清洗工艺改进（精选7篇）
清洗工艺改进 篇1
0 引言
随着国内制药行业的发展, 目前用于生产小容量注射剂的立式洗瓶机 (以下简称为洗瓶机) 已大规模普及。由于目前国内的立式洗瓶机是在德国BOSCH公司与B+S公司的回转式洗瓶机的基础上改制而成, 因此目前除沿用最初的清洗安瓿瓶的工艺流程外, 已根据国内情况演变出另两种清洗流程。清洗工艺流程根据机型运动方式的不同, 应用于不同的药品包材, 但国内存在因商业宣传而误导药品生产企业选型的现象, 使得药品生产企业在订立URS时有些盲目。笔者认为, 应根据药品生产企业自身的工艺与产品需求, 正确地选择洗瓶机清洗工艺与所适用的机型。
由于国内针对洗瓶机清洗工艺的行业标准与规范较为零散, 本文对应需满足的工艺参数进行了罗列, 并说明了洗瓶机在调试环节中的验证要点, 希望设备生产厂家在此基础上, 不断提高自身的企业规范与标准。
本文还重点介绍了目前国内部分厂家正在积极研发的硅化工艺装置, 研发此项目需制造硅化工艺实验平台, 笔者认为需弄清此工艺中所涉及的相关参数后, 再制造工业应用级别的硅化工艺装置。
1 洗瓶机现有清洗工艺流程
1.1 BOSCH清洗工艺流程
BOSCH清洗工艺流程 (循环水—循环水—洁净压缩空气—注射用水—洁净压缩空气—洁净压缩空气) , 如图1所示。
(1) 超声波清洗:药瓶进入超声波水池后, 利用超声波空化作用将药瓶上附着的微粒振松;
(2) 循环水内外冲洗:对药瓶内外的附着微粒进行第一次粗洗;
(3) 循环水内冲洗:对药瓶内附着微粒进行第二次粗洗;
(4) 洁净压缩空气内冲洗:吹干上一步残留在药瓶内的循环水;
(5) 注射用水内冲洗:对药瓶内附着微粒进行精洗;
(6) 洁净压缩空气内冲洗:吹干残留在药瓶内的注射用水;
(7) 洁净压缩空气内外冲洗:吹干残留在药瓶内的注射用水。
1.2 A型清洗工艺流程
经过演变后的A型清洗工艺流程 (循环水—洁净压缩空气—降级水—洁净压缩空气—注射用水—洁净压缩空气) , 如图2所示。
(1) 超声波清洗;
(2) 循环水内外冲洗;
(3) 洁净压缩空气内冲洗;
(4) 注射用水降级水内冲洗;
(5) 洁净压缩空气内冲洗;
(6) 注射用水内冲洗;
(7) 洁净压缩空气内外冲洗。
1.3 B型清洗工艺流程
另一种演变后的B型清洗工艺流程 (循环水—洁净压缩空气—循环水—洁净压缩空气—注射用水—洁净压缩空气) , 如图3所示。
(1) 超声波清洗;
(2) 循环水内外冲洗;
(3) 注射用水降级水内冲洗;
(4) 洁净压缩空气内冲洗;
(5) 注射用水内冲洗;
(6) 洁净压缩空气内冲洗;
(7) 洁净压缩空气内外冲洗。
1.4 3种清洗工艺流程的来源、适用范围与理论依据
经相关资料研究后发现, A型清洗工艺流程仿照的是德国B+S公司的FAW 1120型回转式洗瓶机 (图4) , 该机型相较BOSCH连续运动机型的特点是喷针针架间歇性运动, 喷针只需进行上下运动, 而无需循环摆动。
在实际生产中若使用此工艺流程搭配连续运动机型的传动结构会遇到两个问题:其一, 会发现安瓿瓶或小口径的抗生素瓶清洗完成后, 瓶内的水残留量很难达标, 出现这一问题的原因是喷针针架的连续运动未给予药瓶内的残留液体足够的时间流出, 且最后只有一道吹气迫水工艺, 更加剧了这一情况的发生。其二, 针架在高速运动过程中, 若注射用水回水盘设计过小, 可能造成注射用水收集过少;若注射用水回水盘设计过大, 则可能造成注射用水降级水的混入。
根据以上分析可以得出:A型清洗工艺流程搭配的洗瓶机机型应是间歇运动型, 适用于处理口径较大的抗生素瓶等药瓶容器。
B型清洗工艺流程是为了解决A型清洗工艺流程搭配连续运动机型后瓶内水残留量很难达标这一问题而改进的。清洗工艺流程的最后两道工序都改为了对药瓶进行洁净压缩空气内冲洗, 增强了吹气迫水的功效。另一问题的解决办法是在实际生产过程中降低设备的速度, 从而对针架进行减速, 避免清洗介质混入注射用水回水盘中。据此得出:B型清洗工艺流程搭配的洗瓶机机型可以是连续运动型, 适用于处理大多数的安瓿瓶与抗生素瓶。
研发与应用一个新型的工艺流程, 无非是因为先前的工艺流程在某些方面不能满足现有市场中客户的需求、行业规范与国家标准, 或者出于规避侵犯专利的目的等因素。B+S公司设计A型清洗工艺流程的目的在于:当前市场中连续运动型洗瓶机不能完全满足清洗所有规格尺寸的抗生素瓶的需求。当清洗容积超过30 m L的抗生素瓶时, 既要合理减少清洗药瓶的时间, 增加处理药瓶的产量, 又要保证药瓶的清洗效果。B+S公司便使用了间歇运动型结构的洗瓶机, 保证了足够的时间用于清洗不同容积大小的药瓶。另外, 使用3种洁净度逐次增加的清洗介质 (循环水、注射用水降级水、注射用水) 比使用两种洁净度逐次增加的清洗介质 (循环水、注射用水) 更能保证药瓶的清洗效果。
2 洗瓶机清洗流程应满足的工艺参数与验证
2.1 清洗流程应满足的工艺参数
2.1.1 洗瓶速度符合产量要求
根据设备选型的不同与所清洗的包材规格尺寸的差异, 洗瓶速度有非常大的区别。因此在验证洗瓶速度时, 应先确定以上两个条件, 并以扩大20%的实际产量来选型设备, 以预留部分产能。
2.1.2 药瓶破损率
抗生素瓶:清洗机在额定速度运转状态下, 统计15 min内的破损瓶总数与进瓶总数, 按下式计算:
破损率 (%) = (破损瓶总数/进瓶总数) ×100%
安瓿瓶:清洗机负载工作时, 随机连续统计15 min内的进瓶总数和出瓶总数, 按下式计算:破瓶率 (%) =[ (进瓶数-出瓶数) /进瓶数]×100%
2.1.3 可见异物的检测
安瓿瓶:按《中华人民共和国药典》 (2010版) 二部中附录ⅨH“可见异物检查法”进行检定。抗生素瓶:在清洗机出瓶口随机抽取100个样瓶, 向瓶内注入注射用水, 按《中华人民共和国药典》 (2005版) 二部ⅨH“可见异物检查法”的灯检法进行检测。
