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制药加工中爆炸安全的秘密
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制药加工中爆炸安全的秘密

作者:广州崇景环保    发布时间:2018-10-18 16:44  来源:www.juan358.com

制药加工产

       众所周知,粉尘爆炸在各个部门都具有很强的破坏性; 谷物和木材厂爆炸事故是最常见的,因为它们具有毁灭性的影响。根据2011年由过程安全管理和损失预防专家HFL风险服务部门提供的统计数据,英国24%的粉尘爆炸事件引起了食品加工的不远处。这些与粉尘有关的事故可能使工厂或设施分开,最坏的情况是夺走生命。
 
       在处理,储存和加工药物原料和散装粉末期间也存在相同的爆炸风险。它甚至更高,因为一些药物原料非常易燃,比食物有机物或木屑更加可燃。
 
       当点火源点燃在封闭大气中以氧气为燃料的可燃有机物质时,就会发生粉尘爆炸。这可以在筒仓,工艺或储存室内进行,甚至可以在粉碎或研磨工艺设备中进行。在工艺设备快速压力上升后,猛烈爆炸只需几毫秒。
 
       如果在密闭空间(例如储存容器或混合器)中发生这种爆炸,则随后爆炸压力的升高可能具有破坏性后果。
 
       2003年,当美国一家大型制药厂被一连串的粉尘爆炸摧毁时,造成6人丧生,36名员工在现场受伤。冲击波打破了300米外的窗户。损坏是如此之大,以至于在随后的调查中无法确定确切的点火点。
 
       关于爆炸如何开始讨论了各种各样的理论,并决定最可能的粉末聚乙烯应该受到指责; 据说,点火源于使用该物质涂覆橡胶条的加工设备。
 
       然而,众所周知,这种设备先前曾遭受过几次内部火灾,包括一次产生足以吹掉混合器门的力量。
 
       无论神秘感如何,毫无疑问,起源火花是其中的原因,剩下的就是大气层中的尘云积累了。
 

制药爆炸安全:测试粉尘的重要性

 
       在英国和欧洲,需要在工作场所识别任何潜在的爆炸性物质。在英国,此要求受2002年危险物质和爆炸性环境法规(DSEAR)的管辖。DSEAR和ATEX都认为粉尘具有爆炸性风险。
 
       在应用任何类型的防爆之前,我们始终建议客户测试他们的灰尘。在制药行业,不仅仅是要防止具有高爆炸性等级的粉尘(以Pmax测量),即使这是首要考虑因素。还必须考虑到被加工物质的性质以及它们逃逸到大气中是否具有毒性风险,以及是否具有爆炸性。可能存在类固醇,激素或麻醉剂,通过直接接触可能对员工造成有害影响。
 
       不同类型的粉尘具有不同的粒度,性质,点火温度和点火源。粉尘被给予爆炸严重程度分类; St1到St3。“未指定”表示材料是非爆炸性的,St3是最具爆炸性的材料。
 
       灰尘测试旨在识别灰尘的两个关键性能特征,进而影响防爆设备的设计及其应用。
 
       第一个测量粉尘爆炸的最大压力(Pmax以巴为单位)第二个测量爆炸压力上升的速度(Kst,以米/秒为单位)健康与安全执行委员会(HSE)指南安全处理可燃粉尘,提供典型粉尘颗粒尺寸的示例; 小麦的平均粒径为80μm; 木粉为65μm; 和薄纸是54微米。镁为28μm,具有St3的分类并且是高度可燃的。
 
       镁粉的Kst值约为500巴/米。相比之下,小麦粉的Kst值仅为110 bar m / s - 爆炸压力上升速度明显较慢。尽管如此,正如我们从高调的谷物磨机爆炸中所知,它仍然是一个重大的爆炸危险。
 
       然而,相比之下,制药生产中使用的常见物质具有更高的Kst值,例如:
 
