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药厂洁净室设计中的节能措施有哪些方式?



节能是我国可持续发展战略中的重要能源政策。长期以来,药厂洁净室设计中的节能问题尚未引起高度重视,其主要原因是由于药厂洁净室设计主要矛盾是微粒,节能一直提不到议事日程上来受到应有的重视。因此,节能设计受到忽视。随着我国医药工业全面实施GMP,GMP达标的药厂洁净室建设规模正在迅速发展与扩大。因此,从药厂洁净室设计上采取有力措施降低能耗,节约能源,已到了刻不容缓的地步。

药厂洁净室高能耗的具体表现

药厂洁净室是能量消耗大户,影响能耗的因素很多。仅以净化空调系统为例,其高能耗的主要表现在两个方面:其一是制冷负荷,药厂洁净室各类制冷负荷主要有:新风、风机温升、工艺设备、围护结构、照明、人等。其中最重要的是新风、风机温升和工艺设备三项,并以新风最大。药厂洁净室新风主要是满足:生产人员的卫生要求、维持正压条件下的缝隙漏风量、弥补排风量、弥补系统漏风量。按照设计规范,新风总量相当于一般空调总风量的1~1.5倍,其能耗不容忽视。药厂洁净室风机温升负荷是很容易忽略的,它主要是静压箱中风机和电机把热都散到送风气流之中,导致空调器增加。同时,重要制冷负荷是工艺设备的负荷。其二是运行负荷,药厂洁净室风量比一般空调间大几倍至几十倍,风压约占系统压力一半,所以药厂洁净室运行的风机动力负荷比一般空调动力负荷大3~30倍。

药厂洁净室设计中的节能措施探讨

在药厂洁净室设计中,应采用先进的节能技术和措施,降低能耗,以满足药品生产降低成本的需求。

设计合理的建筑布局

(1)设计合适的车间型式现代药厂洁净厂房以建造单层大框架正方形大面积厂房最佳,其显著优点之一是外墙面积最小、能耗少,可节约建筑、冷热负荷的投资和设备运转费用。其次是控制和减少窗墙比,加强门窗构造的气密性要求。此外,在有高温差的洁净室设置隔热层,围护结构应采取隔热性能和气密性好的材料及构造,建筑外墙内侧保温或夹芯保温复合墙板,在湿度控制房间要有良好防潮的密封室,所有这些均能达到节能的目的。
(2)减少洁净空间体积减少洁净空间体积特别是减少高级别洁净室体积是实现节能的快捷有效的重要途径。洁净空间的减少,意味着降低风量比,可降低换气次数以减少送风动力消耗。洁净室是普通空调办公楼每平方米耗能的10至30倍。若减少洁净体积30%可节能25%。应按不同的空气洁净度等级要求分别集中布置,尽最大努力减少洁净室的面积,如1万级洁净区电耗是10万级的2.5倍,因为减少洁净室的面积或减少高级别洁净室的面积就是降低能量消耗。同时,洁净度要求高的洁净室尽量靠近空调机房布置,以减少管线长度,减少能量损耗。
(3)采用洁净隧道等节能技术减少洁净空间体积的实用技术之一是建立洁净隧道或隧道式洁净室来达到满足生产对高洁净度环境要求和节能的双重目的,洁净工艺区空间缩小到最低限度,风量大大减少。还可采用洁净隧道层流罩装置抵抗洁净度低的操作区对洁净度高的工艺区可能存在的干扰与污染。(而不是通过提高截面风速或罩子面积),在同样总风量下,可以扩大罩前洁净截面积5-6倍。与此同时,还有洁净小室、洁净工作台、自净器、微环境等方式实行局部气流保护来维持该区域的高洁净级别要求,如带层流的称量工作台以及带层流装置的灌封机等都可以减少洁净空间体积。
(4)降低洁净室的污染值药厂洁净室节能的方法之一是降低洁净室的污染值。洁净室空气品质的主要污染源不再是人,而是新型建筑装饰材料、清洁剂、粘接剂、现代办公用品等。因此,有前途的节能方法是使用低污染值的绿色环保材料,设计出低污染的系统,采用降低污染值的手段,使药厂洁净室具有很低的污染状态,这也是减少新风负荷,降低能耗的很好出路之一。

