Ажурирање на сушилници за компресиран воздух во фармацевтскиот завод кон систем за адсорпционни сушилници со вентилатор и без продувка

Случајно истражување: Голема фармацевтска постројка ги решава проблемите со влажноста и контаминацијата со нови адсорпционни сушилници регенерирани со вентилатор (точка на роса –40°C, без масло). Детално се наведени опремата, инсталацијата и метриките за поврат на инвестицијата (ROI).  

Позадина на клиентот:  Yunnan Baiyao Group Co., Ltd., водечки фармацевтски производител во провинцијата Јунан, произведува широк спектар производи, вклучувајќи традиционална кинеска медицина и современи фармацевтски производи, од кои некои бараат ултра-чист и сув компресиран воздух. Постоечкиот систем за воздух на клиентот служел на повеќе производствени линии, но старите сушилници повеќе не можеле да ги исполнат строгите барања според ISO 8573-1 Класа. Постројката работи 24/7, а дури и краткотрајното исклучување предизвикува големи загуби и отпад на производи.

Проблеми:  Клиентот се соочувал со повторувачко загадување на ваздушните линии со влага. Постоечките ладни сушилници понекогаш дозволувале пренесување на кондензат, што го ставало под закана стерилитетот. Бидејќи оригиналниот систем користел мали безтоплински сушилници, се губеле огромни количества на продувен воздух (20–25% од протокот), што резултирало со губење на енергија. Во пиковите летни услови, точката на роса се искачила над –20°C, што е под спецификацијата. Клиентот имал потреба од ажурирање на сушилникот кое би:

• Достигнало стабилна ниска точка на роса (≤–40°C) при сите услови на товар.
• Елиминирало губењето на продувен воздух (работа без продуванje) за намалување на потрошувачката на енергија.
• Одржало масло-слободен воздух (бидејќи маслено-слободниот винтов компресор во напредената фаза не можел да ризикува загадување).
• Се сместувало во постојната поставена компресорска просторија без значителни промени во водоводната инсталација.

Нашето решение:  Предложивме систем за адсорпциски сушилник со двојна кула и регенерација со вентилатор  прилагоден за протокот на фабриката. Опсегот на работата вклучувал:

• Опрема:  Четири големи модели HR-350SGRD  сушилници за адсорпција (по 2100 м³/ч, што е еквивалентно на 35 м³/мин) со загревано надувачко помошно регенерирање. Секој сушилник има два кули од нерѓослив челик исполнети со високо-капацитетен сорбент (активирана алумина + молекуларно сито). Регенерацијата се врши со електричен загревач (150–200°C), комбиниран со високо-ефикасен надувач кој влече околна воздух, што елиминира потребата од компресиран воздух во процесот на продувка. Ладењето се постигнува со незагреана околна воздух преку истиот надувач. Како резултат, практично нула компресиран воздух се потрошуваше во текот на работата. Системот може последователно да постигне точка на роса под притисок од ≤ –40°C при стандардни работни услови, што ги задоволува захтевите на ISO 8573-1 Класа 2 за содржина на вода.
• Филтрирање на воздух:  Доставени се пред- и пост-филтри (коалесцентни филтри од FDA-класа со филтрирање од 0,01 μm) за осигурување на апсолутно нула пренос на масло.
• Систем за контрола:  Напреден PLC контролер (Sigma Electric Controls) ги секвенцира превклучувањата на кулите, го следи точката на роса (онлајн сензор) и притисокот, и го оптимизира брзината на вентилаторот. За приказ на состојбата и алармите е обезбеден интерфејс со додирен екран. Системот е интегриран во централниот систем за контрола на фабриката (DCS) за далечинско надгледување.
• Спецификации за перформанси:  Сувачите гарантираат точка на роса под притисок од –40°C при пунтовар (–70°C може да се постигне при делумен товар) со ваздух без масло (ISO класа 1 по филтрите). Вентилаторот потрошувва само 0,10 kW по m³/мин, што е значително помалку од загубите поради продувка кај сувачите без загревање.
• Филтрирање на воздух:  Предфильтрите (честични филтри со големина на отвор 0,01 μm, направени од материјали кои задоволуваат стандардите на FDA) го отстрануваат секој остаточен прашин од цевководот или честички од износување на компресорот; постфильтрите (0,01 μm) ги заробуваат можните ситни честички од сувачкиот агент од кулите на сувачот, осигурувајќи стерилна квалитет на ваздухот за фармацевтските линии.
• Систем за контрола:  Напреден PLC контролер (напр. Siemens S7-1200 или еквивалентен) управува со превклучувањето на кулите, следи точка на роса (онлајн сензор) и притисок, и оптимизира брзината на вентилаторот. Тачен екран (HMI) прикажува состојба и аларми. Системот е интегриран во централниот систем за контрола на постројката (DCS) за далечинско надгледување.
• Спецификации за перформанси:  Сувачите гарантираат стабилна точка на роса под притисок од ≤ –40°C при пунтовар и типични околни услови. Вентилаторот за регенерација потрошувачки обично 0,10–0,12 kW по m³/мин капацитет на сувачот, што е значително помалку од загубата на компресиран воздух од 15–25% кај безтоплински сувач. Квалитетот на излезниот воздух задоволува ISO 8573-1 класа 1 за масло (≤0,01 mg/m³) и класа 2 за вода (≤ –40°C точка на роса под притисок).

