洁净生产区域物料提升技术.pdf

洁净生产区域物料提升技术

制药行业中的固体制剂产品生产工序繁多，其原辅料、中间品和

成品多为固体形式，而且生产中物料转移量大，在其转移过程中时常

伴有被污染的风险。为此，洁净区域物料提升转移设备的开发和工程

配套的实施就显得尤为重要。

多层厂房的布局催生垂直物流形式

早期的物料转移方式多为人工搬运转移，即借助人力运输设备将

带有包装的物料或盛有物料的容器从一处转移至另一处，以完成固体

制剂各工序操作。这种落后的物料转移方法存在劳动强度大、劳动伤

害风险大的问题，而且此种物料转移方式不适用于不同洁净区域的穿

插、往复。

因此在传统厂房设计中多采用单层布局形式，将各工序布置于单

层厂房同一标高车间内。单层车间布局的优点是：各工序位于同一标

高层的同一洁净区域内，有利于各工序的物料及时转移，减少因物料

转移所消耗的时间，降低物料转移过程中的污染风险。

随着经济快速发展、土地资源日趋紧张，大部分制药企业的厂房

转而采用多层建筑形式。受相关消防法规制约，多层厂房单层面积较

小，对于流程长、产能大的固体制剂产品，完成产品所需的生产工序

无法在同一标高层内布置。在此背景下，垂直物流形式应运而生。

图1洁净区物料提升机结构示意图

洁净生产区域垂直物流存在的问题

垂直物流是在多层厂房各层间实现物料转移的新方法。垂直物流

形式通常有两种分类方法，如果按照物料转移方向进行划分，可以分

为自下而上和自上而下的物流形式；如果按照物料所属区域进行划分，

可以分为普通区域和洁净区域的物流形式。

货运电梯以其占地面较小、位置布置灵活、安全可靠、双向输送、

运输速度快以及位置布置灵活的特点，成为物料垂直输送的首选设备。

因此普通区域垂直物流形式可以借鉴货运电梯技术，实现普通物料的

自下而上和自上而下的物料转移。

货运电梯所采用贯穿各层的电梯井，轿厢的拖拽钢缆和井道内的

各种附属部件限制了货运电梯在洁净区域的应用。采用多层厂房形式

在生产车间布置时，会将各层布置为单独空调系统维持的洁净区域。

由于空调系统的不同，各层间的气流组织和压差分布均存在差异，

而货运电梯的井道贯穿了各层洁净区域、破坏了各层洁净区域的压差

稳定性，以致于影响了各层空调系统气流组织、增加了不同楼层洁净

区域交叉污染的风险。货运电梯实现物料运输的轿厢拖拽钢缆、井道

内的附属部件和各种装置在运行过程中易产生粉尘、颗粒、油污等污

染物质，增加了环境和产品的污染风险。货运电梯的井道和地坑由于

缺乏净化系统，成为了无法满足净化要求的死区。鉴于以上诸多问题，

货运电梯无法实现洁净区域的垂直物料转移工作。

由于货运电梯无法满足洁净区域的垂直物料转移工作，在多层厂

房设计中，多采用自上而下的工序布局形式，即根据生产工序的流程，

将前端的生产工序布置于高楼层，并根据工序过程利用重力作为动力

源由高楼层逐层向低楼层流转。

此种厂房布局方式充分利用普通货运电梯技术成熟、实施快捷的

特点，完成普通区域物料由低楼层向高楼层的提升，在高楼层普通区

域物料进入洁净区域完成本楼层生产工序后，利用重力通过无动力密

闭管道实现物料输送。此种输送方法可以有效地解决楼层穿越和洁净

区域等问题，加快了物料转移速度，降低了物料污染风险，避免了不

同洁净区域相互影响和污染的风险。

自上而下的厂房布局形式虽然很好地解决了主工艺流程洁净区域

的物料转移问题，但是在复杂的生产过程中，仍然会有部分物料返回

前序工序进行处理，在此情况下，这种无动力自上而下的密闭管道输

送方法无法完成物料的转移工作。

在此基础上，如果加装外部动力将物料通过管道提升至高楼层，

虽然能够实现大部分物料的转移，但是受重力影响，无法将管道内部

物料全部输送至高楼层，管道内存留的少部分物料不但增加了物料消

耗和生产成本，为降低产品交叉污染所采用的管道清洁方法也变得更

为复杂；如果通过普通区域货运电梯完成物料转移，洁净区域物料需

要多层包装后由洁净区域进入普通区域，通过货运电梯提升至指定楼

层后，再通过外部清洁和脱包装重新进入洁净区域，这样一来，不但

增加了物料转移过程的操作难度和操作时间，还增加了物料转移过程

中被污染的风险。

洁净区域垂直物流解决方案

为了更好地解决多层厂房洁净区域自下而上的物料转移问题，寻

找、开发新型装备成为当务之急。新型物料转移装置需要具备如下特

征：

实现洁净区域所需物料自下而上的转移；