Hvordan designe en komplett kjemisk prosesslinje for skaleringsformål

Skalering – prosessen med å ta en vellykket laboratorieprosess og omforme den til en helstøpt produksjonsprosess er ikke bare en nødvendig, men også en utfordrende prosess. Høye forventninger knyttet til et reagensglass gjenspeiler ikke nødvendigvis en levedyktig, effektiv og lønnsom produksjonslinje. Ved YHCHEM bygger strategien for skalering på YHCHEMs ’s rolle innen systemintegrering, som har blitt etablert gjennom design og implementering av integrerte systemer for mer enn 1 000 bedrifter verden over. YHCHEM isklar over at skaleringsprosessen er en kompleks prosess som krever nært samarbeid mellom designlaget og teknologileverandøren, ikke bare utstyr i seg selv, for å gjennomføre et prosjekt smidig fra molekylutvikling til markedsinnføring.

I denne artikkelen har YHCHEM forklart de viktigste designkonseptene som brukes til å bygge kjemiske prosesssystemer.

Fase 1: Innsamling av data og prosessavgrensing.

En vellykket skaleringsprosess bygger på laboratoriebordet. Den starter med å omforme en kjemisk oppskrift til en tydelig produksjonsprosess.

YHCHEM samarbeider med kundene om å definere de viktigste prosessparametrene som sikrer produktkvaliteten, for eksempel temperatur, trykk, blandehastighet, tilsettningshastigheter og destillasjonsfraksjoner. Fastsettelsen av akseptable intervaller for disse parameterne har høy prioritet.

Fullstendig materialekarakterisering: Handlingen innebär att testa materialkvaliteter på ytterligare sätt, förutom endast genom den kemiska sammansättningen. Alla råmaterial och mellanprodukter från YHCHEM undersöks för att fullständigt ta hänsyn till fysikaliska egenskaper såsom viskositet, kokpunkter, korrosivitet och avsättningsbeteende. YHCHEM grundar sig på korrekta laboratoriedata för att beräkna hela processflödet och den termiska energi som krävs vid produktionen. Möjligheten till flaskhalsar (värmebelastning eller ovanliga separationsprocesser) kan identifieras redan under denna inledande modelleringsfas, vilket resulterar i att inga betydande ekonomiska resurser behöver allokeras.

 

Fase 2: Pilotanläggning validering: Förbindelsebron.

Att utelämna pilotfasen är en riskfylld strategi. En pilotanläggning är en experimentell anläggning där forskare kan utsätta produktionsprocessen för verkliga förhållanden. Ett pilotsystem används för att kontrollera konsistensen i processen för att producera den önskade volymen.

Modulære pilotanlegg levert av YHCHEM gir forskere mulighet til å undersøke oppførselen til utstyr i større skala ved å simulere reell verden, for eksempel skalerte tester av kinetikk, varmeoverføring, masseoverføring og separasjon.

Organisasjoner kan nå betydelig raskere takle uventede utfordringer til en rimelig kostnad, for eksempel skumdannelse, dannelse av biprodukter og avleiring av faste stoffer. Den innsamlede informasjonen gjør det mulig for gruppen å optimalisere de kritiske prosessparametrene, som vil danne grunnlaget for det endelige tekniske designpakken.

YHCHEM kan levere komplette pilotanleggsystemer, som reaktorer, tynnfilmsfordampere og destillasjonskolonner, slik at kunder kan teste hele prosessanleggene i et lukket system. Dette sikrer at alle enhetsfunksjoner i systemet samvirker korrekt og at de vil fungere effektivt også ved høyere kapasitet.

Fase 3: Bedriftsstor Systemdesign.

Etter at pilotdataene er verifisert, går utforming av den industrielle prosesslinjen inn i et avansert ingeniørsteg. YHCHEM er overbevist om at full integrasjon av systemet er nøkkelen til driftsmessig suksess.

Utstyrsvalg og dimensjonering: Pilotdata gir de nøyaktige dataene som er nødvendige for å skalerte hvert utstyr riktig til hver enhetsaktivitet. Reaktorutbyttet må også defineres nøyaktig for å sikre at de påfølgende systemene – inkludert konsentratorer og destillasjonskolonner – kan håndtere sine oppgaver på en passende måte.

