Reka bentuk bilik pengeringan bersih di bengkel aseptik farmaseutikal
Dalam bengkel aseptik perubatan, sejumlah besar kapal yang digunakan dalam kitaran pengeluaran perlu dibasuh dan dikeringkan. Tahap bersih kawasan bersih sebagai kawasan pengeluaran tambahan biasanya memerlukan tahap D, dan ruang pengeringan tidak terkecuali. Selepas pembersihan di persekitaran yang bersih, dehumidifikasi dan pengeringan perkakas yang mengandungi banyak kelembapan telah menjadi masalah yang perlu kita selesaikan. Kami menggunakan contoh-contoh untuk menunjukkan bahawa reka bentuk yang munasabah dapat mencapai kesan penjimatan, pengeringan dan dehumidifikasi, yang mempunyai panduan teori tertentu dan kepentingan aplikasi praktikal untuk kerja ini.
0 Pengantar
Dehumidification terutamanya dibahagikan kepada tiga jenis: pemanasan dan dehumidifikasi, penyejukan dan dehumidification, dan dehumidification adsorption desiccant. Pada masa lalu, kaedah yang paling biasa digunakan ialah pemanasan, pemanasan, pengudaraan, dan dehumidification. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran yang bersih, hanya mengamalkan kaedah penghantaran penuh dan pemanasan dan dehumidifikasi baris penuh, penggunaan tenaga adalah besar, dan beban pada sistem penapisan bersih juga besar, jadi kami merancang penyejukan dan dehumidifikasi 1. Kaedah dehumidifikasi yang komprehensif pemanasan dan dehumidifikasi peredaran udara bersih.
1 prinsip
Dalam reka bentuk sebenar, sedikit udara segar ditambah untuk mengekalkan perbezaan tekanan sistem berbanding dengan 12.5Pa luaran. Di bahagian pencampuran dan udara kembali bercampur, kesan utama ditapis, dan udara disejukkan ke suhu di bawah titik embun oleh bahagian air penyejukan permukaan, yang membolehkan wap air di udara untuk memintas pemotongan air dan memintas dan memintas dan memintas air dan Mengeluarkan air, dan kemudian udara dipanaskan hingga lebih dari 60 ° C melalui bahagian pemanasan. Udara berkembang dan kelembapan dalam jumlah unit dikurangkan untuk mencapai pemanasan dan dehumidifikasi. Penapis dihantar ke bilik pengeringan selepas penapisan. Untuk memastikan kehilangan suhu minimum semasa proses, peminat penyucian dan dehumidifikasi sepatutnya sedekat mungkin ke bilik pengeringan, dan saluran paip bekalan udara harus terlindung. Udara panas kering menyerap kelembapan di dalam kapal di ruang pengeringan, suhu berkurangan (kira -kira 45 ° C) dan kelembapan meningkat, dan ia diambil dari bilik pengeringan melalui paip udara kembali, kembali ke bahagian pencampuran dan Memulakan kitaran seterusnya, untuk mencapai tujuan dehumidification.
Di samping itu, sensor suhu dan kelembapan ditetapkan di salur masuk udara dan mengembalikan saluran udara. Kipas ekzos dimatikan apabila mesin dihidupkan. Sistem ini berada dalam mod operasi aliran udara yang beredar. Selepas tempoh operasi, kerana kelembapan dalam kapal penyerapan udara panas meningkat, jika kuasa penyejukan dan dehumidifikasi tidak mencukupi, kesannya jika kelembapan mutlak salur masuk udara jauh lebih tinggi daripada kelembapan mutlak saluran masuk udara, Tutup injap saluran udara, buka injap ekzos, dan kipas ekzos, dan gunakan mod ekzos langsung untuk menggantikan dengan cepat apabila kelembapan udara dalam sistem adalah tinggi, apabila perbezaan antara keduanya tidak besar, ia beralih ke mod edaran. Prinsip ini ditunjukkan dalam Rajah 1.
Dalam penggunaan sebenar, walaupun air penyejuk tidak dihidupkan (seperti penyejuk tidak dihidupkan pada musim sejuk), tujuan pengeringan dan dehumidifikasi perkakas dapat dicapai dengan hanya menggunakan kaedah pemanasan dan dehumidifikasi yang beredar dan lurus mod berselang.
