Фармацевтикалық зауыттағы сығылған ауа кептіргіштерін нөлдік ауа шығыны бар желдеткіштің сорбциялық ауа кептіргіш жүйесіне жаңарту

Жағдай зерттеуі: ірі фармацевтикалық кәсіпорны ылғалдылық пен ластану мәселелерін жаңа сорғышпен жаңартылатын сіңіргіш кептіргіштер арқылы шешті (–40°C ылғалдылық нүктесі, майсыз). Құрылғылардың жеткізілуі, орнатылуы және ROI көрсеткіштері толық сипатталған.  

Міндетті ақпарат:  Yunnan Baiyao Group Co., Ltd. — Юньнань провинциясындағы алдыңғы қатарлы фармацевтикалық өндірісші, оның өнімдеріне дәстүрлі қытайлық дәрігерлік өнімдер мен заманауи фармацевтикалық өнімдер кіреді; олардың кейбіреулері өте таза, құрғақ сығылған ауаны талап етеді. Тапсырыс берушінің барлық өндіріс желілерін қызмет көрсететін ауа жүйесі болса да, ескірген кептіргіштер ISO 8573-1 классының қатаң талаптарын қамтамасыз ете алмай қалды. Зауыт тәулік бойы үздіксіз жұмыс істейді, сондықтан тіпті қысқа мерзімді тоқтап қалу үлкен шығындар мен өнімдердің бұзылуына әкеледі.

Негізгі қиындықтар:  Тұтынушы ауа жолдарында қайталанатын ылғалдылықтың таралуымен кездескен. Қолданыстағы салқындатқыш құрғатқыштар кейде конденсаттың өтуіне жол берген, бұл стерильділіктің бұзылуына қауп төндірген. Алғашқы жүйе кіші қыздырмайтын құрғатқыштарды пайдаланған болғандықтан, үлкен мөлшерде тазарту ауасы (өткізу қабілетінің 20–25%-ы) жоғалған, нәтижесінде энергия шығыны пайда болған. Жаздың ең ыстық кезеңінде су буының қанықу нүктесі –20°C-тан төменге түскен, бұл техникалық талаптарға сай келмеген. Тұтынушы құрғатқышты жаңартуға қажеттілік туғызған, ол мыналарды қамтуы керек:

• Барлық жүктеме жағдайларында тұрақты төмен су буының қанықу нүктесін (≤–40°C) қамтамасыз ету.
• Энергия шығынын азайту үшін тазарту ауасының жоғалуын жою (нөлдік тазарту режимі).
• Майсыз ауаны сақтау (өйткені жоғарыда орналасқан майсыз винтті ауа компрессоры ластану қаупін төндірмеуі керек).
• Негізгі компрессорлық бөлмедегі барлық кеңістікті пайдаланып, ішкі санитарлық желілерді қайта жасаусыз орналастыру.

Біздің Шешімі:  Біз ұсындық: сыртқы желдеткішпен регенерацияланатын, екі қабатты адсорбциялық құрғатқыш жүйесін  зауыттың ауа ағысына қарай тиімді түрде құрылған. Көлеміне кіретіндер:

• Құрал:  Төрт үлкен модельді HR-350SGRD  сіңіру арқылы құрғатқыштар (әрқайсысы 2100 м³/сағ, яғни 35 м³/мин тең), қыздырылған желдеткіш көмегімен регенерацияланады. Әрбір құрғатқышта екі түрлі аустенитті болат бағанасы бар, олар жоғары сіңіру қабілетті сорбентпен (активтелген алюминий оксиді + молекулалық елеуіш) толтырылған. Регенерация электрлік қыздырғыш (150–200°C) пен айналадағы ауаны соратын жоғары тиімді желдеткіш арқылы жүзеге асады, бұл тазарту процесі кезінде қысылған ауаны пайдаланудың қажетін жоюға мүмкіндік береді. Салқындату осы желдеткіш арқылы қыздырылмаған айналадағы ауа арқылы жүзеге асады. Нәтижесінде жұмыс істеу кезінде қысылған ауаның шамамен нөлдік тұтынуы қамтамасыз етіледі. Жүйе стандартты жұмыс режимінде су мазмұны бойынша ISO 8573-1 Класс 2 талаптарына сай, қысымдағы су буының қаныққан нүктесін ≤ –40°C деңгейінде тұрақты қамтамасыз ете алады.
• Ауа сүзгісі:  Нөлдік май өткізуін қамтамасыз ету үшін алдын ала және кейінгі сүзгілер (0,01 мкм FDA стандартына сай коалесценттік сүзгілер) жеткізілді.
• Контрольная система:  Алғысқа лайықты ПЛК-басқарушы (Sigma Electric Controls) башняларды ауыстыруды реттейді, шығындық нүктесін (он-лайн сенсор) және қысымды бақылайды, сонымен қатар желдеткіштің айналу жиілігін оптималдайды. Көрсетілім мен тревогалар үшін тачскрин интерфейсі қамтамасыз етілді. Жүйе қашықтан бақылау үшін зауыттың DCS-жүйесіне интеграцияланған.
• Өнімділік сипаттамалары:  Құрғатқыштар толық жүктемеде –40°C қысымдық шығындық нүктесін (бөлшекті жүктемеде –70°C-қа дейін жету мүмкін) және майсыз ауа сапасын (сүзгілерден кейін ISO 1-сыныбы) қамтамасыз етеді. Желдеткіш тек 0,10 кВт/м³/мин қуатты жұмсайды, бұл жылымсыз құрғатқыштардың ауа шығынына қарағанда әлдеқайда төмен.
• Ауа сүзгісі:  Алдыңғы сүзгілер (0,01 мкм бөлшектік сүзгілер, FDA талаптарына сай материалдардан жасалған) ауа құбырындағы қалдық тозған бөлшектер мен компрессордың тозу бөлшектерін толық жояды; кейінгі сүзгілер (0,01 мкм) құрғатқыш башняларынан пайда болуы мүмкін силикагельдің ұсақ бөлшектерін ұстайды, осылайша фармацевтикалық жолдар үшін стерильдік деңгейіндегі ауа сапасын қамтамасыз етеді.
• Контрольная система:  Жоғары деңгейдегі PLC-басқарушы (мысалы, Siemens S7-1200 немесе оған теңестірілген) башняны ауыстыруды реттейді, шық нүктесін (онлайн сенсор) және қысымды бақылайды және желдеткіштің айналу жиілігін оптималдауға қол жеткізеді. Тачскринді HMI статусты және тревогаларды көрсетеді. Жүйе қашықтан бақылау үшін зауыттың DCS-жүйесіне интеграцияланған.
• Өнімділік сипаттамалары:  Құрғатқыштар толық жүктеме және типтік ауа-райы жағдайларында тұрақты қысымды шық нүктесін ≤ –40°C қамтамасыз етеді. Регенерациялық желдеткіш әдетте құрғатқыштың өнімділігінің әрбір м³/миніне 0,10–0,12 кВт қуатты тұтынады, бұл жылымайтын құрғатқыштағы 15–25% қысылған ауа шығынына қарағанда әлдеқайда төмен. Шығатын ауаның сапасы ISO 8573-1 стандарты бойынша май үшін 1-класқа (≤0,01 мг/м³) және су үшін 2-класқа (≤ –40°C шық нүктесі) сай келеді.