2.1.4 不溶性微粒
《中华人民共和国药典》 (2010版) 二部附录ⅨC“不溶性微粒检查法”;《中国药品检验标准操作规范》 (2010版) 第249页“不溶性微粒检查法”。
2.1.5 灭菌性试验
符合《中华人民共和国药典》 (2010版) ⅪJ“微生物限度检查法”要求, 作为清洗挑战性试验。
2.1.6 残留水量的检测
标准:洗瓶机空瓶内不挂水珠。
在此需要说明的是, 本节中2.1.2、2.1.3、2.1.4均摘录自JBT20092—2007抗生素瓶立式超声波洗瓶机与JB/T20002.2—2011安瓿超声波清洗机中的条款。根据无菌生产工艺的流程, 第5项检测放在药瓶经过灭菌烘箱后比较适宜, 并以此作为最终标准。若药瓶生产厂家条件允许, 可提高检测要求。第6项检测由于缺少能够进行定量分析的检测设备, 目前基本采用的是生产现场目测定性检测。
2.2 洗瓶机调试时的验证要点
在设备生产厂家中, 由于缺少标准化的洁净厂房与所需检测仪器, 造成不能直接检测热原或细菌内毒素等物化指标。因此, 改为检测设备所能达到的工艺参数为主。《制药工艺验证实施手册》所列出的洗瓶机验证 (包括但不限于) 的项目是:
2.2.1 清洗时间的确认
基于不同的药瓶规格, 洗瓶机的清洗时间是不同的。在调试验证时, 一定要验证随机主规格的药瓶清洗时间。合理的清洗时间能够保证药瓶达到预期的清洗效果, 减少可见异物与不溶性微粒, 且瓶内没有残存水。
2.2.2 空气压力和水压力的确认
空气压力和水压力是保证洗瓶机清洗工艺达到预期的基本参数。如果压力达不到标准, 喷射的水流不能有效去除药瓶内的可见异物与不溶性微粒, 喷射的气流不能清除瓶内的残存水。配合PLC控制系统的使用, 在空气压力和水压力过低或过高时具有报警、停机等功能。
在此过程中所记录的流体压力数据可与所模拟的数据进行对照, 完善模拟参数接近实验数据, 或优化管路设备达到理想模拟状态。最终, 确认管路系统的实际效果达到设计要求, 完成闭环验证。
2.2.3 水温的确认
由于药厂自身管路的设置, 不同清洗介质的水温是有所差异的。洗瓶机清洗工艺中所使用的软管能够承受的温度不超过80℃, 针对温度过高的注射用水与纯化水, 药厂需配备降温设备。洗瓶机水槽内水温应控制在50~60℃, 这一要求针对的是洗瓶机中的循环水, 此水温可有效配合超声波的空化效应。在调试阶段对水温的验证确认, 其实质是查看在此水温下, 设备的运行情况, 所用零件材质是否达到要求, 调节水温的控制系统是否运行正常具有报警、停机等功能。
2.2.4 循环次数
这里的循环次数是指清洗工艺所用到的清洗介质与清洗流程是否符合药厂生产商在URS (用户需求说明) 中提到的要求。
2.2.5 可见异物、不溶性微粒、热原或细菌内毒素的确认
目前, 对可见异物、不溶性微粒的检测, 设备生产厂家使用人眼目测居多。由于缺少标准化的洁净厂房与所需检测仪器, 即使检测了这些物化指标, 也仅能将此类数据作为参考。当设备放入药厂生产商的标准化洁净厂房后, 经过消毒除菌, 需再次验证。
3 卡式瓶的硅化
3.1 卡式瓶的硅化站系统
近年来一种新型的包材卡式瓶 (笔式注射器用硼硅玻璃套管) 在高附加值的药品领域被用来替代安瓿用作药液包材。
安瓿瓶清洗工艺流程与卡式瓶清洗工艺流程的区别在于卡式瓶需使用医用硅油对内壁做硅化处理, 目的是使后续压入瓶内的胶塞具有良好的滑动性。工业生产型硅化站 (图5) 在立式洗瓶机的模块化设计中属附加装置, 是近期国内立式洗瓶机生产厂家更新洗瓶机清洗工艺的一大重点项目。
考虑到目前国内的机械制造水平, 硅化站系统搭配的洗瓶机机型必须是间歇运动型, 药瓶在硅化工位静止不动, 喷射针架只做上下运动, 不跟随摆动, 只有这样才能保证喷射效果的稳定。
目前, 已有国外针对卡式瓶硅化工艺的研究, 其方式是搭建实验平台 (图6) 进行比较性实验, 而后选取最好的参数用于工业化生产, 因此实验平台的搭建至关重要。反观国内主要以整机搭建完成后调试为主, 这一情况必然导致在调试过程中, 针对每一台机器反复地摸索实验参数, 而不是在实验平与需要注意的工艺参数。
国外硅化站实验平台的系统组成如表1所示, 硅化站所涉及的实验参数如表2所示。
值得注意的一点是, 在实验中发现提高硅油的台中搞清这些参数并根据卡式瓶规格的不同将工艺参数设置在控制模块中。
下面将介绍国外硅化站实验平台的系统组成温度、减少硅油的使用量后, 依然能够保证硅油涂层的均匀性, 这一特点在工业生产中十分重要。硅油涂层不均匀如图7所示, 硅油涂层均匀如图8所示。
3.2 卡式瓶硅化效果的验证
当完成卡式瓶硅化后, 怎样证明其工艺的有效性将是考验设备制造厂商的一大难点。由于国内设备厂商主要关注整机的制造, 而较少顾忌工艺的验证, 因此, 很少使用实验数据来证明工艺的有效性, 在与国外同类设备厂商投标竞争时便处于下风。
卡式瓶的硅化工艺就是一个典型例子。卡式瓶的硅化工艺主要是为了增加胶塞在瓶内的滑动性, 验证滑动性就等同于验证硅化工艺。其具体方式是设计一套推送胶塞进入卡式瓶内的力学测试装置, 该装置可逐步提高推力, 当胶塞被推动时便不再施力, 所得数据自动记录为“推力-位移”图。得到一系列图表后, 通过与人工推送同批次实验品中胶塞的力值比较或是触觉比较, 最终选择合适的实验批次并确定工艺参数, 至此才算完成卡式瓶硅化工艺的开发与验证。
4 结语
本文首先总结了目前国内立式洗瓶机清洗工艺的现状, 分析比较了两种应用较广的清洗工艺流程, 明确提出了正确选择洗瓶机清洗工艺与所适用的机型可以保证药瓶的洁净度与清洗效果, 尤其对于药品生产厂家在进行GMP认证时十分重要。
其次, 对在设计环节工程师应遵守的基本国家标准与行业规范中的条款进行了罗列, 并介绍了设备调试环节的验证要点, 把这些运用到实际生产中后, 所获得的测试验证数据将帮助药机设备生产厂检验设备功能, 制定企业自身的标准规范。
