研發實驗室空壓機系統應採用獨立供氣或由工廠產線分接?

我們拜訪過許多研發實驗室或品質設計測試中心的客戶, 沒有工廠的研發型企業基本上研發實驗室與品質設計測試中心是獨立的空壓機系統; 然而許多自己有工廠且這幾個研究發展與品質部門使用的空壓機, 多數生醫製藥廠或IC高科技工廠會利用既有使用的空壓機系統分接工廠或產線空氣管路給 研發實驗室與品質設計測試中心使用，我們認為採用這種方式有幾點必須加以考量的：

研發專案需求與工廠生產時段匹配

研發實驗室或品質設計測試中心的作業是依據專案進度的里程碑需求，實驗或測試時經常必須執行到深夜, 或者是利用非上班的假日使用壓縮空氣來進行試驗；因此會有大部分的時間即使工廠產線是休息停線的，工廠大馬力數的空壓機仍舊必須啟動運轉來供應實驗室的用氣。這樣常見的情境會造成下列的影響 :

1. 工廠產線用氣量大, 實驗室用氣量小; 舉例而言, 一座生醫製藥工廠可能需要使用到30~100馬力的無油螺旋式空壓機排氣量. 而研發實驗室卻只可能只需要1~5馬力的無油渦卷式空壓機排氣量. 如此, 大馬力空壓機啟動打氣沒多久就需要空車, 再過一陣子就會空久停機; 然後又沒多久又要啟動打氣, 於是陷入啟停頻繁的應用工況, 導致耗電以及影響空壓機的轉動部品損害。(下圖即是30馬力螺旋式空壓機應對3~5馬力排氣量需求的工況所呈現的空壓機運轉狀況)
2. 螺旋式空壓機只要啟動運轉, 即使是不產生排氣量的空車狀況, 仍舊會有70%左右的耗能耗電; 而且雖然是空車, 但是軸承與潤滑油等仍舊在執行功能, 計算進去運轉時數以比對需要保養的時間點; 也就是說, 分接管路至研發實驗室或品質設計測試中心會增加大馬力空壓機的運轉時數而增加維護保養費用。
3. 廠務或工務或工程部門人員通常主要是以支援工廠產線為主, 通常會搭配工廠產線作息; 如果研發實驗室需要用氣時, 是否能夠配合作業或者必須由研發實驗室人員自行操作, 這也是一個考慮因素.

管路長度, 管路洩漏與壓縮空氣品質

工廠的空壓管路路徑通常十分長, 經過分接會更加長，因此需要許多金屬管並經過彎頭與閥門…等配件，管路洩漏達25%以上 (請參考下圖國際統計資料)；研發實驗室與品質設計測試中心的壓縮空氣品質：乾燥程度、微生物允許量、含油分量以及固態顆粒雜質…等相對難以掌握。

通常壓力露點低於-26℃就能夠抑制微生物滋長, 如果管路產生洩漏, 依據費克定理 (Fick’s Law) 會讓管外的水分子特過洩漏口擴散至管內影響壓縮空氣乾燥程度; 空壓管路越長, 末端管路的壓縮空氣品質越難掌控!

密閉空調空間的實驗室更須在意壓縮空氣品質

研發實驗室與品質設計測試中心多為密閉空調空間，各種過濾器與濾材的品質與隨著時間遞減的過濾效果難以確保不佳的空氣品質透過設備與裝置的氣動閥, 氣壓缸或電磁閥閥門或噴嘴釋出影響空間空氣品質。

要控制壓縮空氣品質對於實驗結果減少非預期變數的影響, 縮短與其他系統的連結是一個相對較可靠的作法; 因此, 我們建議等級越高的研發實驗室應該盡量避免由工廠產線或其他來源分接空壓管路!

尤其多數食品飲料與化妝品工廠或部分保健食品工廠採用有油式空壓機 (只要末端使用作業區符合ISO 8573-1 Class 1.2.1空氣品質等級, 不直接或間接接觸到食材也是被HACCP或ISO 22000接受的), 之後再採用活性碳過濾器或活性碳槽來吸附油氣通常還是無法完全擄獲攔阻油氣; 採用分接進入研發實驗室或食品安全實驗室後, 在儀器設備運作時各種裝置釋放壓縮空氣到密閉空調空間, 對於長期處在密閉空調空間的科學家, 研發工程師或品質工程師以及研究助理的身心健康都不是好的環境!

至於研發型新創公司需要長期研發奮戰, 尤其在生醫製藥公司與IC設計公司，必須持續且長期地投入產品技術研發與製程研究發展、品質確效、認證與核准以及市場開發；許多設備的需求往往是依據專案應運而生, 無法說得準何時需要哪種固定規格的設備. 因此，無油渦卷式空壓機系統GoUseAir長期租用彈性換機的服務方案, 對於增加研發型新創企業的效率、營運彈性與減少資本支出更顯出是彌足珍貴的專業服務!

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