การออกแบบห้องอบแห้งที่สะอาดในเวิร์กช็อปปลอดเชื้อเภสัชกรรม

การออกแบบห้องอบแห้งที่สะอาดในเวิร์กช็อปปลอดเชื้อเภสัชกรรม

ในเวิร์กช็อปปลอดเชื้อทางการแพทย์จำเป็นต้องล้างเรือจำนวนมากในวงจรการผลิตและทำให้แห้ง ระดับที่สะอาดของพื้นที่สะอาดเนื่องจากพื้นที่การผลิตเสริมโดยทั่วไปต้องใช้ระดับ D และห้องอบแห้งก็ไม่มีข้อยกเว้น หลังจากทำความสะอาดในสภาพแวดล้อมที่สะอาดการลดความชื้นและการอบแห้งของเครื่องใช้ที่มีความชื้นจำนวนมากกลายเป็นปัญหาที่เราต้องแก้ เราใช้ตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นว่าการออกแบบที่สมเหตุสมผลสามารถบรรลุผลการประหยัดพลังงานการอบแห้งและการลดความชื้นซึ่งมีคำแนะนำทางทฤษฎีและความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับงานนี้

0 คำนำ

การลดความชื้นส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสามประเภท: การทำความร้อนและการลดความชื้นการระบายความร้อนและการลดความชื้นและการลดการดูดซึมของสารดูดความชื้น ในอดีตวิธีที่ใช้กันมากที่สุดคือการให้ความร้อนการทำความร้อนการระบายอากาศและการลดความชื้น อย่างไรก็ตามในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเพียงแค่ใช้วิธีการส่งมอบเต็มรูปแบบและการให้ความร้อนแบบเต็มแถวและการลดความชื้นการใช้พลังงานมีขนาดใหญ่และภาระในระบบการกรองที่สะอาดนั้นมีขนาดใหญ่เช่นกันดังนั้นเราจึงออกแบบการระบายความร้อนและการลดความชื้น 1. วิธีการลดความชื้นที่ครอบคลุม ของความร้อนและการลดความชื้นการไหลเวียนของอากาศที่สะอาด

1 หลักการ

ในการออกแบบจริงจะมีการเพิ่มอากาศบริสุทธิ์เล็กน้อยเพื่อรักษาความแตกต่างของความดันของระบบเมื่อเทียบกับ 12.5pa กลางแจ้ง ในส่วนการผสมและอากาศกลับถูกผสมเอฟเฟกต์หลักจะถูกกรองและอากาศจะถูกทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิต่ำกว่าจุดน้ำค้างโดยส่วนน้ำเย็นพื้นผิวทำให้ไอน้ำในอากาศกลั่น กำจัดน้ำออกจากนั้นอากาศจะถูกทำให้ร้อนกว่า 60 ° C ผ่านส่วนความร้อน อากาศขยายตัวและความชื้นในปริมาตรของหน่วยจะลดลงเพื่อให้ได้ความร้อนและการลดความชื้น ตัวกรองจะถูกส่งไปยังห้องอบแห้งหลังจากกรอง เพื่อให้แน่ใจว่าการสูญเสียอุณหภูมิขั้นต่ำในระหว่างกระบวนการพัดลมทำให้บริสุทธิ์และการลดความชื้นควรอยู่ใกล้กับห้องอบแห้งและท่อส่งอากาศควรได้รับการหุ้มฉนวน อากาศร้อนแห้งดูดซับความชื้นในภาชนะในห้องอบแห้งอุณหภูมิจะลดลง (ประมาณ 45 ° C) และความชื้นจะเพิ่มขึ้น เริ่มรอบต่อไปเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการลดความชื้น

