İlaç ve Kimya Endüstrisi İçin Proses Soğutma Sistemleri

Hesaplamada ürün miktarı, özgül ısı, başlangıç ve hedef sıcaklık, reaksiyon ısısı ve soğutmanın tamamlanacağı süre dikkate alınır. Ekzotermik reaksiyonlarda ortalama yükün yanında en yüksek anlık ısı çıkışı da belirlenir. Karıştırıcı enerjisi, pompalar ve ortamdan gelen ısı kazançları toplam kapasiteye eklenir.

Soğutma süresi yalnızca chiller kapasitesine bağlı değildir. Reaktör ceket yüzeyi, ürün viskozitesi, karıştırma hızı, ceket debisi, eşanjör kirliliği ve proses akışkanıyla ürün arasındaki sıcaklık farkı ısı transferini sınırlar. Bu nedenle chiller büyütülmeden önce sistemin toplam ısı transfer performansı incelenmelidir.

−20 °C ürün sıcaklığı için ceket devresinde −25 ila −30 °C glikol gerekir. Bu koşulda chiller'in evaporasyon sıcaklığı −35 °C civarına iner; kapasite katalogdaki 7 °C su değerinin kabaca üçte biri ile yarısına düşer. Seçim, gerçek glikol karışımı ve minimum çıkış sıcaklığında yapılmalıdır. Carnot chiller'ları düşük sıcaklık konfigürasyonunda −45 °C'ye kadar glikol çıkış sıcaklığı ile yapılandırılır; −30 °C ve altındaki uygulamalarda akışkan türü ve kapasite düzeltmesi proje bazında belirlenir.

Temiz oda yükü; hava değişim sayısı (Grade C/D için tipik olarak saatte 20–40, Grade A/B için daha yüksek), taze hava oranı, nem alma yükü ve iç ısı kazançlarından oluşur. Nem alma serpantinleri 6/12 °C su ister; bu, proses devresinden daha düşük olduğu için genellikle ayrı bir devre veya ayrı chiller grubu ile karşılanır.

Chiller doğrudan ürün kalitesini etkileyen bir parametreyi (reaktör sıcaklığı, temiz oda sıcaklık-nemi) kontrol ediyorsa tesisin doğrulama ana planı kapsamına girer ve en az IQ/OQ uygulanır. Kapsam, kritiklik değerlendirmesiyle belirlenir; yardımcı sistem olarak sınıflandırılan chiller'larda devreye alma kayıtları yeterli kabul edilebilir.

Carnot chiller'ları ATEX sertifikalı değildir ve tehlikeli bölge dışındaki güvenli alana yerleştirilir. Tehlikeli bölgeye yalnızca ATEX sertifikalı pompa, vana ve sensörler girer; bu bileşenler proje kapsamında sertifikalı tedarikçilerden seçilir. Chiller'in yerleşimi ve boru güzergâhı, tesisin ATEX Zone haritasına göre proje başlangıcında belirlenir.

Akışkanın kimyasal yapısı, viskozitesi ve kirlilik seviyesi uygun değilse doğrudan kullanım önerilmez. Ürün ile temiz chiller devresi uygun bir eşanjör veya TCU üzerinden ayrılır. Doğrudan soğutma uygulanacaksa evaporatör, conta, pompa ve boru malzemeleri akışkanla kimyasal olarak uyumlu seçilir.

Glikol oranı sistemin karşılaşacağı minimum akışkan ve ortam sıcaklığına göre belirlenir. Gereğinden yüksek konsantrasyon ısı transferini azaltır, basınç kaybını ve pompa tüketimini artırır. Chiller kapasitesi, pompa seçimi ve eşanjör yüzeyi gerçek glikol karışımına göre düzeltilir.

Kısa süreli ve yüksek yüklerin bulunduğu batch proseslerde buffer tank, sistemde termal enerji depolayarak chiller kapasitesini dengeler. Ayrıca düşük yüklerde kompresörlerin sık devreye girip çıkmasını azaltır. Gerekli tank hacmi; pik yük, süre, izin verilen sıcaklık değişimi ve chiller kapasitesine göre hesaplanır.

Hayır. Chiller'in minimum kapasitesi, buffer hacmi, pompa kontrolü, vana karakteristiği, sensör konumu ve PID parametreleri birlikte değerlendirilir. Gereğinden büyük chiller düşük yüklerde sık dur-kalk yaparak sıcaklık dalgalanmasına neden olur.

Evet. Sıcaklık, debi, basınç, cihaz kapasitesi, alarm geçmişi ve çalışma süreleri otomasyon sistemi üzerinden EU GMP Annex 11 ve 21 CFR Part 11 gereksinimlerine uygun şekilde kaydedilir: yetkilendirme, zaman damgası, denetim izi ve veri yedekleme. Gerekli doğrulama ve dokümantasyon kapsamı proje başlangıcında tanımlanır.

N+1 chiller ve pompa düzeni kullanılır. Otomasyon sistemi arıza veya bakım hâlinde yedek ekipmanı otomatik olarak devreye alır. Yedek kapasite, bütün tesis yüküne göre değil, kritik reaksiyonun kontrolü veya güvenli duruş için gerekli minimum kapasite üzerinden belirlenebilir; soğutma kaybı senaryosu tesisin güvenlik enstrümanlı sistemi (SIS) ile koordine edilir.