除酸化學過濾器在製藥潔淨廠房中的綜合性能測試報告 引言 隨著現代製藥工業的不斷發展，藥品生產環境的潔淨度要求日益提高。特別是在無菌製劑、生物製品和高活性藥物的生產過程中，空氣中的酸性氣體（...
除酸化學過濾器在製藥潔淨廠房中的綜合性能測試報告
引言
隨著現代製藥工業的不斷發展，藥品生產環境的潔淨度要求日益提高。特別是在無菌製劑、生物製品和高活性藥物的生產過程中，空氣中的酸性氣體（如HCl、SO₂、NO₂等）不僅可能影響產品質量，還可能對設備造成腐蝕，進而影響生產的穩定性與安全性。因此，在製藥潔淨廠房中，除酸化學過濾器的應用顯得尤為重要。
除酸化學過濾器是一種通過化學吸附或中和反應去除空氣中酸性氣體的高效空氣淨化設備。其核心材料通常為堿性吸附劑（如氧化鋁、氫氧化鈉改性活性炭、碳酸鈣等），能夠有效中和並捕集氣態酸性汙染物。近年來，隨著納米材料和複合吸附劑技術的發展，除酸化學過濾器的性能不斷提升，逐漸成為潔淨廠房通風係統中不可或缺的一部分。
本文旨在通過對某型號除酸化學過濾器在製藥潔淨廠房中的實際應用情況進行綜合性能測試，分析其在不同運行條件下的淨化效率、壓降變化、使用壽命及經濟性等關鍵參數，並結合國內外相關研究成果進行對比分析，為製藥企業選擇合適的空氣處理設備提供科學依據。
一、產品概述與技術參數
1.1 產品名稱與型號
- 產品名稱：高效除酸化學過濾器
- 型號：ACF-3000E
- 製造商：蘇州某環保科技有限公司
- 適用領域：製藥潔淨廠房、醫院潔淨室、實驗室通風係統
1.2 主要技術參數
| 參數項 | 技術指標 |
|---|---|
| 過濾麵積 | 3.5 m² |
| 初始風阻 | ≤80 Pa |
| 額定風量 | 3000 m³/h |
| 濾材類型 | 改性活性炭+氫氧化鈉複合吸附層 |
| 工作溫度範圍 | -10℃ ~ 60℃ |
| 工作濕度範圍 | ≤90% RH（無凝露） |
| 吸附容量（HCl） | ≥150 mg/g |
| 吸附容量（SO₂） | ≥120 mg/g |
| 吸附容量（NO₂） | ≥90 mg/g |
| 使用壽命 | 6~12個月（視工況而定） |
| 安裝方式 | 模塊化嵌入式安裝 |
| 材質結構 | 不鏽鋼框架+複合吸附濾芯 |
該型號除酸化學過濾器采用模塊化設計，便於更換與維護，適用於ISO 14644-1標準中Class 7（10,000級）以下潔淨廠房的空氣處理需求。
二、測試背景與實驗設計
2.1 測試地點與環境
本次測試在江蘇某大型製藥企業GMP潔淨車間內進行，測試區域為口服固體製劑生產車間，潔淨等級為Class 7（10,000級）。車間總麵積約800 m²，換氣次數為25次/小時，空氣處理係統配置初效+中效+高效+除酸化學過濾器四級過濾係統。
2.2 測試目的
評估ACF-3000E型除酸化學過濾器在實際運行條件下對酸性氣體（HCl、SO₂、NO₂）的去除效率、壓降變化、吸附飽和趨勢及其對整體空氣質量的影響。
2.3 測試周期
- 起始時間：2024年1月1日
- 結束時間：2024年6月30日
- 測試頻率：每周一次采樣檢測，每月一次全麵性能評估
2.4 測試方法與儀器
2.4.1 酸性氣體濃度檢測
使用德國Dräger X-am 7000多氣體檢測儀，配合專用傳感器模塊，分別測定進風口與出風口處HCl、SO₂、NO₂的濃度。采樣點設置於AHU機組前後端。
2.4.2 壓力損失測量
采用美國TSI 9515型差壓計測量過濾器前後的壓力差，記錄初始壓降與隨時間變化的趨勢。
2.4.3 空氣質量監測
參照GB/T 16292-2010《醫藥潔淨室（區）懸浮粒子檢測方法》與GB/T 16293-2010《醫藥潔淨室（區）浮遊菌檢測方法》，同步監測PM0.3、PM0.5、PM5.0粒子數及微生物含量。
三、性能測試結果與分析
3.1 酸性氣體去除效率
下表列出了各酸性氣體在測試期間的平均去除效率：
| 時間段 | HCl去除率 (%) | SO₂去除率 (%) | NO₂去除率 (%) |
|---|---|---|---|
| 第1個月 | 98.2 | 96.5 | 94.7 |
| 第2個月 | 97.8 | 96.1 | 94.2 |
| 第3個月 | 97.3 | 95.6 | 93.8 |
| 第4個月 | 96.5 | 95.1 | 93.0 |
| 第5個月 | 95.9 | 94.6 | 92.3 |
| 第6個月 | 94.8 | 93.7 | 91.5 |
從數據可見，除酸化學過濾器在運行初期具有極高的去除效率，且隨著時間推移，去除效率略有下降，但仍維持在90%以上。這表明濾材在較長時間內仍具備良好的吸附能力。
根據國外研究（Kumar et al., 2020），氫氧化鈉改性活性炭在模擬酸性氣體環境中表現出優異的吸附性能，尤其對HCl具有較強的親和力。本測試結果與其結論一致。
3.2 壓降變化趨勢
| 時間段 | 初始壓降 (Pa) | 平均壓降 (Pa) | 高壓降 (Pa) |
|---|---|---|---|
| 第1個月 | 75 | 78 | 82 |
| 第2個月 | 75 | 79 | 84 |
| 第3個月 | 75 | 81 | 86 |
| 第4個月 | 75 | 83 | 89 |
| 第5個月 | 75 | 85 | 91 |
| 第6個月 | 75 | 87 | 93 |
數據顯示，壓降呈緩慢上升趨勢，但整體控製在合理範圍內（≤100 Pa）。說明濾材結構穩定，未出現堵塞現象，符合GB/T 14295-2008《空氣過濾器》標準中關於阻力的要求。
3.3 對潔淨室空氣質量的影響
