Đề tài Nghiên cứu các giải pháp công nghệ trong thiết kế chế tạo các thiết bị xử lý bụi, vi khuẩn, độc tố hóa chất, nước để nâng cao chất lượng các sản phẩm dược và thuỷ sản xuất khẩu

3 BỘ KHCN BQP TTNĐVN CNPN BỘ QUỐC PHÒNG TRUNG TÂM NHIỆT ĐỚI VIỆT – NGA CHI NHÁNH PHÍA NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỀ TÀI KC.06.06CN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI, VI KHUẨN, ĐỘC TỐ HÓA CHẤT, NƯỚC ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁC SẢN PHẨM DƯỢC VÀ THUỶ SẢN XUẤT KHẨU (Thuộc Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước KC.06) (Bản chỉnh sửa sau khi nghiệm thu cấp nhà nước) Tiến sĩ VŨ VĂN TIỄU TP. Hồ Chí Minh, 5 – 2004 4 BỘ QUỐC PHÒNG TRUNG TÂM NHIỆT ĐỚI VIỆT – NGA CHI NHÁNH PHÍA NAM Số 3, Đường 3/2, Phường 11, Quận 10, TP. Hồ Chí Minh BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỀ TÀI KC.06.06CN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI, VI KHUẨN, ĐỘC TỐ HÓA CHẤT, NƯỚC ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CÁC SẢN PHẨM DƯỢC VÀ THUỶ SẢN XUẤT KHẨU (Thuộc Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nước: Ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến trong sản xuất các sản phẩm xuất khẩu và sản phẩm chủ lực) Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp nhà nước, mã số KC06-06CN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI TS. Vũ Văn Tiễu TS. Nguyễn Ngô Lộc CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI PGS. TS. Ngô Tiến Hiển 5 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH 1. Vũ Văn Tiễu – Giám đốc Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Tiến sĩ, Chủ nhiệm đề tài. 2. Những người thực hiện chính: 2.1. Trần Xuân Thu – Nguyên Tổng Giám đốc Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, PGS. Tiến sĩ, Viện sĩ Viện hàn lâm khoa học điều khiển hệ thống Nga. 2.2. Nguyễn Ngô Lộc – Phó Giám đốc Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Tiến sĩ. 2.3. Nguyễn Hồng Dư – Phó Giám đốc Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Tiến sĩ. 2.4. Vũ Xuân Khôi – Trưởng phòng nghiên cứu Sinh thái cạn Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Tiến sĩ. 2.5. Hoàng Ánh Tuyết – Trưởng phòng nghiên cứu Y sinh Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Thạc sĩ. 2.6. Nguyễn Hùng Phong – Phân viện phòng chống vũ khí NBC, Trung tâm khoa học kỹ thuật - công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng, Tiến sĩ. 2.7. Nguyễn Văn Thành Nam – Cán bộ khoa học Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Kỹ sư Hóa công nghệ. 2.8. Nguyễn Văn Khanh – Cán bộ khoa học Chi nhánh phía Nam, Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga, Thạc sĩ bác sĩ. 2.9. Nguyễn Quốc Anh – Phân viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động TPHCM, Kỹ sư. 2.10. Phạm Việt Thắng – Trưởng phòng cơ điện Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang, Kỹ sư. CÁC CƠ QUAN PHỐI HỢP CHÍNH 1. Ph©n viƯn phßng chèng vị khÝ NBC - Trung t©m khoa häc kü thuËt - c«ng nghƯ qu©n sù - BQP 6 2. Së Khoa häc C«ng nghƯ thµnh phè Hå ChÝ Minh. 3. C«ng ty cỉ phÇn c¬ ®iƯn l¹nh REE – Tp. Hå ChÝ Minh 4. Trung t©m chÊt l−ỵng quèc tÕ – Tp. Hå ChÝ Minh 5. Tr−êng §¹i häc d©n lËp Hïng V−¬ng– Tp. Hå ChÝ Minh 6. Ph©n ViƯn nghiªn cøu khoa häc kü thuËt B¶o hé lao ®éng Tp. Hå ChÝ Minh 7. ViƯn vƯ sinh y tÕ c«ng céng TP. Hå ChÝ Minh 8. Tỉng cơc tiªu chuÈn ®o l−êng chÊt l−ỵng ViƯt Nam 9. Chi Cơc tiªu chuÈn ®o l−êng chÊt l−ỵng TP. Hå ChÝ Minh 10. Trung t©m th«ng tin Së KHCN&MT TP. HCM 11. XÝ nghiƯp liªn hỵp d−ỵc HËu Giang 12. C«ng ty cỉ phÇn xuÊt khÈu thủ s¶n Cam Ranh 13. ViƯn M«i tr−êng vµ Tµi Nguyªn - §¹i häc Quèc gia Thµnh phè Hå Chi Minh. 7 MỤC LỤC Trang Bảng chú giải các chữ viết tắt.............................................................................. 8 Danh mục các bảng biểu .................................................................................... 10 Danh mục sơ đồ qui trình công nghệ.................................................................. 11 Danh mục các hình vẽ ........................................................................................ 12 Mở đầu ............................................................................................................... 15 Chương 1 - TỔNG QUAN LÝ THUYẾT......................................................... 17 1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài............................................................ 17 1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước............................................................ 23 Chương 2 – ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM................................ 30 2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 30 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 31 2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm............................................ 31 2.3.1. Nhóm thiết bị điều chế không khí vô trùng ............................................. 