適用于1000m2以上的大房間或者說(shuō)大系統(tǒng)，性價(jià)比較高；而針對(duì)200m2以下的小房間來(lái)講，風(fēng)冷型管道機(jī)有著較多優(yōu)勢(shì)，如操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、無(wú)需水源等等優(yōu)勢(shì)。此實(shí)例之干燥室選用風(fēng)冷型管道機(jī)比較合適。

(3) 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)再生方式的選型：目前轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)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/cm2。選用蒸汽加熱再生方式時(shí)，最好選配耐高溫電磁閥，這樣不但可以實(shí)現(xiàn)自控來(lái)節(jié)約能源，而且可延長(zhǎng)除濕轉(zhuǎn)輪的使用壽命。當(dāng)除濕干燥輪的實(shí)際處理風(fēng)量＜2000 m3/h時(shí)，選用電加熱的再生方式比較省力簡(jiǎn)單。

(4) 控制的選型：經(jīng)過(guò)對(duì)傳統(tǒng)繼電接觸式控制、單片機(jī)控制、PLC 控制的多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的比較，認(rèn)定轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)采用PLC 控制最好。它有以下幾大優(yōu)點(diǎn)，①可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；②可實(shí)現(xiàn)電控、電儀、電結(jié)的三電一體化；③編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、具有很好的柔性一；④體積小、重量輕、功耗低。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可加選觸摸屏或者PC 微機(jī)控制。

3結(jié)論

由上述分析和計(jì)算可得出，使用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的冷凍除濕機(jī)  后加熱器方式，能耗節(jié)約為45% 左右。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)可以將新風(fēng)進(jìn)一步除濕干燥，以抵消車間的其他室內(nèi)濕負(fù)荷，尤其是在系統(tǒng)初期調(diào)試及房間發(fā)熱量不足（即生產(chǎn)開(kāi)工不足）期間，這種系統(tǒng)運(yùn)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(chǎn)要求。在低濕環(huán)境條件下，采用轉(zhuǎn)輪與冷卻聯(lián)合式除濕空調(diào)系統(tǒng)具有僅冷卻除濕機(jī)不可比擬的