设计合理的工艺条件

(1)适宜的空气洁净等级标准设计药厂洁净室设计中对空气洁净度等级标准的确定,应在生产合格产品的前提下,综合考虑工艺生产能力情况、设备的大小、操作方式和前后生产工序的连接方式、操作人员的多少、设备自动化程度、设备检修空间、设备清洗方式等因素,以保证投资最省、运行费用最少,最为节能的总要求,采取就低不就高的原则,决定最小生产空间。一是按生产要求确定净化等级,如对注射剂配制稀配1万级,而浓配对环境要求不高,可定为10万级;二是对洁净要求高、操作岗位相对固定场所允许使用局部净化措施。如大输液的灌封等均可在1万级背景下局部100级的生产环境下操作;三是生产条件变化下允许对生产环境洁净要求的调整。如注射剂稀配1万级,当采用密闭系统时生产环境可为10万级;四是降低某些药品生产环境的洁净级别。如原按10万级执行的如口服固体制剂等生产均可在30万级环境下生产。

(2)适宜的温、湿度的设计在满足生产工艺的前提下,从节能的角度出发,确定合适的洁净度等级,温度,相对湿度等参数。GMP规定药厂洁净室生产条件:温度18~26℃,相对湿度45~65%。考虑到室内相对湿度,过高易长霉菌,不利于洁净环境要求,过低易产生静电,使人体感觉不适。根据制剂生产实际,只有少数工艺(如胶囊剂)对温度或相对湿度有一定要求,其他均着眼于操作人员的舒适感。从我国人的习惯和体质看,夏天温度应从24℃升高到26℃,相对湿度比较合适。冬天应该在20℃以上。相对湿度从45%降到自然状态,如20%则节能是明显的。根据我国实际,冬夏温、湿度要求都应降低,而非无菌制剂的要求还可比无菌制剂再低些,这样就能节省大量能量。因此,这是降低洁净车间热(冷)负荷的有效途径和技术措施。

(3)适宜洁净室换气次数的设计换气次数与生产工艺、设备先进程度及布置情况、洁净室尺寸及形状以及人员密度等密切相关。如对于布置普通安瓿封灌机的房间就需要较高的换气次数,而对于布置带有空气净化装置的洗灌封联动机的水针生产房间,就只需较低换气次数即可保持相同的洁净度。可见,在保证洁净效果的前提下,减少换气次数,减少送风量是节能的重要手段之一。

(4)适宜的照明设计药厂洁净室照明应以能满足工人生理、心理上的要求为依据,对于高照度操作点可以采用局部照明,而不宜提高整个车间的最低照度标准。同时,非生产房间照明应低于生产房间,但以不低于100lx为宜。根据日本工业标准照度级别,中精密度操作定为200lx,而药厂操作不会超过中精密操作。因此,把最低照度从≥300lx降到150lx是合适的,可节约一半能量。

(5)适宜的洁净气流综合利用设计洁净气流综合利用将工艺过程和空调系统的热回收,是可以直接获益的节能措施。对于无尘粒影响的药厂洁净室,实行洁净气流串联,将洁净室按洁净度高低水平串联起来,最初的送风经过高级别至低级别的房间后再回到空调机组,可节省若干高效过滤器。对于以消除余热为主,净化要求不太高的房间,可交叉利用洁净气流,并采用下送上回流向,因为下送可减少送风速度,提高送风温度,减少温差,上回则提高回风温度,可节能30%~40%。工艺生产中应利用所有排风对新风预热预冷,采用热回收也是减少工艺负荷的积极而有效的节能手段。

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