淺談制藥行業(yè)粉塵爆炸參數(shù)測定

文/韓森 吳宙遨

在藥品生產(chǎn)過程中存在安全隱患——易產(chǎn)生可燃性粉塵。在這種情況下，設施需要實施安全措施，以免受潛在火災和爆炸的影響：另外，除塵器系統(tǒng)也需要采用專門的設計。而為了保證這些安全措施與設計的可靠性，還需要先進行完善的粉塵測試。

TüV SüD在粉塵測試方面擁有豐富的經(jīng)驗，可通過讓測試工程師操作設備來提供專業(yè)的測試服務

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在粉塵安全措施的實施階段，應考慮多種因素。例如，產(chǎn)生的粉塵是否是可燃的？如果粉塵是可燃物，那么其爆炸參數(shù)又如何？其采取的每項安全措施或設計都需要根據(jù)可燃性粉塵的具體參數(shù)而定。正因如此，制藥企業(yè)需要事先進行粉塵測試，確定關(guān)鍵參數(shù)。

制藥行業(yè)的除塵系統(tǒng)設計

在藥品生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的許多藥物粉塵都具有極大的危害性。為保證生產(chǎn)環(huán)境的合規(guī)性和員工的健康安全，以及防止多產(chǎn)品生產(chǎn)設施的材料交叉污染，如今大部分制藥生產(chǎn)設施中都裝配了粉塵收集系統(tǒng)。

為保證粉塵安全措施的精準性，制藥企業(yè)需要先確定是否存在可燃性粉塵，以及應采用何種防爆技術(shù)。

第一步，確定產(chǎn)生的工藝粉塵是否可燃。粉塵的爆炸指數(shù)（Kst）是一個重要的衡量標準。根據(jù)最新的標準，任何Kst高于0的粉塵都是可燃的，具有爆炸性，而大多數(shù)的藥物粉塵都屬于這一類。另外，通過樣品測試，確定了粉塵具有可爆性后，還需要對粉塵的最大爆炸壓力(Pmax)進行測試。

第二步，根據(jù)粉塵的爆炸指數(shù)與最大爆炸壓力，應用相關(guān)的標準，并選擇合適的防爆除塵系統(tǒng)。目前合規(guī)的設備和系統(tǒng)可分為兩大類：被動型與主動型。

被動型系統(tǒng)的目標是通過控制爆炸，保證操作人員的安全，并將設備損壞降至最低。這類系統(tǒng)的粉塵收集器在內(nèi)部達到預定壓力時，就會打開泄爆片，泄放壓力，保護整個設施的安全。由于被動型系統(tǒng)具有較高的成本效益，因此已獲得廣泛應用。

相比之下，主動型系統(tǒng)的目標是防止爆炸的發(fā)生。如果粉塵收集器位于制造設施內(nèi)，或者該裝置收集的是不能直接釋放到外部環(huán)境的有害或強效物質(zhì)，則可以選擇此類系統(tǒng)。這類系統(tǒng)中比較常見的是化學隔離系統(tǒng)，它可以安裝在設施的進口和/或出口管道。當系統(tǒng)探測到爆炸后，它會在幾毫秒內(nèi)做出反應，在管道內(nèi)形成化學屏障，抑制爆炸?；瘜W抑制系統(tǒng)與其相似，不過它的設計是為了保護除塵器本身而不是管道。當化學抑制系統(tǒng)檢測到爆炸危險，便會在爆炸發(fā)生前釋放化學劑，撲滅火焰。有時化學抑制系統(tǒng)會與化學隔離系統(tǒng)一起使用。

標準測試項目

為了了解粉塵的爆炸參數(shù)，通常會進行以下3種試驗。

篩選測試設備

TüV SüD 瑞士公司制造的MIE測試設備

篩選試驗（可爆/不可爆）

測試目的：了解粉塵是否可燃可爆。

測試內(nèi)容：進行高能量點火試驗，以驗證粉塵是否能被點燃。

MIE（最小點燃能量）試驗

測試目的：了解粉塵的最小點燃能量。

測試內(nèi)容：當發(fā)現(xiàn)粉塵可燃后，使用不同的點火能量對其進行額外測試，以確定粉塵所需的點燃能量。

Kst/Pmax測試

測試目的：了解粉塵爆炸的上升時間和壓力。

測試內(nèi)容：爆炸試驗將在密閉容器中進行，以驗證點火后粉塵的爆炸情況。爆炸指數(shù)和最大爆炸壓力將由一系列試驗確定。粉塵云將通過化學點火器點燃。

不過根據(jù)設施的具體要求和可燃性粉塵的潛在危險，可能還需要進行更多的測試。TüV SüD的專家可以根據(jù)實際應用提出相應的建議。

TüV SüD中國粉塵爆炸測試實驗室

由Richard Siwek先生發(fā)明、 TüV SüD 瑞士公司制造的20 l球測試設備

TüV SüD在粉塵測試方面擁有豐富的經(jīng)驗，可以通過讓測試工程師操作設備來提供專業(yè)的測試服務。TüV SüD中國的粉塵爆炸測試實驗室位于上海，在這里，防爆專家團隊可以提供從粉塵取樣開始到分析測試結(jié)果為止的全程服務。服務的內(nèi)容包括篩查測試、粉塵Pmax與Kst的測定、爆炸上下限（LEL和UEL）的測定、粉塵爆炸MIE的測定、限制氧濃度（LOC）的測定、粉塵電阻率的測定以及粉塵點燃溫度（MIT）的測定等。

此外，TüV SüD中國與TüV SüD 瑞士過程安全公司、TüV SüD全球風險咨詢公司（GRC）都建立了密切的合作，可以為客戶提供國際化的先進服務。