中医药企业炮制车间粉尘爆炸风险防控及消防设施优化设计

1 中医药炮制车间粉尘爆炸的风险机理与特性分析

1.1 粉尘爆炸的三要素协同作用机制

中医药炮制过程中产生的粉尘主要包括植物类（如当归、黄芪粉碎物）、矿物类（如石膏、炉甘石细末）及动物类（如阿胶、地龙研磨颗粒），其中含碳有机物粉尘（如蒲黄、松花粉）具有较强的可燃性。粉尘爆炸的发生需满足"粉尘云-点火源-密闭空间"三要素的耦合作用：当粉尘浓度处于15-600g/m³ 的爆炸极限范围内，遇到明火、静电火花或机械摩擦火花（如粉碎机轴承过热），在相对密闭的车间环境中（如炒药机、筛选间）极易引发连锁反应，冲击波会进一步扬起沉积粉尘形成二次爆炸，破坏力呈几何级放大。

1.2 中医药粉尘的特殊危险性表现

与化工、粮食加工等行业相比，中医药粉尘具有独特的风险特性：一是成分复杂性，部分药材粉尘（如艾叶、肉桂）含有挥发油成分，燃点可低至 ，且易因氧化放热发生自燃；二是颗粒形态多样性，如煅石膏的超细粉尘（粒径 <10μm ）易形成稳定粉尘云，而煅龙骨的不规则颗粒则可能因撞击产生火花；三是工艺关联性，炮制过程中的炒制、煅淬、粉碎等工序交替进行，粉尘产生与扩散呈现间歇性波动，增加了风险防控的动态难度。

2 炮制车间粉尘爆炸风险防控体系构建

2.1 源头控制：工艺优化与粉尘产生抑制

2.1.1 清洁生产技术应用

采用"湿法炮制"替代传统干法工艺，如将当归切片改为浸润后低温剪切，可使粉尘产生量降低 60% 以上；对必须干法操作的工序（如煅法），推行"密闭-负压"一体化设备，通过炒药机自带的除尘装置实现粉尘即时收集，减少车间环境扩散。

2.1.2 物料特性改良

对黏性较强的药材（如熟地、蜂蜜）进行预处理，添加食用级惰性辅料（如淀粉）降低粉尘黏性，防止管道堵塞导致的粉尘堆积；控制干燥环节的温度梯度，避免药材因过度干燥形成脆性颗粒，从源头上减少粉尘产率。

2.2 过程管理：粉尘监测与隐患排查

2.2.1 智能监测系统建设

在车间关键节点（如粉碎机出口、除尘管道弯头）安装激光散射式粉尘浓度传感器，实时监测粉尘浓度变化，当浓度达到爆炸下限的 50% 时自动触发预警；结合车间温湿度传感器数据，建立"浓度-温湿度"联动模型，预判粉尘云形成风险。

2.2.2 动态清扫机制

制定"班清-日清-周清"三级清扫制度：班组每班结束后使用防静电吸尘器清理设备表面，采用湿法擦拭地面沉积粉尘；每日停工后对管道、通风死角进行压缩空气吹扫（需使用防静电喷嘴，压力 ⩽0.3MPa ）；每周进行全面深度清洁，重点检查屋顶、灯具等高处粉尘堆积情况，确保车间粉尘沉积厚度不超过 0.5mm 。

2.3 点火源管控：全方位危险源消除

2.3.1 电气设备防爆改造

车间内所有电气设备（如电机、照明）采用 ExdIICT4 级防爆设计，电缆布线穿镀锌钢管密封，避免粉尘进入设备内部；对静电敏感区域（如筛选工序），安装静电接地装置，确保设备接地电阻 ⩽4Ω ，操作人员配备防静电工作服与导电鞋。

2.3.2 机械火花防控

粉碎机、筛选机等高速运转设备设置过载保护装置，当轴承温度超过70% 时自动停机；设备传动部位采用非金属材质（如尼龙齿轮）替代金属部件，减少摩擦火花产生；在物料输送管道弯头处加装耐磨陶瓷衬里，降低颗粒撞击能量。

