Casestudy: een grote farmaceutische installatie lost vocht- en verontreinigingsproblemen op met nieuwe blower-regeneratieve adsorptieluchtontvochtigers (dauwpunt van –40 °C, olievrij). Levering van apparatuur, installatie en ROI-metrieken worden gedetailleerd beschreven.
Clientenachtergrond: Yunnan Baiyao Group Co., Ltd., een toonaangevende farmaceutische fabrikant in de provincie Yunnan, produceert een reeks producten, waaronder traditionele Chinese geneesmiddelen en moderne farmaceutische producten, waarvan sommige ultra-schone, droge perslucht vereisen. Het bestaande luchtsysteem van de klant dient meerdere productielijnen, maar de verouderde luchtontvochtigers konden niet langer voldoen aan de strenge eisen van ISO 8573-1 Klasse. De installatie werkt 24/7 en zelfs korte stilstandtijden leiden tot aanzienlijke verliezen en productafval.
Pijnpunten: De klant had te maken met herhaalde vochtverontreiniging in de luchtleidingen. De bestaande koeldrogers lieten af en toe condensaat meegaan, wat het risico op verlies van sterielheid vergrootte. Omdat het oorspronkelijke systeem kleine drogers zonder verwarming gebruikte, ging een grote hoeveelheid spuillucht verloren (20–25% van de doorvoer), waardoor energie werd verspild. Tijdens piekcondities in de zomer steeg het dauwpunt boven –20 °C, onder de specificatie. De klant had een upgrade van de droger nodig die het volgende moest waarborgen:
- Een stabiel laag dauwpunt bereiken (≤ –40 °C) onder alle belastingsomstandigheden.
- Verlies van spuillucht elimineren (werking zonder spuillucht) om het energieverbruik te verminderen.
- Olievrije lucht behouden (aangezien een olievrije schroefpersluchtcompressor stroomopwaarts geen risico op verontreiniging mocht lopen).
- Past binnen de bestaande indeling van de compressorkamer zonder ingrijpende leidingaanpassingen.
Onze Oplossing: Wij stelden een blower-geregenereerd, tweetoren-adsorptiedrogersysteem voor dat specifiek was afgestemd op de debietbehoefte van de fabriek. Het projectomvang omvatte:
-
Apparatuur: Vier grote modellen HR-350SGRD adsorptiedrogers (2100 m³/uur per stuk, equivalent aan 35 m³/min) met verwarmde, door een ventilator ondersteunde regeneratie. Elke droger heeft twee torens van roestvrij staal, gevuld met een hoogcapacitief droogmiddel (geactiveerd aluminiumoxide + moleculair zeef). De regeneratie wordt uitgevoerd met behulp van een elektrische verwarming (150–200 °C) in combinatie met een hoogrendement ventilator die omgevingslucht aanzuigt, waardoor geen perslucht nodig is tijdens het spoelproces. Koeling vindt plaats met onverwarmde omgevingslucht via dezelfde ventilator. Als gevolg hiervan wordt bijna geen perslucht verbruikt tijdens de werking. Het systeem kan consistent een drukdauwpunt bereiken van ≤ –40 °C onder standaardbedrijfsomstandigheden, wat voldoet aan ISO 8573-1 Klasse 2 voor waterinhoud.
-
Luchtfiltratie: Voor- en nafilters zijn geleverd (0,01 μm FDA-kwaliteit samenvoegfilters) om een volledige uitsluiting van olieoverdracht te garanderen.
-
Besturingssysteem: Een geavanceerde PLC-controller (Sigma Electric Controls) regelt de torenschakeling, bewaakt het dauwpunt (online sensor) en de druk, en optimaliseert de snelheid van de ventilator. Een touchscreeninterface is voorzien voor statusweergave en alarmmeldingen. Het systeem is geïntegreerd in het centrale besturingssysteem (DCS) van de installatie voor afstandsmonitoring.
-
Prestatiespecificaties: De drogers garanderen een druksdauwpunt van –40 °C bij volledige belasting (–70 °C mogelijk bij gedeeltelijke belasting) met olievrije luchtkwaliteit (ISO-klasse 1 na de filters). De ventilator verbruikt slechts 0,10 kW per m³/min, veel minder dan de spuitverliezen van een warmteloze droger.
-
Luchtfiltratie: Voorfilters (0,01 μm deeltjesfilters, voldoende aan FDA-eisen) verwijderen eventueel resterend pijpleidingstof of slijtagedeeltjes van de compressor; nafilters (0,01 μm) vangen potentiële desiccantfijndeeltjes op die uit de drogertorens kunnen komen, waardoor een steriele luchtkwaliteit wordt gewaarborgd voor farmaceutische productielijnen.