       •  纤维素:229巴姆/秒
 
       •  玉米淀粉:202巴姆/秒
 
       •  糊精:168巴/秒
 
       •  有机颜料:73-288 Bar.m / s
 
       由于上述物质的Kst值显着高于小麦粉尘,因此不难发现明显的爆炸风险与药物生产有关。还需要确定粉尘的最低点火温度(MIT)是多少,同时受到任何影响。
 
       换句话说,在它成为点火危险之前,灰尘会承受多大的温度?可以确定粉尘在其过程环境中的所有行为方面,以便为潜在的爆炸提供正确的预防措施。
 
       假设您已经进行了粉尘测试并确定了其所有关键性能特征,那么就应该采用正确的保护解决方案了。有多种防爆解决方案可供选择,它们在处理大部分有机粉尘时非常有效。
 
       正如我们所建立的,灰尘具有不同的爆炸性质,并以不同的方式和位置进行处理和储存。因此,应调整每个地点的保护措施,以满足相关风险。
 
使保护与风险相匹配
 

不同的防爆选项包括

 
       火花探测装置:感应热颗粒,火花和火焰,可能成为火灾或爆炸的点火源。它们可以包括自动关闭系统,以中断沿着工艺设备的可燃材料的进料。
 
       操作员可以通过控制面板监控所有过程,以评估任何进一步的风险。火花检测对于管理过程设备(例如除尘器,垃圾箱和筒仓)中的火灾和爆炸风险特别有用。
 
       化学抑制系统:设计用于在爆炸开始时检测压力波,并将干燥的惰性化学灭火剂(如碳酸氢钠)输送到正在发生的内部爆燃中。
 
       这些抑制系统可以通过压力传感器,光学传感器或通风传感器激活。通过互连设备的任何爆燃都可以快速有效地熄灭,防止任何爆炸性爆炸损坏。
 
       Flame-free™通风口:也称为无焰通风口,是减轻含有可燃材料的工艺或储存容器中爆炸压力的首选被动方法。将压力和火焰排放到特定区域并不总是实用或安全的,因此这些通风口拦截,淬火并保留所有燃烧材料,防止它们排入大气中。它们特别适用于集尘器,垃圾箱和斗式提升机。
 
       这些措施中的一种或组合可以应用于处理产生粉尘的有机材料的工厂或设施中。
 

爆炸管理

 
       爆炸遏制(或隔离)始终是制药行业的理想选择,因为在此过程中一切都被隐瞒了。然而,这意味着制药厂必须能够承受最大爆炸压力 - 通常为10-12 Bar.m / s左右。
 
       由于这种保护选择往往非常昂贵,公司可能会选择将其设施的一部分建造到此规范中,并采用其他解决方案,如化学抑制和无焰™排气。
 
       先进的化学抑制和隔离系统通常协同工作。它们设计用于在非常早期(点火点)检测并熄灭爆炸,并使用化学试剂将其熄灭。
 
       化学灭火系统提供极其有效和快速的保护。它们可以很容易地防止爆燃通过管道,管道和连接设备传播(防止过渡到爆炸),从而防止任何扩散爆炸损坏。
 
       当在初级爆炸事件期间暴露于化学灭火剂时不存在损害药物原料质量的风险时,它们可以最有效地使用。
 
       但是,机械隔离仅在允许发生主要爆炸时起作用。这可能听起来适得其反,但从长远来看,它可以节省大量的材料和经济损失。
 

工作原理

 
       机械隔离是一种更清洁的防爆手段。没有其他代理人被射入工艺设备以阻止爆炸。
 
       尽管发生了最初的爆炸,但仍防止有毒粉尘逃逸。使用隔离阀可降低爆炸压力。因此,当实际发生爆炸时,压力会进入单作用阀或双作用阀(取决于您所需的规格),从而密封阀内的压力波并防止其在整个设备中扩散。
 

有两种隔离方法:

 
       被动隔离:不需要探测器,控制和指示设备。该方法可包括使用避雷器网,旋转阀,锁定阀,旋转螺杆,瓣阀或分流阀。
 
       主动隔离:由探测器和电气控制和指示设备激活。例如夹管阀,化学隔离阀或快速作用阀。
 
       先进的隔离阀采用药品级外壳制造,可以轻松清洁任何与正在加工的产品直接接触的表面。
 
       所有阀门的爆炸等级均高于正在处理的粉尘。因此,首先要确定粉尘测试的重要性,以确定最大Pmax是多少。
 
       确保设备中的主要爆炸遏制的另一个重要原因是爆炸从大气中的灰尘传播的风险。
 
       在工厂设施中进行良好的内务管理是无可替代的。定期清除工厂空间内的灰尘堆积是防止爆炸的主要安全措施,但它通常被忽视。
 
       在屋檐,天花板空间和横梁中积聚的灰尘是等待传播二次爆炸的燃料。2003年,这一毁灭性的制药厂爆炸的燃料记录了高达1吨累积的粉尘。
 
       调查显示,在天花板空间收集了灰尘,工人们并未意识到风险甚至高于头部。因此,当主要爆炸发生时,没有包含,椽子中有燃料等待增殖。众所周知,对许多员工来说,后果是致命的。
无论是处理有价值的还是挥发性的原材料,都有防爆选项,勾选与每个相应设施相关的方框。始终进行尽职调查和风险评估,以便为适当的预防措施提供信息。
 
       从制造商到最终用户,关键的供应链取决于采取一切预防措施以确保安全和不间断的生产力。如果不勤奋,您可能会对工厂车间的工人和医院病房的患者造成伤害,他们依赖于安全生产和获得重要的药品。

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