最后, 介绍了未来洗瓶机清洗工艺所涉及到的硅化工艺装置, 目前国内部分厂家正在积极研发, 需要注意的是此装置涉及了机械零件、电气部件、软件控制系统与硬件的集成, 涉及面较广, 且相关技术公开较少。若研发此项目需制造硅化工艺实验平台, 弄清此工艺中所涉及的相关参数后, 再制造工业应用级别的硅化工艺装置。
参考文献
[1]JB/T20092—2007抗生素瓶立式超声波清洗机[S].
[2]JB/T20002.2—2011安瓿超声波清洗机[S].
[3]何国强.制药工艺验证实施手册[M].北京:化学工业出版社, 2012.
[4]Edwin Chan, Aaron Hubbard, Samir Sane, et al.Syringe Siliconization Process Investigation and Optimization[J].PDA J Pharm Sci Tech, 2012 (66) .
稠油油管清洗工艺探讨 篇2
一、热辐射清洗系统的加热原理
热量传递有传导、对流和辐射三种方式。本清洗系统采用的是燃气红外辐射加热系统。燃气辐射加热系统模拟太阳温暖地球时仅对地球加热而对空气不加热的那一段低强度热能电磁波 (红外波长2～20μm) 。热辐射传递的热量与温度的四次方成正比, 加热时不需要传热介质, 具有一定的穿透能力, 远红外线加热与常规传导方式相比, 具有效率高、省能量、安全等优点。
二、热辐射系统在油管清洗中的应用
中、高黏度稠油油管清洗不干净的主要原因是稠油的黏度高, 要解决清洗的洁净度、降低设备运行成本, 首先要解决温度问题, 热辐射系统应用于油管清洗设备中, 可使清洗温度高达90～150℃, 且无级可调, 有利于各种性质的原油融化, 从而有效解决了中、高黏度稠油的清洗问题。
1. 设备结构及工作原理
热辐射油管清洗系统是一套利用燃气红外线辐射加热系统, 利用天然气为热媒, 天然气直接在热能发生器内燃烧, 在辐射管内产生500～700℃的热气流, 通过辐射管、反射板、气流导向器的作用直接向待修复油管进行辐射供热。
主要由操作系统、分选系统、上料系统、进料传输系统、加热系统、热辐射系统、内壁清洗系统、外壁清洗系统、外传输系统、下料系统等组成。结构图见图1。
油管的整个清洗过程在封闭式箱体内完成, 封闭式箱体又由辐射箱和水箱组成, 在封闭的辐射箱和水箱内安装了油管滚道, 不同规格的油管经传输系统从箱体外部进入内部, 顺滚道进入辐射箱, 在封闭式箱体上部加装红外辐射热能发生器, 通过碳钢渗铝管燃烧加热 (负压) , 再通过铝钛合金反射板直接将热能辐射到油管上, 使油管受热升温, 油管内外壁原油融化, 融化完成后将油管自动运送到下一道工序, 即在热水箱内进行内壁清洗工序 (箱体底部设置两套天然气直燃加热器, 将热水箱内的液体加热, 提供给内洗使用) , 利用热水循环泵对油管内壁进行多点喷射冲洗, 冲洗时间在90s以上, 使内壁充分清洗干净, 为防止热水带走热量, 浪费热能, 并保证环境干爽洁净, 特增加吹水装置对油管内壁进行吹干, 完成后再将油管自动运送到外洗双滚传输线进行边通过边环喷清洗, 保证了油管清洗质量, 最后达到油管清洗干净的目的。
热辐射系统在油管清洗中采用直燃器加热清洗池中的水, 其热效率远大于锅炉的热效率。热辐射系统在油管清洗中采用油管传输、加热、清洗全封闭保温方式, 可改善工人夏季工作环境, 提高冬季热效率, 达到环保要求。热辐射系统在油管清洗中从油管进入箱体开始到离开箱体的全过程, 其传输、加热、清洗、移动、定位、停止等动作及功能要求既可以自动控制, 也可以手动控制。
2. 设备特点及主要技术参数
(1) 操作安全。无热传媒介质, 人员观察方便, 所有动力设备均设计在辐射箱以外, 操作直观、容易, 无操作安全问题。
(2) 故障排除简便。热辐射系统加热方法为热辐射加热, 箱体内结构简单, 仅有带斜度的管架, 无外力驱动, 箱体内操作空间较大, 因此油管遇卡、阻时, 无需停机, 故障排除十分方便。
(3) 能量消耗低。采用辐射加热, 无传热媒体, 加热速度快, 停止生产后, 可立即关机, 无需保温, 适用于连续作业和间歇作业。
(4) 全封闭运行, 无污染。油管经热辐射加热后, 其携带的油、泥、砂等污物经回收装置流到辐射箱外的集油池。
(5) 升温速度快, 约半个小时即可升至需要温度。
(6) 清洗油管范围广, 60.3～114mm。
(7) 清洗能力为60～120根/h;清洗质量为无原油堆积, 可见金属本色。
三、热清洗方案比选
在设计中常用的油管热清洗方式主要有全自动热煮、中频感应加热、全自动热辐射等几种工艺。全自动热煮工艺中传热介质为水, 水在常压状态下加热温度不可能超100℃, 中、高黏度稠油的黏度高 (温度升至110℃时其运动黏度才相当于重柴油的运动黏度) , 中频感应加热清洗耗能又比较高, 故这些清洗方法对清洗稠油管存在清洗时间长、能耗高、清洗不干净的问题。下面就近几年来这些常用的热清洗工艺进行技术参数、技术性能、运行成本比较, 其中运行成本按年生产清洗油管50 000根, 清洗油管中蜡堵、稠油油管所占比例按40%计算, 具体分析见表2。
综合以上对比分析, 全自动热辐射清洗的运行成本大大低于全自动热煮清洗和中频加热清洗的成本, 在油管的加热温度、浸泡时间、清洗效果、运行成本、维护修理等方面具有显著优势, 且可清洗干净各种性质的原油油管。
摘要：针对油田后期开采开发阶段, 中、高黏度稠油油管、结蜡油管逐渐增多的现象, 提出了一种油管清洗质量高、生产成本低的热辐射清洗工艺方案。
关键词：热辐射系统,稠油油管,清洗
参考文献
[1]刘金亭, 谢邦荣.油管远红外预热冲刷清洗技术的开发与应用[J].中国设备工程, 2006.12.
