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水電解氫氧發(fā)生器在制藥廠水針劑拉絲封口中的應用
2、氫燃氣的歷史
面對全球性化石能源將逐漸趨向枯竭而短時間不可再生，以及常年燃燒化石燃料造成的污染導致環(huán)境的惡化，人類在尋求可再生清潔能源的同時，把二十一世紀定位為“氫世紀”、“氫能時代”，氫燃氣屬**性可再生能源，在諸多領域可取代乙炔、煤氣、石油液化氣、天然氣、又以其節(jié)能、安全、環(huán)保、實用等優(yōu)點而得到越來越廣泛的應用。
回憶人類發(fā)展的能源結構變化歷程，能使我們得到啟示：100多年前，以煤炭為主，取代古老的薪柴，30年前石油成為主導取代煤炭，目前天然氣消費直線上升，氫應用初見端倪，隨著化石燃料資源的不斷消耗，幾十年后，氫 — 綠色的、可再生的、清潔的能源將成為主宰。200年中能源實現(xiàn)了從固體 —> 液體 —> 氣體的轉(zhuǎn)換，遵從了以碳元素為主 —> 以氫元素為主的變化規(guī)律，200年相對于人類歷史，真正是短暫的一瞬，但自然界資源豐富的氫能源將不但取之不盡、用之不竭，而且是一直是改變?nèi)紵廴镜臍v史，造就一個人類理想的生態(tài)環(huán)境的新型能源。
氫氧發(fā)生器以水電解產(chǎn)出的氫氧混合氣體(氫燃氣) 應用于制藥業(yè)安瓿灌封工藝（水針劑拉絲封口，也稱為之安瓿拉絲封口），在我國已有十年歷史，其間，設備制造企業(yè)和制藥企業(yè)共同努力，克服各種困難，工藝和設備都相當穩(wěn)定成熟。本文將對氫燃氣在制藥業(yè)安瓿灌封工藝（水針劑拉絲封口，也稱為之安瓿拉絲封口）中的應用做全面詳細的介紹。
3、氫燃氣的性質(zhì)
3.1. 氫的性質(zhì)
氫的原子序數(shù)1；原子量1.008；分子量2.016；標準狀態(tài)下的質(zhì)量為：0.0899g/l，是空氣的1/14；無色、無味；無毒、無腐蝕性；難熔于水。
3.2. 氫的能源特性
純凈的氫氣能在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生幾乎無色的火焰；無雜質(zhì)水分的氫氧混合氣體能在燃燒條件下（燃具上）穩(wěn)定地燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰，燃燒速度9m/s，燃燒*高溫度2525℃；著火溫度560℃；燃燒熱值3044Kcal/m3。
混合氣體在非燃燒條件下的爆炸范圍：空氣中的氫氣含量為4.1～74.2％；氧氣中的氫氣含量為4.65～93.9％；遇火種將在極短時間內(nèi)完成化合反應、生成水，放出熱量又使水生成水蒸氣（其體積不大于原混合氣體體積）但化合反應同時產(chǎn)生強的沖擊波能破壞硬脆容器（如玻璃、硬質(zhì)塑料）并在空氣中傳播響聲。但對不銹鋼容器幾乎沒有任何損害。
3.3. 氫燃氣的工藝適用性
氫氧燃氣是*潔凈的燃氣，而水電解產(chǎn)出氫氧在各種工業(yè)生產(chǎn)氫、氧工藝中*潔凈、純度*高，燃燒溫度、熱值經(jīng)大量現(xiàn)場運行考核，非常適宜玻璃加工工藝。
在安瓿拉絲封口工藝中，封口火焰直接接觸藥品因其無毒、無腐蝕性、*、無固體燃燒物微粒等優(yōu)勢，避免了產(chǎn)生氣孔、泡頭、焦頭。經(jīng)大量生產(chǎn)實踐統(tǒng)計拉絲封口合格率99.9％。
