国外洁净车间的污染控制与无人化设计

国外洁净车问的污染控制与无人化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 万春杰 张 珩 张 奇 (1．武汉工程大学化工与制药学院 湖北武汉 430073； 2．中国医药集团武汉医药设计院 湖北武汉 430077) ●日 简述了制药洁净车间的污染源及其防治 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，结合cGMP的要求及国外洁净车间设计的新理念、新技术提出了 控制污染的 自动化、无人化洁净车间设计A-．-St： 西 洁净车间 污染控制 自动化 Pollution Control and M an Vacancy Design in Cleaned W orkshop at Abroad WAN Chunjie ZHANG Hang ZHANG Qi (1、College of Chemical and Pharmaceutical Industry,Wuhan Engineering University Wuhan，430073； 2、Wuhan Pharmaceutical Design Institute，China Pharmaceutical Group Wuhan，430077) Abstract：The pollution source in pharm aceutical cleaning workshop and the protection measures were bfiefly described、Combined with the requirements ofGMP and new concept and technology ofcleaning workshop design at abroad，the scheme ofdesigning pollution controlled， automatic and man vacancy cleaning workshop was proposed、 Keywords：Cleaning workshop Pollution control Automation 1 前言 药品是有别于一般商品的特殊商品，它的质量 直接关系到人的健康与安危。药品质量除直接反映 在药效和安全性外，还 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在药品质量的稳定性和 一 致性上，一些药品在制造过程中由于受到微生 物、尘粒等污染或交叉污染，可能引发始料不及的 疾病或危害。 在对制药过程可能带来的各种尘粒、微生物污 染中，来 自室外空气的可达 10 粒／l(≥0．5 u m的微 粒1数量级 以上，而来 自人、建筑 等(工艺粉尘 出 外1占3×10 粒／l，仅占前者3 ～l0 。所以，各种 污染源中，空气的污染是主要矛盾。而在空气之外 的污染中，人的发尘发菌又是主要的。因此，除了 空气净化控制污染外，如何最大限度的减少洁净车 间人员数量则成为控制污染的焦点问题。 2 车间工作人员活动时对污染的影响 当工作人员在洁净环境中活动时，会明显增加 收稿 日期：2005．08—15 作者简介：万春杰(1964)，男，讲师。从事药物制剂和制药工程的研究 和教学。 Te1：027·61331896 E—mail：wrm222@126．com 表1 工作人员活动时污染程度增加的倍率 步行 1．2~2 从衣袋中取手套 3,0~10 手伸入洁净工作台 ■■—l 用刷子刷工作服 1．0l 吸烟后2$mm的呼吸 2～5 1．50～3 擦脸、擦手 l～2 洁净环境的污染程度，表l为工作人员活动时，临近 处污染程度增加的倍率。 在洁净室内的各种污染源中，人是主要的污染 源之一，从洁净室内粒子来源的分析来看，主要污 染物有人的皮肤微屑、衣服织物的纤维以及与室外 大气中同样性质的微粒。因此，除了对人员的净化 处理外，最根本的解决办法就是最大限度的减少人 员数量或实现洁净车间的自动化、无人化。 3 自动化、无人化车间设计 传统上，生产片剂和胶囊的厂家较多依赖于手 工操作。原料非常缓慢地从一个地方传输至另一个 地方；物料从一个机器至另一个机器。原料的处理 过程因人为因素而被忽视了。各工段物料的传输衔 2006年 第27卷 第2期 维普资讯 http://www.cqvip.com 接较少。时间改变了制药工业，现在随着劳动力成 本、原料成本的增长和利润率的缩水等综合因素促 使设备的设计接受一体化的思想。在上世纪70年代 初 期 ，Merck公司建 了两个工厂，一个在 英 国的 Cramlington，另一个在美国的Elkton，原料的传输使 用全封闭系统来进行，通过一台计算机来控制并监 测所有的操作(图1)。 装料过程由人工控制，该过程也是整个生产过 程中唯一的一次人工操作。从这一时刻起，物料的 输送完全在计算器控制之下通过重力、气动式、带 式或铲斗输送系统来完成。另外，安装在所有料斗 中的动力传感器系统对物料的流动进行监控，通过 这个过程提供物料平衡的信息。 该设计中采用一种成为中间体散装容器(IBC)或 Flo．bin的传输容器，目的是将IBC作为一个存储容 器，然后使用机械手段从过程的一个阶段转移到另 一 个阶段。