制药厂的压缩空气研究

关于制药厂中压缩空气系统的研究

07级制药工程2班

学号：200709120115

姓名：刘炎艳

摘要：文章介绍了压缩空气净化系统的主要组成部分，并详细讲解了各部件的结构、原理以及功能；制药厂中压缩空气的输送路线和主要用途。

关键字：净化系统、输送路线、主要用途。

Abstract ；The paper introduce main composition of clean compressed air system and explain it structure 、theory and functions in detail; the article also introduce it trails of transmit and main functions in pharmaceutical factory.

Keywords: clean compressed air system, The trail of transmit、main functions.

压缩空气在药品生产企业得到了广泛的应用，如粉体物料的输送、压缩空气吹料、气动式元件的控制等。

王祖温等[1] 认为常用到的压缩空气有两种：一种为一般性油润滑压缩机系统，供仪表的气动元件所用，不与药品直接接触；一种为无油压缩空气系统，是与药品生产直接接触的。由于与药品生产直接接触的压缩空气的品质直接影响了产品质量的好坏，因此目前药品生产企业使用最多的还是无油压缩系统。为了保证压缩空气的品质，对压缩空气采取严格的净化处理就显得格外重要了。

1.药品生产的气源要求

一般来说，药品生产用的气源质量等级应该满足ISO8573.1

（GB/T13277—91）1－2－1 款的要求，即露点－40 ℃，固体颗粒粒径≤0.1μm，含油量≤0.01 mg／m3。压缩空气的质量标准与质量等级规定（ISO8573.1）如表 1 所示.

压缩空气净化系统，也可称空压后处理系统。压缩空气由压缩机出来后经过简单的处理后进入空压储罐，经过缓冲后开始进入空压的后处理系统，该系统包含了3个精密过滤器，1台冷冻式干燥机。每只精密过滤器都包含了1只压差

指示表，1只自动排水器。C 级精密过滤器过滤精度为3μm，T 级过滤器过滤精度为1μm，A 级过滤器过滤精度为0.01μm 其特性如表2所示。

燥机进行冷却降温，让压缩空气中的水分饱和析出，在经过 T 级、A 级精密过滤器，基本上能除去混杂在其中的润滑油滴、水滴以及微小尘埃颗粒杂质，剩余含量到达 0.01×10－6 w ／w ，使压缩空气的质量达到药品生产的需要。 3.冷冻干燥机

目前，针对压缩空气除水的方法主要是采用加压、降温、吸附等方法来除去其中的水蒸汽。冷冻式干燥机就是根据水的饱和蒸汽和温度之间的对应关系，利用冷冻除湿原理强制冷却压缩空汽，使压缩空气中的水蒸汽在低温下过饱和，冷凝结露，并分离出水分，再通自动排水器排出水分的设备。湿空气被压缩后，水蒸汽的密度增加，温度上升，再经过冷干机冷却时，相对湿度便会增加，当温度继续下降到压缩空气的压力露点时，相对湿度就会到达 100%，这时水滴就会从压缩空气中析出。以下是含湿量的计算公式：

d=622×s

p p p -或

d=622×

p p p φφ-

式中p —空气压力（Pa ） p s —水蒸汽分压力（Pa ） p o —饱和水蒸汽分压力（Pa ）

Φ—相对湿度（%）

从上面的公式可以看出，含湿量d 几乎同水蒸气分压Ps 成正比，而同空气总压力P 成反比，d 确切地反映了空气中含有水蒸气的多少，由于在具体的某地，大气压力基本上是定值，所以空气含湿量仅同水蒸气分压力Ps 有关。

空气在加压状态下（即压缩空气）相对湿度及实际含水量Ps ’由下式确定：

φ’=φp

p p p A A ⨯⨯'' p b ’=φ’ρA ’(g /m 3)

式中 p 、p ’—压缩前、后空气的绝对压力（Pa ）；

p A 、 p b ’—压缩前、后与各自温度下的饱和水蒸气分压力（Pa ）；

φ—压缩前空气的相对湿度（%）； φ’— 压缩后空气的相对湿度（%）；

ρA ’—压缩后与其温度相对应的饱和水蒸气密度(g / m 3)。

若φ’=100%，则压缩空气处于饱和状态，压缩空气的饱和水蒸气分压： p b ’=φ

p p b '

（Pa ）该式可用来确定压缩空气的“压力露点”与常压露点的对应换算关系。冷冻式干燥机结构由热交换系统、制冷系统以及温度控制装置三大模块组成。

热交换系统主要由预冷器与蒸发器组成，压缩空气经过C 级过滤器过滤后进入预冷器，吸收被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量，并用这部分冷量来冷却携带大量的水蒸气的较高温度的压缩空气，又升高了从蒸发器过来的低温压缩空气的温度，降低了相对湿度，一般可以达到φ=5%~10%。经过预冷器的压缩空气进入蒸发器后，由于受折流挡板的作用而做曲折运动，并被强制制冷，其中达的大部分水蒸气冷却凝聚成细小的水滴，细小的水滴由于不断碰撞挡板二聚集长大成水珠，水珠又在重力的作用下得以与空气分离开来。同时，通过节流装置的低压冷媒液体在蒸发器里发生相变成为低压冷媒蒸气，在相变过程中吸收周围的热量，从而使压缩气体降温。蒸发器与预冷器的凝结水量计算公式：