นอกจากนี้เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นจะถูกตั้งค่าที่ทางเข้าอากาศและส่งคืนเต้าเสียบอากาศ พัดลมไอเสียถูกปิดเมื่อเปิดเครื่อง ระบบอยู่ในโหมดการทำงานของการไหลเวียนของอากาศ หลังจากช่วงเวลาของการทำงานเมื่อความชื้นในภาชนะดูดซับอากาศร้อนเพิ่มขึ้นหากกำลังทำความเย็นและกำลังลดความชื้นไม่เพียงพอผลกระทบหากความชื้นสัมพัทธ์ของทางเข้าอากาศกลับสูงกว่าความชื้นสัมพัทธ์ของทางเข้าอากาศ ปิดวาล์วทางออกอากาศเปิดวาล์วไอเสียและพัดลมไอเสียและใช้โหมดไอเสียโดยตรงเพื่อแทนที่อย่างรวดเร็วเมื่อความชื้นของอากาศในระบบสูงเมื่อความแตกต่างระหว่างทั้งสองไม่ใหญ่ โหมดการไหลเวียน หลักการแสดงในรูปที่ 1

ในการใช้งานจริงแม้ว่าน้ำหล่อเย็นจะไม่เปิด (เช่นเครื่องทำความเย็นไม่ได้เปิดในฤดูหนาว) วัตถุประสงค์ของการอบแห้งและลดความชื้นในเครื่องใช้สามารถทำได้โดยใช้วิธีการทำความร้อนและการลดความชื้นในการหมุนเวียนและแถวตรง โหมดสลับ

2 การคำนวณตัวอย่างแอปพลิเคชัน

2.1 ความถี่ความสะอาดและความถี่ในการแลกเปลี่ยนทางอากาศ

พิจารณาข้อกำหนดการออกแบบห้องพักที่สะอาด GB50073-2013, อุตสาหกรรมยาการออกแบบโรงงานสะอาด GB50457-2008, รุ่น GMP ปี 2013 และคู่มือการใช้งานการผลิตและการทำความสะอาดพื้นที่เสริม D. การระบายอากาศที่สะอาด Times / H, FAN ตัวกรองเอฟเฟกต์หลักคือประเภท G4 ตัวกรองเอฟเฟกต์ระดับกลางคือประเภท F และตัวกรอง H13 ชนิดที่มีประสิทธิภาพสูงที่ทางเข้าอากาศของห้องอบแห้งถูกเลือก มันตรงตามข้อกำหนดของโรงงานแพทย์สะอาด ได้รับการตรวจสอบแล้วว่าอนุภาคฝุ่นคือ <3520000 / m3 ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของโรงงาน D Clean

2.2 การเลือกปริมาณพัดลมอากาศ

ห้องอบแห้งของเรามีพื้นที่ 42m2 ปริมาตร 110m3 และท่อปรับอากาศประมาณ 120m3 ใช้พัดลมปรับระดับอากาศ 2500m3 / h จำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศถึง 2500/120 = 20 ครั้ง / ชม. ซึ่งเป็นไปตามขีด จำกัด บนการออกแบบ พัดลมไอเสียใช้พัดลมปริมาตรอากาศ 2,400 / ชั่วโมงซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าระบบจะรักษาความแตกต่างของความดัน 12.5pa เมื่อเทียบกับโลกภายนอก

2.3 กำลังทำความร้อน

2.3.1 ลูกบาศก์เมตรของปริมาณน้ำที่อุณหภูมิต่างกันความชื้นและความดันบรรยากาศ (ดูตารางที่ 1)

ความแตกต่างของความดันระหว่างห้องพักที่สะอาดคือ <50pa ความแตกต่างของความดันระหว่างห้องสะอาดและภายนอกโดยทั่วไป <80pa และความแตกต่างของความดันระหว่างพัดลมและภายนอกโดยทั่วไป <500pa ซึ่งเกือบจะเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความดันบรรยากาศ ของ 0.1MPA ซึ่งเกือบเล็กน้อย การจัดการสถานการณ์

2.3.2 การไหลของความชื้นในอากาศ

ระบบการทำให้บริสุทธิ์และการอบแห้งสามารถทำงานได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ตามเงื่อนไขการเก็บรักษาความร้อนของเวิร์กช็อปที่สะอาดอุณหภูมิสูงสุดสามารถถึง 60 ℃และความชื้นสามารถถึง 80% ค้นหาตารางที่ 1 ปริมาณน้ำของอากาศคือ 103.7g / m3 และปริมาณการไหลเวียนอยู่ที่ประมาณ 120m3 (เครื่องเป่าบวกกับปริมาณท่อพัดลม) คุณภาพของน้ำคือ:

