بهبود راندمان انرژی در صنعت داروسازی
برای بهبود راندمان انرژی در اتاق های تمیز کارهای تحقیقاتی زیادی انجام شده است. یکی از تحقیقاتی که اخیرا صورت گرفته نشان میدهد سیستم های HVAC ، ۳۶تا ۶۷ درصد مصرف انرژی اتاق تمیز را به خود اختصاص میدهند.
یکی دیگر از تحقیقات اخیر، توزیع انرژی برای عملکرد اتاق تمیز را به این صورت تخمین میزند. ۵۶%برای سرمایش، ۳۶% برای گرمایش، ۵% برای بادزن ها و ۳% برای پمپها.
HVAC در اتاق تمیز داروسازی
اقدامات زیر میتوانند باعث بهبود راندمان انرژی در اتاق های تمیز شود:
- کاهش نرخ های تعویض هوای باز چرخشی
- بهبود کیفیت و راندمان فیلتراسیون
HVAC، دیگ ها و سیستم های تولید همزمان برق و گرما
فیلترهای هپا واولپا بطور شایع در صنعت داروسازی به منظور فیلتراسیون هوای جبرانی تازه و هوای بازچرخشی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از سایر فناوریهای فیلتر ممکن است موجب کاهش مصرف انرژی شود.
بعنوان مثال، فناوری های جدید فیلتراسیون هوا ذرات فوق العاده ریز (۰۰۱/۰ تا ۱/۰ میکرون) که فیلترهای فعلی بر روی آنها موثر نیستند را جذب میکنند و انرژی لازم برای بازگرمایش/بازسرمایش هوای اتاق تمیز را کاهش میدهند.
استفاده از برج های خنک کن: در بسیاری موارد، مقتضیات خنک سازی آب را میتوان به جای چیلرهای آبی، توسط برج های خنک کن تامین نمود. برجها میتوانند آب را خیلی موثرتر (با راندمان بالاتر) از چیلرها خنک کنند و بنابراین مصرف انرژی سیستم های HVAC اتاق تمیز را کاهش میدهند.
کاهش اگزاست اتاق تمیز و بهبود راندمان انرژی در اتاق های تمیز
انرژی مورد نیاز برای گرم و سردکردن هوای جبرانی اتاق تمیز بخش قابل ملاحظهای از مصرف انرژی HVAC اتاق تمیز را به خود اختصاص می دهد. بنابراین کاستن از حجم جریان هوای اگزاست اتاق تمیز میتواند به صرفه جویی های انرژی قابل توجهی منجر شود.
-دیگ ها
دیگ ها و سیستم های بخار از عوامل اصلی اتلاف انرژی در بسیاری از صنایع هستند. بنابراین معمولا در این قسمت ها میتوان به بهبودهای قابل توجهی در راندمان دست یافت. اقدامات زیر میتوانند راندمان انرژی در دیگها را بهبود بخشند.
کاهش مقدار گاز دودکش:
گاز دودکش بیش از حد اغلب از نشتی ها در دیگ و یا دودکش ناشی می شود. این امر، گرمای منتقله به بخار را کاهش داده و مقتضیات (انرژی) پمپاژ را افزایش میدهد. این نشتیها غالبا به آسانی تعمیر میشوند. صرفه جویی های حاصله به ۲ تا ۵ درصد انرژی ای که قبلا توسط دیگ به مصرف میرسید، بالغ میگردد.
کاهش هوای اضافه:
هرچه هوای اضافه بیشتری برای سوزاندن سوخت مصرف شود، گرمای بیشتری به جای تولید بخار، در اثر گرمایش این هوا به هدر میرود. یک قاعده تجربی که اغلب از آن استفاده می شود این است که به ازای هر ۱۵% کاهش در مقدار هوای اضافه یا ۴۰۰f (22۰c) کاهش در دمای گاز دودکش، راندمان دیگ را میتوان ۱% افزایش داد.
اندازه گذاری درست سیستمهای دیگ
طراحی صحیح سیستم دیگ در فشار بخار مناسب می تواند از طریق کاهش دمای دودکش، کاهش تلفات تابشی لوله کشی، کاهش نشتی در تله ها موجب صرفه جویی انرژی شود. یکی از تحقیقاتی که در کانادا بر روی ۳۰ سیستم دیگ صورت گرفت نشان داد که صرفه جوییهای به دست آمده از این اقدام بین ۳ تا ۸ درصد کل مصرف گاز می باشند.
عایق کاری درست دیگ
برنامه نگهداری منظم
اجرای یک برنامه نگهداری ساده جهت اطمینان از اینکه کلیه اجزای دیگ با کارایی حداکثر کار می کنند میتواند به صرفه جویی های قابل توجهی منجر شود. صرفه جوییهای انرژی مرتبط با نگهداری درست دیگ به طور متوسط ۱۰% تخمین زده میشوند.
استفاده مجدد از چگالیده
استفاده مجدد از چگالیده داغ در دیگ ها موجب صرفه جویی انرژی میشود و نیاز به آب تصفیه شده تغذیه دیگ را کاهش میدهد ضمن اینکه آب در گرمای محسوس ۱۰۰۰c (f212۰) بازیابی میشود.