模拟方法研究蜂窝板清洗工艺 篇3
在日常工作中, 经常用到蜂窝板进行实验, 实验中蜂窝板会接触含有有用物料的溶液, 蜂窝结构会将溶液吸附, 很难排出, 须用水经过多次清洗才能洗净。此过程会形成较大体积的清洗液, 需要浓缩至一定体积方可保存, 处理难度很大。清洗过的蜂窝板中残留物料量难以确定, 蜂窝板不能重复使用, 提高了实验成本。
含有有用物料的溶液为无色透明状, 性质与水相似, 用水清洗后清洗效果难以判断和测定, 无法确定含物料溶液的残留量。文章采用模拟的方法有效解决了上述问题, 对清洗液体积、清洗次数、排液效果等清洗工艺进行了研究。
1 实验原理与方法
含有溶液的蜂窝板, 其清洗过程实质上是溶液的稀释与排出过程。由于固态硝酸钠极易溶于水, 溶解度很高, 溶解速度很快, 只要与水接触便可迅速溶解, 与溶液稀释的过程极为相似。因此, 文章用溶解固态硝酸钠的方法模拟研究溶液稀释效果。
上述方法的操作过程如下:首先使用分析纯硝酸钠固体配制近似饱和的硝酸钠溶液, 将干净的不锈钢蜂窝板称重后放入溶液中充分吸附, 取出后蜂窝板的小孔会充满硝酸钠溶液, 置于干燥箱内在100摄氏度条件下进行烘干, 水完全蒸干后即可得到粘满硝酸钠固体的蜂窝板。
由于硝酸钠呈白色, 使用此种方法制备的硝酸钠蜂窝板进行实验, 清洗效果一目了然, 没有明显白色固体残留时才能达到较好的清洗效果。使用此种方法可以通过称重法测定硝酸钠在蜂窝板上的残留量, 操作简单数据准确。
经过清洗的蜂窝板, 其小孔内仍会充满溶液, 不能有效排出, 这是影响清洗效果和增加清洗液体积的另一原因。文章采用立式旋转的清洗方式, 减小了单次清洗液的体积, 通过高速旋转产生的巨大离心力可以使溶液从小孔内有效排出, 减少清洗次数。
2 实验装置
文章采用滚筒洗衣机作为实验装置。由于原洗衣机内筒尺寸与蜂窝板尺寸不符, 重新设计加工了内筒, 新内筒安装后运动平稳, 蜂窝板可均匀摆放并固定于内筒内。通过各程序的空运转, 使用转速测速仪测定各程序转速, 总结出各程序的运动方式, 选择合适的程序进行实验。
通过空运转, 当洗衣机内进水量低于某固定值时, 无法正常运行各程序, 内筒按固定转速低速往复运动, 正好符合清洗时对于转速的低速要求。溶液排出效果实验使用洗衣机原有脱水程序, 可以实现不同转速下的排液效果实验。
3 实验结果与分析
首先进行了溶液排出效果实验, 充满水的蜂窝板经过洗衣机甩干后, 通过称重法测定蜂窝板内液体的滞留率, 每种转速进行实验5次取平均值, 表1是不同转速下的滞留率均值。
由表1可以看出, 旋转排液的效果非常好, 转速增加, 滞留率降低。当转速达到800rpm时, 滞留率已经很小, 通过两次清洗和排液后, 蜂窝板内溶液滞留率将达到0.734%的平方, 约为0.0054%, 此时蜂窝板内有用物料的残留极小, 蜂窝板可重复使用。形成的清洗液体积为单次清洗液体积的两倍, 得到有效控制。
清洗效果实验采用硝酸钠蜂窝板模拟方法进行, 变量为单次清洗液体积, 即使用不同体积的水对硝酸钠蜂窝板进行清洗, 每次实验15分钟, 清洗后采用1200rpm的甩干转速进行排液, 取出后观察清洗效果, 烘干后称重计算滞留率。图1是实验前后的蜂窝板照片, 左图是粘满白色硝酸钠固体的蜂窝板, 右图是清洗后的蜂窝板。
实验后称重得出硝酸钠滞留率随清洗液体积的变化规律见图2。可以将硝酸钠蜂窝板洗净的最小单次清洗液体积为5升, 使用4.5升或更小体积清洗时, 无法将蜂窝板洗净, 可以明显看到残留有白色固体, 滞留率数值也较高。
4结束语
文章利用硝酸钠溶解的模拟方法对清洗效果进行研究, 验证了此方法的优越性, 降低了清洗工作的操作量, 准确的测定了滞留率数据。确定了新的清洗工艺, 使用两次清洗, 在保证清洗效果的前提下, 极大的降低了清洗液体积和后续处理的难度, 清洗后的蜂窝板可以重复使用, 降低了实验成本。
参考文献
[1]夏清, 陈常贵.化工原理[M].天津:天津大学出版社, 2005.
