醫(yī)藥潔凈廠房產(chǎn)塵操作間除塵通風(fēng)設(shè)計(jì)

董 俊，孔劍梅，沈 琰

（云南化工設(shè)計(jì)院有限公司，昆明 650041）

粉塵污染是化工、醫(yī)藥、輕工等諸多生產(chǎn)企業(yè)都可能遇到的污染問(wèn)題。

醫(yī)藥企業(yè)在固體制劑生產(chǎn)中的粉塵污染，除具有一般性粉塵的特性和危害性外，還帶有藥物的毒性危害，通過(guò)凈化空調(diào)系統(tǒng)將發(fā)生混藥或交叉污染，同時(shí)對(duì)人體健康和環(huán)境影響也較大，必須進(jìn)行有效的捕集和控制，并經(jīng)過(guò)有效處理后才能排放。特別是，隨著《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》的修訂實(shí)施，大氣污染物處理和排放的要求也更加嚴(yán)格。在環(huán)境管理中，制藥廠的廠界粉塵排放通常都應(yīng)滿(mǎn)足《GB16297-1996 大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》無(wú)組織排放監(jiān)控濃度限值的要求，即≤1.0 mg／m3。

根據(jù)藥品生產(chǎn)的特殊性，其粉塵的排放如何在滿(mǎn)足2010 年版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》 (簡(jiǎn)稱(chēng)GMP)和《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的同時(shí)，做到污染物有效控制以及環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，保證藥品的生產(chǎn)質(zhì)量，防止污染和交叉污染的發(fā)生，保護(hù)企業(yè)員工的身體健康，是醫(yī)藥潔凈廠房設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中必須要解決的重要問(wèn)題，也是工程設(shè)計(jì)人員的一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。

本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從藥品生產(chǎn)粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)出發(fā)，對(duì)醫(yī)藥潔凈廠房產(chǎn)塵操作間如何選擇合理有效，又便于操作的除塵通風(fēng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)比選。

1 粉塵產(chǎn)生的環(huán)節(jié)

在固體制劑生產(chǎn)中，產(chǎn)塵量大、最易發(fā)生粉塵飛揚(yáng)擴(kuò)散的是：稱(chēng)量、粉碎、過(guò)篩、制粒、干燥、整粒、總混、壓片、包衣、填充等工序[1]。

盡管在這些工序的設(shè)備設(shè)計(jì)選型中，為了有效地防止生產(chǎn)過(guò)程中粉塵的產(chǎn)生，采取了選用符合“GMP”要求的生產(chǎn)設(shè)備、單元設(shè)備盡量處于負(fù)壓下或者密閉環(huán)境下工作、甚至有的產(chǎn)塵設(shè)備還配有吸塵裝置等措施，但仍然不能避免在各個(gè)工序的加料、卸出料和設(shè)備清潔的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵飛揚(yáng)擴(kuò)散，如不進(jìn)行有效的捕集、控制和清除，將通過(guò)凈化空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生混藥或交叉污染問(wèn)題。

2 產(chǎn)塵操作間的除塵通風(fēng)原則

根據(jù)GMP 第五十三條規(guī)定：產(chǎn)塵操作間（如干燥物料或產(chǎn)品的取樣、稱(chēng)量、混合、包裝等操作間）應(yīng)當(dāng)保持相對(duì)負(fù)壓或采取專(zhuān)門(mén)的措施，防止粉塵擴(kuò)散、避免交叉污染，并便于清潔[2]。

一般對(duì)產(chǎn)塵操作間所采取的措施如下：一是采用在局部位置安裝外部捕塵罩，尤其是發(fā)塵量大的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)局部排塵；二是對(duì)塵源無(wú)法實(shí)現(xiàn)局部排塵的場(chǎng)合，則在較大范圍內(nèi)將塵源設(shè)備用圍擋設(shè)施隔離，并根據(jù)工序?qū)諝鉂崈舳鹊囊笤O(shè)計(jì)不同的空氣凈化方案；三是采用車(chē)間內(nèi)外的壓力差來(lái)抑制氣流的流動(dòng)，防止粉塵擴(kuò)散、避免交叉污染并便于清潔；四是對(duì)于生產(chǎn)藥敏性和藥物活性較高的固體制劑車(chē)間，采用全新風(fēng)全排措施 [3]。

3 產(chǎn)塵操作間的除塵通風(fēng)設(shè)計(jì)

采取以上措施后，產(chǎn)塵操作間含塵空氣還需要再經(jīng)除塵設(shè)備凈化處理，達(dá)標(biāo)后才能排放至室外。因此，對(duì)除塵通風(fēng)工藝及設(shè)備進(jìn)行探究，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)塵操作間除塵通風(fēng) 符合GMP 相關(guān)規(guī)定，滿(mǎn)足環(huán)保排放要求的先決條件。

