医药冷库建设技术不断升级

基于医药冷库在医药冷链中的重要性日渐得到重视,法规政策及市场对医药冷库软硬件设施设备、仓储温湿度实时监测等方面提出了更高的要求,带动了医药冷库建设技术的不断升级。

随着我国医药物流的发展,医药冷链物流作为医药物流行业的细分市场之一,近年来也得以迅速发展。数据显示,年,我国医药冷链销售额达.03亿元,同比增长20.1%;据中国物流与采购联合会医药物流分会预测,至年,我国医药冷链销售额将突破亿元。特别是在疫情防控常态化背景下,保障防控新冠肺炎的药品、器械等物资的生产和供应对我国的医药冷链物流提出了更高的要求,同时也为相关企业带来了新的发展机遇。

日前,北京嘉德实创制冷科技有限公司总经理撒厚颋接受了本刊专访,为我们介绍了医药冷库建设的关键技术及最新发展趋势

记者:据了解,嘉德实创是目前国内较大的医药冷链工程商之一,参与了众多医药企业的冷库建设项目,请您介绍一下公司发展的详细情况。

撒厚颋:北京嘉德实创制冷科技有限公司成立于年,是一家集医药冷库、食品冷库、餐饮冷库、酒窖、工业冷库制冷系统,以及除湿系统、加湿系统、温湿度监测系统等冷链物流相关配套设施于一体,具备建筑机电设备工程安装、压力管道安装改造维修、冷库设备与冷藏车的维修安装资质的大型综合服务性现代化企业。

特别是在医药冷库建设方面,嘉德实创参与了国药控股、国药物流、华润集团、上药集团、重庆医药、DB、DHL、强生、赛诺菲等多家国内外医药企业的冷库建设项目,拥有医药冷库专利6项,软件著作权11项,并在实践中不断引进和创新制冷工艺技术,完善解决方案。

记者:与其他行业相比,医药冷库建设的特殊性具体体现在哪些方面?

撒厚颋:医药冷库主要用于存放与医疗和药品相关的产品,以确保其质量安全,不同的产品所需的储存温度不同。因此,一般医药冷库建造类型是根据温度范围的不同来划分,如药品冷库、血液冷库、疫苗冷库、生物试剂冷库、血浆冷库、细胞冷库等。其中,疫苗冷库、药品冷库、血液冷库的温度都在-5℃~8℃左右(每一细分类的温度要求会有少许差别),生物试剂冷库、血浆冷库、细胞冷库的温度范围通常在-18℃~-80℃左右,属于低温和超低温冷库。

医药冷库的特殊性主要体现在以下几个方面:

1.冷库安全性:医药冷库需要每时每刻都要保持在需要的温度范围内,也就是说无论制冷设备出现故障或是停电的情况下也需要维持仓库温度在所需的范围内。

2.冷库温度精准度:医药冷库需要更精确的温度控制,不可出现低于或高于设定温度范围的情况,应处理好室内制冷设备化霜造成的仓间温度波动。

3.冷库湿度控制:医药冷库仓间湿度需要维持在35%~75%,需要配备除湿机。

4.冷库监测系统:医药冷库必须配置温湿度监控报警器。温湿度监控报警器能实时监控医疗冷库内的温度和湿度,能在库温超出设定温度时短信报警或声光报警。以便冷库操作人员及时处理。

温湿度记录仪

记者:基于上述特性,医药冷库的制冷系统建设有哪些要求?

撒厚颋:年新修订的《药品经营质量管理规范》(即新版GSP)提高了对冷链药品储存、运输设施设备的要求,特别规定了冷链药品运输、收货等环节的交接程序和温度监测、跟踪和查验要求,对高风险品种的质量保障能力提出了更高的要求。这一变化也对医药冷库的建设带来一系列影响,具体表现在以下几个方面:

1.医药存储库的设计建设需要符合医药全程冷链运输的要求,不能出现断链的现象。药品从工厂生产后通过冷链运输车送到全国各冷藏库进行下分,在冷藏运输车与冷藏库对接时需要采用专用无断链物流装卸口,配置充气门封和卸货升降平台。

充气门封

提升门及伸缩式卸货平台

2.每间冷库需要配置双制冷系统。药品需要一直储存在所需要的温度范围内,但是制冷设备难免会有出现故障的时候,所以采用双制冷系统,每套制冷系统均可独立运行,互不影响。当一套制冷系统出现故障时,另一套系统自动运行以保证库内温度在设定的范围内。

单间冷库双制冷主机

3.需要配置双电源,避免因为停电造成制冷系统停机。双电源的实现方式为双路供电或是采用备用发电机,主电源配电柜采用自动切换模式,在一路电出现停电的情况下可以自动切换到备用电源。

双电源配电柜

4.需要配置温湿度监控系统,24小时全天候进行监控,配置UPS电源。

记者:近年来国内医药冷库建设发生了哪些变化?