-
Besturingssysteem: Een geavanceerde PLC-controller (bijv. Siemens S7-1200 of gelijkwaardig) stuurt de torenschakeling, bewaakt het dauwpunt (online sensor) en de druk, en optimaliseert de snelheid van de ventilator. Een touchscreen-HMI geeft statusinformatie en alarmen weer. Het systeem is geïntegreerd in het centrale besturingssysteem (DCS) van de installatie voor afstandsmonitoring.
-
Prestatiespecificaties: De drogers garanderen een stabiel drukdauwpunt van ≤ –40 °C bij volledige belasting en onder typische omgevingsomstandigheden. De regeneratieventilator verbruikt doorgaans 0,10–0,12 kW per m³/min aan drogercapaciteit, wat aanzienlijk lager is dan het 15–25% persluchtverlies bij een warmteloze droger. De kwaliteit van de uitgaande lucht voldoet aan ISO 8573-1 Klasse 1 voor olie (≤ 0,01 mg/m³) en Klasse 2 voor vocht (≤ –40 °C PDP).
Figuur: Productielijn voor cleanrooms in een farmaceutische installatie (ter illustratie).
Levering en installatie: Het project volgde een gestructureerde tijdlijn: het systeemontwerp en de constructietekeningen werden binnen 4 weken goedgekeurd. De Factory Acceptance Testing (FAT) van de geassembleerde drogers werd in onze fabriek voltooid voordat deze werden verzonden. De levering ter plaatse vond plaats 3 weken na de FAT. De installatie (zie hieronder) duurde 2 weken: montage, leidingwerk, elektrische aansluitingen en besturingsbedrading.
Na de installatie voerden wij een opstart- en inbedrijfstellingfase van 7 dagen uit, inclusief Site Acceptance Testing (SAT) en documentatie van de operationele kwalificatie (OQ) conform farmaceutische normen. Parameters (dauwpunt, energieverbruik) werden geregistreerd en toonden onmiddellijke naleving. Operatortraining en een definitief acceptatierapport werden aan de klant overhandigd.
Resultaten/voordelen: De nieuwe drogers zonder spoelstroom losten alle problemen op. Belangrijke voordelen zijn:
-
Stabiel dauwpunt: Het luchtdauwpunt bedraagt nu constant –45 °C onder volledige belasting, met pieken die nog steeds onder –40 °C liggen (tegenover –20 °C eerder).
-
Energiebesparing: Het verwijderen van de persluchtspuit elimineerde ongeveer 15% van de energie die nodig is voor persluchtproductie (d.w.z. de energie die anders verloren zou gaan via de spuirlucht). Het gemeten vermogen van de ventilator bedraagt slechts ongeveer 10% van de extra compressorenergie die een warmteloze droger zou verbruiken vanwege het verlies aan spuirlucht. De geschatte jaarlijkse elektriciteitsbesparing bedraagt ≈¥160,000 (op basis van het lokale industriële elektriciteitstarief van ¥0,8/kWh). Voor informatie: het elimineren van spuilverliezen leidt doorgaans tot een besparing van 15–20% op de compressorenergie, wat aanzienlijk hoger is dan de besparing van 10–12% die wordt bereikt met warmterecuperatiemethoden.
-
Verminderd onderhoud: De ventilator-regeneratiecyclus draait continu met minimale slijtage (geen spuilkleppen die schakelen). De levensduur van het droogmiddel is verlengd. Gedurende de eerste zes maanden van continue 24/7-bedrijfsvoering zijn geen ongeplande onderhoudsbeurten of storingen opgetreden, wat wijst op een hoge betrouwbaarheid.
-
Verwijdering van verontreiniging: Met olievrije compressoren en fijne filtratie merkt de klant nul geen incidenten met olie of vocht sinds de ingebruikname. De productkwaliteit is verbeterd.
De klant is zeer tevreden over de turnkey-oplossing. Prestatiemeters werden geregistreerd om het rendement op investering (ROI) te bewijzen: de energiekosten daalden met ongeveer 12%. In vergelijking met de eerdere drogers zonder verwarming verbeterde het specifieke energieverbruik van het nieuwe systeem (kW per m³/min) met 50%. Het systeem betaalde zichzelf binnen minder dan 3 jaar.
Zoals één installatiemonteur zei: “ De nieuwe drogers leveren uiterst betrouwbare droge lucht en verminderen ons stroomverbruik – precies wat we nodig hadden. ”
EN