Слика: Производствена линија за чисти соби во фармацевтска постројка (за илустрација).

Достава и инсталирање:  Проектот следеше структуриран временски план: системското дизајнирање и техничките цртежи беа одобрени во рок од 4 недели. Фабричкото прифаќање на собраниот сушилник (FAT) беше завршено во нашата фабрика пред испораката. Доставата на локацијата се случи 3 недели по FAT. Инсталирањето (прикажано подолу) траеше 2 недели: монтирање, цевковод, електрични врски и контролни жици.

По инсталирањето, ние извршивме 7-дневна фаза на пуштање во работа и ставање во експлоатација, вклучувајќи тестирање на локацијата (SAT) и документирање на квалификација на работните услови (OQ) според фармацевтските стандарди. Параметрите (точка на роса, потрошувачка на енергија) беа регистрирани и покажаа незабавно задоволување на бараните услови. Обуката за операторите и коначниот извештај за прифаќање беа доставени на клиентот.

Резултати/Предности:  Новите сушилници со нулта продувка ги решија сите проблеми. Клучните предности вклучуваат:

• Стабилна точка на роса:  Точката на роса на воздухот сега е конзистентно –45°C под пунтовар, а врвовите сепак се под –40°C (споредено со претходните –20°C).
• Штедење на енергија:  Отстранувањето на продувката со компресиран воздух елиминирало ~15% од енергијата за генерирање на компресиран воздух (т.е. енергијата што инаку би се загубила како продувен воздух). Измерената моќност на вентилаторот изнесува само ~10% од дополнителната енергија што би ја потрошувал компресорот со сушилник без загревање поради загубата на продувен воздух. Пресметаната годишна штедња на електрична енергија е ≈¥160,000 (врз основа на локалната индустриска тарифа за електрична енергија од ¥0,8/kWh). За споредба, елиминирањето на загубите од продувката обично штеди 15–20% од енергијата за компресирање, што е значително повисоко од штедњата од 10–12% постигната со методите за рекуперација на топлина.
• Се намалува подржавањето:  Циклусот на регенерација со вентилатор работи непрекинато со минимален трошење (без циклирање на клапи за продувка). Времето на траење на силикагелот е проширено. Во првите шест месеци од непрекинатата работа 24/7 не дошло до ниту една непланирана одржување или неуспех, што укажува на висока доверливост.
• Елиминација на контаминација:  Со безмаслени компресори и финo филтрирање, клиентот наведува дека нула  нема инциденти со масло или влага откако бил пуштен во експлоатација. Квалитетот на производот се подобри.

Клиентот е многу задоволен со решението „готово за употреба“. Перформанс Метрики  беше регистрирано за да се докаже ROI: трошоците за енергија опаднаа за ~12%. Во споредба со претходните сушилници без загревање, специфичната потрошувачка на енергија на новиот систем (kW по m³/мин) се подобри за 50%. Системот се врати сам во помалку од 3 години.

Како што рече еден инженер од фабриката: „ Новите сушилници обезбедуваат извонредно стабилен сув воздух и намалуваат нашата потрошувачка на електрична енергија – точно она што ни беше потребно. ”