Analiza-stroškov in koristi izbire grelnih cevi iz čistega titana v primerjavi z grelnimi cevmi, prevlečenimi s PFA, za dolgoročno neprekinjeno fermentacijsko proizvodnjo

Grelne cevi iz čistega titana in grelne cevi, popolnoma prevlečene s-PFA, sta dve primarni rešitvi za-korozijsko ogrevanje, s katerimi se srečujejo prehrambene in farmacevtske tovarne za fermentacijo. Kupci pogosto primerjajo stroške nabave samo enkrat in ne upoštevajo dolgoročne-operativne izgube, vzdrževalnih del, izgube pri zaprtju in pogostosti zamenjave. Ta članek kvantificira celovite stroške in gospodarske koristi celotnega-cikla v delovnih pogojih neprekinjene fermentacije, s čimer zagotavlja podatkovno podporo za-postopek odločanja o izbiri materialov za opremo.

1. Začetna primerjava stroškov nabave izvedena enkrat
Kot merilo izberite grelno cev z isto specifikacijo (prirobnica DN50, skupna dolžina 1800 mm, nazivna moč 12 kW):

Grelna cev, popolnoma prevlečena s PFA: nizki stroški surovin (osnova iz ogljikovega jekla + tanka fluoroplastična prevleka). Majhne tovarne z omejenim začetnim kapitalom lahko izkoristijo nizek vstopni prag, kratek dobavni cikel in nabavno ceno na enoto, ki je približno 40–50 % nižja od cene cevi iz čistega titana.

Grelna cev iz čistega titana stopnje 2: Integrirana pasivna obdelava + varjenje z argonskim ščitom + visoko{3}}cenovna kovinska podlaga iz titana. Začetna naložba je bistveno višja, saj je nakupni strošek 45–60 % višji kot pri standardnih PFA-prevlečenih cevih iste dimenzije.

2. Življenjska doba in pogostost zamenjave (standardno fermentacijsko okolje: organska kislina + klorid, navadna kislina-baza CIP, 24-urna neprekinjena proizvodnja)
Povprečna življenjska doba ogrevalnega voda s prevleko iz PFA-je 1,5–2 leti. Prevleke iz fluoroplastike zlahka ustvarijo luknjice, razpoke zaradi drgnjenja z delci, pogostimi toplotnimi cikli in trki orodij. V 1–4 tednih po odpovedi prevleke se notranja podlaga iz ogljikovega jekla perforira in pronica, zaradi česar je potrebna popolna zamenjava cevi, če ni možnosti lokalnega popravila. Povprečna letna količina zamenjave: 0,5–0,7 kompleta na originalni kos opreme.

Standardna življenjska doba vzdrževanja grelne cevi iz čistega titana je 3–5 let. Poliranje in ponovno -pasivacijo lahko uporabite za popravilo manjših površinskih prask, medtem ko redno spremljanje debeline zadostuje za odpravo rahlega tanjšanja sten. Za odpravo lokalne korozije zvara se lahko uporabi sekundarno varjenje. Povprečna letna količina zamenjave za originalno opremo je 0,15–0,25 kompleta.

3. Stroški pomožnega materiala in vzdrževalnih del
Stroški vzdrževanja cevi s prevleko-PFA
Ni možnosti lokalnega popravila; kakršna koli poškodba prevleke zahteva demontažo, demontažo in zamenjavo celotne-cevi.

Zamenjava rezervoarja zahteva pogoste zaustavitve rezervoarja, kar zahteva praznjenje, čiščenje in ponovno -sterilizacijo fermentacijske juhe. Vsaka zamenjava zahteva zaustavitev rezervoarja za 3–4 ure.

Pomožna izguba: pogosta menjava tesnil iz PTFE, ki so bila poškodovana med večkratnim razstavljanjem, kot tudi zavrženje cevi s premazom, ki jim ni potekel rok trajanja. Letni stroški vzdrževanja in pomožni stroški znašajo približno 75 % prvotne nabavne cene cevi.

Stroški vzdrževanja cevi iz čistega titana so
Lokalno jamsko popravilo je možno organizirati med načrtovanim mesečnim remontom rezervoarja. Rutinsko vzdrževanje zahteva samo sprotno izpiranje in periodično re-pasivacijo, ki ju je mogoče izvesti brez potrebe po zaustavitvi rezervoarja.

Zmanjšanje pogostosti razstavljanja, zmanjšanje porabe tesnil in odprava potrebe po rednem strganju celih cevi. Letni stroški vzdrževanja in pomožni stroški znašajo približno 18 % prvotne nabavne cene cevi.