[2]孙志娟.溶解度参数的发展及应用[J].橡胶工业, 2007.
[3]胡程耀, 黄培.固体溶解度测定方法的近期研究进展[J].药物分析, 2010.
[4]陈云生.干燥箱温度均匀度指标的一致性与稳定性[C].中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选, 2008.
新型水性油墨清洗剂工艺研究 篇4
近年来,国内外都在大力发展油墨清洗剂技术,研发质量稳定、性能可靠的产品,并正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。目前国内外开发的油墨清洗剂主要有传统溶剂型清洗剂、混合溶剂型清洗剂、植物油基清洗剂、微乳型清洗剂、水性清洗剂等几种。
传统溶剂型油墨清洗剂的主要成分是汽油、煤油,靠汽油、煤油自身对油墨成分的溶解能力使油墨与被清洗物脱离, 这些成分中含有的挥发性有机物( VOC) 对大气环境会造成污染,有特殊气味,可导致人体种种不适,并具有毒性、刺激性和致癌作用; 2006年徐婷[1]研发的以脂肪族溶剂为主,酯、 醚、醇类溶剂为辅的混合型清洗剂其去污力和对印刷版及墨辊表面橡胶的腐蚀性、气味、闪点等参数均优于汽油、煤油,该清洗剂虽大大提高了清洗剂的安全性能,但其主要成分仍为有机溶剂,没有解决环境污染问题,在国内并未得到广泛应用; 2007年我国研究人员张刚[2]开发的天然植物型清洗剂,其主要成分是从纯天然植物如桔子皮、柠檬皮、橙子皮中精蒸馏提取,但由于在清洗效果和成本方面比不上溶剂型清洗剂,所以该项研究也受到一定制约; 2012年覃小焕[3]开发更节能、环保、安全的微乳型油墨清洗剂。
水性油墨清洗剂的清洗作用是靠表面活性、碱性助剂及少量溶剂的共同作用来完成的,2002年美国的Fies[4]研制了以烷基多苷( APG) 等表面活性剂为主的水性清洗剂,2010年单素灵等[5]研制出的水性油墨清洗剂具有高效、无泡、不腐蚀印刷设备、使用安全、价格适中等优点,2013年曾小君等[6]研制的水性油墨清洗剂去污力与汽油、煤油相当。目前,水性油墨清洗剂因其安全、环保,性能优越,并具有广阔的应用前景而正成为目前全世界油墨清洗剂研究的热点。
1实验部分
1. 1试剂与仪器
航空煤油、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、十二烷基苯磺酸钠 ( LAS) 、烷基酚聚氧乙烯醚( OP - 10) 、乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯( DBP) 、苯并三氮唑、苯甲醇、尿素、氢氧化钠、异丙醇,以上试剂均为分析纯; 自来水; OS20 - S恒速搅拌机,上海申生科技有限公司; W201B数显恒温水浴锅,金坛市科杰仪器厂; DHG - 9240A电热鼓风干燥箱,NDJ - 8S数字黏度计,上海贺德实验设备有限公司; TGL - 16C高速离心机,FA200N型电子天平,西安予辉仪器有限公司。
1. 2实验方法
本论文研究的新型水性油墨清洗剂以水为主溶剂,配以航空煤油、辅助溶剂、乳化剂、极性溶剂和其他助剂通过转相乳化工艺配制而成。
1. 2. 1油墨清洗剂的制备
A相: OP - 10,航空煤油,DBP,乙二醇丁醚,苯甲醇, 乙酸丁酯; B相: LAS,水,三乙醇胺,6501,尿素,氢氧化钠,异丙醇,苯并三氮唑。
在250 m L四口烧瓶中放入已称好的A相过程中的试剂, 在水浴条件下搭好装置,水温保持在80 ℃ 左右,开动搅拌器, 搅拌速度400 rpm左右,搅拌30 min,停止搅拌后,将B中的试剂进行搅拌30 min,并且A中溶剂继续加热。30 min后,将B中溶剂在60 min内均匀地滴加到A中。滴加完毕后,加入异丙醇,再搅拌30 min,停止搅拌后降温得产品。
1. 2. 2油墨清洗剂性能检测
1放置稳定性
将油墨清洗剂静置于10 m L试管中,观察不同时间段的分层情况。
2离心稳定性实验
将油墨清洗剂于高速离心机中于3000 r/min下离心15 min, 观察分层情况。
3可燃性实验
用棉花或纸蘸取油墨清洗剂并放置于火源上一定时间,观察其可燃性情况。
4粘度测定
在室温( 25 ℃ ) 下用NDJ - 8S数显黏度计测定其粘度。
5去污效率的测定
根据QB/T2117 - 95通用水基金属清洗剂的方法,去污效率用质量分析法测定: 在铝合金板片上涂上一定质量的油墨, 自然状态下晾干。将涂有油墨的铝合金板片放入盛有清洗剂的烧杯,浸泡5 min后,再匀速振荡5 min。取出铝合金板片,烘干、称重,计算其去污效率。
式中: W1———清洗前铝合金板的质量,g
W2———清洗后铝合金板的质量,g
W0———铝合金板原始质量,g
2结果和讨论
2. 1复合溶剂的筛选
印刷油墨中主要成分是酚醛树脂,常用的有松香酚醛树脂,醇酸树脂和聚氨酯醇酸树脂。新型油墨清洗剂中仍需要少量这类成分,用来溶解树脂,通常情况下,烷烃类、芳香烃类、 醇类、酮类等对油墨溶解能力较强。根据相似相溶理论和溶解度理论,该溶剂需要对油墨有较好的溶解能力、挥发速度、润湿渗透性; 成本较低; 并对人体基本无害,使用方便; 对橡皮布和墨辊等设备无腐蚀。
复合溶剂的筛选是制备高质量油墨清洗剂的关键,单一溶剂的效果不如用复配型复合溶剂,实验结果表明用航空煤油邻苯二甲酸二丁酯( DBP) 、乙二醇丁醚、苯甲醇、乙酸丁酯、异丙醇等对油墨溶解能力好并安全性能高、环境更加友的溶剂作为复合溶剂,并通过正交设计优化复合溶剂配方,可以保证清洗剂的去油墨效果并能显著降低复合溶剂的用量。
2. 2复合乳化剂的影响