m = 103.7g / m3x120m3 = 12440g

เวลาระบายอากาศที่รู้จักกัน n = 20 / h = 20 /60 นาที = 1/3 นาที

อัตราการไหลสูงสุดของความชื้นในอากาศคือ s = mxn = 12440g / 3min = 414.6g / นาที

2.3.3 ความร้อนที่ต้องการต่อหน่วยเวลา

สมมติว่าลมสดกลางแจ้งคือ 0 ° C ในกรณีที่รุนแรงที่จุดเริ่มต้นของโหมดความร้อนรอบจะสันนิษฐานว่าอุณหภูมิของทางเข้าอากาศกลับในระบบคือ T1 = 0 ° C หลังจากความร้อนอุณหภูมิของ เต้าเสียบอากาศ T2 = 60 ° C และความจุความร้อนของน้ำ c = 1cal / g ° C, q = mcΔt / t = scΔt = 414.6g / minx1 / g ℃ x (60 ℃ -0 ℃) = 24876 Cal / นาที

2.3.4 กำลังทำความร้อน

สมมติว่ากำลังความร้อนคือ P, ประสิทธิภาพการทำความร้อน n = 60%, ความร้อนเทียบเท่า: q = 0.24cal / j = 0.24kcal / kws = 0.24 × 60kcal / kwmin

ตารางที่ 1 ลูกบาศก์เมตรของปริมาณน้ำ (g) ภายใต้อุณหภูมิความชื้นและความดันบรรยากาศที่แตกต่างกัน q = 14.4 kcal / kwmin

จากนั้นเอาต์พุตความร้อนต่อหน่วยเวลา q = พลังงานความร้อน NQP

p = q / nq = 24.876kcal / นาที / (60% x14.4kcal / kwmin) = 28.8kw

ดังนั้นเราจึงเลือกเครื่องทำความร้อนที่ปรับได้ 6kwx5 = 30kW พร้อมห้าเกียร์

2.4 การลดความชื้นแบบแห้ง

2.4.1 ความร้อนอย่างง่ายและการลดความชื้น

ในกรณีของการทำความร้อนอย่างง่ายและการลดความชื้นสมมติว่าอุณหภูมิกลางแจ้ง 25 ° C และความชื้น 50%อุณหภูมิและความชื้นของภายในและนอกห้องอบแห้งจะเหมือนกันในการเริ่มต้นเริ่มต้นและสดใหม่ อากาศถูกปิด หลังจากระยะเวลาหนึ่ง T1 อุณหภูมิในห้องอบแห้งเพิ่มขึ้นเป็น 45 ° C และความชื้นเพิ่มขึ้น 80%

จะเห็นได้จากตารางที่ 1 ว่าปริมาณน้ำในอากาศคือ m1 = 11.4g / m2 และ m2 = 52.2g / m3 ตามลำดับและปริมาณระบบ v = 120 m3 จะถูกแทนที่ด้วยแถวเต็มเวลาของ T2 = 60 นาที / 20 = 3 นาที ΔM = (m2-m1) v = (52.2g / m3-11.4g / m3) x120g = 4896g

หลังจากการแทนที่อุณหภูมิและความชื้นในห้องอบแห้งจะเหมือนกับกลางแจ้งจากนั้นเปลี่ยนไปใช้โหมดความร้อนวัฏจักรเพื่อเข้าสู่รอบถัดไป

ในทำนองเดียวกันเมื่ออุณหภูมิกลางแจ้งคือ 25 ° C และความชื้นคือ 80%อุณหภูมิความร้อนจะถึง 45 ° C และน้ำสามารถลบออกได้ในแต่ละรอบดังแสดงในตารางที่ 2:

ด้วยการกำจัดน้ำน้อยลงและน้อยลงทุกครั้งผ่านการไหลเวียนอย่างต่อเนื่องความชื้นในห้องอบแห้งจะลดลงและต่ำกว่า ด้วยวิธีนี้ความชื้นในห้องอบแห้งสามารถลดลงได้ต่ำกว่า 20% เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำให้แห้ง