撒厚颋:医药冷库是医药物流货物安全的重要保障,随着法规体系的不断完善,基于市场需求和医药冷库技术的不断发展,医药冷库建设得到高度的重视。两票制、带量采购、新《药品管理法》、首部《疫苗管理法》颁布实施、“互联网+”医疗等医改政策,使医药供应链呈现扁平化、柔性化、自动化、智能化的发展趋势。法规政策对医药冷库软硬件设施设备、仓储温湿度实时监测等方面提出了更高的要求,这也对医药冷库建设提出了最基本的要求。

据中国物流与采购联合会医药物流分会调研资料显示,截止年底,我国医药物流仓库仓储面积为.87万平方米,较上一年增长17.13%,各类仓库中冷库面积80.6万平方米,占比为3.9%。特别是今年以来新冠疫苗的研发和生产进一步带动了各大药企集中扩建生产和存储仓库的需求。

在技术方面,由于近年来冷库存在的火灾、氨气泄露等安全事故层出不穷,人们对医药冷库设计以及安全隐患疑问也上升到了一个新的高度。同时,国家推广节能环保方针,制冷剂R22被禁用,冷库保温结构最低防火等级调整到B1级,越来越多的医药冷库采用防火等级为A1级的保温板,医药冷库照明也从原来的三防荧光灯替换为更加节能的LED三防灯等,这些变化无疑对医药冷库的库内格局、冷制方案、冷桥控制的科学设计提出了更高要求。

同时,医药冷库建设的智能升级正在成为一种市场需要,智能冷库管理系统的出现可以实现对冷库货物入库、库内管理、货物出库、安全管理等环节作业的远程监控与管理,并且系统具有良好的开放性,能够无缝接入制冷控制系统。管理人员可以通过手机软件实时了解制冷系统的运行状况和冷库内温度变化的情况,确保药物处于温度相对稳定的环境下。

记者:资料显示,国外研制的新冠疫苗需要在-70℃的环境保存,这是否会对现有的冷库制冷系统建设带来新的挑战?具体表现在哪些方面?

撒厚颋:-70℃的保存环境属于超低温冷库范畴,其对冷库建筑、施工、制冷系统都会有更高的要求,具体表现如下:

1.冷库建筑造价较高,冷库除了有一套价格昂贵制冷设备外,建筑本身造价也大大高于普通医药冷库,这是因为它必须设置一层不可缺少隔热层,仅此一项费用往往就会超过普通医药库造价两三倍。

2.施工质量要求高,冷库建筑构造复杂、隐蔽工程较多,如果施工中粗心大意,在冷库降温投产后发现问题,那是很难维修和补救。因此,保证和提高冷库施工质量,及时检查发现问题,作好隐蔽工程施工验收,是延长冷库建筑寿命、增加生产能力、提高冷藏质量重要保证。

3.制冷系统复杂,如要达到-70℃低温,需要复叠制冷系统。复叠制冷系统由于采用两套独立的高低温回路,冷量藕合要求高、高低温环路启动时间间隔控制难度大,同时低温环路需要安装油分离装置解决压缩机回油困难的问题。另外,系统所用的压缩机必须是多缸压缩机或是串联多台的压缩机,造价较高。