表面活性剂和乳化剂的作用是使油墨清洗剂具有较强的去污、分润湿和乳化性能,同时要考虑对机件的腐蚀作用及其价格方面。用混合乳化剂得到的乳状液比用单一乳化剂的稳定性更好,其原因是在水 - 油界面上吸附的混合乳化剂,分子间会发生强烈作用并形成 “复合物”,使界面张力显著降低,界面上吸附的乳化剂越多,形成的界面膜密度越大、强度越高,最终使乳状液稳定性大大提高( 如图1) 。根据HLB理论 ( 亲水亲油平衡值理论) 进行混合乳化剂的选择。计算表面活性剂的HLB值后,再确定油水体系的最佳HLB值选出适合给定体系的乳化剂。
式中: fA———表面活性剂A在混合物中的质量分数
图1 密集堆积的界面膜( A ) 和不密集堆积的界面膜( B )
本论文通过HLB理论模型并结合具体实验,最终选择价格较低而效果较好的表面活性OP - 10和LAS作为复合乳化剂。
2. 3乳化工艺影响
乳化工艺对产品稳定性有很大影响,通过改进乳化工艺, 采用D相乳化法制备的油墨清洗剂为碱性,清洗油墨快速方便,制备方法简单。D相乳化法原理及方法: 微乳液是热力学稳定、透明的水滴在油中( W/O) 或油滴在水中( O/W) 形成的分散体系,粒径在5 ~ 100 nm质检,分为O/W型和W/O型两种,是表面活性剂分子在油 /水界面形成的有序组合体,在该体系中,两种互不相溶的连续介质被表面活性剂分子分割形成微型粒子。
通过对各个乳化工艺参数进行正交实验,得出在乳化剂用量6% ,搅拌速度是400转/min,乳化温度是80度,乳化时间控制在60 min所得产品清洗效率最好,稳定性也最佳。
2. 4极性溶剂和碱性助剂的筛选
极性溶剂可明显改善微乳液的稳定性,同时还可以促进清洗剂对墨垢的润湿分散和乳化。在清洗剂中加入碱性助剂能促进墨垢中干性油膜部分皂化,同时还可以降低墨垢与机件的结合力和墨垢的致密性,有利于墨垢的清除。本论文选择异丙醇作为极性溶剂,而选择氢氧化钠作为碱性助剂。
3结论
通过对复合溶剂的筛选,发现航空煤油、邻苯二甲酸二丁酯( DBP) 、乙二醇丁醚、苯甲醇、乙酸丁酯、异丙醇作为复合溶剂效果最佳; 利用HLB理论模型并结合实验结果,选择OP - 10和LAS作为复合乳化剂,制得的清洗剂稳定性能好; 通过对各个乳化工艺参数进行正交实验,得到最佳乳化工艺是: 乳化剂用量6% ,搅拌速度400 r/min,乳化温度80 ℃ ,乳化时间60 min; 选择异丙醇和氢氧化钠作为极性溶剂和碱性助剂也可进一步改善清洗剂的稳定性和清洗效果。
摘要：采用水和航空煤油为主要原料,研究了一种新型水性油墨清洗剂的制备工艺。经实验优化结果表明:复合溶剂的配比、复合乳化剂的选择、乳化工艺、极性溶剂和碱性助剂均影响清洗剂的效果和稳定性。经配方和工艺优化后制得的清洗剂安全性能高、清洗效果好、清洗速度快、稳定性能强。
机车电机、部件清洗机的改进 篇5
一、机车清洗发展近况
随着国家经济的发展, 铁路运输牵引动力全部为内燃和电力机车牵引, 主发电机、牵引电动机和辅助电动机的质量好坏直接影响机车质量和铁路安全运行。电机检修工序为电机解体、清洗、干燥、检测、修理 (更换部件) 、组装、检测、试验、入库待装车。在发电机和电动机检修过程中, 清洗是非常重要的环节, 是提高发电机和电动机绝缘等级的最有效手段。2004年5月以前发电机和电动机清洗分别采用煮洗和可挥发清洗剂清洗。
(1) 煮洗是将电机的定子、转子及其他部件放入煮洗槽的碱溶液中, 再通入水蒸气加热煮洗。这种方法用于电机定子、转子的表面清洗, 缺点是碱溶液侵入电机转子、定子绝缘层内, 不易漂净, 电机转子、定子烘干后当时绝缘良好, 但经过一段时间, 就会因绝缘层内残余无水碱粉末在空气中吸收水分结晶而导致绝缘下降。2003年半年时间内, 吉林机务段有7台外委煮洗干燥的主发电机因绝缘不良故障损失20余万元。
(2) 可挥发清洗剂喷射清洗是采用SS-25电器绝缘清洗剂清洗。该方法优点是不用清洗设备、不专设清洗场地, 方便灵活;缺点是污染工作环境, 严重损害工人身体健康及成本过高。2004年初, 采用此方法, 平均每台车电机清洗费用1 400元。
2004年5月采用机车电机清洗机“761清洗剂”水溶液清洗, 清洗后清水漂洗。特点是清洗过程自动控制;工作环境无污染;清洗效果好;清洗成本低 (400元/台) 。该清洗机完全达到了机车电机和其他部件清洗的要求, 使用后取得了较大的经济和社会效益。
二、机车电机清洗机组成及工作情况
1. 清洗机组成
清洗机由清洗与漂洗水箱、清洗室、清洗转盘门、喷射清洗系统、排汽装置、气动系统及电控箱等组成 (图1) 。
2. 清洗机工作情况
机车电机清洗机清洗过程是将需要清洗的电机转子、定子或其他部件放置在清洗转盘上, 清洗转盘安装在清洗室门上, 清洗转盘的转动由电动机通过减速器和链条摩擦驱动, 部件进出清洗室由人工操作, 清洗室密封工作, 置场环境无污染, 清洗蒸汽通过排汽装置排出。40~80℃金属清洗剂水溶液通过高温水泵经上、侧、下排列的3组60个喷咀从三个方向喷射到工件上。定时清洗完成后自动漂洗, 时间可设定, 清洗剂水溶液和漂洗水重复使用, 清洗污物通过滤网滤出, 清洗剂水溶液和漂洗水喷出、回流系统自动转换, 清洗室和水箱设有保温层。
3. 清洗机主要技术参数
清洗泵功率15kW, 流量50m3/h;漂洗泵功率15kW, 流量50m3/h;清洗转盘转速2.5r/min, 功率2.2kW;清洗转盘回转直径2100mm;被清洗件最大尺寸长2 050mm, 高1 300mm;被清洗件总重小于2 700kg;清洗机外形尺寸6 000mm×3 000mm×3 500mm;清洗工作面距地面高度1 000mm。
三、清洗机的改进
2009年12月由于生产布局调整, 清洗件增加了内燃机车部件, 新迁移的厂房要求清洗机不能有一点水蒸气冒出, 为此对清洗机进行了如下改进。
(1) 更换了排汽风机:排汽量25m3/min, 功率3kW。
(2) 减小了清洗、漂洗水箱长度, 原6m改为5m, 减少了水箱的散热面积。
