制药工厂压缩空气系统设计

ｂ．　制药用压缩空气质量指标
目前，对于制药用压缩空气还没有相关的质量标准，等效采用的国际标准ＩＳＯ８５７３／１的ＧＢ／Ｔ１３２７７－９７，明确医用压缩空气不包括在本标准之内。

多数资料文献中仅有定性的一般要求，缺少具体的控制指标。

根据近年来的实践，我们在工程设计中对制药工厂压缩空气质量指标是这样确定的：
对于固体粒子，目前医药工业生物洁净室最高等级为０．５μｍ、１００级，故与之相适应，压缩空气的洁净等级应定为小于０．５μｍ、１００级。

我们在设计中一般采用ＧＢ／Ｔ１３２７７－９７中的１级，即颗粒尺寸为０．１μｍ，颗粒含量为０．１ｍｇ／ｍ３。

对于压缩空气中的水汽含量，通常以压力露点或常压露点表示。

为了防止系统中有凝结水存在，露点温度一般取干燥后的压缩空气管线和用气设备，可能遇到的最低温度再加－５～－１０℃。

所以，在天津地区压力露点值可取５～－２０℃。

对于含油量主要是控制压缩空气中的油滴、悬浮油雾和油蒸汽。

我们在设计中，参考国家标准中食品饮料加工对压缩空气品质的要求，即控制最大含油量为０．０１ｍｇ／ｍ３。

对于生物粒子，根据固体粒子指标确定为０．５μｍ、１００级时，比照采用生物１００级洁净室微生物的控制指标，达到小于等于１ＣＦＵ／ｍ３（培养法、菌落数）即可，此时检出活菌的可能甚微。

３．制药工厂压缩空气站设计
３．１　压缩空气站工艺流程的确定
制药工厂压缩空气站的工艺流程简列如下：
吸气过滤器——空压机——后冷却器——储气罐——前置过滤器——精密过滤器——干燥装置——后置过滤器——除味过滤器——灭菌过滤器——输气管网
以上工艺流程根据制药工厂的不同规模，空压机的不同类型
制药工厂压缩空气系统设计
缪德一 机械工业第五设计研究院
１．引言
近年来，我院承接的制药工厂工程设计逐年递增，目前由我院设计的几十家大、中、小型制药工厂均已建成并顺利通过了国家ＧＭＰ检查认证。

新建或改建一个制药工厂，设计是一项重要工作，其中包括制药工艺、设备、土建、空调、给排水、动力等方面，是多种专业配合的整体工作。

制药工厂设计与我院通常所做的机械工厂设计比较，有许多特殊之处，本文仅就制药工厂压缩空气系统设计方面的问题，结合本人近年来的一些设计实践做一简述。

２．制药工厂压缩空气的用途及品质要求
２．１　压缩空气主要用途
在制药工厂中，压缩空气主要用于液体制剂中的灌装机，固体制剂中的制粒机、加浆机、填充机、包装机、印字机，提取工艺中的提取罐，此外，还有化验中试用气、物料输送、干燥、吹扫、气动仪表、自动控制用气等等。

上述所述的压缩空气用途中，很多情况下压缩空气与药品直接接触，所以，在制药工厂设计中对压缩空气的品质有着严格的要求。

２．２　压缩空气品质控制的必要性
制药工厂压缩空气的品质主要是控制其含水量、含油量、含尘粒量和含生物粒子量，同时还要求压缩空气无气味。

含有油份的压缩空气直接与药物接触会污染药物。

含有液态水滴的压缩空气会使管道阀门和设备产生锈蚀，水滴锈渍同样也会污染药物，影响药品质量。

空气中含有大量尘粒和微生物粒子，对医药工业来说，微粒特别是尘粒会直接影响药品质量，进而危及人们生命安全。

微生物（生物粒子）对人体的危害更强，微生物多指细菌和真菌，污染药品后不但会使药品本身染菌、变质，一旦误用，无论从肠道或非肠道进入人体，都会直接影响人体健康，其后果更为严重。

所以制药工厂所用压缩空气必须以微粒和微生物为主要控制对象，这一点就是制药工厂与只控制微粒的其他工厂（如电子、机械工厂等）的主要区别之一。

２．３　压缩空气品质控制指标
ａ．　仪表、自动控制等用气的质量标准可由ＧＢ／Ｔ１３２７７－９１《一般用压缩空气质量等级》（等效采用ＩＳＯ８５７３／１）中查出。

这个标准根据固体粒子尺寸和含量、水蒸气含量及含油量４项控制指标划分质量等级，见表１。

对于仪表、自动控制用压缩空气的质量等级要求，推荐４项指标为２．３．３级，具体指标为：颗粒尺寸最大１μｍ，颗粒含量１ｍｇ／ｍ３，水含量（压力露点）最高－２０℃，油含量最大值１ｍｇ／ｍ３。