例如：自动引导车系统(AGVs1。 使用这些选定的系统、特定的设备和原料重力 流、一个生产灵活的工厂，就能够实现不同产品生 产的重现性。再加上先进的计算机系统及原料的自 动供应，就可以完全建立一体化的CIM(计算机辅助 生产)系统，以适应当前生产及将来扩大再生产的需 要。自动化仓储与原料处理系统相联系，提供全面 解决方案。例如：原料供应和成品存储都能被工厂 的主计算机系统监控。 从配料工段原料的称量开始到成品包装，所有 原料都保持在密闭的系统中。原料处理系统及其相 关设备是整个工艺过程的主要组成部分。它提供了 物流连续输送的媒介和每一个过程操作的后处理手 段。 原料被一个操作员手工装入进料漏斗，然后通过 空压作用进入混合器。原料在计算机控制之下制 粒，在这个操作过程中，计算机监控生产过程中的 重要参数包括产品重量、制粒溶液的添加、机械臂 和螺旋输送器的速率、真空度、夹套的温度和产品 温度。 4 计算机自动控制系统 生产过程和传输、原料处理系统的一体化相应 地要求一个高配置的计算机一体化控制与通讯。 PLCs(可编程逻辑控制系统)提供了所有原料处 理站各 自操作的管理与控制程序。包括：清洗机 械、混合机械和 自动化仓储。生产车间提供了专用 的PLC系统负责过程的控制与监测。生产主机负责 操作过程的监控和控制生产计算机系统(PCS1，完成 所有生产的各个方面的管理和直接控制和调整来 自 目 l I◆I 厶 ▲ I ![! 冥 蹑 V 话 ◆ ‘ — 制粒机 一固 兰 圈诵 ▲ 物流 ◆ 2006年 第27卷 第2期 图1 基于IBCs的片剂生产工艺流程 维普资讯 http://www.cqvip.com 里堂 囤 围 圈 回 间界限 钲 1 月 I 天 小时 1 分 r 秒 I 微秒 注释：BMS：工厂管理系统；M／S：机械；AGV：自动引导车； PLC：可编程逻辑控制器 图2 过程管理与控制系统 所有低级系统~PLCs的信息。PCS不仅仅控制和监 测过程操作，同样 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 和执行生产任务，储存生产 数据，通过制图和识别或在每个过程步骤进行认证 来设置批处理程序和原料处理过程跟踪。见图2所 不 o AGV是非常合适的传输负载工具。它可以自动 控制，接受本身携带的陆基计算机控制系统发出的 引导和传输指令。 传输车通常使用一个预置在地板下面的与无线 电或红外线通讯相连接的传感线，通过该传感线在 AGV和计算机系统之间进行联络，实现计算机对 AGV的引导。 很多高级系统使用智能运输车。通过激光扫描 进行交叉定位检查和三维立体测量，利用检查和测 量得到的数据预先编制好程序路线和推算定位。自 动传输系统即时作业，当要求准时制(JIT)原则时， 允许产品和包装材料适时交付使用，以消除中间体 存储和分段运输区以及改进工艺流程和原料进料。 5 小结 实际上，在现代化企业中，无论自动化程度多 么高，仍然离不开人，人仍然是第一要素。这是由 于： (1)工厂中仍然或多或少存在非自动化设备，一 些工段必须由人手工完成(如配料、设备调试维修 等1。 (2)在那些 自动化程度很高的地方，如在某些工 业发达国家，无人操作车间或无人操作生产线确实 存在，其投入的资金之多是不言而喻的，但其系统 维护仍然离不开人，紧急事故的处理也必须依靠 人 。 (3)在工厂管理和制剂工艺等过程中，减少人员 甚至无人化生产，的确可以提高生产效率，也可以 避免人的污染。而且计算机可以处理大量的数据， 通过PLC指挥设备、机械手或机器人按预设程序进 行工艺操作，但计算机仍是对人起辅助作用。对产 品质量起决定作用的还是人。 (4)从技术上讲，某些活动即使可以由计算机或 自动化设备完成，但在经济上是否可行，仍是人们 需要考虑的问题。 我们强调CIMS(计算机集成制造系统)的作用 以致提出无人化工厂，并不是否定人的重要作用， 相反，是要使人从那些简单而烦琐、重复而繁重以 及仅仅依靠人 自身难以完成的活动中解放出来，充 分发挥人具有的创造性思维的能力，并为人的这种 创造性活动提供支持。应该正确理解和应用CIMS技 术，更好地发挥其作用，以免陷入误区。的确，计 算机在数据处理、存贮记忆、信息传递等方面具有 人所不及的能力，许多自动化设备能完成人所不能 完成的工作。CIMS的目标就是将企业中的信息流、 物质流、价值流三者集成起来，将人、技术、资源 三者集成起来。 在CIMS发展的初期，一些国家主要着眼于技 术，特别强调 “高度 自动化”，以 “无人化工厂” 为目标。这不但造成了高强度的投入，还大大增加 了技术难度，使得大规模的投入长期得不到回报， 导致CIMS的失败 。实际上 ，CIMS不仅仅是高技 术，更是人、技术、管理的有机集成。将人与高技 术对立起来，不仅是不必要的，而且是不正确的。 强调效益驱动就是要进行投入产出分析，结合企业 的实际情况，确定恰当的目标，选择恰当的技术， 进行恰当的投入，从而获得恰当的回报。 参考文献： 【1] 陈霖新编著．洁净厂房的设计与施工【M]．北京：化学工业出版社 2003， l：4l一44． 【2] 许钟霖著．药厂洁净室设计、运行与GMP认证【M]．上海：同济大 学出版社，2002，1：32—41． 2006年 第27卷 第2期 维普资讯 http://www.cqvip.com