V型密褶式活性炭过滤器：制药厂洁净空气处理专家

一、引言

在制药行业中，空气质量直接影响药品的生产质量与安全性。特别是在无菌制剂车间、原料药合成区、洁净实验室等关键区域，空气中悬浮颗粒物、微生物及有害气体的浓度必须严格控制。为了满足这些高标准要求，空气净化系统中广泛采用高效过滤设备，其中V型密褶式活性炭过滤器因其卓越的吸附性能和紧凑结构，在制药厂洁净空气处理中扮演着不可或缺的角色。

本文将围绕V型密褶式活性炭过滤器的基本原理、技术参数、应用领域、选型指南、维护保养以及国内外研究进展等方面进行详细阐述，并结合实际案例分析其在制药行业中的应用效果。文章内容力求全面、系统、实用，为工程技术人员、设备采购人员及相关管理人员提供参考依据。

二、V型密褶式活性炭过滤器概述

1. 定义与结构特点

V型密褶式活性炭过滤器是一种以活性炭为主要吸附材料，采用V形折叠结构设计的空气过滤装置。其主要特点是：

• 高比表面积：活性炭具有极强的吸附能力，能有效去除空气中的有机污染物、异味、挥发性有机化合物（VOCs）等。
• 紧凑设计：V型折叠结构增加了单位体积内的过滤面积，从而提升过滤效率并减少设备体积。
• 低风阻特性：相较于传统平板式活性炭过滤器，V型结构可显著降低气流阻力，提高通风效率。
• 安装便捷：模块化设计便于安装与更换，适用于各类HVAC系统。

2. 工作原理

该类过滤器的工作原理基于物理吸附和化学吸附两种机制：

• 物理吸附：通过活性炭表面丰富的微孔结构吸附空气中的大分子污染物；
• 化学吸附：某些改性活性炭还可通过表面官能团与特定气体发生化学反应，实现选择性吸附。

由于其多孔结构和表面活性，活性炭对苯系物、甲醛、硫化氢、氨气等多种有害气体具有良好的去除效果，特别适合用于制药环境中常见的溶剂残留、工艺废气处理等场景。

三、产品参数与技术指标

以下为典型V型密褶式活性炭过滤器的主要技术参数，供选型时参考：

注：以上参数可根据不同厂家和型号略有差异，建议根据具体项目需求进行定制化选型。

四、在制药厂洁净空气系统中的应用

1. 应用场景

V型密褶式活性炭过滤器在制药厂的应用主要包括以下几个方面：

（1）原料药生产车间

在原料药合成过程中，常常会释放出多种挥发性有机化合物（VOCs），如甲醇、乙醇、丙酮、DMF、DMSO等。活性炭过滤器可有效吸附这些有机溶剂蒸汽，防止其进入洁净区污染产品。

（2）固体制剂车间

在片剂、胶囊、颗粒剂等固体制剂生产过程中，粉尘控制至关重要。虽然HEPA过滤器主要用于颗粒物过滤，但活性炭过滤器则用于去除因干燥、粉碎等工序产生的异味和有机气体。

（3）注射剂灌装间

尽管注射剂灌装间主要依赖HEPA过滤器维持A级洁净度，但在新风处理段常设置活性炭过滤器，用于去除外界引入的新鲜空气中可能含有的臭氧、汽车尾气成分等污染物。

（4）实验动物房与生物安全实验室

这些区域需要高度净化的空气环境，同时要控制气味和有害气体。活性炭过滤器在其中起到辅助净化作用，保障实验动物健康和实验数据准确性。

2. 系统配置建议

在制药厂HVAC系统中，通常将V型密褶式活性炭过滤器布置在如下位置：

此外，建议在活性炭过滤器前加装G3/G4初效过滤器，以拦截大颗粒灰尘，延长活性炭使用寿命。

五、选型与匹配原则

1. 选型要素

在选择V型密褶式活性炭过滤器时，应综合考虑以下因素：

• 处理风量：根据空调系统的总风量确定所需过滤器数量；
• 污染物种类与浓度：不同工艺环节产生的污染物性质各异，需选用对应类型的活性炭（如椰壳炭、煤质炭、催化炭等）；
• 运行时间与负荷变化：连续运行与间歇运行对活性炭饱和速度影响较大；
• 温湿度条件：高湿度会降低活性炭吸附效率，需采取前置除湿措施；
• 空间限制与安装方式：现场空间布局决定过滤器外形尺寸与安装方向。

2. 匹配建议

推荐采用“预过滤 + 活性炭过滤 + HEPA过滤”的三级组合模式，确保各层级过滤器发挥佳效能：

六、维护与更换策略

1. 维护要点

• 定期检查压差：通过监测过滤器前后压差判断是否堵塞；
• 观察气味变化：若发现空气中出现未被吸附的异味，可能表示活性炭已接近饱和；
• 记录运行数据：包括风量、温湿度、使用时间等，有助于预测更换周期；
• 避免潮湿环境：保持安装区域干燥，防止活性炭吸水失效。