4. Izguba pri zaustavitvi proizvodnje (srednji prikriti visoki stroški cevi, prevlečenih s PFA)
Dnevna izhodna vrednost stalne proizvodnje fermentacijske posode je visoka. Vendar pa nenačrtovana zaustavitev v sili zaradi puščanja grelne cevi povzroči znatne gospodarske izgube, kot so zamuda pri dostavi, zavržen fermentacijski medij in predelava sterilizacije.

Kratka življenjska doba in nepredvidljivo puščanje prevleke povzročita 2–3 nenačrtovane zaustavitve na leto za cevi s prevleko iz PFA. Izguba izklopa v sili je bistveno dražja od cene ene grelne cevi.

Cev iz čistega titana: okvare so običajno progresivne in predvidljive, z zmanjšanjem debeline stene, ki omogoča načrtovano zamenjavo med rutinskim vzdrževanjem rezervoarja. Nenačrtovanih izrednih zaustavitev praktično ni.

5. Razlika v prenosu toplote povzroči izgubo porabe energije.
PFA fluoroplastična prevleka ima nizko toplotno prevodnost in ustvarja debelo toplotno uporno plast na grelni površini. V primeru, da je grelna moč enakovredna:

Cevi s prevleko iz PFA- kažejo 25–40 stopinjsko zvišanje temperature jedra cevi, kar ima za posledico 8 %–12 % povečanje dolgoročne-porabe energije v primerjavi s titanovimi cevmi. To je posledica delne toplotne izgube. Življenjska doba grelnih komponent se dodatno skrajša zaradi pospešenega staranja notranje toplotno uporne žice zaradi visoke temperature jedra.

Cev iz čistega titana: sestavljena je iz kovinske stene z visoko toplotno prevodnostjo, enakomerno površinsko temperaturo, nizko toplotno odpornostjo in stabilno učinkovitostjo izmenjave toplote. Posledica tega je povprečni letni prihranek električne energije v višini 10 % za dolgoročno-delovanje.

6. Razlika v stroških za posebne medije
Postopek čiščenja z vrenjem močne alkalije ali fermentacijske tekočine, ki vsebuje fluorid v sledovih: uporaba cevi iz čistega titana je prepovedana; namesto tega je treba izbrati cevi s prevleko-PFA. Alternativnega pristopa ni.

Običajna organska kislinska fermentacija-brez fluorida: Stroški celotnega-cikla so nedvoumna gospodarska prednost za titanove cevi.

7. Obsežna primerjalna tabela stroškov za celoten življenjski cikel (referenčna vrednost 5-letnega cikla delovanja)
Vnos:

Postavka za oceno stroškov Grelna cev iz čistega titana Grelna cev v celoti prevlečena s PFA Ekonomska prednost Stranka
Enkratna -naložba Nizka (izhodišče 100 %) Prekomerna (150 % stroškov PFA) Kratkoročna-PFA
Pet{0}}letni kumulativni stroški zamenjave Številne popolne menjave cevi na visoki ravni Nizka, z omejenimi alternativamiDolgotrajna-izpostavljenost titanu
Delo in dodatki za letno vzdrževanje Znatna poraba, ki se pogosto pojavlja Titan zahteva minimalno rutinsko vzdrževanje.
Nenamerna gospodarska izguba med zaprtjem Skoraj brez nepričakovanih zaustavitev Hude, pogoste zaustavitve v sili Titanium
dodatni stroški električne energije 8 %–12 % Dolgoročni-stroški porabe energijeTitan je material,-ki varčuje z energijo in ima visoko učinkovitost prenosa toplote.
Skupni celoviti stroški v pet-letnem obdobju: 100 % izhodišča Samo 60 %–70 % skupnih stroškov PFA. Očitna prednost titana je, da
Zgoščen povzetek
V primeru proizvodnih linij za dolgotrajno-neprekinjeno fermentacijo-brez fluorida grelne cevi iz čistega titana zahtevajo višji začetni proračun za nabavo. Vendar pa njihova dolga življenjska doba, popravljive okvare, nizka pogostost vzdrževanja, ničelna nenačrtovana izguba pri zaustavitvi in ​​visoka učinkovitost prenosa toplote povzročijo 5-letni celovit-cikel celovitih stroškov, ki so znatno nižji od stroškov grelnih cevi s prevleko iz PFA-. To zagotavlja pomembne splošne gospodarske koristi. Cevi, prevlečene s PFA-, so stroškovno{10}}učinkovite samo za kratkotrajno uporabo v majhnih serijah občasne proizvodnje ali medijev, ki vsebujejo fluoridne ione. Cevi iz čistega titana so najprimernejša izbira za projekte kontinuirane fermentacije v razsutem stanju, da se zmanjšajo obsežni operativni stroški.