沃克能源氫氧發(fā)生器以制藥廠必備的純化水為原料，電解產(chǎn)出氫、氧混合燃氣，氣體經(jīng)洗滌、過濾、降溫、并自動控制電解參數(shù)使輸出氣壓恒定、適應安瓿拉絲封口對氣源的要求。
當制藥廠地處遠離管道煤氣網(wǎng)、液化石油氣站、氧氣廠的偏遠地區(qū)，傳統(tǒng)的常規(guī)燃氣相對體現(xiàn)出費用更高，運輸、保管、使用更麻煩，相比只需電和水的氫燃氣生成器這樣文明衛(wèi)生的燃氣設備，更突顯工藝的適用性。
3.4. 氫燃氣適應GMP規(guī)范
藥品是生命健康延續(xù)的保護神，推行GMP的宗旨是確保藥品質(zhì)量萬無一失，要確保每一支針都安全、有效；尤其針劑是通過肌注或靜滴等途徑直接進入體內(nèi)而達到治療效果，它的防止污染，潔凈無菌，更是要達到“零缺陷”標準，是國計民生不能忽視的重要環(huán)節(jié)。（針劑）藥品從原料歷經(jīng)各工藝過程，安瓿經(jīng)多次清洗，烘干均經(jīng)歷滅菌、消毒、避免污染等嚴格措施*后到達100級層流保護區(qū)進行拉絲灌封，諺語講：編筐織簍，全在收口，封口工序也能潔凈地合格地完成，則安瓿中的藥品就能在使用前和各種污染源徹底隔離開來，此工序的污染，質(zhì)量缺陷將造成*大（辛辛苦苦、投入成本產(chǎn)出的藥品在*后的包裝環(huán)節(jié)功虧一簣）的浪費。
安瓿拉絲灌封標準要求封口嚴密不漏氣、頂端圓整光滑，無歪頭、尖頭、泡頭、癟頭、焦頭，工藝條件中*關鍵的是封口的火焰。問題在于傳統(tǒng)的含碳燃氣（汽油霧化氣、乙炔氣、煤氣、石油液化氣、天然氣）燃燒后產(chǎn)生固體微粒有機會直接接觸安瓿中的藥品，并浸入100級層流保護區(qū)內(nèi)，*終使藥品受到污染，燃燒后產(chǎn)生的碳化物是造成焦頭的*直接原因；燃氣后配氧，壓力變化、雜質(zhì)影響等不穩(wěn)定因素導致火焰不穩(wěn)定機會多，是造成封口缺陷、合格率不高的主要原因。也就是說燃氣設施即是針劑生產(chǎn)的手段，又是重要的污染因素。
氫燃氣無毒是*潔凈的燃氣、燃燒后只產(chǎn)生水蒸氣，不對灌封區(qū)域、不對安瓿中藥品構成任何污染。
沃克能源氫氧發(fā)生器具有功率調(diào)節(jié)功能、自動化程度高，無論電源、用氣負荷如何變化，始終產(chǎn)出設定壓力并經(jīng)過濾、洗滌過的純凈氫氧氣，穩(wěn)定的火焰在實際生產(chǎn)應用中避免了封口缺陷的產(chǎn)生，明顯地提高了合格率。
GMP已經(jīng)規(guī)范了我國制藥行業(yè)的質(zhì)量管理體系，它的核心是嚴格控制產(chǎn)品生產(chǎn)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關鍵的關鍵。
眾所周知，GMP是動態(tài)的持續(xù)改進的，隨著制藥業(yè)和國際的接軌、隨著GMP的不斷進展和深化，廣泛應用潔凈的生產(chǎn)手段具有至關重要的意義。
4 氫燃氣的安全
一切生產(chǎn)活動，安全乃第一課題、氫燃氣有若干項吸引人的優(yōu)點，但人們也*關心使用它的安全，因為氫氧混合氣體一是點火能量小、二是爆燃范圍寬如前所述、三是爆燃速度快，是長期以來制約其應用的障礙，對氫氧氣體的性質(zhì)不完全了解以至于談氫色變，寧愿遠離。
