某原料藥企業(yè)生產(chǎn)過程中粉體輸送工藝的改進(jìn)和優(yōu)化

楊全文，張 宏，王 楊

（山東魯新設(shè)計(jì)工程有限公司，山東淄博 255000）

1 概述

隨著化工醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度等級(jí)[1]，滿足生產(chǎn)過程中的安全[2]、環(huán)境保護(hù)、職業(yè)衛(wèi)生要求[3]以及新版GMP要求，企業(yè)越來越重視固體物料的輸送問題，隨著一些工藝技術(shù)和設(shè)備的進(jìn)步，已經(jīng)開始嘗試采用各種各樣的輸送設(shè)備來完成物料的輸送任務(wù)。

優(yōu)化原料藥粉體輸送工藝，積極采用先進(jìn)的設(shè)備，保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)境保護(hù)生產(chǎn)和職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)，對提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量都有著至關(guān)重要的意義。

2 某原料藥原粉體輸送工藝過程敘述及存在問題

該企業(yè)原料藥生產(chǎn)中涉及到的固體物料輸送過程有：原料前處理工序；離心工序；干燥工序；粉碎工序；過篩工序；混合工序；包裝工序。

之前，該企業(yè)的固體物料輸送均為人工搬運(yùn)，即借用容器將物料從設(shè)備甲轉(zhuǎn)到設(shè)備乙，并通過人工投料方式進(jìn)行物料加入，這種方法耗費(fèi)較大勞動(dòng)力，物料轉(zhuǎn)運(yùn)車在運(yùn)輸中容易撞壞墻面、門，且很容易發(fā)生機(jī)械傷害。尤其原料藥一般產(chǎn)量較大，本項(xiàng)目年產(chǎn)在700t左右，按原工藝操作過程，僅物料轉(zhuǎn)運(yùn)這方面，每班次需要12人，每天需要24人，過程中由于粉塵的產(chǎn)生，造成的產(chǎn)品損耗在10%以上，并且也需要大的轉(zhuǎn)運(yùn)空間，造成潔凈區(qū)面積過大，空調(diào)系統(tǒng)消耗過大，增加了產(chǎn)品的成本。

總之，該企業(yè)粉體物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程采用原來的方式，不僅在操作過程中耗費(fèi)大量人力、浪費(fèi)物料、影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，而且還造成員工大量吸入含有粉塵的空氣等職業(yè)衛(wèi)生問題，雖有通風(fēng)設(shè)計(jì)，但實(shí)際效果也不理想。

3 粉體輸送解決方案的比選和實(shí)踐結(jié)果

針對企業(yè)存在的問題，本著優(yōu)化原料藥粉體輸送工藝，積極采用先進(jìn)的設(shè)備，保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保生產(chǎn)的目標(biāo)和原則，進(jìn)行方案的選擇和相應(yīng)的實(shí)踐。

3.1 解決方案的提出

3.1.1 提出各種方案設(shè)計(jì)人員和設(shè)備廠家針對現(xiàn)場粉體物料輸送問題，提出許多想法和建議，初步歸納為以下三種方案：用螺旋進(jìn)料器輸送；用板鏈?zhǔn)竭M(jìn)料器輸送；用垂直提升機(jī)輸送；用真空上料機(jī)輸送。利用真空上料機(jī)，將物料從離心機(jī)出料后的暫存桶吸入到干燥機(jī)進(jìn)行干燥。干燥后的粉體物料，再利用真空負(fù)壓作用，進(jìn)入粉碎過篩設(shè)備，粉碎后的物料再利用真空負(fù)壓，進(jìn)入混合機(jī)。轉(zhuǎn)運(yùn)過程利用IBC桶，IBC桶具有密閉多功能特點(diǎn)。

3.1.2 各方案的可行性分析及評估

本原料藥生產(chǎn)過程中，從離心到干燥，是將物料從1樓輸送到2樓，離心后的物料中含有易燃易爆的溶劑。企業(yè)希望能盡量減少人工和物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程，從而降低生產(chǎn)成本。

（1） 螺旋進(jìn)料器輸送具有以下優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、橫斷面尺寸小，能在其他輸送設(shè)備無法安裝時(shí)或操作困難的地方使用；

工作可靠，易于維修，成本低廉；

機(jī)槽全封閉，能實(shí)現(xiàn)密閉輸送，減少環(huán)境污染；

可多點(diǎn)進(jìn)料，也可多點(diǎn)卸料，工藝安排靈活。

所以螺旋進(jìn)料器成為初步方案設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)人員的首選。但是螺旋進(jìn)料器難以滿足GMP的要求，設(shè)備清洗困難。

（2） 板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)優(yōu)點(diǎn)如下：

用板鏈為牽引元件，不僅強(qiáng)度大、效率高、工作可靠，且可作為長距離輸送，輸送能力大，一些裙邊式輸送機(jī)的輸送能力達(dá)每小時(shí)1 000t以上；

牽引鏈上可裝各種結(jié)構(gòu)的附件，以滿足對不同物料的不同輸送要求，實(shí)現(xiàn)各種連續(xù)工藝過程。配上移行器后輸送線布置靈活，這一性能是其他類型的輸送機(jī)不可與之比擬的；