Elementet av Integrering: Utvikling av en sammenhengende strøm.

Termisk integrering: En av de kritiske designaspektene er energieffektivitet. Gjenvinning av varme kan for eksempel gjøres ved hjelp av dampstrømmen fra en kondenseringskolonne, der varmen samles inn og brukes til å forvarme reaktorinnsatsen.

Transport av materiale: Væsker, pastaer og damp må alle transporteres trygt og kontrollert mellom enhetene.

Automatisering og kontrollfilosofi: Krav til sterk prosesskontroll. Et av de viktigste aspektene som styres av YHCHEMs sentraliserte kontrollsystem er driftsrekkefølgen og vedlikehold av alle viktige parametere på eller under akseptable nivåer for å sikre enhetlig kvalitet i partiene.

Design for operativ excellens: Systemets design og oppsett skal utformes med tanke på sikkerhet, vedlikeholdsvennlighet og operativ fleksibilitet. YHCHEM tar hensyn til:

Modulært/tilgjengelig oppsett: Utstyret vil bli organisert slik at det sikrer operatørens sikkerhet, enkel prøvetaking og vedlikehold samt gir mulighet til endringer i fremtiden.

Byggematerialer: Korrosjonsbeskyttelsesnivået og produktrenheten bestemmer hvilken materialetype som skal brukes – enten glass, rustfritt stål eller spesiallegeringer – slik at pilotanlegget er identisk med anlegget i full skala.

Innbygd sikkerhet: En rekke trykkavlastnings-, nødkjølings- og innkapslingsystemer er integrert i et helhetlig sikkerhetssystem.

Fase 4: Produksjon, Driftssetting og kunnskapsoverføring.

Den siste designfasen er gjennomføringen av prosjektet.

YHCHEM produserer alt utstyret sitt i henhold til fabrikkskvalitetsstandarder, for eksempel systemer av høyren glass for å gjøre dem gjennomsiktige eller korrosjonsbestandig, polert rustfritt stål for å sikre holdbarhet.

Driftssetting er en trefaset prosedyre som omfatter installasjon, fullstendig systemtesting og endelig innfasing med det faktiske prosessmaterialet.

YHCHEM ’s levering går lenger enn bare hardware. YHCHEM gir s grundige dokumentasjoner og overfører YHCHEMs ’s prosesskunnskap til ditt team, slik at dere kan drifte produksjonslinjen på en bærekraftig og effektiv måte.

YHCHEMs fortrinn: Din Enkeltstoppveiledning for oppskalering.

Systemet for oppskalering til full produksjonsnivå krever tverrfaglige ferdigheter. YHCHEM har et differensiert strategisk fortrinn:

Erfaring fra ende til ende: YHCHEM  leverer alle nødvendige funksjoner for anlegget, dvs. laboratoriereaktorer til destillasjonskolonner, og sikrer at de er fullt integrerte i en fungerende serie.

Bevist skalerbarhet: YHCHEM har s en etablert historikk med vellykkede oppskaleringsprosjekter og har evnen til å designe og produsere utstyr på laboratorienivå, pilotnivå og industrielt nivå.

Internasjonale operasjoner: YHCHEM har s fordelen med å anvende livserfaring ved å samarbeide med kunder innen biolægemiddelindustrien, ny energi og petrokjemisk industri i 100 land.

Konklusjon

Linjen for kjemisk prosessering som er utformet på en strategisk måte, er en sterk forretningsressurs. Bli med YHCHEM ’s skalering-plattform (og prøveproduksjon, etterfølgende utforming av hele systemet, reduserer risikoen) slik at bedriften din kan minimere trusler, akselerere introduksjonen av et produkt og opprettholde produksjonseffektiviteten på lang sikt. YHCHEM har s kommet for å gjøre suksessen din i laboratoriet til en operativ virkelighet.

Er du klar til å utvide virksomheten din? Ta kontakt med YHCHEM i dag. YHCHEM ’s s ingenjøravdeling er villig til å samarbeide med deg i ditt neste prosjekt – fra idé til fullskala kjemisk prosesseringslinje.