3.1 除塵設(shè)備的選擇

選擇除塵設(shè)備時(shí)，除考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)及其除塵效率外，還要根據(jù)粉塵的性質(zhì)（容重、親水性、黏結(jié)性、比電阻及顆粒大?。?、氣體的性質(zhì)（溫度、濕度、化學(xué)性質(zhì)等）和室內(nèi)外運(yùn)行的條件等多方面綜合考慮。

除塵器通常可分為干式和濕式除塵器兩大型式。干式除塵器有過(guò)濾式（濾筒式除塵器、布袋式除塵器等）和機(jī)械力式（慣性除塵器、沉降室、旋風(fēng)除塵器等）兩類(lèi)。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，藥廠固體制劑車(chē)間除塵器主要使用過(guò)濾式的干式除塵器。常用的有如下幾種：

1）濾筒式除塵器。

利用重力和濾料相結(jié)合的方法，含塵空氣大粒徑粉末進(jìn)入箱體，在其自重的作用下從含塵空氣中分離而沉降至盛灰抽屜中，其余塵粒由于濾芯的篩濾、碰撞、鉤掛、靜電等作用被滯留于濾芯外壁，達(dá)到凈化目的。同時(shí)，還配備自動(dòng)脈沖反吹自清潔清灰裝置。

濾筒式除塵器具有技術(shù)性能穩(wěn)定、噪聲低、耗電省、外型美觀、使用靈活、占地面積小、適用范圍廣、除塵效率高(99.99%)等優(yōu)點(diǎn)。

2）袋式除塵器。

它是一種干式高效除塵器，通過(guò)濾料將含塵氣體中的粉塵分離捕集。不宜凈化含有油霧、凝結(jié)水和粉塵黏結(jié)度大的含塵氣體，以及有爆炸危險(xiǎn)或帶有火花的煙氣。例如：包衣間除塵。

3）初、中、高效風(fēng)機(jī)箱。

基本部件由風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥及箱體組成。具有如下特點(diǎn)：

①捕集1～5μm 的顆粒灰塵及各種懸浮物；

②采用熱融工藝，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，降低破漏風(fēng)險(xiǎn)；

③風(fēng)量大；

④阻力??；

⑤容塵量高；

⑥可重復(fù)清潔使用；

⑦效率：60%～95%。

缺點(diǎn)：粉塵量大時(shí)，需人工清理風(fēng)機(jī)箱，大大增加了員工的勞動(dòng)。

3.2 除塵器的設(shè)置

除塵器的設(shè)置有兩種基本形式，一種是單機(jī)除塵。即一臺(tái)設(shè)備配一臺(tái)除塵器，其排風(fēng)可在室內(nèi)循環(huán)，如壓片機(jī)單獨(dú)配置的除塵器。

另一種是集中除塵。即多臺(tái)產(chǎn)塵設(shè)備共用一臺(tái)除塵器，比如粉篩間的粉碎機(jī)和振蕩篩共用一臺(tái)除塵器。從產(chǎn)塵操作間吸風(fēng)、排放到設(shè)置，都在非凈化區(qū)的除塵機(jī)房里，經(jīng)過(guò)除塵器處理后，再通過(guò)排風(fēng)口排出車(chē)間。

3.3 除塵工藝系統(tǒng)的選擇

選擇恰當(dāng)?shù)某龎m工藝系統(tǒng)，需要根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝來(lái)確定。一般原則是：①同一工藝生產(chǎn)流程、同步工作、揚(yáng)塵點(diǎn)相距不大、不同粉塵種類(lèi)允許混合回收或無(wú)回收價(jià)值時(shí)，設(shè)一個(gè)系統(tǒng)；

②如果由于含塵氣體的溫濕度不同，混合后會(huì)導(dǎo)致風(fēng)管內(nèi)結(jié)露時(shí)，則分設(shè)不同系統(tǒng)。

3.4 合理的工藝布局

車(chē)間平面布置在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)、規(guī)范和法規(guī)的相關(guān)條件下，應(yīng)盡可能做到人、物流分開(kāi)不交叉，工藝路線(xiàn)順暢、物流路線(xiàn)短捷、不返流、不迂回。從源頭上減少粉塵飛揚(yáng)擴(kuò)散，減少相互影響。將產(chǎn)塵量大的和有噪聲的工序區(qū)域集中布置，以有利于粉塵處理。