2.4.2 การออกแบบอุณหภูมิความร้อนและฉนวนที่สมเหตุสมผล

จะเห็นได้จากตารางที่ 1 ที่เพิ่มอุณหภูมิการถือครองของห้องอบแห้งสูงถึง 60 ° C ดูดซับความชื้นในเรือตั้งค่าในเวลาเดียวกันเพื่อให้ถึงความชื้น 80% ความชื้นในอากาศคือ 103.7g / m3 และ ปริมาณน้ำที่ปล่อยออกมาในครั้งเดียวสามารถเข้าถึงได้ (103.7g / m3 -11.4g / m3) x120 g = 11076g ซึ่งมากกว่าสองเท่าของ 4896g ที่ 45 ℃และประสิทธิภาพการลดความชื้นสูงกว่า จะเห็นได้ว่าฉนวนกันความร้อนของห้องอบแห้งมีความสำคัญมาก

อย่างไรก็ตามเนื่องจากอุณหภูมิของเวิร์กช็อปที่สะอาดรอบ ๆ ห้องอบแห้งโดยทั่วไปคือ 20 ℃หากอุณหภูมิห้องอบแห้งสูงเกินไปความแตกต่างของอุณหภูมิมีขนาดใหญ่เกินไปการกระจายความร้อนก็มีขนาดใหญ่ พลังงานความร้อนมีขนาดใหญ่เกินไปอุณหภูมิส่วนความร้อนสูงเกินไปปลอดภัยความเสี่ยงนั้นยิ่งใหญ่เกินไปดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะตั้งอุณหภูมิของรอบการเก็บรักษาความร้อนที่ 45 ℃ -60 ℃ โดยปกติจะถูกตั้งค่าเป็น 45 ° C ในฤดูหนาวและ 60 ° C ในฤดูร้อน

จากตารางที่ 1 จะเห็นได้ว่าแม้ว่าความชื้นสูงสุดถึง 100% และอุณหภูมิกลางแจ้งคือ 15 ° C ปริมาณความชื้นสูงสุดในชั้นบรรยากาศคือ M1 = 12.7g / m3 วงจรความร้อนคือ 45 ° C ความชื้นคือ 20% หลังจากการกระจัดและการปลดปล่อยหลายครั้งปริมาณความชื้นในอากาศคือ M2 = 13.0g / m3, M2> M1 ซึ่งบ่งชี้ว่าความชื้นสุดท้ายสามารถทำได้โดยการทำความร้อนบริสุทธิ์และการลดความชื้นบริสุทธิ์ ณ ขณะนี้. -

2.5 การอบแห้งที่ครอบคลุมและลดความชื้น

2.5.1 เหตุผลสำหรับการอบแห้งและลดความชื้นที่ครอบคลุม

ภายใต้สภาวะที่รุนแรงในฤดูร้อนเมื่ออุณหภูมิกลางแจ้งสูงกว่า 35 ° C และความชื้นคือ 100%สามารถเห็นได้จากตารางที่ 1 ว่าปริมาณความชื้นในอากาศจะ> 40g / m3 หากถูกปล่อยออกมาโดยการให้ความร้อนเท่านั้นที่สอดคล้องกับปริมาณความชื้นของ 40 กรัม / m3 อุณหภูมิการไหลเวียนในห้องอบแห้งคือ 45 ℃และความชื้นคือ> 60%; อุณหภูมิการไหลเวียนคือ 50 ℃ความชื้นใกล้เคียงกับ 50%; 55 ℃ความชื้นใกล้เคียงกับ 40%; แม้ว่าอุณหภูมิถึง 60 ความชื้นที่℃ก็เกิน 30%ในเวลานี้มันเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุวัตถุประสงค์ของการอบแห้ง

ดังนั้นภายใต้สภาวะที่รุนแรงในฤดูร้อนเมื่อเปลี่ยนอากาศกลางแจ้งอุณหภูมิสูงกลางแจ้งและอากาศที่มีความชื้นสูงควรเย็นลงก่อนและลดความชื้นเพื่อลดปริมาณความชื้นของอากาศจาก 40 กรัม / m3 ถึง 15 กรัม / m3-20g / m3 ลบสูงสุด 25G / m3 ความชื้นและจากนั้นให้ความร้อนและขี่จักรยานถึง 5055 ℃ -55 ℃ความชื้นสุดท้ายสามารถควบคุมได้ต่ำกว่า 20% เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการอบแห้ง