31 2.3.2. Cụm thiết bị xử lý hơi hóa chất độc. ........................................................ 32 2.3.3. Cụm thiết bị xử lý nước cấp, nước thải. ................................................... 33 2.3.4. Các phương tiện cá nhân bảo vệ cơ quan hô hấp..................................... 33 Chương 3 – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐIỀU CHẾ KHÔNG KHÍ VÔ TRÙNG. .............................................................................................................. 34 3.1. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phin lọc ....................................................... 34 3.2. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị xử lý bụi, vi khuẩn................. 40 3.2.1. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo Buồng thổi gió vô trùng ............................ 41 3.2.2. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo Tủ truyền, Thiết bị cấp gió vô trùng cục bộ và Buồng an toàn sinh học cấp II. ................................................................ 47 3.2.3. Nghiên cứu thiết kế chế tạo Buồng thổi gió vô trùng laminar (LAF) ..... 52 8 3.2.4. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phòng sạch (Clean room) .......................... 57 Chương 4 – NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT SỐ THIẾT BỊ XỬ LÝ HƠI HÓA CHẤT ĐỘC HẠI. ................................................................ 68 4.1. Nghiên cứu Giải pháp kỹ thuật nhằm xử lý hơi dung môi hữu cơ nồng độ cao................................................................................................................ 68 4.2. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo Tháp xử lý mùi β-lactam........................... 72 4.3. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các tủ hút hóa chất phòng thí nghiệm........................................................................................................................ 73 4.3.1. Tủ hút hóa chất AIRSORB xử lý chất thải hữu cơ phòng thí nghiệm...... 73 4.3.2. Tủ hút hóa chất phòng thí nghiệm xử lý hơi khí độc (BS-122)................ 75 4.3.3. Thiết kế chế tạo chụp hút có cánh tay di động. ....................................... 79 4.4. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý hơi ẩm, son khí dầu và hơi sương dầu, vi khuẩn ................................................................................................. .81 Chương 5 – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI. ............................................................................................................. 84 5.1. Nghiên cứu công nghệ xử lý nước khử khoáng ........................................ 85 5.2. Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, lắp đặt hệ thống xử lý nước vô trùng cho sản xuất công nghiệp. ............................................................................. 89 5.2.1. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị vô trùng nước bằng tia cực tím (UV).................................................................................................................... 90 5.2.2. Nghiên cứu thiết kế, lắp đặt thiết bị vô trùng nước bằng phương pháp ozon.................................................................................................................. 91 5.3. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị lọc vô trùng dịch truyền, thuốc tiêm, thuốc nước bằng công nghệ lọc màng............................................... 94 5.4. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải chứa kim loại nặng và kháng sinh các nhà máy sản xuất dược phẩm .................................................. 96 9 CHƯƠNG 6 – NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC LOẠI PHƯƠNG TIỆN PHÒNG HỘ CÁ NHÂN BẢO VỆ CƠ QUAN HÔ HẤP .......... 98 6.1. Nghiên cứu giải pháp công nghệ chế tạo vải than hoạt tính ................ 100 6.2. Nghiên cứu giải pháp công nghệ nhằm giảm trở lực của khẩu trang ......................................................................................................................... 101 6.3. Nghiên cứu giải pháp tăng độ kín khít khẩu trang loại CB-823........... 101 6.4. Nghiên cứu Giải pháp tăng độ kín khít bằng thanh kim loại và mus xốp poliuretan ................................................................................................. 