與帶式輸送機(jī)相比，承托式輸送機(jī)可在較大傾角和較小彎曲半徑條件下輸送物料。板式輸送機(jī)的傾角可達(dá)30°～35°，彎曲半徑一般為3m～5m；

整機(jī)裝置緊湊，安裝，調(diào)試，維修方便；鏈板結(jié)構(gòu)合理，剛性好，耐沖擊性強(qiáng)；

以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，運(yùn)行阻力低；

但板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)與螺旋送料器存在同樣的問題，也不能滿足GMP的清洗要求，而且造價(jià)較高。

（3） 垂直提升機(jī)是由鏈條帶動(dòng)，通過變頻調(diào)速控制電機(jī)，提升轎廂上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，提升轎廂上配有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以便被輸送物自動(dòng)進(jìn)入升降機(jī)的提升轎廂上。該類提升機(jī)具有控制先進(jìn)，性能可靠，提升轎廂定位精度高等特點(diǎn)。

垂直提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

垂直升降機(jī)是利用升降轎廂的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)物料的垂直輸送。升降轎廂上可裝上不同種類的輸送設(shè)備，并與出入口輸送設(shè)備相配合，使輸送過程實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，從而提高了生產(chǎn)效率；

垂直升降機(jī)形式多樣（固定式或移動(dòng)式），布置靈活，物料可以從各個(gè)方向上進(jìn)出升降機(jī)，便于生產(chǎn)設(shè)備布局；

比傾斜式提升機(jī)節(jié)省空間；

這種工藝方法的好處是物料在密閉的狀態(tài)下進(jìn)行輸送，且物料不會(huì)外溢出來，節(jié)省了勞動(dòng)力和上下搬運(yùn)的時(shí)間。

（4） 真空上料機(jī)輸送優(yōu)點(diǎn)：

輸送管道結(jié)構(gòu)簡單，占據(jù)地面和空間小，走向靈活，管理簡單。

①物料在管道內(nèi)密閉輸送，不受環(huán)境、氣候等條件影響，物料漏損、飛揚(yáng)量很少，環(huán)境衛(wèi)生較好。

②設(shè)備操作控制容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

③輸送量和輸送距離較大，可沿任意方向輸送。可將輸送和有些工藝過程（干燥、冷卻、混合、分選等）聯(lián)合進(jìn)行。

3.2 解決方案的選擇和實(shí)踐

（1）根據(jù)物料特性以及離心機(jī)和干燥器的位置、管口方位、進(jìn)出料方式，決定采用帶輪子的密閉式轉(zhuǎn)料桶進(jìn)行離心濕固體的暫存和運(yùn)輸，既便于運(yùn)輸又避免溶劑揮發(fā)；并采用真空上料方式，把離心濕固體物料輸送到干燥器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)密閉物料輸送和轉(zhuǎn)運(yùn)；為滿足GMP清洗要求，轉(zhuǎn)料桶采用無死角設(shè)計(jì)。

（2）根據(jù)企業(yè)要求并反復(fù)論證投料方式和物料輸送方式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，決定采用真空上料機(jī)把干燥后的粉狀物料從干燥器輸送到密閉式IBC桶，然后干燥后的粉狀物料從IBC桶到粉碎機(jī)，也采用真空上料機(jī)，做到整個(gè)過程的無塵。

（3）通過與國內(nèi)外各類粉碎機(jī)廠家的技術(shù)交流和方案設(shè)計(jì)，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，針對該原料藥產(chǎn)品采用粉碎加過篩組合式設(shè)備，做到整個(gè)過程的無塵和無轉(zhuǎn)運(yùn)。采用高效除塵設(shè)備，除塵率為99.9%，符合環(huán)保要求，并提高了產(chǎn)品的收率。

（4）采用帶混合功能的IBC桶，結(jié)合產(chǎn)品批次和批量，設(shè)置合理規(guī)格和數(shù)量的IBC桶，過篩過來的產(chǎn)品進(jìn)入IBC桶后，無須再加入其他混合機(jī)，可以直接通過專門的混合裝置實(shí)現(xiàn)IBC的混合功能。

（5）根據(jù)產(chǎn)品工藝要求和企業(yè)實(shí)際遇到的問題，決定通過設(shè)置專門的稱量系統(tǒng)對整個(gè)配料混合過程進(jìn)行計(jì)量。并采用真空上料機(jī)實(shí)現(xiàn)從IBC桶到大批混合，做到整個(gè)過程的無塵，從而極大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的競爭力。如圖1所示。

圖1 工藝流程簡圖

4 結(jié)束語

針對企業(yè)現(xiàn)場存在的問題，通過合理優(yōu)化工藝和選擇合理的設(shè)備，解決了粉體的輸送，同時(shí)最大限度地減少了生產(chǎn)過程中的人工操作。由于都在密閉環(huán)境下操作，減少了操作間內(nèi)的粉塵及危害，也減少了很多安全、環(huán)保隱患，提高了職業(yè)衛(wèi)生防范水平。此方法符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定和企業(yè)的要求，保證生產(chǎn)系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行，既提高了產(chǎn)量，又穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。