2.5.2 การคำนวณความสามารถในการระบายความร้อนของตัวทำความเย็นพื้นผิว

ตามที่กล่าวมาแล้วปริมาณการแต่งหน้าอากาศบริสุทธิ์ v = 2500m3 / h, ปริมาณน้ำบริสุทธิ์ M = 40g / m3, ปริมาณการบำบัดเวลาของหน่วยน้ำปริมาณ m = mv, = 2500m3 / hx40 g / m3 = 100kg / h

ในกระบวนการมีความจำเป็นต้องลดอากาศบริสุทธิ์ 35 ℃เป็น 10 ℃และความแตกต่างของอุณหภูมิΔT = 25 ℃

ความจุความร้อนน้ำ c = 1cal / g ℃

ความสามารถในการระบายความร้อนที่จำเป็น q = mcΔt = 100kg / hx1cal / g ℃ x25 ℃ = 2500kcal / h

หากประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนของตัวทำความเย็นพื้นผิวคือ 50%ข้อกำหนดความสามารถในการระบายความร้อนควรเป็น 5,000 kcal / h

3 การควบคุมโปรแกรม

การทำงานของระบบลดความชื้นและระบบการอบแห้งที่สะอาดนั้นเกี่ยวข้องกับอากาศบริสุทธิ์สวิตช์วาล์วอากาศกลับการเก็บอุณหภูมิและความชื้นปริมาณความชื้นในอากาศการคำนวณพารามิเตอร์เวลาและการควบคุมการเปรียบเทียบการทำความร้อนการทำความเย็น การควบคุมการสลับโหมดดังนั้นเราจึงเลือกซีเมนส์ซีเมนส์ S7-200PLC คอนโทรลเลอร์การเขียนโปรแกรมและเชื่อมต่อกับระบบการตรวจสอบส่วนกลางผ่านเครือข่ายสามารถควบคุมคู่ของการตรวจสอบออนไลน์และการตรวจสอบระยะไกลได้

ข้อมูลอ้างอิง:

[1] ศูนย์การรับรองยาและการจัดการของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของรัฐ ยาเสพติด GMP คู่มือสิ่งอำนวยความสะดวกโรงงานและอุปกรณ์ [M] ปักกิ่ง: China Medical Science and Technology Press, 2011.8

[2] คำสั่งซื้อหมายเลข 79 ของกระทรวงสาธารณสุขของสาธารณรัฐประชาชนจีน กฎระเบียบเกี่ยวกับการจัดการคุณภาพของการผลิตยา (การแก้ไข 2010) [EB] ปักกิ่ง: กระทรวงสาธารณสุข, 2011.1

[3] Liu Xianzhe, Cai Zhiming; การออกแบบการก่อสร้างและการว่าจ้างเวิร์กช็อปที่แห้งและสะอาด เทคโนโลยีเครื่องปรับอากาศที่สะอาดและอากาศ [J]; 1997.3

[4] วังมิถุนายน; ประสบการณ์การออกแบบเครื่องปรับอากาศและการระบายอากาศในการประชุมเชิงปฏิบัติการที่สะอาดของโรงงานเภสัชกรรม การสร้างการระบายอากาศพลังงานความร้อนและเครื่องปรับอากาศ [J]; 1998.2

[5] Xu Li; การออกแบบและการจัดการการประชุมเชิงปฏิบัติการที่สะอาดระหว่างการใช้งาน GMP วิศวกรรมเคมีและชีวภาพ [J]; 2546.4.

[6] เฉินกวางเจียน; การออกแบบ GMP ของโรงงานเวิร์กช็อปที่สะอาดจากโรงงานเภสัชกรรมจากมุมมองของทฤษฎีการจัดการการผลิต การออกแบบวิศวกรรมเภสัชกรรม [J]; 2544.1

[7] Wan Bin; Cai Zhihui, Zhan Yanmin; เครื่องปรับอากาศการเปลี่ยนแปลงการควบคุมการประหยัดพลังงานของ GMP Clean Workshop; [J] เทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้า; 2552.12