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................... 106 1. Một số nhận định, đánh giá chung.............................................................. 106 2. Kết luận ......................................................................................................... 110 3. Kiến nghị ....................................................................................................... 113 Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục 1- Tập bản vẽ thiết kế kỹ thuật và thiết kế chế tạo thiết bị xử lý bụi, vi khuẩn và khẩu trang phòng bụi, vi khuẩn Phụ lục 2- Tập bản vẽ thiết kế kỹ thuật và thiết kế chế tạo thiết bị xử lý hơi hóa chất độc và khẩu trang phòng độc Phụ lục 3- Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Phụ lục 4- Bản hướng dẫn sử dụng các thiết bị xử lý khí. Phụ lục 5- Xây dựng hành lang pháp lý cho các sản phẩm của đề tài: + Tiêu chuẩn cơ sở. + Tiêu chuẩn nhà nước + Đăng ký sở hữu công nghiệp 10 BẢNG CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU, ĐƠN VỊ ĐO, TỪ NGẮN HOẶC THUẬT NGỮ 1. GMP ASEAN – Hướng dẫn thực hành tốt sản xuất thuốc của các nước ASEAN (ASEAN Good Manufacturing practices Guidline). 2. Chốt gió (AIRSHOWER) là một không gian khép kín giới hạn bởi hai hay nhiều cửa đi nằm giữa hai hay nhiều buồng (thuộc các cấp sạch khác nhau) nhằm mục đích kiểm soát luồng gió giữa các buồng đó khi chuyển từ buồng nọ sang buồng kia, chốt gió có thể được thiết kế cho người hay vật liệu, với vật liệu có thể gọi là lối trung chuyển. Chốt gió cũng có thể là “tiền phòng” cho một phòng sạch trong đó xử lý các vật phẩm vô trùng. 3. Tủ truyền (PASS BOX) là một không gian khép kín được giới hạn bởi hai cửa đóng mở theo nguyên lý Interlock dùng để chuyển dụng cụ, sản phẩm, bán thành phẩm giữa các buồng có cấp độ sạch khác nhau. 4. GLP – Thực hành tốt phòng kiểm nghiệm sạch (Good Laboratories Practices ) 5. GSP – Thực hành tốt bảo quản thuốc (Good Storage Practices for pharmaceutical Products) 6. LAF – Buồng thổi gió vô trùng laminar (Laminar flow Cabinet). 7. Filter hepa – phin lọc có hiệu suất lọc từ 99,97% trở lên đối với hạt kích thước 0,3µm. 8. Filter Ulpa – Hiệu suất lọc từ 99,999% đến 99,99995% đối với hạt kích thước 0,1-0,2 µm. 9. BAS-II – Buồng an toàn sinh học cấp II (Class–Two microbiological safety cabinet) còn được gọi là thiết bị vô trùng cho người và bệnh phẩm với việc tạo thành một “bức rào không khí” ở cửa ra vào ngăn chặn không cho không khí trong khoang làm việc thoát ra ngoài và không khí bên ngoài không thể lọt vào khoang làm việc mà phải đi vào các lỗ của khay công tác tạo nên “bức rào không khí”. 11 10. Chụp hút di động – thiết bị xử lý môi trường cục bộ hay xử lý trung tâm theo nguyên lý cục bộ cho các nguồn ô nhiễm khác nhau (bụi, hơi hóa chất, nhiệt,...) 11. HACCP – Phân tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn (Hazard Analysis and critical control point training Curriculum). 12. PPC – Phương tiện cá nhân đề phòng cơ quan hô hấp. 13. ISO – Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế (International Organization for Standardisation) 14. AAS – Phương pháp phân tích quang phổ hấp thu thấy được. 15. HPLC – Phương pháp phân tích sắc ký lỏng cao áp. 16. RO – Thẩm thấu ngược. (Revers Osmosis) 17. UV– Tia cực tím có bước sóng 253,7 nM (Ultra Violet). 12 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1 – Thông số kỹ thuật của giấy lọc sử dụng để chế tạo phin lọc Hepa........ 35 Bảng 2 – Thông số kỹ thuật của một số loại giấy lọc bụi, vi khuẩn..................... 36 Bảng 3 – Chỉ tiêu kỹ thuật của Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) ............ 46 Bảng 4 - Kết quả kiểm tra tốc độ gió, ánh sáng, tiếng ồn thiết bị Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) .......................................................................... 46 Bảng 5 - Kết quả kiểm tra vi sinh thiết bị Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) ...................................................................................................... 46 Bảng 6 - Chỉ tiêu kỹ thuật của Buồng thổi gió vô trùng laminar (LAF) ................ 56 Bảng 7 – Tiêu chuẩn kỹ thuật phòng sạch (Clean Room) ..................................... 56 Bảng 8 – Kết quả kiểm tra khả năng xử lý của Hệ thống xử lý khí độc (hơi axít vô cơ) di động ..................................................................................................77 Bảng 9 – Độ sạch của một số loại nước theo chỉ tiêu điện trở suất và độ dẫn điện .................................................................................................................. 85 Bảng 10 – Kết quả phân tích chất lượng nước thải chứa kim loại nặng .............. 