Eczacılık Tesisi Basınçlı Hava Kurutucularının Sıfır Atık Üfleyici Desikant Hava Kurutucu Sistemine Güncellenmesi

Vaka çalışması: Büyük bir eczacılık tesisi, yeni üfleyici ile yenilenen adsorpsiyon kurutucularla nem ve kirlilik sorunlarını çözer (–40 °C çiğ noktası, yağsız). Ekipman tedariki, montajı ve yatırım getirisi (ROI) metrikleri ayrıntılı olarak açıklanmıştır.  

Müşteri Arka Planı:  Yunnan Baiyao Group Co., Ltd., Yunnan Eyaleti’ndeki öncü bir eczacılık üreticisidir ve geleneksel Çin tıbbı ürünleri ile modern ilaç ürünleri de dahil olmak üzere çeşitli ürünler üretmektedir; bu ürünlerden bazıları ultra-temiz ve kuru basınçlı hava gerektirmektedir. Müşterinin mevcut hava sistemi birden fazla üretim hattına hizmet vermektedir; ancak yaşlanan kurutucular artık sıkı ISO 8573-1 Sınıfı gereksinimlerini karşılayamamaktadır. Tesis 24 saat kesintisiz çalışmaktadır ve kısa süreli bile olsa herhangi bir duruş büyük kayıplara ve ürün israfına neden olmaktadır.

Problemler:  Müşteri, hava hatlarında tekrarlayan nem kirliliğiyle karşılaştı. Mevcut soğutmalı kurutucular bazen kondensat taşınmasına izin veriyordu ve bu da steriliteyi riske atıyordu. Orijinal sistem küçük ısıtmasız kurutucular kullanıldığı için büyük miktarda üfleme havası kaybediliyordu (%20–25 oranında debi), bu da enerji israfına neden oluyordu. Yazın en yüksek sıcaklık koşullarında çiy noktası –20°C’nin üzerine çıkarak belirtimlerin altına düşüyordu. Müşteri, aşağıdaki gereksinimleri karşılayacak bir kurutucu yükseltmesine ihtiyaç duyuyordu:

• Tüm yük koşullarında sabit düşük çiy noktası elde etmek (≤–40°C).
• Enerji tüketimini azaltmak için üfleme havası kaybını ortadan kaldırmak (sıfır üfleme çalışması).
• Yağsız hava kalitesini korumak (çünkü yukarı akışta bulunan yağsız vida tipi hava kompresörü kirlenme riskine maruz bırakılamazdı).
• Mevcut kompresör odası yerleşimine uyacak şekilde monte edilebilir olmak ve büyük borulama değişiklikleri gerektirmemek.

Çözümümüz:  Önerdiğimiz çözüm, hava üfleyicisi ile yenilenen, çift kuleli adsorpsiyon kurutucu sistemi  tesisin debisine özel olarak uyarlandı. Kapsam şunları içeriyordu:

• Ekipman:  Dört adet büyük model HR-350SGRD  soğutmalı kurutucular (her biri 2100 m³/sa, yani 35 m³/dk'ya eşdeğer), ısıtılmış vantilatör destekli rejenerasyon ile donatılmıştır. Her kurutucu, yüksek kapasiteli kurutucu madde (aktive edilmiş alümina + moleküler elek) ile doldurulmuş çift paslanmaz çelik kuleye sahiptir. Rejenerasyon, 150–200 °C aralığında çalışan elektrikli ısıtıcı ile, ortam havasını çeken yüksek verimli bir vantilatörün birlikte kullanımıyla gerçekleştirilir; bu sayede temizleme süreci sırasında sıkıştırılmış hava kullanımına gerek kalmaz. Soğutma işlemi, aynı vantilatör üzerinden ısıtılmamış ortam havası kullanılarak sağlanır. Sonuç olarak, işletme sırasında neredeyse sıfır miktarda sıkıştırılmış hava tüketimi gerçekleşir. Sistem, standart işletme koşullarında sürekli olarak ≤ –40 °C basınç çiğ noktası değerine ulaşabilir ve su içeriği açısından ISO 8573-1 Sınıf 2 gereksinimlerini karşılar.
• Hava Filtreleme:  Sıfır yağ taşınmasını sağlamak amacıyla ön ve son filtreler (0,01 μm FDA sınıfı koalesan filtreler) temin edilmiştir.
• Kontrol sistemi:  Gelişmiş bir PLC denetleyici (Sigma Electric Controls), kule geçişlerini sıralar, çiğ noktası (çevrimiçi sensör) ve basıncı izler ve üfleyici hızını optimize eder. Durum ve alarm bilgileri için dokunmatik ekran arayüzü sağlanmıştır. Sistem, uzaktan izleme amacıyla tesisin DCS sistemine entegre edilmiştir.
• Performans Özellikleri:  Kurutucular, tam yükte –40°C basınç çiğ noktası garantisi verir (kısmi yükte –70°C’ye kadar mümkündür) ve yağsız hava kalitesini sağlar (filtrelerden sonra ISO Sınıf 1). Üfleyici, ısıtmasız kurutucuların atık havalandırma kayıplarına kıyasla çok daha düşük olan yalnızca 0,10 kW/m³/dk tüketim değerine sahiptir.
• Hava Filtreleme:  Ön filtreler (0,01 μm partikül filtreleri, FDA uyumlu malzemeler), boru hattındaki kalan tozları veya kompresör aşınma parçacıklarını giderir; son filtreler (0,01 μm) kurutucu kulelerinden gelebilecek potansiyel kurutucu tozlarını yakalar ve farmasötik hatlar için steril sınıf hava kalitesini sağlar.
• Kontrol sistemi:  Gelişmiş bir PLC denetleyicisi (örn. Siemens S7-1200 veya eşdeğeri), kule geçişlerini sıralar, çiğleşme noktası (çevrimiçi sensör) ve basıncı izler ve üfleyici hızını optimize eder. Dokunmatik ekranlı bir HMI, durum bilgilerini ve alarm mesajlarını görüntüler. Sistem, uzaktan izleme amacıyla tesisin DCS sistemine entegre edilmiştir.
• Performans Özellikleri:  Kurutucular, tam yük ve tipik ortam koşulları altında ≥ –40°C’lik sabit bir basınç çiğleşme noktası garantisi verir. Regenerasyon üfleyicisi, kurutucu kapasitesinin her m³/dk’sı başına genellikle 0,10–0,12 kW tüketir; bu değer, ısıtmasız bir kurutucuda görülen %15–%25 arası sıkıştırılmış hava atma kaybından önemli ölçüde düşüktür. Çıkış havasının kalitesi, yağ için ISO 8573-1 Sınıf 1 (≤0,01 mg/m³) ve su için Sınıf 2 (≤ –40°C PDP) standartlarını karşılar.