3 消防设施优化设计策略

3.1 主动灭火系统：快速响应与精准控火

3.1.1 超细干粉灭火系统

针对炮制车间空间布局复杂的特点，采用全淹没式超细干粉灭火系统，设计浓度不低于 6kg/m³ ，响应时间 ⩽30s 。在炒药机、粉碎机组等重点设备上方安装局部应用喷头，结合红外火焰探测器实现"点对点"精准灭火，避免传统喷淋系统对药材造成污染。

3.1.2 惰性气体保护技术

对密闭式炮制设备（如煅药炉）采用氮气保护，将设备内部氧含量控制在 8% 以下，从根本上阻断燃烧反应；在除尘系统的布袋除尘器内设置二氧化碳灭火装置，当温度传感器检测到滤袋过热（ >180^∘C ）时自动喷放，防止粉尘在滤袋表面阴燃。

3.2 被动防护系统：爆炸遏制与冲击波缓冲

3.2.1 泄爆装置优化布置

根据车间建筑结构，在粉尘云易形成区域（如粉碎间）设置泄爆墙，采用轻质泄压屋盖（泄压面积与房间体积比 ⩾0.05m²/m³ ），泄爆方向避开人员通道与关键设备；对无法设置外部泄爆的区域（如地下炮制间），安装无焰泄爆装置，通过金属网与阻燃织物组合结构吸收爆炸能量，防止火焰外泄。

3.2.2 抗爆结构设计

车间墙体采用轻质混凝土砌块（厚度 ⩾200mm ），门窗选用抗爆压力 ⩾ 0.2MPa 的钢制防爆门，门框与墙体缝隙使用防火密封胶填充；设备基础设置独立减震装置，避免爆炸冲击波导致的设备倒塌次生灾害。

3.3 疏散与应急系统：人员安全保障

车间内安装应急照明与疏散指示系统，采用低位置指示灯（距地面0.3m ）配合声光报警装置，在断电或浓烟环境下引导人员疏散；设置"双通道"疏散路线，主通道宽度 ⩾1.2m ，辅助通道与主通道之间每隔 50m 设置连通口，确保疏散距离不超过 30m 。

4 风险防控与消防设施的协同管理

4.1 全生命周期安全管理模式

将粉尘防控纳入设备全生命周期管理，新设备采购需满足《粉尘防爆安全规程》（GB15577）要求，安装前进行防爆性能检测；定期对除尘系统、灭火装置进行功能性测试，如每月进行超细干粉喷射模拟试验，每季度校验泄爆装置的开启压力（应控制在 0.05-0.15MPa ）。

4.2 人员安全素养提升

构建"管理层-班组长-一线员工"三级培训体系：管理层重点掌握风险评估方法与应急决策；班组长接受粉尘检测仪器操作培训，具备隐患排查能力；一线员工需熟悉本岗位粉尘特性与灭火器材使用，考核合格后方可上岗。建立"安全积分"制度，将粉尘防控措施执行情况与绩效挂钩，形成全员参与的安全文化。

结语：

综上所述，中医药炮制车间的粉尘爆炸风险防控是一项系统性工程，需从工艺本质安全、动态过程管控、消防设施优化三个维度协同发力。未来随着智能制造技术的发展，可探索"数字孪生 _.+AI 预警"模式，通过构建车间虚拟仿真模型，模拟不同工况下的粉尘扩散路径与爆炸演化过程，实现风险的超前预警与精准防控。同时，应加强中医药特色粉尘爆炸机理研究，制定行业专属的安全标准，让传统技艺在现代安全管理体系的护航下焕发新的生机。中医药企业需以"安全传承"为理念，将粉尘防控与工艺创新、质量提升深度融合，通过技术进步与管理优化，筑牢安全生产防线，为中医药事业的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]邓涵匀，于立富，张福群，等.含脲醛树脂胶木粉尘爆炸特性试验研究[J].消防科学与技术，2025，44（08）：1048-1055.