医薬品の無菌ワークショップにおけるきれいな乾燥室のデザイン

医薬品の無菌ワークショップにおけるきれいな乾燥室のデザイン

医療の無菌ワークショップでは、生産サイクルで使用される多数の船舶を洗浄して乾燥させる必要があります。補助的な生産エリアには一般にDレベルが必要であり、乾燥室も例外ではないため、きれいな領域のクリーンレベルもあります。きれいな環境で洗浄した後、多くの水分を含む調理器具の除湿と乾燥は、私たちが解決しなければならない問題になりました。例を使用して、合理的な設計が省エネ、乾燥、除湿効果を実現できることを示しています。

0序文

除湿は、主に加熱と除湿、冷却と除湿、乾燥剤吸着除湿の3つのタイプに分けられます。過去には、最も一般的に使用されている方法は、加熱、加熱、換気、および除湿でした。ただし、クリーンな環境では、完全な配信と完全な列加熱と除湿の方法を単に採用するだけで、エネルギー消費が大きく、クリーンろ過システムの負荷も大きくなるため、冷却と除湿1.包括的な除湿法を設計しました。暖房と除湿のきれいな空気循環。

1つの原則

実際の設計では、屋外12.5Paに対するシステムの圧力差を維持するために、少量の新鮮な空気が追加されます。混合セクションとリターンエアが混合され、一次効果がろ過され、空気が表面冷却水セクションで露点の下の温度まで冷却され、空気中の水蒸気が水ぶどうバッフルの傍受を凝縮できるようにします。水を取り除き、空気を加熱セクションから60°C以上に加熱します。空気が膨張し、単位体積の水分が減少し、加熱と除湿を達成します。フィルターは、フィルタリング後に乾燥室に送信されます。プロセス中の最低温度損失を確実にするために、浄化と除湿ファンは乾燥室にできるだけ近く、空気供給パイプラインを断熱する必要があります。乾燥した熱気は、乾燥室の容器の水分を吸収し、温度が低下し（約45°C）、湿度が増加し、帰りのエアパイプを通って乾燥室から取り出され、混合セクションに戻り、混合セクションに戻ります。除湿の目的を達成するために、次のサイクルを開始します。

さらに、温度および湿度センサーは、空気の入口と戻り空気の出口に設定されています。マシンの電源を入れると、排気ファンがオフになります。システムは、循環空気流操作モードにあります。動作期間後、熱気吸収容器の水分が増加すると、冷却と除湿の出力が十分でない場合、リターンエアインレットの絶対的な湿度が空気入口の絶対湿度よりもはるかに高い場合、効果は、エアアウトレットバルブを閉じ、排気バルブと排気ファンを開き、システム内の空気の湿度が高いときに直接排気モードを使用して迅速に交換します。2つの違いが大きくない場合、循環モード。原則を図1に示します。

実際の使用では、冷却水がオンになっていなくても（冬にはチラーがオンになっていないなど）、循環とまっすぐな列の加熱と除湿法を使用するだけで、調理器具を乾燥させて除湿す目的を達成できます。交互モード。

2アプリケーションの例の計算

2.1清潔さと空気交換頻度

クリーンルームのデザイン仕様GB50073-2013、製薬業界のクリーンプラントデザイン仕様GB50457-2008、GB50457-2008、GMPの2013バージョン、およびその実装ガイド、生産、クリーニング補助エリアD.時間 / H、ファン一次効果フィルターはG4タイプ、中間効果フィルターはFタイプ、乾燥室の空気入口でのH13タイプ高効率フィルターが選択されています。それは医療清浄植物の要件を満たしています。ダスト粒子は<3520000 / m3であることが確認されており、これはD清浄植物の要件を満たしています。

2.2ファンの空気量の選択

乾燥室には、42m2の面積、110m3のボリューム、約120m3のエアコン管があります。 2500m3 / hの空気量ファンが使用されます。空気の変化の数は2500/120 = 20回 / hに達し、設計上限を満たしています。排気ファンは2400 / hの空気量ファンを使用しているため、システムが外の世界と比較して12.5paの圧力差を維持することができます。

2.3暖房電力

2.3.1さまざまな温度、湿度、大気圧での立方メートルの水分量（表1を参照）

クリーンルーム間の圧力差は一般に50pa未満であり、クリーンルームと外側の圧力差は一般に80pa未満であり、ファンと外側の圧力差は一般に500pa未満であり、大気圧と比較してほとんど無視できます0.1MPaの、これはほとんど無視できます。状況処理。

2.3.2空気中の水分の流れ

精製および乾燥システムは、一定の期間実行できます。クリーンワークショップの熱保存条件によると、最高温度は一般に60°に達する可能性があり、湿度は80％に達する可能性があります。表1を調べる1.空気の水分量は103.7g / m3で、循環量は約120m3（乾燥機とファンダクト量）で、水の品質は次のとおりです。

m = 103.7g / m3x120m3 = 12440g

既知の換気時間n = 20 / h = 20 /60分= 1/3分

空気中の水分の最大流量はs = mxn = 12440g / 3min = 414.6g / minです

2.3.3単位時間ごとに必要な熱

サイクル加熱モードの開始時に極端な場合に屋外の新鮮な風が0°Cであると仮定すると、システム内のリターンエアインレットの温度はT1 = 0°Cであると想定されています。エアアウトレットT2 = 60°Cおよび水熱容量C = 1cal / g°C、q =mcΔt / t =scΔt= 414.6g / minx1 /g℃x（60℃-0℃）= 24876 cal / min