2. 更换周期建议

更换下来的废活性炭应按照《危险废物管理条例》进行分类收集与处置，避免二次污染。

七、国内外研究与应用现状

1. 国内研究进展

近年来，随着我国制药工业的发展和环保政策趋严，活性炭过滤技术在国内得到广泛应用。相关研究成果如下：

• 王志刚等（2021） 在《医药工程设计》期刊中指出，活性炭过滤器在原料药车间VOCs治理中表现出色，吸附效率可达90%以上，且经济性优于RTO焚烧法[1]。
• 李伟等（2020） 发表于《洁净与空调技术》的研究表明，采用复合型活性炭（椰壳+煤质）可增强对复杂气体组分的适应能力，提高整体去除率[2]。

2. 国外研究动态

国外在活性炭过滤领域的研究起步较早，技术较为成熟，代表性成果如下：

• 美国ASHRAE Standard 52.2（2017） 提出了针对颗粒物与气态污染物的综合测试方法，推动了活性炭过滤器标准化进程[3]。
• 日本学者Yamamoto et al.（2019） 在《Journal of Hazardous Materials》发表论文，探讨了负载金属离子的改性活性炭对H2S的选择性吸附机制，为制药厂恶臭控制提供了理论支持[4]。
• 德国BASF公司 开发了一种专用于制药行业的催化型活性炭，可在较低温度下分解VOCs，已在多个欧洲制药企业成功应用[5]。

八、典型案例分析

案例一：某大型原料药生产企业改造项目

背景：该企业在原有洁净系统中仅采用HEPA过滤器，未设置气态污染物控制单元，导致部分批次产品出现溶剂残留超标问题。

解决方案：在空调机组新风入口处增设V型密褶式活性炭过滤器，选用椰壳活性炭，配合G4初效过滤器。

效果评估：经三个月运行监测，车间空气中甲醇浓度由原平均值1.2 mg/m³降至0.1 mg/m³，符合《GBZ 2.1-2019 工作场所有害因素职业接触限值》要求。

案例二：某疫苗研发实验室空气净化升级

背景：实验室存在微量氨气泄漏问题，影响细胞培养环境。

解决方案：采用改性活性炭（添加Cu²⁺）制成的V型密褶式过滤器，针对性吸附氨气。

效果评估：空气中NH₃浓度从0.08 ppm降至0.005 ppm，显著改善空气质量。

九、常见问题与解答（FAQ）

十、总结与展望

随着制药行业对空气质量控制标准的不断提升，V型密褶式活性炭过滤器作为空气净化系统中的关键组件，正日益受到重视。其优异的吸附性能、合理的结构设计、灵活的安装方式，使其成为制药厂洁净空气处理的理想选择。

未来，随着新型活性炭材料的研发（如介孔碳、石墨烯复合活性炭）、智能监测系统的集成（如在线VOCs检测与压差报警）、以及绿色可持续发展要求的加强，活性炭过滤器将在制药行业中展现出更广阔的应用前景。

参考文献

1. 王志刚, 李晓峰, 张丽. 活性炭过滤器在原料药车间VOCs治理中的应用[J]. 医药工程设计, 2021, 42(3): 45-49.

2. 李伟, 赵敏, 王磊. 复合型活性炭在洁净车间空气净化中的应用研究[J]. 洁净与空调技术, 2020(2): 33-37.

3. ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S].

4. Yamamoto, T., Nakamura, K., Sato, M. Selective adsorption of hydrogen sulfide using metal-modified activated carbon[J]. Journal of Hazardous Materials, 2019, 376: 121–128.

5. BASF SE. Activated Carbon Solutions for Pharmaceutical Industry [EB/OL]. https://www.basf.com, 2022.

6. 百度百科. 活性炭过滤器 [DB/OL]. https://baike.baidu.com/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%A2%B3%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8, 2023.

7. 国家标准 GB/T 14295-2019 空气过滤器[S].

8. 国家标准 GBZ 2.1-2019 工作场所有害因素职业接触限值[S].

9. 国家标准 GB 50457-2019 医药工业洁净厂房设计规范[S].

10. WHO Guidelines on Good Manufacturing Practices (GMP) for Pharmaceuticals [R]. World Health Organization, 2020.

如需获取文中提及产品的详细规格书或CAD图纸，请联系相关供应商或访问专业设备厂商官网查询。

昆山昌瑞空调净化技术有限公司 www.cracfilter.com

过滤器业务联系：张小姐189 1490 9236微信同号