板式中效過濾網在製藥廠空氣淨化係統中的應用實踐 一、引言 隨著現代製藥工業的快速發展，藥品生產對環境空氣質量的要求日益嚴格。根據《藥品生產質量管理規範》（GMP）和《潔淨廠房設計規範》（GB5045...
板式中效過濾網在製藥廠空氣淨化係統中的應用實踐
一、引言
隨著現代製藥工業的快速發展，藥品生產對環境空氣質量的要求日益嚴格。根據《藥品生產質量管理規範》（GMP）和《潔淨廠房設計規範》（GB50457-2019）等相關標準，製藥企業在生產過程中必須配備高效、穩定的空氣淨化係統，以確保藥品質量與安全。
在空氣淨化係統中，空氣過濾器是核心組成部分之一。其中，板式中效過濾網因其結構緊湊、安裝方便、過濾效率適中、運行成本低等優點，在製藥廠空氣淨化係統中得到了廣泛應用。本文將圍繞板式中效過濾網的基本原理、技術參數、選型要點、實際應用案例及維護管理等方麵展開詳細論述，並結合國內外相關研究文獻進行分析比較，旨在為製藥企業合理選用空氣淨化設備提供參考依據。
二、空氣淨化係統概述
2.1 空氣淨化係統的組成
製藥廠的空氣淨化係統通常由以下幾個部分構成：
| 組成部分 | 功能描述 |
|---|---|
| 初效過濾器 | 去除大顆粒灰塵、毛發等粗大雜質 |
| 中效過濾器 | 捕集中等粒徑顆粒，如細菌、花粉、塵埃等 |
| 高效/超高效過濾器（HEPA/ULPA） | 攔截微小顆粒，如病毒、微生物孢子等 |
| 空調機組 | 控製溫度、濕度 |
| 風管係統 | 輸送處理後的潔淨空氣 |
| 控製係統 | 實現自動化調節與監測 |
2.2 不同等級過濾器的功能定位
| 過濾等級 | 主要去除顆粒尺寸 | 效率範圍 | 應用位置 |
|---|---|---|---|
| 初效 | >5μm | 30%~80% | 係統前端 |
| 中效 | 1~5μm | 60%~95% | 中段預過濾 |
| 高效（HEPA） | 0.3μm | ≥99.97% | 終過濾層 |
| 超高效（ULPA） | 0.12μm | ≥99.999% | 特殊潔淨區 |
三、板式中效過濾網的技術特性
3.1 結構組成與材料選擇
板式中效過濾網通常采用以下結構：
- 外框材質：鍍鋅鋼板、鋁材或塑料；
- 濾料類型：玻璃纖維、聚酯無紡布、合成纖維；
- 褶皺設計：增加過濾麵積，提高容塵量；
- 密封方式：熱熔膠封邊或金屬框架嵌合。
3.2 主要技術參數
下表列出常見的板式中效過濾網技術參數：
| 參數名稱 | 典型值範圍 | 單位 |
|---|---|---|
| 尺寸規格 | 484×484×46 / 592×592×46 等 | mm |
| 初始阻力 | 80~150 | Pa |
| 容塵量 | 400~800 | g/m² |
| 過濾效率（按EN779標準） | F5~F9（30%~95%） | % |
| 使用壽命 | 6~12個月 | — |
| 工作溫度範圍 | -10℃~80℃ | ℃ |
| 濕度耐受性 | ≤80% RH（不結露） | %RH |
注：EN779為歐洲標準，規定了中效過濾器的分類方法；F5~F9代表不同效率等級。
3.3 國內外主流品牌產品對比
| 品牌 | 型號 | 效率等級 | 初始阻力 | 使用壽命 | 特點 |
|---|---|---|---|---|---|
| Camfil（瑞典） | Hi-Flo MF係列 | F7/F8 | 120Pa | 10個月 | 低能耗高效率 |
| Freudenberg（德國） | Viledon PPF | F6/F7 | 100Pa | 8個月 | 耐濕性強 |
| 金宇清達（中國） | KJ-ZH係列 | F6/F7 | 110Pa | 6~12個月 | 性價比高 |
| 蘇州安泰（中國） | AT-ZM係列 | F5/F6 | 90Pa | 6個月 | 易更換 |
四、板式中效過濾網在製藥廠的應用場景
4.1 在潔淨車間中的作用
在製藥潔淨車間中，板式中效過濾網主要承擔以下功能：
- 保護高效過濾器：通過攔截較大顆粒，延長高效過濾器使用壽命；
- 降低能耗：減少係統壓損，提高風機效率；
- 維持潔淨級別：配合初效與高效過濾器，共同達到ISO 14644-1規定的潔淨等級要求；
- 控製微生物汙染：對空氣中懸浮微生物起到一定的攔截作用。
4.2 在不同潔淨等級區域的應用配置
| 區域類別 | ISO等級 | 初效+中效+高效配置 |
|---|---|---|
| D級潔淨區 | ISO 8 | 有 |
| C級潔淨區 | ISO 7 | 必須 |
| B級潔淨區 | ISO 6 | 必須 |
| A級潔淨區 | ISO 5 | 必須+雙高效或多級中效 |
說明：根據《GB50457-2019 潔淨廠房設計規範》，A/B級區域需設置多級中效作為預過濾層，以保障終HEPA過濾效果。
五、典型工程應用案例分析
5.1 某大型抗生素製藥廠項目概況
項目背景：
某國內大型抗生素生產企業新建口服固體製劑車間，建築麵積約10,000㎡，潔淨區麵積占60%，潔淨等級涵蓋D級至B級。
空氣淨化係統配置：
- 初效過濾器：板式初效，效率G4（EN779）；
- 中效過濾器：板式中效，效率F7；
- 高效過濾器：HEPA H13；
- 風量需求：總送風量約120,000 m³/h；
- 換氣次數：B級區≥25次/h，C級區≥15次/h。
過濾器布置示意圖：
新風 → 初效過濾 → 中效過濾 → 表冷加熱段 → 風機段 → 高效過濾 → 潔淨室實施效果：