4 工程案例

昆明某制藥廠固體制劑車(chē)間的設(shè)計(jì)。

首先，我們首先根據(jù)以上原則，結(jié)合生產(chǎn)工藝，合理布局、組織氣流和風(fēng)量分配。把稱(chēng)量配料房間、混合房間以及壓片房間集中布置，以避免交叉污染并便于清潔；設(shè)計(jì)考慮只設(shè)一個(gè)除塵系統(tǒng)，共用一個(gè)除塵機(jī)房；采用局部全新風(fēng)全排措施，并根據(jù)工序?qū)諝鉂崈舳鹊囊?，通過(guò)設(shè)計(jì)凈化空調(diào)方案，維持車(chē)間內(nèi)其它區(qū)域的的除塵標(biāo)準(zhǔn)。除塵機(jī)房排放標(biāo)準(zhǔn)按照環(huán)境管理的要求達(dá)到《GB16297—1996 大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》無(wú)組織排放監(jiān)控濃度限值的要求。

該藥廠固體制劑車(chē)間的通風(fēng)除塵局部布置圖詳見(jiàn)圖1。

其次，對(duì)除塵工藝流程系統(tǒng)做了兩種不同的通風(fēng)除塵方式的比較選擇，并最終采用方式二為設(shè)計(jì)方案。

方式一：局部排塵加環(huán)境除塵方式，詳見(jiàn)圖2。

圖1 通風(fēng)除塵局部布置圖

圖2 局部排塵加環(huán)境除塵方式

產(chǎn)塵間設(shè)備上方設(shè)粉塵收塵罩做局部排塵。收塵罩的吸氣罩口和罩內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，含粉塵氣體通過(guò)管道負(fù)壓輸送至除塵機(jī)房，經(jīng)濾筒式除塵器除塵處理，達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙囪直接排放到室外大氣環(huán)境。

局部排塵后仍然存在部分粉塵散發(fā)到產(chǎn)塵間空間環(huán)境中，則采用產(chǎn)塵間上方送風(fēng)，側(cè)方排風(fēng)的方式將產(chǎn)塵間環(huán)境的含塵氣體經(jīng)負(fù)壓管道輸送至除塵機(jī)房，通過(guò)中效風(fēng)機(jī)箱除塵處理，達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙囪直接排放到大氣環(huán)境。

產(chǎn)塵操作間設(shè)備上方，設(shè)粉塵收塵罩做局部排塵。收塵罩的吸氣罩口和罩內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，含粉塵氣體，通過(guò)管道負(fù)壓輸送至除塵機(jī)房，經(jīng)濾筒式除塵器除塵處理，達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙囪直接排放到室外大氣環(huán)境。

局部排塵后仍然存在部分粉塵散發(fā)到產(chǎn)塵間空間環(huán)境中，則采用產(chǎn)塵間上方送風(fēng)，側(cè)方排風(fēng)的方式將產(chǎn)塵間環(huán)境的含塵氣體經(jīng)負(fù)壓管道輸送至除塵機(jī)房，通過(guò)中效風(fēng)機(jī)箱除塵處理，達(dá)標(biāo)后經(jīng)煙囪直接排放到大氣環(huán)境。

方式二：只設(shè)環(huán)境除塵方式，詳見(jiàn)圖3。

圖3 只設(shè)環(huán)境除塵方式

僅僅針對(duì)產(chǎn)塵操作間空間環(huán)境進(jìn)行除塵，不做局部排塵。即：增大送排風(fēng)量，仍然采用產(chǎn)塵操作間上方送風(fēng)。側(cè)方排風(fēng)的方式將產(chǎn)塵操作間環(huán)境含塵氣體經(jīng)負(fù)壓管道輸送至除塵機(jī)房，通過(guò)濾筒式除塵器除塵處理，再經(jīng)煙囪直接排放到室外大氣環(huán)境。

本案例中選擇方式二，主要是根據(jù)其生產(chǎn)工藝和具體工序的發(fā)塵量確定的。相比較方式一，方式二具有流程短、便于車(chē)間潔凈區(qū)風(fēng)壓風(fēng)量的調(diào)整，工藝操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。同時(shí)，濾筒式除塵器配備自動(dòng)脈沖反吹清灰裝置，除塵效率高，設(shè)備又布置在非潔凈區(qū)操作，可節(jié)約人工成本和降低能源消耗。

設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，除塵效果十分明顯，既滿(mǎn)足了新版GMP 的要求，又達(dá)到《GB16297—1996 大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》無(wú)組織排放監(jiān)控濃度限值的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

醫(yī)藥潔凈廠房產(chǎn)塵操作間的生產(chǎn)性粉塵有其獨(dú)特性，本案例中的兩種除塵工藝流程系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中都經(jīng)常采用，各有優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵是要對(duì)各產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵和氣體的性質(zhì)以及運(yùn)行條件做充分的了解，靈活選擇經(jīng)濟(jì)適用的除塵措施，設(shè)計(jì)出最佳除塵方案。