2.3.4暖房電力

加熱能力がp、加熱効率n = 60％であると仮定すると、熱等価：q = 0.24cal / j = 0.24kcal / kws = 0.24×60kcal / kwmin

表1異なる温度、湿度、大気圧Q = 14.4 kcal / kwmin下の水分量の立方メートル（g）

次に、単位時間あたりの熱出力q = NQP加熱電力

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

したがって、5つのギアを備えた6KWX5 = 30kW調整可能なヒーターを選択します。

2.4乾燥除湿

2.4.1簡単な加熱と除湿

25°Cの屋外温度と50％の湿度を仮定して、単純な加熱と除湿の場合、乾燥室の内側と外側の温度と湿度は、最初の起動時に同じであり、新鮮なものは同じです空気がオフになります。一定の期間T1の後、乾燥室の温度は45°Cに上昇し、湿度は80％上昇します。

表1から、空気中の水分量はそれぞれM1 = 11.4g / m3およびM2 = 52.2g / m3であり、システム容量v = 120 m3はT2の時間のフル列に置き換えられていることがわかります。 = 60分 / 20 = 3分。 ΔM=（M2-M1）V =（52.2G / M3-11.4G / M3）X120G = 4896G

交換後、乾燥室の温度と湿度は屋外と同じです。次に、サイクル加熱モードに切り替えて次のサイクルに入ります。

同様に、屋外温度が25°Cで湿度が80％の場合、加熱温度は最終的に45°Cに達し、表2に示すように各サイクルで水を除去できます。

連続循環を通じて毎回除去される水が少なくなると、乾燥室の湿度はますます低くなります。このようにして、乾燥室の湿度を20％未満に減らすことができ、調理器具を乾燥させる目的を達成できます。

2.4.2合理的な暖房および断熱温度設計

表1から、乾燥室の保持温度を最大60°Cに上げ、容器内の水分を吸収し、同じ時間を80％の湿度に達すると、空気中の水分は103.7g / m3、そして一度に排出された水の量は（103.7g / m3 -11.4g / m3）x120 g = 11076gに達することがあります。乾燥室の断熱が非常に重要であることがわかります。

ただし、乾燥室の周りの清潔なワークショップの温度は一般に20°であるため、乾燥室温が高すぎると温度差が大きすぎる場合、散逸も大きく、熱損失が大きく、必要なものが必要です。暖房電力が大きすぎ、暖房セクションの温度が高すぎ、安全性が高すぎるため、リスクが大きすぎるため、熱保存サイクルの温度を45℃-60℃に設定する方が良いです。通常、冬には45°C、夏には60°Cに設定されます。

表1から、最大湿度が100％に達し、屋外温度が15°Cに達したとしても、大気中の最大水分含有量がM1 = 12.7g / m3であることがわかります。加熱サイクルは45°Cで、湿度は複数の変位と排出後20％です。空気中の水分含有量はM2 = 13.0g / m3、m2> m1であり、最終的な湿度が純粋な加熱と脱湿により達成できることを示しています。現時点では。 。

2.5包括的な乾燥と除湿

2.5.1包括的な乾燥と除湿の理由

夏の極端な条件下では、屋外温度が35°Cを超え、湿度が100％を超えると、表1から空気中の水分含有量が40g / m3になることがわかります。 40g / m3の水分含有量に対応する加熱のみによって排出される場合、乾燥室の循環温度は45°で、湿度は60％> 60％です。循環温度は50℃で、湿度は50％に近いです。 55℃、湿度は40％に近い。温度が60に達したとしても、湿度も30％を超えていますが、現時点では乾燥の目的を達成することは困難です。

したがって、夏の極端な条件下では、屋外の空気を交換するとき、屋外の高温と高湿度の空気を最初に冷却し、除湿する必要があります。最大25g / m3を削除します。水分、その後、5055℃-55℃に加熱とサイクリングすると、最終的な湿度を20％未満で制御して、乾燥の目的を達成できます。

2.5.2表面冷却器の冷却能力の計算

上記によれば、新鮮な空気メイクボリュームv = 2500m3 / h、新鮮な空気水含有量m = 40g / m3、単位時間処理水量m = mv、= 2500m3 / hx40 g / m3 = 100kg / h

その過程で、35の新鮮な空気を10°に減らし、温度差ΔT= 25℃に減らす必要があります。

水熱容量c = 1cal / g℃、

必要な冷却能力Q =MCΔT= 100kg / hx1cal /g℃x25℃= 2500kcal / h

表面クーラーの交換効率が50％の場合、冷却能力要件は5000 kcal / hでなければなりません。

3プログラム制御

クリーンな除湿および乾燥システムの動作には、新鮮な空気、戻りの空気バルブスイッチ、温度と湿度の収集、空気中の水分含有量、時間パラメーターの計算と比較制御、加熱、冷凍、風の保護、過熱保護、さまざまな動作が含まれます。モードスイッチングコントロールを使用するため、Siemens S7-200PLCプログラミングコントローラーを選択し、ネットワークを介して中央監視システムに接続すると、オンライン監視とリモート監視の二重制御を実現できます。

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