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制药设备的如何节能降耗,降低成本

宝正网-制药机械设备【www.baozheng360.com】 / 2014-07-24

   节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗比“十五”期末降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。2008年是我国实现“十一五”节能减排目标的关键一年,石油和医药化工行业属高耗能行业,节能任务尤其艰巨。而且医药生产是一个多工序、多环节,技术工艺高度集中的大生产过程,要实现节能减排,必须树立持续、高效、循环发展的意识,把循环发展作为一项重要的发展战略来推进。

  1 制药企业洁净厂房节能

  药厂洁净室是能量消耗大户,影响能耗的因素很多。仅以净化空调系统为例,其高能耗主要表现在2个方面:其一是制冷负荷,药厂洁净室各类制冷负荷主要有新风、风机温升、工艺设备、围护结构、照明、人员等。其中,最重要的影响因素是新风、风机温升和工艺设备3项,并以新风最大;其二是运行负荷,药厂洁净室风量比一般空调间大几倍至几十倍,风压约占系统压力的一半,所以药厂洁净室运行的风机动力负荷比一般空调动力负荷大3~30倍。药厂洁净室采取有力措施降低能耗,节约能源,已到了刻不容缓的地步。

  1.1 药厂洁净室设计中的节能

  1.1.1 设计合理的建筑布局 洁净厂房以建造单层大框架正方形大面积厂房最佳,其显著优点之一是外墙面积最小、能耗少,可节约建筑、冷热负荷的投资和设备运转费用[1~4]。减少洁净空间体积特别是减少高级别洁净室体积是实现节能的快捷有效的重要途径,若减少洁净体积30%可节能25%,应按不同的空气洁净度等级要求分别集中布置,尽最大努力减少洁净室的面积。建立洁净隧道或隧道式洁净室来达到生产对高洁净度环境要求和节能的双重目的,洁净工艺区空间缩小到最低限度,风量大大减少,如带层流的称量工作台以及带层流装置的灌封机等都可以减少洁净空间体积。使用低污染值的绿色环保材料,设计出低污染的系统,采用降低污染值的手段,使药厂洁净室具有很低的污染状态,这也是减少新风负荷,降低能耗的很好出路之一。

  1.1.2 设计合理的工艺条件

  对空气洁净度等级标准的确定,一是按生产要求确定净化等级;二是对洁净要求高、操作岗位相对固定场所允许使用局部净化措施;三是生产条件变化下允许对生产环境洁净要求的调整。

  温度、相对湿度等参数根据制剂生产实际,只有少数工艺(如胶囊剂)对温度或相对湿度有一定要求,其他均着眼于操作人员的舒适感。在保证洁净效果的前提下,减少换气次数;把最低照度从≥300lx降到1501x是合适的,可节约一半能量。工艺生产中应利用所有排风对新风预热预冷,采用热回收也是减少工艺负荷的积极而有效的节能手段。

  1.1.3 设计合理的工艺装备和空调净化系统

  药厂洁净室工艺装备的设计和选型,在满足机械化、自动化、程控化和智能化的同时,必须实现工艺设备的节能化。对较大型的洁净车间的净化空调系统的新风集中进行空气净化处理。为减少运行动力负荷应设计最佳而节能的空气净化系统运行方案,合理确定换气次数、净化风量只进行过滤处理再循环、减少系统和空调器的漏风量、减少风机电机温升负荷和充分利用二次回风等,以及风管设计特别是缩短长度、简化形状、降低阻力均可减少能量消耗。

  1.2 固体制剂车间净化空调系统节能

  固体制剂车间净化空调系统的能耗一直是困扰制药企业的问题。主要是由于固体制剂车间在药品生产过程中会产生大量粉尘,室内空气均需经过滤或除尘处理后排至室外,因此造成固体制剂车间的净化空调系统均是大新风比甚至是全新风系统。由于净化空调系统送风量较大,因此为处理新风所需的制冷、加热、加湿造成的能量消耗在整个生产过程中所占的比例大约在65%~70%左右,净化空调系统的能耗已成为制约生产的大问题,节能措施日益受到重视。

  针对生产过程中所产生的粉尘粒径,选择满足除尘效率的除尘器,或在回风系统中适当增加满足过滤效率的空气过滤器,使经过除尘处理和空气过滤器过滤后的空气不再对整个生产区域形成交叉污染的危险性,则原先需要大量直接排放至室外的空气就可以通过回风的形式循环使用,使固体制剂车间净化空调系统的能耗大幅下降,达到节能的目的。

  大幅度地降低空调系统的新风比,使能量得到充分回收,系统可节约能耗50%左右。同时,空调机采用变频调速控制技术,可使风机在实际工作状态下的运行功率远小于额定功率,可减少约30%以上的电能,节能效果十分明显。

  2 中药制药企业节能

  中药制造业与炼油、化工、轻工、冶金等工业一样,属于高能耗、高物耗(特别是水资源)、以热加工为主的过程工业,能耗费约占总生产成本的20%~40%。如何根据市场和外界的变化,动态地协调安排时间、设备、中间储运、劳动力、物资和能源的使用,通过先进的过程技术改造传统中药产业,降低生产能耗,提高生产效率,降低生产成本,提高中药企业的市场竞争力,推进我国中药制造业的现代化、产业化、国际化已成为当务之急。