2 Pengiraan Contoh Permohonan
2.1 Kekerapan Pertukaran Kebersihan dan Udara
Secara komprehensif Pertimbangkan Spesifikasi Reka Bentuk Bilik Bersih GB50073-2013, Spesifikasi Reka Bentuk Loji Bersih Industri Farmaseutikal GB50457-2008, versi 2013 GMP dan Panduan Pelaksanaannya, Pengeluaran dan Pembersihan Kawasan Auxiliary D. Masa pengudaraan bilik bersih adalah 6 kali / h-20 Times / H, Kipas Penapis kesan utama adalah jenis G4, penapis kesan pertengahan adalah jenis F, dan penapis kecekapan tinggi jenis H13 di salur masuk udara ruang pengeringan dipilih. Ia memenuhi keperluan kilang bersih perubatan. Telah disahkan bahawa zarah -zarah debu adalah <3520000 / m3, yang memenuhi keperluan tumbuhan bersih D.
2.2 Pemilihan Volume Air Fan
Bilik pengeringan kami mempunyai kawasan seluas 42m2, jumlah 110m3, dan saluran penghawa dingin kira-kira 120m3. Kipas volum udara 2500m3 / h digunakan. Bilangan perubahan udara mencapai 2500/120 = 20 kali / j, yang memenuhi had atas reka bentuk. Kipas ekzos menggunakan kipas volum udara 2400 / h, yang dapat memastikan sistem mengekalkan perbezaan tekanan 12.5Pa relatif kepada dunia luar.
2.3 Kuasa Pemanasan
2.3.1 meter padu kandungan air pada suhu yang berbeza, kelembapan dan tekanan atmosfera (lihat Jadual 1)
Perbezaan tekanan di antara bilik -bilik bersih biasanya <50Pa, perbezaan tekanan di antara bilik bersih dan luar biasanya <80Pa, dan perbezaan tekanan antara kipas dan luar biasanya <500pa, yang hampir dapat diabaikan relatif terhadap tekanan atmosfera daripada 0.1MPa, yang hampir diabaikan. Pengendalian keadaan.
2.3.2 Aliran kelembapan di udara
Sistem pemurnian dan pengeringan boleh dijalankan untuk tempoh masa tertentu. Menurut keadaan pemeliharaan haba bengkel yang bersih, suhu maksimum biasanya mencapai 60 ℃, dan kelembapan dapat mencapai 80%. Cari Jadual 1. Kandungan air udara adalah 103.7g / m3, dan jumlah peredaran adalah kira -kira 120m3 (pengering ditambah jumlah saluran kipas), kualiti air adalah:
M = 103.7g / m3x120m3 = 12440g
Masa pengudaraan yang diketahui n = 20 / h = 20 / 60min = 1/3 min
Kadar aliran kelembapan maksimum di udara adalah s = mxn = 12440g / 3min = 414.6g / min
2.3.3 Haba diperlukan per unit masa
Dengan mengandaikan bahawa angin segar luaran adalah 0 ° C dalam kes -kes yang melampau pada permulaan mod pemanasan kitaran, diandaikan bahawa suhu salur masuk udara kembali dalam sistem adalah T1 = 0 ° C selepas pemanasan, suhu Outlet udara T2 = 60 ° C dan kapasiti haba air c = 1cal / g ° C, q = mcΔt / t = scΔt = 414.6g / minx1 / g ℃ x (60 ℃ -0 ℃) = 24876 cal / min
2.3.4 Kuasa Pemanasan
Dengan mengandaikan bahawa kuasa pemanasan adalah p, kecekapan pemanasan n = 60%, setara termal: q = 0.24cal / j = 0.24kcal / kws = 0.24 × 60kcal / kwmin
Jadual 1 meter padu kandungan air (g) di bawah suhu yang berbeza, kelembapan dan tekanan atmosfera q = 14.4 kcal / kwmin
Kemudian output haba per unit masa q = kuasa pemanasan NQP
P = q / nq = 24.876kcal / min / (60% x14.4kcal / kwmin) = 28.8kw
Oleh itu, kami memilih pemanas laras 6KWX5 = 30kW dengan lima gear.