97 Bảng 11 – Kết quả đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của các loại bán mặt nạ phòng bụi, vi khuẩn .............................................................................................. 103 Bảng 12 – Kết quả đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của các loại bán mặt nạ phòng hơi, khí độc ................................................................................................ 104 13 DANH MỤC SƠ ĐỒ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ Trang Sơ đồ 1 - Nguyên lý qui trình chế tạo phin lọc khí vô trùng..............................38 Sơ đồ 2 - Sơ đồ nguyên lý qui trình công nghệ chế tạo các thiết bị xử lý bụi, vi khuẩn đảm bảo không khí vô trùng...............................................................56 Sơ đồ 3 - Sơ đồ nguyên lý quy trình công nghệ chế tạo các thiết bị xử lý không khí nhiễm hơi hóa chất ..................................................................................84 Sơ đồ 4 – Mô hình công nghệ hệ thống xử lý nước khử khoáng bằng trao đổi ion .......................................................................................................................87 Sơ đồ 5 – Sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết bị khử trùng nước bằng ozon...........93 Sơ đồ 6 - Qui trình công nghệ chế tạo chụp định hình phòng bụi, vi khuẩn và độc tố hóa chất CB-823 và CD-824 ..................................................................104 Sơ đồ 7 - Qui trình công nghệ chế tạo chụp nhựa phòng bụi, vi khuẩn và độc tố hóa chất PB-825 và PD-826 ........................................................................105 Sơ đồ 8 - Qui trình công nghệ chế tạo khẩu trang phòng bụi, vi khuẩn và độc tố hóa chất KB-821 và KD-822.......................................................................105 14 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1 - Tủ cấy vi sinh thổi ngang do Trung quốc chế tạo (Đã bị biến dạng và thủng màng lọc Hepa) ........................................................................................... 37 Hình 2 – Một số chủng loại phin lọc ................................................................... 38 Hình 3 - Kết cấu Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) .................................. 41 Hình 4 - Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) và sơ đồ nguyên lý di chuyển không khí........................................................................................................ 42 Hình 5 – Miệng gió........................................................................................... 42 Hình 6 - Bản vẽ lắp ghép các chi tiết của Buồng thổi gió vô trùng (AIRSHOWER) ........................................................................................................... 44 Hình 7 - Thiết bị tủ truyền (Pass Box) ............................................................... 47 Hình 8 - Bản vẽ lắp ghép các chi tiết của Tủ truyền (Pass Box) ........................ 48 Hình 9 - Thiết bị cấp gió vô trùng cục bộ............................................................ 49 Hình 10 - Bản vẽ lắp ghép các chi tiết của thiết bị thổi gió vô trùng cục bộ ...... 50 Hình 11 - Buồng an toàn sinh học cấp II và sơ đồ nguyên lý di chuyển không khí.................................................................................................................... 51 Hình 12 - Bản vẽ kết cấu Buồng an toàn sinh học cấp II và lắp ghép các chi tiết của thiết bị ..................................................................................................... 52 Hình 13 - Buồng thổi gió vô trùng laminar (LAF) do đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo lắp đặt tại Xí nghiệp liên hợp dược Hậu Giang ....................................... 53 Hình 14 - Bản vẽ kết cấu Buồng thổi gió vô trùng laminar (LAF) và lắp ghép các chi tiết của thiết bị ...................................................................................... 54 Hình 15 -Phòng sạch (Clean room) ..................................................................... 57 Hình 16-20 – Bản vẽ các chi tiết của phòng sạch .......................................... 59-67 Hình 21 - Thiết bị xử lý hơi dung môi hữu cơ nồng độ thấp................................. 69 Hình 22 - Buồng an toàn hưu cơ lắp ráp với tháp hấp thu theo nguyên lý “sủi bọt”..................................................................................................................... 70 15 Hình 23 - Bản vẽ lắp ghép các chi tiết của Tháp hấp thu theo nguyên lý “sủi bọt”..............................................................................................................