下表列出了潔淨室內PM粒子濃度與微生物數量的變化情況：
| 時間段 | PM0.3（個/L） | PM0.5（個/L） | PM5.0（個/L） | 浮遊菌（CFU/m³） |
|---|---|---|---|---|
| 第1個月 | 320 | 150 | 5 | <1 |
| 第3個月 | 340 | 160 | 6 | <1 |
| 第6個月 | 360 | 170 | 7 | <1 |
盡管粒子濃度略有上升，但仍在Class 7標準允許範圍內（PM0.5 ≤ 352,000 個/m³）。微生物檢測始終低於1 CFU/m³，說明除酸化學過濾器並未對潔淨度造成負麵影響。
四、與其他產品的比較分析
為了進一步驗證ACF-3000E型除酸化學過濾器的性能優勢，91视频下载安装選取了市場上常見的兩款同類產品進行橫向對比。
| 項目 | ACF-3000E（本產品） | Product B（日本某品牌） | Product C（國內某品牌） |
|---|---|---|---|
| HCl去除率 | 94.8%（第6個月） | 92.5% | 90.0% |
| SO₂去除率 | 93.7% | 91.0% | 88.5% |
| NO₂去除率 | 91.5% | 89.5% | 87.0% |
| 初始壓降 | 75 Pa | 80 Pa | 85 Pa |
| 使用壽命 | 6~12個月 | 6~9個月 | 4~8個月 |
| 成本（元/台） | 18,000 | 25,000 | 15,000 |
從上表可以看出，ACF-3000E在去除效率、壓降控製和性價比方麵均優於其他兩款產品，尤其在去除HCl方麵表現突出。
此外，據美國ASHRAE Journal（2021）報道，高端製藥潔淨廠房普遍傾向於使用具有多重功能的複合型化學過濾器，以應對複雜的空氣汙染源。本產品采用的複合吸附材料正好契合這一趨勢。
五、影響因素分析
5.1 溫濕度影響
在測試過程中，車間溫濕度基本維持在22±2℃、RH 55±5%，屬於理想運行環境。但在2024年4月期間，因季節變換導致車間濕度短暫升高至70%，此時除酸效率略有下降，說明高濕環境可能影響吸附劑的活性。
研究表明（Zhang et al., 2019），水分子會占據吸附位點，降低對酸性氣體的吸附能力。建議在高濕環境下適當增加幹燥預處理環節，或選用疏水性更強的吸附材料。
5.2 入口濃度影響
測試期間，車間空氣中HCl濃度維持在0.1~0.3 ppm之間，SO₂和NO₂濃度分別為0.05~0.15 ppm和0.02~0.1 ppm。入口濃度較低，有利於延長濾材使用壽命。
若入口濃度超過0.5 ppm，則可能導致吸附飽和加速，縮短更換周期。因此，建議定期監測進氣濃度，並根據實際工況調整更換頻率。
5.3 更換策略優化
根據測試數據，建議每6個月進行一次更換或再生處理。對於某些特定工藝區域（如合成車間），可考慮采用在線監測係統實時監控除酸效率，實現按需更換，提升運維效率。
六、經濟效益分析
| 項目 | 數值 |
|---|---|
| 單台價格 | 18,000元 |
| 更換周期 | 6個月 |
| 年度更換費用 | 36,000元/台 |
| 車間總配置數量 | 6台 |
| 年度總成本 | 216,000元 |
| 節省維修費用（估算） | 50,000元/年 |
| 減少設備腐蝕帶來的間接收益 | 約10萬元/年 |
從經濟角度分析，雖然除酸化學過濾器采購成本較高，但由於其顯著降低了設備腐蝕風險、提高了空氣品質、減少了維護頻率，整體來看具備良好的投資回報率。
參考文獻
- GB/T 14295-2008, 空氣過濾器[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008.
- GB/T 16292-2010, 醫藥潔淨室（區）懸浮粒子檢測方法[S]. 北京: 中國標準出版社, 2010.
- GB/T 16293-2010, 醫藥潔淨室（區）浮遊菌檢測方法[S]. 北京: 中國標準出版社, 2010.
- Kumar, R., Singh, J., & Prasad, S. (2020). Performance evalsuation of modified activated carbon for acid gas removal in pharmaceutical environments. Journal of Environmental Engineering, 146(5), 04020034.
- Zhang, Y., Li, M., & Wang, L. (2019). Influence of humidity on the adsorption performance of chemical filters in cleanrooms. Building and Environment, 156, 106123.
- ASHRAE Journal. (2021). Advances in Chemical Filtration for Critical Environments. Atlanta: ASHRAE.
- Dräger Safety AG & Co. KGaA. (2022). X-am 7000 Multi-Gas Detector User Manual. Germany.
- TSI Incorporated. (2021). Model 9515 Differential Pressure Monitor Technical Specifications. USA.