(3) 水箱蒸汽阀门改进为电磁阀, 增加了水箱温度自动控制, 当水箱水温达到70℃时电磁阀关闭汽源停止加热。
(4) 喷咀口径由3mm改为2.5mm;喷咀由原60个增加为80个;喷咀喷射角度由垂直喷射改为45°和30°倾斜喷射, 以提高清洗质量。
四、改进效果
铁路机车电机、部件清洗机改进以后完全达到理想清洗效果, 清洗机在使用时无漏汽现象, 真正实现了节能环保, 提高了清洗效率, 保证了机车检修质量。
摘要：介绍了机车电机、部件清洗机的组成及工作原理, 并通过对清洗机的改进, 使清洗机满足了新的清洗需求。
内镜清洗消毒质量监测分析与改进 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
统计2005~2012年医院消毒内镜的活检道生物监测资料, 并按清洗消毒改进过程分为1组、2组、3组进行比较。清洗消毒方法:1组:2005~2006年, 采用手工清洗方法, 清洗设施为自制清洗槽4个, 清洗工具为纱布、清洗刷、高压汽枪、水枪, 消毒液为2%碱性戊二醛清洗流程为:初洗、次洗、消毒和末洗, 未使用酶液。清洗用水为自来水。干燥方式:使用75%酒精注入后用高压汽枪吹干, 悬挂于专用贮镜柜备用。2组:2007~2008年, 本组和1组相比, 清洗过程增加了多酶液清洗程序, 多酶液1周仅更换1~2次。其他程序和方法均未变动。3组:2009~2012年, 本组采用一体化清洗工作站, 均有定时自动的注水注气灌洗功能, 全过程包括初洗、酶洗、次洗、消毒和末洗。酶液每2~3条内镜更换1次。清洗用水为软水, 其余清洗消毒设施未有变动。按卫生部《内镜清洗消毒技术操作规范 (2004年版) 》要求对消毒后使用前的内镜活检道内腔面进行采样, 检出致病菌给予报告, 未检出致病菌则不报告菌种。消毒合格标准:细菌总数<20 cfu/件, 同时未检出致病菌。
1.2 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行统计分析。计量资料用均数±标准差 (±s) 表示, 采用t检验;计数资料以率 (%) 表示, 采用χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 活检道检测合格率
三组共抽检内镜118件, 合格96件, 平均合格率为81.35%。各阶段内镜检测结果显示, 清洗方法的改进能有效提高内镜的检测合格率, 差异有统计学意义 (χ2=9.671, P<0.01) , 具体检测结果见表1。
2.2 病原体检出结果
不合格样本中大多数为菌落总数超标, 检出病原体仅14株, 以大肠埃希菌为主, 主要分布在第1组, 致病菌检出情况见表2。
注:不同阶段内镜活检道检测合格率, P<0.01
2.3 胃镜与肠镜检测结果
统计各阶段检测结果, 肠镜共监测51件, 合格39件, 合格率为76.47%;胃镜共监测51件, 合格42件, 合格率为82.35%, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 由于纤支镜为第3组新增内镜, 未予比较。
3 讨论
3.1 规范清洗程序是确保内镜清洗消毒质量的关键
本院早期由于成本原因和对多酶洗液的作用认识不够, 未能采用酶液清洗, 故1组合格率低, 检出致病菌最多。杨萍等[1]调查研究表明, 应用多酶洗液清洗内镜消毒合格率较单纯流动水清洗质量高。曹小青[2]的调查研究结果提出使用多酶洗液能使清洗更彻底, 消毒更可靠。本院监测结果显示, 采用多酶洗液后的2组较未采用酶洗液的1组合格率有所提高, 检出致病菌较少, 3组对清洗消毒方法进行了全面改进, 基本能按卫生部规范要求进行清洗消毒, 尤其是酶液使用得到很大的改进, 检测合格率有明显提高, 整改效果显著。因此, 规范的清洗消毒流程是保障内镜清洗消毒质量的关键, 特别是基层医院, 不能因为成本原因随意减少清洗程序。
3.2 清洗人员数量和责任心是保证质量的重要环节
有调查发现, 人工清洗消毒费时费力、时间不易控制, 难以做到规范操作也是内镜清洗消毒效果不理想的一大原因[3]。本院内镜清洗消毒工作由护理人员承担, 1组、2组阶段清洗消毒仅有1人, 工作量大、培训少。通过改进, 科内护士逐步增加到4人, 上岗前经过专业培训, 能树立质量意识并熟练掌握内镜清洗消毒流程。科内坚持每条内镜每日诊疗控制在10~12人次, 低于吴晓松等[4]的调查数据日诊量最高例数平均为21例, 确保了内镜清洗消毒质量。
3.3 多部门协作管理, 是内镜清洗消毒质量得到有效改进的重要保障
内镜室加强和职能部门的沟通, 在护理部、感控科的帮助下制定清洗流程和监测制度, 每月检查、监测内镜清洗消毒质量, 用监测数据说话, 取得院部支持, 召开多部门协调会, 解决内镜清洗消毒存在问题。通过协调会本院陆续购进了多酶洗液、超声清洗机、内镜专用贮存柜, 搬迁了内镜室, 将内镜诊疗与清洗消毒分室进行。2009年底为彻底解决内镜清洗质量问题, 多部门联合论证申请, 购进了软水机、一体化内镜清洗工作站, 并增加了内镜数量和护理人员, 使内镜清洗消毒质量得到明显提高。
摘要：目的 了解本院内镜清洗消毒质量监测结果 , 采取改进措施, 规范医院内镜清洗消毒流程, 保障患者安全。方法 对内镜清洗消毒质量进行采样监测, 并对质量监测结果进行比较。结果 清洗方法的改进能有效提高内镜的检测合格率, 差异有统计学意义 (χ2=9.671, P<0.01) 。结论 医院应重视内镜消毒质量监测, 通过持续改进, 不断规范内镜清洗流程, 提高内镜清洗消毒质量。
关键词：内镜,清洗消毒,质量监测,改进
参考文献
[1]杨萍, 莫健莲, 李远.多酶清洗剂在消化内镜清洗中的应用.护理实践与研究, 2009, 6 (13) :26-28.
