论压缩空气含油量在线检测仪在制药用压缩空气中的应用

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论压缩空气含油量在线检测仪在制药用压缩空气中的应用

杨代恩1  刘文军  1  钱冠宇2

（1. 四川科伦药业股份有限公司，四川 成都 邮编610500；  2.贝克欧（上海）净化系统科技有限公司，上海200122）

摘要：就目前采用的制药用压缩空气含油量检测方法进行分析，为了能够持续有效地在线监测流动的制药用压缩空气中的油含量，获得更为准确、稳定、实时的检测数据，提出对现有含油量检测方法进行升级优化的解决方案，此方案能实时在线显示压缩空气的含油量，采集的数据可用于记录压缩空气质量和鉴别污染源，可有效保护制药用生产过程和制药用产品，对保障制药用压缩空气的品质，对人类健康事业具有非常积极重要的意义。

关键词：无油压缩空气，制药用压缩空气，在线式含油量检测，含油量监控。

1、     前言

压缩空气已成为现代工业除电力之外的第二大能源，压缩空气是医药行业生产中的一个主要动力源，压缩空气在制药生产企业中应用较多，如物料输送，吹料，气动元件控制，在制药生产过程中，压缩空气有两种用途：一种是不与制药产品接触的普通压缩空气，通常为气动元件的控制用气，这种用途的压缩空气对于油含量等级为3级（GB/T13277-1991）  即1mg/m3；另一种是与药品直接接触的无油压缩空气系统，含量等级为1级（GB/T13277-1991）  即0.01mg/m3，由于压缩空气中的油含量直接影响到药品质量，所以制药企业对油含量都很重视，多采用无油压缩系统。

由于环境大气中即空压机系统的吸入空气含有油，即使在机动车辆稀少、工业密度较低的乡村地区，空气的碳氢化合物含量依然超过ISO8573-1所规定的1级标准（总含油量≤0.01mg/m3）。在绝大多数情况下，在标准工况应用中不可能完全避免一定的残油含量，因此，随时都可更准确地监测油蒸气含量很重要。特别是在化学和制药工业的关键生产过程中，压缩空气质量的分析和控制是一项至关重要的因素。

GMP认证中提到，“对与药品直接接触的压缩空气等进行净化处理，符合生产要求。”对于制药行业中的液体制剂生产，所用的压缩空气与物料直接接触，对压缩空气的质量要求极高，需要对压缩空气进行很好的处理，在压缩空气中存在的水分、颗粒杂质、油等，如果不能被及时可靠的处理，会对制药企业的产品质量产生影响，危机患者的健康甚至生命，同时，没有经过很好处理的压缩空气还会对于生产流程中会导致输气管线锈蚀堵塞，造成气动部件运转失灵，机械密封装置磨损，由此可能给制药企业造成不可估量的损失。

2、现场系统情况分析及解决方案

目前制药行业对压缩空气中油含量的检测，大部分都采用德尔格多用气体分析方式，将德尔格Aerotest压缩空气质量检测仪连接检测点，流速(4L／min)由AerotestSimultan自动调节，最大程度的将impactor推入Aerotest适配器，适配器按照箭头方向插入Aerotest压缩空气质量检测仪—适配器的开口端朝向压缩空气质量检测仪(见图)。测量持续时间为5分钟，取下impactor的保护膜依照图B读取油的浓度（油分检测管0.1～1 mg/m3）

file:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif这样的方式能够对压缩空气是否含油做出检测，检测出的含油量也是一个范围值，但对于压缩空气中油含量的具体参数，长期处于“估计和假定”状态，没有量化出具体的含油量，使得压缩空气的含油量的具体数字不能可视化。

除了不能显示实际含油量数值外，测试方法采用的是管道开孔取样法，但因为管道中心与管道壁在气体流速上不同，管壁流量与实际管道流量相差巨大，会导致用于检测的取样气体，从源头上是不准确的，也就无法真实显示压缩空气中的油含量。

对于油含量检测时间，一般采用固定时间进行取样抽检的方式，另外当在生产后端发现有油时也会进行检测，这样的测量方式不能持续有效地监视流动的压缩空气中的油含量，无法及时发现管道和产品可能受到的污染，对于存在的油含量超标为生产过程和产品安全带来的风险无法把控和及时处理。

为了解决压缩空气含油量实时监控问题，我们组织技术人员，通过各种途径对此类技术进行交流和学习，最终选定了采用德国贝克欧（BEKO）科技公司的METPOINT® OCV压缩空气含油量在线检测仪作为问题解决的关键设备。通过安装后的实际运行情况来看，该设备完全能够实现持续有效地监视流动的压缩空气中油含量的功能，既能够消除造成制剂产品质量隐患的因素，同时也不会对生产正常进行造成影响，达到了很好的效果。