目前中国科学团队研发的是能够在2℃~8℃的条件下储存运输的新冠疫苗,与狂犬病疫苗、手足口疫苗、甲肝疫苗等一样,属于业界常规。但如果新冠疫苗要在国内实现大规模接种,势必需要相关企业加大储运和配送能力建设。据了解,年以来,国药、上药、九州通等具备疫苗配送资质的医药物流龙头企业都在纷纷加大疫苗冷链体系建设投入。年9月8日,国药控股与复星医药签署了关于BioNTechmRNA新冠疫苗的物流战略合作协议,将共同建立疫苗冷链体系,包括疫苗的储运和配送,以整体提升疫苗供应链服务等。在此次合作中,国药控股将按指令完成疫苗收货、验收、入库、储存、在库养护、配送、退货、回收及疫苗追溯系统的信息集成等业务,并将疫苗储运冷链信息数据与疫苗流通和接种管理信息系统进行对接,纳入监管范围。年8月31日,上海医药和新冠疫苗研发企业康希诺达成合作协议,将在全国范围内开展疫苗产品存储、配送以及供应链服务合作。九州通半年报显示,报告期内,公司冷链事业部搭建了北京、上海、成都、武汉、广州5条冷链主干线班车,覆盖全国个城市冷链正逆向物流网络,具备运输疫苗等产品的冷链物流条件。

事实上,无论哪种形式的疫苗,本质上都是生物成分,如温度过高过低或不稳定,都会使其生物成分变性,影响到疫苗的活性或免疫原性而失效。因此疫苗从生产、贮存、运

记者:围绕实现精确的医药冷库温湿度控制,目前有哪些关键技术和实现方式?

撒厚颋:嘉德实创在参与众多医药冷库制冷系统建设过程中不断改进和创新技术和实现方式,摸索出了一套适用于医药行业的制冷系统设计和实施方案。

在实现冷库温度精准度控制方面:

1.采用纤维布袋风道送风,通过多排小孔出风,空气分布每点均匀一致,实现真正理想的整体均匀送风,保证冷库内温度的均匀性。

2.采用电子膨胀阀更精确的控制进液,电子膨胀阀可以实现库温±0.5℃波动,有效解决冷库温度向下滑移,防止冷库温度超过设定温度的下限。

3.分段融霜模式及交叉化霜。当冷库处于融霜模式下,现阶段冷库室内设备主要采用电加热管形式进行融霜,一般电功率比较大,会造成冷库温度上升,在低温冷库中表现更突出。嘉德实创率先通过把融霜加热丝分成多组分时间段融霜,通过PLC多点控制,把冷冻库温度控制在设定范围内,最大程度的减少室内机化霜对库温的影响。

单间冷库室内机双系统

同时,通过化霜控制器实现交叉化霜,也就是在多间冷库的工程中,同一间冷库只允许有一台制冷室内机处于化霜模式下。

在冷库湿度控制方面,医药冷库通常采用制冷除湿机进行除湿,具有安装方便,易于维护、除湿效率高等特点。

但对于单间医药冷库面积比较大的情况下,采用制冷除湿机不经济且除湿效果不理想。对此,可以采用单库多台转轮除湿机进行除湿,该方式在国药山西物流新建项目中应用效果显著。

此外在北方,尤其是冬季,阴凉库维持在15℃以上需要进行加热。在加热的状态下,库内空气湿度一般低于35%,这时候需要考虑进行加湿。采用高压微雾加湿器和微雾汽化箱的形式进行加湿,可有效控制湿度在35%以上。

上述技术与温湿度监测管理系统相配合,完美解决了医药冷库建造中的技术难点。

记者:当前中国医药冷链物流持续发展,三方医药物流企业的冷库建设需求呈现哪些特点?未来会有怎样的趋势变化?

撒厚颋:现阶段医药冷库基本都是医药企业和第三方物流公司进行建设,需要先建设好仓库,再在仓库内部搭建冷库。这种做法对于有固定建设用地的医药企业是没有问题的。但对于第三方物流公司而言,他们大多是对租赁仓库进行改造,一方面建筑本身的施工质量存在不确定性,另一方面租赁期满后拆除也比较麻烦,拆除后保温体不可循环利用,造成很大的浪费。针对这种情况,我认为集装箱式的冷库技术或许会成为未来的一个发展方向。

此外,随着互联网的发展,医药冷链也许会出现物流共享模式。集约化规模化的建设医药冷库,采用共享模式;医药企业可以根据自身发展的趋势选择租赁医药冷库的规模,这样能大大减少医药企业在物流过程中医药冷库的建设成本,规模化建设的冷库由专业的物业进行维护管理,医药企业不需要配备专业的工程师既降低了管理费用也降低了技术风险。

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