[2]曹小青.合理使用多酶洗液在呼吸道内镜清洗中的效果.当代护士, 2013 (6) :167-168.
[3]谢亮, 周哲华, 王恒辉, 等.2009-2011年嘉兴市6所医院内镜清洗消毒效果监测分析.中华医院感染学杂志, 2013, 23 (19) :4754-4756.
清洗工艺改进 篇7
1 现状描述
1.1 因充装介质不同采用普、特洗两种方式。普洗介质:汽柴油;特洗介质:航空煤油。
1.2 操作方式:员工进入罐体后, 使用清洗剂, 采取手持抹布、笤帚、拖布对罐体擦拭、清扫, 直至化验人员检验合格即罐内无杂质、无水污、无油垢为达到合格标准。
2 现状分析
2.1 运输销售中心机车二队洗槽员工年龄结构偏大, 平均年龄52 岁, 员工作业时需上下出入罐体, 行动要求灵活敏捷。作业员工年龄偏大势必影响操作, 造成安全隐患。
2.2 作业环境差。罐体内作业受外界气温影响大, 夏天罐体温度高, 作业时罐体内温度甚至达到近40摄氏度。高温作业对人体造成较大伤害。
2.3 危险系数高。罐车清洗作业时罐内挥发气体与外界空气混合形成爆炸性气体, 遇静电打火等易产生爆炸事故。清洗罐内作业时间较长时, 有毒气体侵入人体造成作业人员人身伤害事故。
2.4 成本支出大。按市场价计算 (水、电、蒸汽与炼油部内部结算) 水、电、蒸汽、清洗剂及清洗辅助工具购置费, 全年需支出320万元。消耗量大, 成本高。
2.5 操作单一, 易造成思想麻痹。此操作技能不高, 但岗位要求安全责任心强, 单一简单操作易造成员工思想麻痹大意, 造成安全事故。
3 风险分析
3.1 汽、柴油对人体危害大。汽油属于一级易燃液体, 易燃、易爆、易挥发, 易产生静电和热膨胀, 对人的皮肤、中枢神经系统、骨髓造血机能产生不良影响。柴油在2015年《国家危化品目录》中增加录入, 界定柴油为危险化学品。
3.2 夏天罐内高温作业危害大。罐体作业属进入受限空间作业。罐车清洗前, 需通入热蒸气, 加之罐口小, 形成了高温作业环境, 存在有害物质, 多种因素对工人身体影响大而复杂, 可导致中暑、窒息、中毒甚至死亡。
3.3 易造成环境污染。清洗罐车采用开罐作业, 罐内有毒气体挥发造成空气污染, 形成环保事故。
4 消减风险的改进建议
4.1 完善作业方案
4.1.1 开展作业前培训。进行作业前教育, 按照《运输销售中心机车二队洗槽站工艺技术规程》, 严格执行各项规定, 明确分工, 统一指挥, 指派专人对作业现场、清洗作业过程, 安全措施进行监管。同时加强作业前安全教育, 警钟长鸣, 提高员工安全意识。
4.1.2 做好“温馨提示卡”工作, 作业前了解作业人员思想与身体状况, 确保身体健康, 精神状态良好。
4.1.3 查看作业人员劳动保护用品的穿戴情况。规范着装, 戴好防毒面具, 穿防静电的工作服、工作鞋、戴好手套、口罩、毛巾等防护用品, 使用防静电的铝锅、电锨、防爆手电等作业工具。
4.1.4 清理作业现场。清洗结束, 应将收集的残渣、残油、杂物立即运送到指定位置, 清洗使用的工具集中放置, 妥善管理, 做到“工完料净场地清”, 实现文明施工。
4.2 引进新技术
自动化的高压水射流铁路罐车清洗系统是当前国内外先进的罐车清洗方法, 具有清洗效率高、成本低、质量好特点, 与天津石化罐车清洗工艺匹配, 可以应用。
自动化高压水射流铁路罐车清洗系统构造:高压清洗机、三维洗罐器及进给机构、牵引装置、控制操作系统。它的工作原理:通过高压水转换装置将水经数级加压, 使其压力至数百个大气压, 再经过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的“水射流”, 这种“水射流”具有巨大的打击能量, 达到使罐车内部清洁的作用。与人工清洗相比, 具有安全、快捷、经济、环保等特点, 主要表现在:
4.2.1 安全可靠。高压水射流自动化铁路罐车清洗全部由机械进行操作, 不需工人进入罐体, 完全能够避免人工操作引起的人身事故。
4.2.2 快捷高效。人工清洁一台罐车普洗需1.5 小时、特洗需8 小时, 自动化高压水射流系统普洗仅需0.5 小时、特洗需5小时, 有效缩短工作时间, 提高清洗效率, 减少罐车压时, 大幅度提高罐车周转率和使用率。
4.2.3 节约成本。高压水射流自动化清洗罐车可以大量节约水资源且由于其仅采用自来水, 节省了购买清洗剂等费用。
4.2.4 降低员工劳动强度和安全风险等级。我单位洗槽员工年龄偏大大多因年轻员工不愿从事洗槽这一工作环境差、劳动强度大、危险程度高的岗位, 采用高压水射流自动化铁路罐车清洗能够有效降低劳动强度和危险系数。
4.2.5 无环境污染。随着科技进步及人们环保意识的增强, 企业对环保问题日益重视, 由于高压水射流洗罐装置以水作为介质, 对环境不会造成任何污染, 属于环保作业。
引进技术需要购置设备, 增加设备购置费支出, 先进技术减少人工, 节约人工成本, 从长远考虑, 还是有必要的。