Сурет: Фармацевтикалық кәсіпорындағы таза бөлме өндіріс жолағы (түсіндіру мақсатында).

Жеткізу және орнату:  Жоба құрылымдық уақыт сызығы бойынша жүргізілді: жүйенің дизайны мен инженерлік сызбалары 4 апта ішінде бекітілді. Жиналған кептіргіштердің зауыттық қабылдау сынағы (FAT) жеткізу алдында өндірістік кәсіпорнымызда орындалды. Жеткізу объектіге FAT-тан кейін 3 апта өткеннен кейін жүзеге асты. Орнату (төменде көрсетілген) 2 аптаға созылды: қондырғыны орнату, арматураны орнату, электр қосылуы және басқару сымдарын салу.

Орнатудан кейін біз 7 күндік іске қосу және пайдалануға беру кезеңін өткіздік, оған объектінің қабылдау сынағы (SAT) және фармацевтикалық стандарттарға сай жұмыс істеу сапасын растау (OQ) құжаттамасы кірді. Параметрлер (қысылу нүктесі, энергия тұтынуы) тіркелді және бірден сәйкестік көрсетті. Операторларға оқыту және соңғы қабылдау есебі клиентке берілді.

Нәтижелер/Тиімділік:  Жаңа нөлдік шығынды кептіргіштер барлық мәселелерді шешті. Негізгі тиімділіктері:

• Тұрақты қысылу нүктесі:  Ауаның қысылу нүктесі қазір толық жүктемеде тұрақты –45°C құрайды, ал шыңдары әлі де –40°C-тан төмен (бұрын –20°C болған)
• Энергияны сақтау:  Қысымды ауаны тазартуды жою арқылы қысымды ауа өндіру энергиясының шамамен 15%-ы (яғни, тазарту ауасы ретінде шығындалатын энергия) үнемделді. Өлшенген сорғыш қуаты — бұл жылуы жоқ кептіргіштің тазарту ауасынан болатын қосымша компрессор энергиясының шамамен 10%-ы ғана. Жылдық электр энергиясын үнемдеу бағасы ≈¥160,000 (жергілікті өнеркәсіптік электр энергиясының тарифі ¥0,8/кВт·сағ негізінде есептелген). Салыстыру үшін: тазарту шығындарын жою компрессор энергиясының 15–20%-ын үнемдейді, бұл жылу қайта пайдалану әдістері арқылы қол жеткізілетін 10–12% үнемдеуге қарағанда әлдеқайда жоғары.
• Қызмет пен араласу кеміту:  Сорғышпен жүргізілетін кептіру циклы тазарту клапандарының ауысуы болмаған кезде үздіксіз жұмыс істейді, сондықтан тозу минималды. Сіңіргіштің қызмет ету мерзімі ұзартылды. Бірінші алты ай бойы 24/7 режимінде үздіксіз жұмыс істеу кезінде белгісіз техникалық қызмет көрсету немесе апаттар болмады, бұл құрылғының жоғары сенімділігін көрсетеді.
• Ластанудың жоғалуы:  Майсыз компрессорлар мен сапалы сүзгілеу арқылы тұтынушы атап өтеді: нөл  іске қосылғаннан бері май немесе ылғалдың пайда болуы туралы жағдайлар болмады. Өнім сапасы жақсарды.

Тапсырыс беруші толық әзірленген шешіммен өте қанағаттанған. Қызметкерлік белгілер  rOI-ді дәлелдеу үшін келесі көрсеткіштер тіркелді: энергия шығыны шамамен 12% азаюға ұшырады. Алдыңғы жылықтырғышсыз кептіргіштерге қарағанда жаңа жүйенің меншікті энергия тұтынуы (кВт/м³/мин) 50%-ға жақсарды. Жүйе 3 жылдан кем уақытта өзінің құнын қайтарды.

Бір зауыт инженері былай деді: “ Жаңа кептіргіштер тұрақты құрғақ ауа береді және электр энергиясын пайдалануды азайтады – бұл қажеттілігімізге дәл сай келеді. ”