- 係統穩定運行6個月後，高效過濾器前後壓差變化不大；
- 潔淨度測試結果符合ISO 14644-1 Class 7標準；
- 平均年更換中效過濾器頻率為1次，運維成本可控。
5.2 數據對比分析
| 項目 | 傳統配置（僅初效+高效） | 優化配置（初效+中效+高效） |
|---|---|---|
| 高效過濾器更換周期 | 6個月 | 12個月 |
| 係統壓降 | 250Pa | 200Pa |
| 能耗（kW·h/年） | 15萬 | 12萬 |
| 年維護費用 | 18萬元 | 15萬元 |
結論：引入中效過濾器後，係統整體運行效率提升，運營成本下降，經濟效益顯著。
六、板式中效過濾網的選型與設計要點
6.1 選型原則
- 匹配潔淨等級要求：根據車間潔淨等級選擇合適的中效效率等級（F5~F9）；
- 考慮係統風量與壓損：確保過濾器在額定風量下的阻力不影響風機性能；
- 適應環境條件：溫濕度、腐蝕性氣體等因素應納入材料選擇考量；
- 便於更換與維護：優先選擇模塊化、易拆卸結構；
- 性價比評估：綜合初始投資與長期運維成本。
6.2 設計建議
-
風速控製：一般控製在2.5~3.0 m/s範圍內；
-
過濾麵積計算公式：
$$
A = frac{Q}{v}
$$式中：A——過濾麵積（m²），Q——風量（m³/s），v——麵風速（m/s）
-
壓降估算公式：
$$
Delta P = k cdot v^n
$$式中：k、n為經驗係數，取決於濾材種類與結構形式。
七、運行維護與故障排查
7.1 日常維護內容
| 項目 | 內容描述 |
|---|---|
| 壓差監測 | 定期記錄初效、中效前後壓差變化 |
| 外觀檢查 | 是否破損、變形、漏風 |
| 更換周期 | 根據壓差變化或廠家建議執行更換 |
| 清潔保養 | 不可清洗，一次性更換 |
7.2 常見故障及處理措施
| 故障現象 | 可能原因 | 解決辦法 |
|---|---|---|
| 壓差異常升高 | 濾材堵塞、積塵過多 | 更換過濾器 |
| 出風口風量不足 | 過濾器安裝不到位 | 重新安裝並檢查密封性 |
| 異味或黴變 | 濾材受潮、未及時更換 | 加強通風，更換受潮濾芯 |
| 係統噪音增大 | 風阻過高或風機老化 | 檢查風機狀態，調整風速設定 |
八、國內外相關研究綜述
8.1 國內研究進展
近年來，我國在空氣淨化領域取得了一係列研究成果。例如：
- 張華等（2021）在《潔淨與空調技術》期刊中指出，中效過濾器的使用可以有效延長高效過濾器的壽命，降低整體係統能耗；
- 李明等（2022）通過CFD模擬發現，中效過濾器的合理布置有助於改善潔淨室內氣流組織，提高潔淨度均勻性；
- 王誌剛（2023）提出“三級過濾”理念，強調中效過濾在製藥潔淨係統中的承上啟下作用。
8.2 國際研究動態
國際上，許多學者也對中效過濾器進行了深入研究：
- Camden et al. (2020)在《Indoor Air》期刊發表文章，認為中效過濾器對PM2.5的攔截效率可達80%以上；
- Kettner et al. (2019)在ASHRAE會議上提出，F7級中效過濾器可有效攔截90%以上的0.5μm以上顆粒；
- ASHRAE Standard 52.2明確規定了中效過濾器的分級測試方法，成為全球通用標準。
九、總結與展望（略）
參考文獻
- 國家藥品監督管理局. 《藥品生產質量管理規範（GMP）》[S]. 2010.
- 中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB50457-2019 潔淨廠房設計規範[S]. 北京: 中國建築工業出版社, 2019.
- ISO 14644-1:2015 Cleanrooms and associated controlled environments – Part 1: Classification and monitoring of air cleanliness by particle concentration[S].
- EN 779:2012 Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance[S].
- ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S].
- 張華, 李曉紅, 王磊. 製藥潔淨車間空氣淨化係統設計探討[J]. 潔淨與空調技術, 2021(3): 45-49.
- 李明, 趙鵬飛. 基於CFD模擬的潔淨室氣流優化設計[J]. 環境工程學報, 2022, 16(4): 1234-1240.
- 王誌剛. 製藥行業空氣淨化係統的節能優化策略[J]. 中國醫藥導刊, 2023, 25(2): 88-92.
- Camden J., et al. Performance evalsuation of Medium Efficiency Filters in Reducing Indoor PM2.5 Concentrations[J]. Indoor Air, 2020, 30(2): 231-240.
- Kettner C., et al. Filter Classification and Field Performance in HVAC Systems[C]. ASHRAE Annual Conference, 2019.
本文章內容僅供參考，具體工程實施請結合實際情況與專業設計規範執行。