2.4 Dehumidification kering
2.4.1 Pemanasan dan Dehumidification Ringkas
Sekiranya pemanasan dan dehumidifikasi mudah, dengan mengandaikan suhu luaran 25 ° C dan kelembapan 50%, suhu dan kelembapan di dalam dan di luar bilik pengeringan adalah sama pada permulaan awal, dan segar udara dimatikan. Selepas tempoh tertentu T1, suhu di bilik pengeringan meningkat kepada 45 ° C dan kelembapan meningkat 80%.
Ia dapat dilihat dari Jadual 1 bahawa kandungan air di udara adalah m1 = 11.4g / m3 dan m2 = 52.2g / m3, dan jumlah sistem v = 120 m3 digantikan dengan baris penuh untuk masa T2 = 60min / 20 = 3min. Δm = (m2-m1) v = (52.2g / m3-11.4g / m3) x120g = 4896g
Selepas penggantian, suhu dan kelembapan di dalam bilik pengeringan adalah sama dengan luaran, dan kemudian beralih ke mod pemanasan kitaran untuk memasuki kitaran seterusnya.
Begitu juga, apabila suhu luaran adalah 25 ° C dan kelembapan adalah 80%, suhu pemanasan akhirnya akan mencapai 45 ° C, dan air boleh dikeluarkan dalam setiap kitaran seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 2:
Dengan air yang kurang dan kurang dikeluarkan setiap kali melalui peredaran berterusan, kelembapan di ruang pengeringan menjadi lebih rendah dan lebih rendah. Dengan cara ini, kelembapan di ruang pengeringan dapat dikurangkan hingga di bawah 20% untuk mencapai tujuan pengeringan perkakas.
2.4.2 Reka bentuk suhu pemanasan dan penebat yang munasabah
Ia dapat dilihat dari Jadual 1 yang meningkatkan suhu pegangan bilik pengeringan sehingga 60 ° C, menyerap kelembapan di dalam kapal, yang menetapkan masa yang sama untuk mencapai kelembapan 80%, kelembapan di udara adalah 103.7g / m3, dan Jumlah air yang dilepaskan pada satu masa boleh dicapai (103.7g / m3 -11.4g / m3) x120 g = 11076g, yang lebih daripada dua kali ganda daripada 4896g pada 45 ℃, dan kecekapan dehumidifikasi lebih tinggi. Ia dapat dilihat bahawa penebat bilik pengeringan sangat penting.
Walau bagaimanapun, kerana suhu bengkel bersih di sekitar bilik pengeringan biasanya 20 ℃, jika suhu bilik pengeringan ditetapkan terlalu tinggi, perbezaan suhu terlalu besar, pelesapan haba juga besar, kehilangan haba besar, yang diperlukan Kuasa pemanasan terlalu besar, suhu seksyen pemanasan terlalu tinggi, selamat risiko terlalu besar, jadi lebih baik untuk menetapkan suhu kitaran pemeliharaan haba pada 45 ℃ -60 ℃. Biasanya ia ditetapkan kepada 45 ° C pada musim sejuk dan 60 ° C pada musim panas.
Dari Jadual 1, dapat dilihat bahawa walaupun kelembapan maksimum mencapai 100% dan suhu luaran adalah 15 ° C, kandungan kelembapan maksimum di atmosfera adalah M1 = 12.7g / m3. Kitaran pemanasan adalah 45 ° C, kelembapan adalah 20% selepas anjakan dan pelepasan, kandungan kelembapan di udara adalah m2 = 13.0g / m3, m2> m1, menunjukkan bahawa kelembapan akhir dapat dicapai dengan pemanasan dan dehumidifikasi tulen pada masa ini. .
2.5 Pengeringan dan dehumidifikasi yang komprehensif
2.5.1 Sebab pengeringan dan dehumidifikasi komprehensif
Di bawah keadaan yang melampau pada musim panas, apabila suhu luaran melebihi 35 ° C dan kelembapan adalah 100%, ia dapat dilihat dari Jadual 1 bahawa kandungan kelembapan di udara akan> 40g / m3. Jika ia dilepaskan dengan pemanasan sahaja, sepadan dengan kandungan lembapan 40g / m3, suhu peredaran di ruang pengeringan adalah 45 ℃, dan kelembapan adalah> 60%; Suhu peredaran adalah 50 ℃, kelembapan hampir 50%; 55 ℃, kelembapan hampir 40%; Walaupun suhu mencapai 60 kelembapan pada ℃ juga melebihi 30%, pada masa ini sukar untuk mencapai tujuan pengeringan.