شرکت فایزر در یکی از کارخانجات خود سیستم بازیافت چگالیده را بهسازی کرد و از این طریق به ۹% کاهش در مصرف برق، و ۸% کاهش در مصرف آب و دفع فاضلاب دست پیدا کرد. بدین ترتیب شرکت فایزر بخاطر کاهش خرید گازوئیل، گاز و آب تقریبا ۱۷۵۰۰۰ دلار در سال صرفه جویی میکند.
کاربرد سیستم های تولید دوگانه (برق و گرما) در صنعت داروسازی ایالات متحده کماکان محدود است. در حال حاضر، اکثر سیستم هایی بزرگ CHP (تولید ترکیبی گرما و برق ) از توربین های بخار استفاده میکنند.
بطور کلی، صرفه جویی انرژی تعویض انرژی تعویض یک سیستم سنتی (سیستمی که از بخار حاصل از دیگ و برق شبکه استفاده میکند) با یک واحد CHP استاندارد مبتنی بر توربین گازی حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد تخمین زده میشود. در صورت تعویض دیگ های قدیمی یا دیگ هایی که از نگهداری کمی برخوردار بوده اند، بهره راندمان بالاتر خواهد رفت.
سیکل های ترکیبی (ترکیب یک توربین گازی و یک توربین بخار پس فشار ) انعطاف پذیری برای تولید برق و بخار در سایت های بزرگ را فراهم می کنند.
توربین های گازی با بخار تزریقی (STAG) میتوانند بخار اضافه (بواسطه نیاز های گرمایشی ) را جذب کرده و با تزریق بخار به توربین، تولید برق را افزایش دهند. سیستم های جدید CHP امکان تولید سه گانه را ارئه می دهند، یعنی علاوه بر برق و گرما، سرمایش را تامین میکنند.
سرمایش با استفاده از فناوری های ابزربشن و ادزربشن فراهم می شود که هر دو با استفاده از گرمای بازیابی شده از فرایند تولید دوگانه (برق و گرما) کار میکنند.
سیستم های سرمایش ابزربشن از این واقعیت بهره می برند که قابلیت انحلال آمونیاک که در آب سرد بسیار زیاد و در آب گرم بسیار کم می باشد. بنابراین اگر یک محلول آب-آمونیاک گرم شود، آمونیاک آن خارج میشود.
مراحل ابزربشن
در اولین مرحله از فرایند ابزربشن، محلول آب –آمونیاک در معرض گرمای تلف شده از فرایند تولید دوگانه قرار میگیرد که به موجب آن گاز خارج میشود.
با برطرف شدن گرما، گاز آمونیاک که هنوز تحت فشار بالا قرار دارد، مایع می شود. آمونیاک مایع به بخشی از واحد ابزرشن جریان مییابد که در آن در تماس با گاز هیدروژن قرار می گیرد. گاز هیدروژن، آمونیاک را با یک اثر سرمایشی جذب میکند.
آمونیاک سپس به یک سطح آب سرد برخورد می کند که دوباره آمونیاک را جذب کرده و سیکل بسته میشود. در مقابل، سرمایش ادزربشن از ظرفیت مواد خاصی برای جذب آب بر روی سطحشان استفاده می کند که با اعمال گرما میتوان آب را از سطح جدا نمود.
واحدهای ادزربشن از آب گرم به دست آمده از واحد تولید دوگانه استفاده می کنند. این سیستم ها به جای آمونیاک یا نمک های خورنده، از سیلیکاژل استفاده میکنند (که این به کاهش هزینه های نگهداری کمک میکند) واحدهای ادزربشن ابتدا در ژاپن تولید شدند و اینک در ایالات متحده نیز عرضه میشوند.
در سال ۲۰۰۴، واحد تحقیق و توسعه شرکت داروسازی JohnsonZJohnson اقدام به نصب و راه اندازی یک سیستم جدید تولید سه گانه نمود. این سیستم ۲۲۰۰ کیلو واتی سالانه ۱۵GWh برق به علاوه therm360000 گرما و ۱/۶ میلیون تن-ساعت آب سرد تولید میکند
این سیستم بیش از ۹۰ درصد برق و بخش عمده نیازهای گرمایشی و سرمایشی ساختمان را تامین کرده و به ساختمان اجازه میدهد که در صورت نیاز بطور مستقل از شبکه برق ایالتی کار کند.
این همچنین انتشار دی اکسید کربن را بیش از ۳ میلیون پوند در سال کاهش میدهد.
ماخذ:pharmaceutical Manufacturing Magazine may2006
ترجمه:دکتر سیدعلی اکبرطباطبایی
برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:
بهبود راندمان انرژی در صنعت داروسازی -بخش اول
افزایش راندمان بویلر – کاهش مصرف انرژی در دیگ بخار
محاسبات راندمان بویلر و دیگ – بخش اول-۱۴۱-۱
کپی ممنوع استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد کپی ممنوع