Q= m(d 1－d 2)φ60

式中Q —凝结水量（g/h ）；

d 1—压缩空气在进入蒸发器和预冷器时温度下的饱和水量(g /m 3)； d 2—压缩空气在离开蒸发器和预冷器时温度下的饱和水量(g /m 3)； φ—空压机吸气环境下的相对湿度（一般按100%计算）； m —冷干机的处理量（N m 3/min ）。

制冷系统由压缩机、节流装置、干燥器以及低压储液桶组成：冷媒温度控制装置由温度控制系统、风扇、启动器以及压缩机内部的热保护原件组成，温度控制系统装有温度传感器，分别设置在冷媒冷凝器出口处，冷媒回流管的末端，通过传感器反馈的信号，来控制冷冻式干燥机内风扇的起动、稳定运转和关闭。 4.管道式精密过滤器

本系统中应用了 3 只管道式精密过滤器（含外置式自动排水器），它们是由玻璃纤维材质为滤芯的凝聚式过滤器，压缩空气从滤芯中部流入，经过重力作用、惯性碰撞、直接拦截以及渗透 4 种机理的共同作用来除去微小水滴、油滴以及微小的尘埃颗粒等，其最小过滤达到了 0.01 μm，经实际应用后，除水除微粒效果非常好。

过滤器过滤出来的水分集于过滤器的下端经自动排水器排出，当装置处于无气状态时，活塞的上下空间的压力相等且等于大气压，这样活塞将在弹簧的推力下向下运动，从而打开活塞杆的锥部阀口。当通入压缩空气后，活塞下腔的压力远远大于上腔的压力，则活塞向上运动，压紧弹簧，活塞杆上移，阀口关闭，压缩空气停止泄露。当圆筒中的水积累到一定的液位后，浮筒与顶盖将浮起，小孔被打开，

压缩空气进入到活塞的上腔，当活塞上下腔的液（气）压力基本相等时，活塞又会在弹簧的推力下向下运动，阀口又被打开，积水被排出。在该排水器中有一不锈钢针，气左右是在自动排水失灵的情况下，可以用手推动钢针使浮筒上升而进行手动排水，并且其也有疏通小孔与活塞杆上的节流小孔的作用，防止被微小颗粒堵塞。

5．压缩空气的主要用途及输送路线

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。某制药厂的压缩空气流程图如附图3所示。

压缩空气用于提取罐的作用是为排渣提供动力，便于排渣；其用于中药粉碎机、旋转式压片机、胶囊抛光机等是起吹扫作用，能够及时将粉尘、杂质等清除；其用于中药灭菌装置能够为灭菌过程提供密封的环境，使灭菌效果更佳；其用于胶囊填充机是起动力作用，将填充好的胶囊及时出料，防止应排料不及时，导致填充过程中断；其用于超声波洗瓶机是为彻底清除瓶内的杂质提供动力；其用于泡罩包装机是为PVC材料吹塑成型提供动力；其用于喷雾干燥制粒是为喷枪喷洒药液或者粘合剂提供动力以及为及时清除粉尘提供必要的动力；其用于高速混合制粒是为此过程提供密封的环境和一定的动力，使物料混合均匀，以达到混合制粒的最佳效果，同时也为出料和进料提供了较大的动力。

6.结束语：

药品作为一种特殊的物质，与人们的生命息息相关，因此国家食品药品监督局对制药行业制订了严格的质量规范。其中压缩空气作为制药行业的关键介质，因此：

1.对其过滤器和呼吸过滤器的完整性应定期检查，以避免混入微小的颗粒（如尘埃、

铁锈等），极易损坏气动元件，堵塞节流孔，更加严重的是极易对物料造成严重的污染。

2.需严格控制混合在压缩空气中的油蒸气的含量，防止其超过一定程度而引起爆炸。

3.需严格控制混合在压缩空气中的水分，因在一定的温度压力下混合于其中的水分就

会饱和析出水滴，当压缩空气与物料接触时，极易对物料的质量造成严重的影响，甚至影响整批药物的质量，造成巨大的经济损失。

4.压缩空气的温度应适宜，如过高会引起空压系统的密封件、软管材料、膜片等老化。

5.应定期对压缩空气的管路系统进行检查，防止因管路漏气而达不到所需的动力，影

响药物的生产过程以及产品的质量。

附图3.某制药厂的压缩空气流程图

参考文献：