生物制药中净化空调及其自控系统的应用分析

商林+孙永论+傅忞

【摘要】 生物制药生产中存在较大风险，会给制药行业带来极大的经济损伤和社会损失。生物制药行业中普遍存在高能耗现象，空气净化是药品生产质量的重要环节。因此生物制药过程中，优化空气净化系统，加强空调自控系统，减少空调能耗，优化运行。

【关键词】 生物制药 净化空调 自控系统

生物制药车间需保证环境的清洁卫生，净化空调是制药厂必备器械。而生物制药中净化空调的实际应用过程中，空调运行中干扰因素及高能耗受到重点关注。而优化空气净化系统，保证净化空调可靠运行则十分必要。

一、生物制药中净化空调系统设计原则

首先设置一般空调系统、两级过滤送风系统和净化空调系统的设置要在不同地方设置；同时要分开设置运行班次、规律和时间不同的净化空调系统；对具有危害性的物品或气体需分开并各自设置净化空调；若要设置差别大的温湿度，需分开设置净化空调；其次要分开设置单向流系统和非单向流系统。最后在划分净化空调系统时，需要合理布置和划分送风、回风和排风管道，避免各种管道的交叉重叠。

二、净化空调在生物制药过程影响因素

1、供电。生物制药企业拥有的设备具有大功率，电压变化率大，多会出现高度的脉冲干扰。有资料统计电源输入、过压、短路等会导致净化空调出现误动作。2、过程干扰。净化空调是作用于生物制药行业整个生产车间，此时需保证足够长的传输路线。而输电线路运行中，设备漏电及缺乏完善的接地系统等，会直接影响空调运行。另外各输电线路共同使用一根电缆，线路设备相互影响干扰，则会影响系统运行。3、场干扰。自控系统周围具有大量磁场、电磁场和静电场等，通过电源或传输线，影响净化空调等自控功能，致运行过程中出现电平变化或脉冲干扰信号。4、电磁干扰。净化空调自控系统输电线路工作负荷量大，需计算繁多的电路功能模块。而净化空调运行期间会出现射频干扰脉冲并进行吸收，造成数字电路间电磁干擾，影响净化空调运行。

三、净化空调自控系统的优化措施

1、加强净化空调自控系统抗干扰功能。首先对供电系统的抗干扰，对供电系统各功能模块均可采用直流电源供电，分别使用独立的变压、滤波、稳压电路等，避免集中供电，电源散热快；交流电引入线使用粗导线，直流输出线使用双绞线，在最大程度上减少配线长度。场干扰预防应采用良好屏蔽及正确接地，其中感应体接地，采用屏蔽层信号线并单端接地；线路设置时，电源电路和控制、检测电路期之间不要使用共用线。最后行软件抗干扰时，多通过软件补偿对软件干扰进行控制。软件滤波的实施，是对有用信号和干扰信号进行准确识别，在确定干扰信号后，并将其过滤。为此，要明确干扰信号出现时间，在干扰信号出现的时间段输入口进行封闭，进而滤掉干扰信号；其次是比较不同位置接收到的准确无误信号，通过既定逻辑关系确定信号有用无否，然后过滤掉干扰信号。

2、自控系统各功能控制。首先要控制气流组织和压差，对洁净要求等级为6-9级，采用非单向流气流流型，等级5级采用单向流气流流型；一般回风洞口上边高度的设置，需高于地面50cm，回风洞口下边高度要高于地面10cm；回风口处气流速度应在1.6m/s以下。送风口使用高效过滤器风口。压差控制是要控制洁净室与周围空间维持一定压差，洁净室与非洁净室压差应高于5Pa，高于外压差10Pa。在处理空气时，应用二次回风系统，先混合部分回风和新风，在处理后混合剩余回风，送至洁净室。其次设计防排烟和排风系统。防排烟设计根据洁净厂房疏散走廊设置机械防排烟设施，排烟机房要单独设置，排烟分管的设置选用镀锌铁皮。排烟风口应选择常闭型，与排烟风机联锁。设计排风系统时，应在灭活室、乳化室单独设置局部排风装置，避免局部排风室外气流倒灌。而在排风机出口设置高效滤过器，在关闭排风管各功能后，才能对设备进行消毒。

3、净化空调自控系统节能优化。首先要控制风量，确定变频风机的频率，使输出风量趋向于设定风量，按照洁净室换气次数确定电动风阀量，使电动风阀量较多最小；其次控制微正压，计算各方间的压差，期间与变频风机的联动组成回路，在最大程度上减少风量输送。最后控制温湿度，在冷冻水管道上安装电动阀门，在采集回风总管的温度信号后，并与设定温度进行计算，进而对电动阀开度予以动态调节。并通过软件内部对编程模块的限制，确定阀门开度，能在最大程度上节省冷量、蒸汽热量等能源。最后要控制死区，当回风温度进入死区区间时，根据实时参数进入设定值的偏差范围，保持冷水阀和热水阀的开度不变；或相差值大时控制强度设计大；相差值小时强度控制要小。

总结：生物制药企业中，净化空调是不可缺少部分，然而净化空调运行过程中，耗能及干扰因素均会影响净化空调的自动控制系统运行。在设计净化空调的自动控制时，需充分控制风量、温湿度，减少运行过程中干扰因素，采取针对性解决措施，以此充分发挥自动控制系统运行效果，促使空调系统更好运行。

参 考 文 献

[1] 胡卫杰.生物制药厂生产车间净化空调气流速度/换气次数及新风机组的设计[J].洁净与空调技术，2010（2）：32-36.

[2]王承.制药行业空调自控系统的构建与优化[J].产业与科技论坛，2011，10（7）：101-102.

[3]唐准，赵玉忠.制药厂空调自控系统节能设计[J].节能环保，2014（15）：3.