3、METPOINT® OCV含油量在线检测仪的工作原理

METPOINT®OCV是世界上第一台在线实时检测的残油蒸气含量检测仪，并通过权威第三方检测机构TüV汉德公司依据ISO8573的标准认证；获得德国联邦药物与医疗器械所临床认证，可以用于检测医用空气含油量。

METPOINT®OCV用于连续监测和记录流动压缩空气的残油含量，无需采样和耗时的实验室分析，可以检测并可靠确定最轻微的残油含量，测量精度高达0.001mg/m3（检测极限值为0.0006mg/m3），获取的数据可用于记录压缩空气质量和鉴别污染源，确保压缩空气的纯度，保护生产过程和产品。

METPOINT®OCV含油量在线检测仪包括（1）传感器单元，（2）取样探针，（3）信号传输电缆，（4）带触摸屏的电子计算单元。取样和测量段的尺寸符合ISO8573的规定，采用等动力取样法，从管道中心线取样，取样数据准确。通过取样探针，一部分体积流量的压缩空气传送到传感器单元，在此，光化电离探测器（PID）通过将气流暴露于紫外线下，来测出压缩空气的碳氢化合物含量。紫外线与碳氢化合物颗粒接触，对其进行电离，于是颗粒成为导电粒子，电离过的气流被精确测量，其强度与碳氢化合物含量按比例对应。测量结果以计算数值的形式在（5）触摸屏上显示，触摸屏可以显示（6）过去10次测量值的平均值，也可以显示（7）极限值报警值，当这个可自由修改的报警数值超过极限值，就会触发报警并可对外输出报警信号。另外，该单元包括（8）信号传输电缆和（9）以太网接口，内置内存容量为2GB，可以记录长达十年的测量结果。

file:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

4、METPOINT® OCV含油量在线检测仪的安装示例：

系统一：有油润滑空气压缩机

file:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg

系统构成说明：

1、有油润滑空气压缩机；     

2、气水分离器；      

3、5μm精密过滤器；     

4、压缩空气储气罐；        

5、BEKOMAT电子液位控制冷凝液自动排除器；

6、BEKOKAT 无油催化机；

7、1μm无油处理除尘过滤器；   

8、冷冻式干燥机（最低要求）/吸附式干燥机；      

9、1μm无油处理精密过滤器/ 0.01μm无油处理超精密过滤器；

10、传感器测量单元；                 

11、电子计算单元；

H1-H4 测量管路和旁路的截止阀。

系统二：无油润滑空气压缩机

file:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg

系统构成说明：

1、无油润滑空气压缩机；     

2、无油处理气水分离器；      

3、压缩空气储气罐；     

4、BEKOMAT电子液位控制冷凝液自动排除器；

5、无油处理5μm过滤器；   

6、冷冻式干燥机（最低要求）/ 吸附式干燥机；   

7、1μm无油处理精密过滤器/ 0.01μm无油处理超精密过滤器；

8、传感器测量单元；

9、电子计算单元；

H1-H4 测量管路和旁路的截止阀。

5、METPOINT® OCV含油量在线检测仪的使用状况

从METPOINT® OCV含油量在线检测仪安装使用至今，经过实际运行观测，已经达到了持续有效地监视流动的压缩空气中油含量的目标，而且运行效果良好，能够有效监控压缩空气的含油量，确保气源质量满足药品生产需要（压缩空气含油量≤0.01mg/m3）。

file:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpgfile:///C:/Users/CCTV-9/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg

由上图可以看出，METPOINT® OCV含油量在线检测仪能够准确标定出压缩空气系统中实时的油含量数字，摆脱了之前的“估计和假定”状态，让设备运行部门能够对空气品质做到心中有数，现场设定0.01 mg/m3的报警值，如果发生含油量超标的系统故障，可以马上将报警信号远传到主控室，智能化的管理能有效的实时监控含油量，极大降低了系统突发性油含量超标故障为生产过程和产品安全带来的风险，保障了用气系统的正常运行与产品的质量，减少工作量，提高工作效率，该设备的运用为系统升级打下坚实基础。

6、应用推广

压缩空气含油量在线检测的方式在国内的使用还没有大范围使用，但在国外已经广泛运用于制药行业、医疗行业、食品行业、汽车行业、电子行业等诸多领域，此次在四川科伦药业股份有限公司的成功运用，将来也可应用到其他制药企业的类似的无油空压系统中，同时在其他使用无油压缩空气的行业领域中也具有较好的推广价值。

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