氫能源在安瓿瓶火焰拉絲灌封中的應用

2015-05-202789人瀏覽

 

氫能源在安瓿瓶火焰拉絲灌封中的應用

錢金川  上海高企新能源科技有限公司(201602)

概述

安瓿是用于盛裝藥液小型玻璃容器。容量一般為1~25ml。常用于注射用藥液,也用于口服液的包裝,但因對消費者而言開啟困難及容易產生事故,現已不流行。現代的安瓿是用玻璃管燒制的,廣泛運用于盛放注射制劑和必須隔絕空氣高純度化學藥品。安瓿的乳頭用明火封裝(安培瓿瓶熔封機配相應燃氣)以隔絕空氣,瓶頸部標有記號,當施加壓力時瓶頸會折斷,以便提取藥液。

目前安培瓿瓶拉絲灌封機中基本上還是采用傳統的含碳燃氣(石油液化氣、煤氣、天然氣、乙炔氣、汽油霧化氣)。因上述含碳燃氣在燃燒后產生固體微粒(碳顆粒和雜質粉塵等)會在拉絲灌封過程中極易與瓶中藥品接觸,導致藥品受到污染;在常規燃燒后產生COx、SOx、NOx 等有害物質,對現場周圍環境及操作人員造成污染和身體損害;較難滿足安瓿瓶生產符合GMP認證要求。另外所用上述燃氣還需配氧來完成拉絲灌封,由于燃氣后配高壓氧,會使燃氣壓力發生變化致使火焰不穩定,造成封口缺陷、合格率低。綜上所述傳統安瓿瓶拉絲灌封還存在一定的弊端和缺陷需有待進一步的改善。

氫氧焰工藝適應性

氫氧燃氣是最潔凈的燃氣,而水電解產出的氫氧氣在各種工業制氫中最潔凈相應純度也最高,由于氫的高熱值相應氫氧焰燃燒溫度高達2800℃(純氫在空氣中燃燒溫度2525℃)非常適合玻璃加工工藝要求。在安瓿瓶拉絲封口工藝中,封口火焰直接接觸安瓿瓶內藥品因其無毒、無腐蝕性、無污染、無固體燃燒物微粒等優勢,避免了產生氣孔、泡頭、焦頭(燃燒后產生的碳化物是造成焦頭的直接原因)。從而大大提高安瓿瓶拉絲封口的合格率。

GMP規范了我國制藥行業的質量管理體系,其核心是嚴格控制產品生產的全過程,而盡可能地推行潔凈技術,全方位控制污染是過程控制中的關鍵所在。尤其對針劑(針劑是通過肌注或靜滴等途徑直接進入體內而達到治療效果,必須潔凈無菌)藥品更是如此。同時GMP又是動態持續改進的,隨著我國制藥業與國際的接軌,廣泛應用潔凈的生產手段具有至關重要的意義。

水電解產生的氫氧氣體,不僅氣體純度高,再加之水電解制氫技術非常成熟,在壓力產氣等方面都可達到自動控制,保證輸出氣體不因用氣負荷的變化而變化。所產氫氧氣體比例恒定,火焰又為中性火焰,燃燒穩定在具體使用時采用單一管路輸送,無需調節燃料和氧氣的混合比例,從而保證安瓿瓶拉絲灌封時要求封口嚴密不漏氣、頂端圓整光滑、無歪頭、尖頭、癟頭、焦頭等標準要求。總之用氫氧燃氣加工安瓿瓶在工藝上完全可以滿足其要求。

氫氧燃氣與其他燃氣性能綜合比較(表1)

表1

燃氣性能

     氫氧燃料

      化石燃料

   









設備為即產即用型,內部不儲存氣體,從而在根本上杜絕了安全隱患;在設備輸出端設有安全防回火裝置,以解決設備在使用過程中因回火帶來的危害。因氫的特殊性,即使設備管路有漏氣,也不會發生如化石燃料的積聚,沒有惡性安全事故發生。

相應燃料和氧氣均是易燃易爆的危險品,在運輸、儲存和使用過程中,必須嚴格遵守相關的技術要求和操作規程以保證使用安全。

即使對符合要求有條件設立獨立建筑(如防爆室、鋼瓶、儲藏室)、布設管道、入網許可證、流量計量等,不僅相關審批手續復雜,并且也還是存在相應安全隱患。一旦發生泄漏,因化石燃料比重較重,會發生積聚,會造成更大的安全隱患。