表２ 压缩空气过滤器分类、原理、结构和作用
表１ 压缩空气中颗粒、油、水质量等级
及对压缩空气品质的不同要求等而有不同的取舍，设计时应仔细研究和分析用户的用气指标要求及用气特点，然后制定出合理的压缩空气站工艺系统。

３．２　空压机类型的确定
通常使用的空压机有活塞式、螺杆式和离心式三种。

离心式空压机单台容量大，调节范围在７０～１００％，在小气量时易发生喘振，故该机型对制药工厂不适应。

活塞式空压机虽然价格较低，但机组结构尺寸大、需牢固的混凝土基础，易损件多、维修工作量大，噪声和震动也较大且自动化水平较低，故近年来制药工厂已较少采用。

螺杆式空压机结构尺寸小，仅需轻型基础，无脉动气流，震动噪声低，维修量小自控水平高，故我们在制药工厂设计中多采用螺杆式空压机。

３．３　干燥装置的选择
制药工厂对于压缩空气水分的要求各有不同，如小型自动化水平较低的中药制药厂，要求压缩空气的压力露点５～１０℃即可。

而自动化水平较高，气动控制仪表和装置较多的大、中型制药厂，要求压缩空气的压力露点达到－２０～－４０℃。

压缩空气的干燥方式，一般可分为冷冻式和吸附式二种。

在压缩空气的压力露点要求大于等于３℃时，通常采用冷冻式干燥机。

在压力露点小于３℃时，则采用吸附式干燥机或冷冻式＋吸附式组合干燥装置。

此外还应注意，在选择干燥装置时不能只根据铭牌数据选用设备，而应考虑设备入口压缩空气温度、压力及环境温度对干燥器出力的影响。

３．４　过滤器的选择
常用过滤器的分类、工作原理、结构和在净化系统中的作用见表２。

选用过滤器应根据其不同的作用、性能和精度进行组合，同时还应根据压缩空气的温度、压力对其处理气量进行修正。

３．５　空压站系统及站房设计
在空压站的工艺系统设计和站房布置上，应考虑以下几个问题：
ａ．　采用冷冻式干燥机时　，前置过滤器应布置在冷干机的上游，从而避免压缩空气中含有大量液态水、粒径不等的固体粉尘及油污、油蒸汽等杂质直接进入冷干机，将使冷干机工作状态恶化。

ｂ．　如果采用吸附式干燥机时，其上游应设除油过滤器，滤除压缩空气中的油污，防止干燥剂“中毒”失效。

下游应布置后置过滤器，用于消除干燥剂粉尘等污染。

ｃ．　采用冷冻式干燥机时，还应注意空
｝
／
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊／
ＳＤＯ端为单片机的ＳＰＩ输出，ＳＣＫ端为器时钟输入／输出引脚，ＳＤＩ为锁存信号。

当欲发送的数据发送完毕后，通过ＳＤＩ给一个锁存信号便可实现信号输出显示。

４位数码管显示数据子程序／
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊／ｖｏｉｄ　ｄｉｓｐｌａｙ（ｖｏｉｄ）
｛ＰＯＲＴＣｂｉｔｓ．ＲＣ４＝０；ｆｏｒ（ｋ＝０；ｋ＜４；ｋ＋＋）｛ｔａｂｌｅ［０］＝ａｃｔ［ｋ］； ／／ａｃｔ［４］表示位选码
ｔａｂｌｅ［１］＝ｄｘ［ｋ］；｝ ／／ｄｘ［４］表示段选码
ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜２；ｉ＋＋）｛ｄａｔａ＝ｔａｂｌｅ［ｉ］；ＳＰＩＬＥＤ（ｄａｔａ）；｝
ＰＯＲＴＣｂｉｔｓ．ＲＣ４＝１；｝
３．　结束语
从以上例子可以看出，　在常用的工业仪表显示设备当中，利用单片机和移位寄存器７４ＨＣ５９５　驱动ＬＥＤ显示器，接线简单实用，成本低廉，可靠性高。

在Ｉ／　Ｏ口线较为紧张的情况下，　采用这种方案较为理想。