中效箱式空氣過濾器在製藥潔淨廠房中的選型與配置 一、引言 在製藥行業中，潔淨廠房的空氣質量控製是保障藥品生產安全與質量的核心環節。根據《GB50457-2019 醫藥工業潔淨廠房設計規範》和ISO 14644-1...
中效箱式空氣過濾器在製藥潔淨廠房中的選型與配置
一、引言
在製藥行業中，潔淨廠房的空氣質量控製是保障藥品生產安全與質量的核心環節。根據《GB50457-2019 醫藥工業潔淨廠房設計規範》和ISO 14644-1標準，不同潔淨等級對空氣中懸浮粒子濃度有著嚴格的要求。中效箱式空氣過濾器作為空氣淨化係統的重要組成部分，在初效過濾之後、高效過濾之前承擔著關鍵的中間淨化任務，其性能直接影響到整個潔淨係統的效率、能耗及運行成本。
本文將圍繞中效箱式空氣過濾器的基本原理、產品參數、選型依據、配置策略以及國內外應用案例展開詳細分析，並結合實際工程經驗提出優化建議，旨在為製藥行業潔淨廠房的空氣淨化係統提供科學合理的參考方案。
二、中效箱式空氣過濾器的基本原理與分類
2.1 基本工作原理
中效空氣過濾器主要通過機械攔截、慣性碰撞、擴散效應等方式去除空氣中的中等粒徑顆粒（一般指0.5～5 μm），其過濾效率通常在30%~80%之間（按EN 779標準）。相比初效過濾器，中效過濾器具有更高的過濾精度和更長的使用壽命；而相較於高效或超高效過濾器，它在壓降和成本方麵更具優勢。
箱式結構的中效過濾器因其模塊化設計、安裝便捷、便於更換等特點，在製藥潔淨廠房中被廣泛應用。
2.2 主要分類
按照濾材類型可分為以下幾類：
| 類型 | 濾材 | 特點 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| 袋式中效過濾器 | 玻纖/無紡布 | 過濾麵積大，容塵量高 | HVAC係統主風道 |
| 板式中效過濾器 | 玻纖/合成纖維 | 結構緊湊，適用於空間受限場合 | 局部送風係統 |
| 折疊式中效過濾器 | 合成纖維/靜電材料 | 高效低阻，適用於節能需求高的項目 | GMP潔淨區 |
三、產品參數與技術指標
中效箱式空氣過濾器的性能評估需綜合考慮多個參數，主要包括：
3.1 核心性能參數
| 參數名稱 | 定義 | 常見範圍 | 測試標準 |
|---|---|---|---|
| 初始阻力 | 新過濾器在額定風速下的壓力損失 | 50~120 Pa | EN 779 |
| 終阻力 | 推薦更換時的壓力損失上限 | ≤250 Pa | ASHRAE 52.2 |
| 過濾效率 | 對特定粒徑顆粒的捕集率 | F5-F9（按EN 779） | EN 779 / ISO 16890 |
| 容塵量 | 單位麵積可容納灰塵的能力 | 300~800 g/m² | ASHRAE 52.1 |
| 風量範圍 | 可處理的大空氣流量 | 500~3000 m³/h | GB/T 14295 |
注：F5級過濾效率約為40%，F9級可達85%以上。
3.2 材料與結構參數
| 參數 | 描述 |
|---|---|
| 框架材質 | 鋁合金、鍍鋅鋼板、ABS塑料等 |
| 密封方式 | 橡膠條密封、發泡密封等 |
| 安裝方式 | 側插式、頂裝式、法蘭連接等 |
| 使用壽命 | 正常工況下約6個月至1年 |
四、選型依據與影響因素
4.1 潔淨等級要求
根據《GB50457-2019》規定，製藥潔淨廠房分為D級、C級、B級和A級，其中中效過濾器主要用於D級和C級區域的空氣淨化係統中。對於更高潔淨度要求（如B級及以上），中效過濾器多作為預過濾器使用，以保護後續高效過濾器。
| 潔淨級別 | 粒子數限值（≥0.5 μm） | 中效過濾器作用 |
|---|---|---|
| D級 | ≤3,500,000 particles/m³ | 主過濾 |
| C級 | ≤350,000 particles/m³ | 主過濾或預過濾 |
| B級/A級 | ≤3,500 particles/m³ | 預過濾 |
4.2 係統風量與風速匹配
中效過濾器的選型必須與通風係統的風量、風速相匹配。一般推薦風速為1.5~2.5 m/s，過高會導致壓損增加，過低則可能降低過濾效率。
4.3 環境濕度與溫度
在高濕環境下（相對濕度＞80%），應選用耐濕性良好的玻纖或合成纖維濾材，避免濾紙受潮失效。同時，高溫環境（＞60℃）需選擇耐溫材料。
4.4 成本與維護周期
中效過濾器的購置成本較低，但其更換頻率直接影響運行成本。因此，在滿足過濾效率的前提下，應優先選擇容塵量大、壓損小的產品。
五、配置策略與安裝要點
5.1 在空氣淨化係統中的位置
中效過濾器通常位於空調機組的中段，處於初效過濾器之後、高效過濾器之前。這種布局有助於延長高效過濾器壽命並提高整體淨化效率。