  2.1 蒸汽的综合利用

  蒸汽锅炉烟气余热利用是在排烟管道上安装“省煤器”,用烟气中的废热加热进入锅炉的软化水,可以使进入锅炉的软化水温提高20~30℃,节约燃料费用5%以上。

  从疏水阀排出的冷凝水是软化水,且水温达到98℃,含有大量的热能,收集起来再送到锅炉房,只要经过简单的处理,即可泵入锅炉循环蒸发使用。将蒸汽冷凝水回收到锅炉再利用,每年节约锅炉运行费用可达10%。循环冷却水经过冷凝、冷却器后,水温一般均提高10~15℃,冷却水水温比自来水水温要高,用于洗衣可以提高衣服的洗净度,当然工作服有洁净度要求时最后要用纯净水清过。

  2.2 现代化连续中药生产线节能

  中药生产线常采用多功能提取罐的间歇式提取和料盘式热风烘箱浸膏干燥,其中插入外循环升膜蒸发器等3大系列设备。

  无论在多功能提取罐中增加各种搅拌器、热回流或超声波设备,但均未能从根本上脱离间歇提取方式:间歇地加药材、加水、过滤和现场敞开式排渣等。既不符合GMP又影响设备效率,而且使提取设备和操作平台庞大,相应增加了厂房和布置用地。因此,间歇式提取是造成目前中药生产线高能耗的“罪魁祸首”,要降低能耗,首要的是改间歇式提取为连续多级逆流提取。

  在连续化中药生产流程中可采用折流式连续逆流提取机[7~8]m长的提取机机身缩短至5~7m之内,从药材进口到废渣出口都在此范围内,既有利于操作管理,又方便厂房的平面和竖向布置。,该提取机适用于以水或乙醇等为溶剂的中药材提取,均能以较短停留时间、较低温度和较少溶剂投加量取得很好的提取效果。

  连续(多级)逆流提取机的设备提取效率比间歇式多功能提取罐高许多倍,夹套加热改用低压蒸汽,使提取机属非压力容器设备,再因设备结构紧凑、用材合理,使折流式逆流提取机制作费用大幅下降,其造价约是同规格处理量多功能提取机价格的1/3~1/2,规格越大降幅越大,而且设备支架平台和厂房也相应大幅度节省,节省的基本建设的总费用十分可观。

  2.3 中药双效节能浓缩器

  双效浓缩设备由于其高效节能的特点,其在中药生产企业中得到了广泛的使用。但是目前在国内的中药生产企业中,双效浓缩器的使用大部分都是手动操作的。正是由于这种原因,使得药液的浓缩效果会因操作人员不同而产生偏差,最终造成浓缩效果不稳定,进而对下一步的生产工序造成影响,所以在双效浓缩器中实现自动控制将有利于保证中药生产过程的相对稳定性,提高中药生产的效率,降低生产成本。

  双效自控系统采用下位机PLC控制,上位机通过组态软件监控。现场仪表采集控制参数信号,通过PLC分析数据后,按照一定的控制流程,将控制指令返回至现场控制元件,实现双效的自动控制。该系统已经投入到生产中,经过长时间的生产检验,各项参数正常,生产效率得到有效的提高。该系统的控制技术已经相当成熟,特别是自动控制系统的运作相当稳定,只要在设备及仪表等硬件的选型上能够进行正确配置,该系统的应用前景相当广阔。

  3 其他制药设备节能

  3.1 新型节能高效喷射真空泵

  大抽速水喷射泵具有节水、节油、节电作用,通过实际工业应用,在许多工艺条件下比水环式真空泵节电30%~60%,比机械式真空泵节油100%,比上述两种泵节水70%以上。

  汽水串联喷射真空泵主要优点是只需抽吸比较小的气量(水蒸气或蒸汽、空气混合气体),可先用水喷射泵做前级泵,抽到2600Pa后再开蒸汽喷射泵提高真空度,即可达到高真空蒸馏的目的。

  新型节能高效多级蒸汽喷射真空泵比传统的多级蒸汽喷射真空泵节约工作蒸汽60%以上,节约冷却水30%,实现了纯低位(地面)安装,既降低了运行费用,又节省了基建投资和安装费用,给用户带来了很大的经济效益,这一改进将多级蒸汽喷射真空泵向前发展了一大步[10]。

  3.2 循环供水系统加装节能电滤波器

  在循环水供电系统中共安装了3只节电滤波器,其中在低压配电室低压母线、循环水泵启动柜负荷出线、冷却塔风机电机接线端各并联1只[11]。安装节电滤波器后,对用水量及用电量进行统计分析发现,节电滤波器投运后,其节电效果在一定时间范围内有上升趋势,从5.07%上升至2l%~37%,经2个月正常运行表明,节电滤波器节电率随使用时间的推移保持恒定值约为15%。

  制药设备节能从身边做起:

  制药行业节能优先不仅是解决短期能源供应短缺的需要,更是为我国建设全面小康社会进而实现现代化提供能源保障的长期战略选择。我们只有切实转变发展观念,开创新的发展模式,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路,才有可能实现在经济平稳较快增长的同时,使我国的能源消耗明显下降。我国提高能源效率潜力巨大,只要认真努力,就一定可以达到“十一五”计划要求的节能降耗目标。

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