以水為燃料,燃燒后產物

燃料產物有COX、NOX、SOX氣體及碳顆粒和雜質粉塵等。因有害物質的比

   





為看不見的微量水蒸汽,對藥品沒有任何污染。同時對生產現場環境和操作者沒有健康隱患。符合GMP認證要求。

重又高于空氣,所以在進行安瓿瓶封口的生產過程中,會殘留至安瓿瓶內,對藥品產生直接污染,使藥品的品質大為降低;

另外CO2與未能充分燃燒的顆粒物質也會污染生產現場,影響員工的身體健康。






水電解制氫氧燃氣比例恒定,其燃料火焰為中性火焰,燃燒穩定(不需要調節氫、氧比例)高效可靠保證安瓿瓶封口質量,同時大大降低了操作人員的勞動強度。

氫氧火焰集中,火焰帶狹小,采用根據氫氧焰性質設計的噴火嘴,可以調節

化石燃料如要充分燃燒需要加氧燃料,與氧的混合比需操作人員進行調節。如果混合比例不當會造成火焰溫度的不穩定,從而影響安瓿瓶封口的質量,同時也提高了操作人員的勞動強度。

火焰發散不集中,溫度低需要加大氧的供給量,從



火焰大小,使安瓿瓶封口嚴密,頂端圓滑,無脆化現象。總體工藝適應性優于化石燃料。

而造成火焰帶較寬,易在安瓿瓶封口工藝中形成泡頭、癟頭、焦頭和脆化等缺陷。

 

  經

 濟

 性


氫氧火焰在使用過程中僅消耗水和電能,省去了建氣站和儲存氣體等專項費用,投資少收回快。


對有條件處建氣站成本高相應審批也較難;如無條件建氣站則儲存、運輸、搬運等工藝繁瑣,成本不僅高還有安全隱患。

 

 其


 它

使用方便:

站地面積:2m2/臺

自來水管道

三相電源

石油液化氣鋼瓶堆放必須符合消防要求的獨立建筑。

對有條件建立供氣站需辦理入網手續,管道輔設、計量裝置等。


氫氧燃氣與化石燃料的經濟對比(表2)

表2

  比較項

     氫氧燃氣

   常規化石燃氣


一次性建設投資項目

 

4m2/臺(8針)機房,配自來水管道和三相電源即可。                           

1>氧氣瓶、液化氣瓶堆放,需單獨防爆室。以上是無條件建氣站的情況。

2>煤氣、入網、管道計量裝置等。建氣站的情況。


基本運行費用


耗能=電耗×當地電價+耗水×當地水價

燃氣耗量×當地單價+氧氣耗量×當地單價+附加費用(鋼瓶的搬運及儲存費用或者建氣站的投入費用)

 

 運行

  典型

  案例

  對比

分析


以8針2ml拉絲封口連續工作8小時比較


用氫氧設備費用:

12kwh×1.2元/度×8小時=115.2元

用CHO-6000型氫氧機

(60 %負荷12kwh可滿足工作需求,設備滿負荷20kwh)

水可以循環使用,費用可以忽略不計

乙炔情況:

乙炔(100元/瓶)氧氣(12元/瓶)用乙炔氣的費用=1.5×100+4×12=198元                   

日節約=198-115.2=82.8元

成本比較:58.18 %

煤氣情況:

煤氣(4元/ m3)氧氣(12元/瓶)用煤氣的費用=28×4+5×12=172元

日節約=172-115.2=56.8元

成本比較:66.98 %



結束語

氫氧燃氣應用于制藥業安瓿瓶拉絲灌封,無論從安全、環保、工藝適應性(可滿足1ml、2ml、5ml、10ml、20ml不同安瓿瓶,配供灌封機針數:2~6針、2~8針、8~12針、12針以上)、經濟性等方面都具有很大的優勢。在不斷倡導綠色環保的今天,用氫氧燃氣替代傳統化石燃料是總的發展趨勢。我們相信氫能的利用會徹底改變因化石燃料燃燒污染的歷史,定會造就一個人類理性的生態環境的新型能源。

杏仁直播苹果版-杏仁直播app下载苹果-杏仁直播app色版