二十一世紀能源形勢，人類*終以氫為主要能源的目標，推行GMP的要求，讓我們認真研究了氫燃氣在制藥工業(yè)等特殊工藝中的應用，針對易爆原因，開展深入的論證和試驗，持續(xù)改進，現(xiàn)在安靜運轉(zhuǎn)的設備，穩(wěn)定燃燒的火焰，恒定的氣體輸出壓力、遠方控制操作、人機對話控制監(jiān)測，高度自動化無人值守的機型已經(jīng)在現(xiàn)場穩(wěn)定地運行，有方便的保險手段保護設備保障安全，除三個月定期更換電解液外，可日夜連續(xù)不停頓運行產(chǎn)氣，不論一機（氫氧發(fā)生器）*（一條安瓿灌封流水線），還是一機多流，都能長期穩(wěn)定工作，如此穩(wěn)定的性能，是由多項專利技術來保證的。
怎樣克服易爆因素呢？爆燃的威力究竟多大呢？一是采取各種措施使氫燃氣在燃具以外的點火成為不可能，從系統(tǒng)的剛性和柔性結構，以可靠手段防止泄漏，良好密封，使用耐蝕金屬、非金屬材料，避免長期運行的腐蝕，消除系統(tǒng)各工藝裝置間電位差及對地電位差、全部良好接地，自動化閉環(huán)控制電解參數(shù)，并具備一旦超出設定參數(shù)范圍報警停止電解功能。二是設置分級多路保險，（類似運用成熟的電氣系統(tǒng)保險）當某一支路出現(xiàn)問題非正常點火，以沖擊波能量打開保險，迅速釋放沖擊波能量，消除危害、并導出爆燃化合成的水蒸氣、消聲裝置減小爆燃產(chǎn)生的響聲、止火裝置止火避免向其他部位蔓延、燃氣配送元件停止向故障支路送氣，沃克能源氫氧發(fā)生器自適應調(diào)整電解參數(shù)保持系統(tǒng)恒定氣壓，這一切是在瞬間完成的，即多臺灌封機公用一臺沃克能源氫氧發(fā)生器氣源時產(chǎn)生故障的一臺將自動暫停供氣可實施檢修，而不影響沃克能源氫氧發(fā)生器工作，不影響其他灌封機的工藝參數(shù)，繼續(xù)正常工作不間斷生產(chǎn)且不影響封口合格率。
沃克能源氫氧發(fā)生器采用邊產(chǎn)邊用方式，不儲存氣體，在生產(chǎn)狀況下，系統(tǒng)中所有管路中氣體運動速度均大于氫氧氣體的燃燒速度，從而避免長時間工作時回火發(fā)生的可能隱患。一旦爆燃發(fā)生、保險器予以有效控制，而氫、氧化合反應的性質(zhì)決定了它不破壞系統(tǒng)正常的剛性（金屬）結構。
5. 沃克能源氫氧發(fā)生器工作原理及技術參數(shù)
5.1. 沃克能源氫氧發(fā)生器原理
沃克能源氫氧發(fā)生器以KOH水溶液為電解質(zhì)，以三相380V交流電經(jīng)整流后的直流電再經(jīng)IGBT逆變，調(diào)頻到水電解的*佳頻率，誘發(fā)水的諧振，加速水電解制氫的效率，對其在流動狀態(tài)下進行高速高效電解，產(chǎn)生的氣液混合體在分離裝置中進行分離，分離出的氣體再經(jīng)洗滌、過濾、降溫、安全系統(tǒng)處理后輸出至灌封臺。電解過程中產(chǎn)生的熱量由換熱系統(tǒng)帶出機外。產(chǎn)出氣體的耗水由自動補水泵補充純化水并維持電解質(zhì)濃度的穩(wěn)定。開機生 | 
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