Şekil: Bir farmasötik tesisinde temiz oda üretim hattı (açıklama amaçlı).

Teslimat ve Kurulum:  Proje, yapılandırılmış bir zaman çizelgesiyle yürütüldü: sistem tasarımı ve mühendislik çizimleri 4 hafta içinde onaylandı. Montajlı kurutucuların Fabrika Kabul Testi (FAT), sevkiyattan önce tesisimizde tamamlandı. Tesise teslimat, FAT’tan 3 hafta sonra gerçekleşti. Kurulum (aşağıda gösterilmiştir) 2 hafta sürdü: montaj, borulama, elektrik bağlantıları ve kontrol kablolaması.

Kurulumdan sonra, farmasötik standartlara uygun olarak Site Kabul Testi (SAT) ve işletme nitelendirmesi (OQ) belgelendirmesi de dahil olmak üzere 7 günlük bir devreye alma ve devreye alma aşaması gerçekleştirdik. Parametreler (çiy noktası, enerji tüketimi) kaydedildi ve hemen uyum sağlandığı görüldü. Operatör eğitimi ve nihai kabul raporu müşteriye teslim edildi.

Sonuçlar/Avantajlar:  Yeni sıfır purjeli kurutucular tüm sorunları çözdü. Temel avantajlar şunlardır:

• Kararlı Çiy Noktası:  Hava çiy noktası artık tam yük altında sürekli –45°C’dir; tepe değerleri bile –40°C’nin altındadır (önceki durumda –20°C idi).
• Enerji Tasarrufu:  Basınçlı hava temizleme işleminin kaldırılması, basınçlı hava üretimi için gereken enerjinin yaklaşık %15’ini (yani temizleme havası olarak israf edilecek enerjiyi) ortadan kaldırdı. Ölçülen fan gücü, ısıtmasız kurutucunun temizleme havası kaybı nedeniyle tüketeceği ek kompresör enerjisinin yalnızca yaklaşık %10’una karşılık gelmektedir. Tahmini yıllık elektrik tasarrufu ≈¥160,000 (yerel endüstriyel elektrik tarifesi 0,8 ¥/kWh baz alınarak hesaplanmıştır). Karşılaştırma amacıyla belirtmek gerekirse, temizleme kayıplarının ortadan kaldırılması genellikle kompresör enerjisinin %15–20’sini tasarruf ettirir; bu oran, ısı geri kazanımı yöntemleriyle sağlanan %10–12’lik tasarruf oranından önemli ölçüde yüksektir.
• Azaltılmış Bakım:  Fanla yenilenme döngüsü, minimum aşınmayla (temizleme valflerinin açma-kapama hareketi olmadan) sürekli olarak çalışmaktadır. Kurutucu dolgu maddesinin ömrü uzamıştır. Sürekli 24/7 çalışma koşullarında ilk altı ay boyunca plansız bakım veya arıza yaşanmamıştır; bu da sistemin yüksek güvenilirliğini göstermektedir.
• Kirlilik Ortadan Kaldırıldı:  Yağsız kompresörler ve ince filtreleme ile müşteri şunu belirtmektedir: sıfır  devreye alınmasından bu yana yağ veya nem kaynaklı bir olay yaşanmamıştır. Ürün kalitesi artmıştır.

Müşteri, anahtar teslim çözümle çok memnun. Performans ölçümleri  rOI'yi kanıtlamak için kaydedildi: enerji maliyeti %12 oranında düştü. Önceki ısıtmasız kurutucularla karşılaştırıldığında, yeni sistemin özgül enerji tüketimi (kW başına m³/dk) %50 oranında iyileşti. Sistem, <3 yıl içinde kendini amorti etti.

Bir tesis mühendisi şöyle demişti: “ Yeni kurutucular, çok güvenilir kuru hava sağlıyor ve enerji tüketimimizi azaltıyor – tam da ihtiyacımız olan şey bu. ”