Oleh itu, di bawah keadaan yang melampau pada musim panas, apabila menggantikan udara luaran, suhu tinggi dan udara ketinggian tinggi harus disejukkan dan dehumidified terlebih dahulu untuk mengurangkan kandungan kelembapan udara dari 40g / m3 hingga 15g / m3-20g / m3 dan Keluarkan sehingga 25g / m3. Kelembapan, dan kemudian pemanasan dan berbasikal hingga 5055 ℃ -55 ℃, kelembapan akhir boleh dikawal di bawah 20% untuk mencapai tujuan pengeringan.
2.5.2 Pengiraan kapasiti penyejukan permukaan sejuk
Menurut yang disebutkan di atas, jumlah solekan udara segar v = 2500m3 / j, kandungan air udara segar m = 40g / m3, jumlah masa rawatan unit m = mv, = 2500m3 / hx40 g / m3 = 100kg / j
Dalam proses ini, adalah perlu untuk mengurangkan udara segar 35 ℃ hingga 10 ℃, dan perbezaan suhu Δt = 25 ℃
Kapasiti haba air c = 1cal / g ℃,
Kapasiti penyejukan yang diperlukan q = mcΔt = 100kg / hx1cal / g ℃ x25 ℃ = 2500kcal / h
Jika kecekapan pertukaran permukaan sejuk adalah 50%, keperluan kapasiti penyejukan harus 5000 kcal / h.
3 Kawalan Program
Operasi sistem dehumidifikasi dan pengeringan bersih melibatkan udara segar, kembali suis injap udara, suhu dan kelembapan, kandungan kelembapan di udara, pengiraan parameter masa dan kawalan perbandingan, pemanasan, penyejukan, kipas tiada perlindungan angin, perlindungan overheat, pelbagai operasi, pelbagai operasi, pelbagai operasi, pelbagai operasi, Kawalan menukar mod, jadi kami memilih pengawal pengaturcaraan Siemens S7-200PLC, dan disambungkan ke sistem pemantauan pusat melalui rangkaian, dapat mencapai kawalan dwi pemantauan dalam talian dan jauh.
Rujukan:
[1] Pusat Persijilan dan Pengurusan Dadah Pentadbiran Makanan dan Dadah Negeri; Dadah GMP Panduan Kemudahan dan Peralatan Loji [M]. Beijing: Sains Perubatan dan Teknologi China, 2011.8
[2] Perintah No. 79 Kementerian Kesihatan Republik Rakyat China. Peraturan mengenai Pengurusan Kualiti Pengeluaran Farmaseutikal (Semakan 2010) [EB]. Beijing: Kementerian Kesihatan, 2011.1
[3] Liu Xianzhe, Cai Zhiming; Reka bentuk, pembinaan dan pentauliahan bengkel kering dan bersih; Teknologi Penyaman Bersih dan Udara [J]; 1997.3.
[4] Wang Jun; Pengalaman penyaman udara dan reka bentuk pengudaraan di bengkel bersih kilang farmaseutikal; membina pengudaraan tenaga haba dan penghawa dingin [J]; 1998.2.
[5] Xu Li; Reka bentuk dan pengurusan bengkel bersih semasa pelaksanaan GMP; Kejuruteraan Kimia dan Biologi [J]; 2003.4.
[6] Chen Guangjian; Reka Bentuk GMP Bengkel Bersih Kilang Farmaseutikal dari perspektif teori pengurusan pengeluaran; Reka bentuk kejuruteraan farmaseutikal [J]; 2001.1.
[7] Wan Bin; Cai Zhihui, Zhan Yanmin; Penghawa dingin Menghidupkan Transformasi Kawalan Tenaga Penghantaran GMP; [J] Teknologi Kejuruteraan Elektrik; 2009.12.