graph TD
A[新風入口] --> B(初效過濾)
B --> C{風機}
C --> D[中效過濾]
D --> E[表冷/加熱]
E --> F[加濕]
F --> G[高效過濾]
G --> H[潔淨室]5.2 多級過濾協同配置
| 級別 | 過濾器類型 | 功能 |
|---|---|---|
| 第一級 | 初效金屬網/板式過濾器 | 去除大顆粒粉塵 |
| 第二級 | 中效袋式/折疊式過濾器 | 去除中等粒徑顆粒 |
| 第三級 | 高效HEPA過濾器 | 去除微粒與微生物 |
| 第四級 | 活性炭過濾器（可選） | 去除異味與VOCs |
5.3 安裝注意事項
- 方向正確：確保氣流方向與標識一致；
- 密封嚴密：防止未經過濾空氣泄漏；
- 定期更換：根據壓差計讀數判斷是否需要更換；
- 清洗維護：部分金屬框架可拆卸清洗，提升係統清潔度。
六、國內外典型產品對比與應用案例
6.1 國內主流品牌及其性能參數
| 品牌 | 型號 | 過濾效率 | 初始阻力(Pa) | 容塵量(g/m²) | 適用潔淨等級 |
|---|---|---|---|---|---|
| 蘇州康順 | KS-ZZ-C | F7 | 80 | 600 | D/C級 |
| 上海金宇 | JY-ZX-B | F8 | 100 | 700 | C/B級 |
| 廣東科瑞達 | KRD-ZN-A | F6 | 70 | 500 | D級 |
6.2 國際知名品牌及其特點
| 品牌 | 國家 | 代表型號 | 特點 |
|---|---|---|---|
| Camfil（康斐爾） | 瑞典 | Hi-Flo M6 | 低阻高效，環保材料 |
| Freudenberg（弗洛德堡） | 德國 | Viledon Filtrete | 靜電增強過濾技術 |
| Donaldson（唐納森） | 美國 | Air Filter Series | 高溫高濕適應性強 |
6.3 實際工程應用案例
案例一：某大型生物製藥廠GMP車間（中國·江蘇）
- 項目背景：新建疫苗生產線潔淨車間，設計潔淨等級為C級。
- 配置方案：
- 初效：板式金屬網過濾器（F5）
- 中效：折疊式中效過濾器（F8）
- 高效：HEPA H13
- 運行效果：粒子濃度穩定在≤350,000個/m³，年更換頻率為1次，係統壓損控製良好。
案例二：某跨國藥企研發中心（德國·柏林）
- 項目背景：高標準實驗室空氣淨化係統，涉及細胞培養與基因研究。
- 配置方案：
- 初效：自動卷簾式過濾器
- 中效：Camfil Hi-Flo M6袋式過濾器
- 高效：ULPA U15
- 運行效果：達到ISO Class 5標準，過濾係統自動化程度高，運維成本下降15%。
七、發展趨勢與新技術展望
7.1 節能環保趨勢
隨著國家“雙碳”目標推進，節能型中效過濾器成為市場熱點。新型靜電增強型、納米纖維複合濾材等產品正在逐步替代傳統玻纖濾材。
7.2 智能監測與遠程管理
部分高端產品已集成壓差傳感器與無線通信模塊，實現遠程監控與預警功能，提升運維效率。
7.3 材料創新與抗菌塗層
為應對製藥行業對微生物控製的需求，具備抗菌功能的濾材（如銀離子塗層）開始應用於中效過濾器中。
八、結語（略）
參考文獻
- 《GB50457-2019 醫藥工業潔淨廠房設計規範》
- ISO 14644-1:2015 Cleanrooms and associated controlled environments — Part 1: Classification and testing
- EN 779:2012 Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance
- Camfil Group. (2023). Hi-Flo M6 Product Manual. http://www.camfil.com
- Donaldson Company Inc. (2022). Air Filtration Solutions for Pharmaceutical Facilities.
- 張偉等. (2021). “製藥潔淨車間空氣淨化係統設計探討”.《暖通空調》, 51(3), 45–49.
- 李明等. (2020). “中效空氣過濾器在潔淨廠房中的應用分析”.《醫藥工程設計》, 41(5), 23–26.
- 百度百科. 空氣過濾器詞條. http://baike.baidu.com/item/空氣過濾器
注：文中所列數據及圖表僅供參考，具體選型請結合現場實際情況進行專業評估。
