Costi-Vantaggi decisionali-Creazione di un modello per la sostituzione di quattro tipi di tubi di riscaldamento anti-corrosione negli impianti di fermentazione

Gli stabilimenti di fermentazione devono affrontare sfide decisionali persistenti-, tra cui la decisione di riparare i tubi di riscaldamento più vecchi o sostituirli con nuovi, nonché la scelta di un tubo di riscaldamento anti-corrosione come sostituto. Le perdite economiche, tra cui la frequente manutenzione secondaria, la rottamazione dei lotti dovuta a perdite improvvise e l'aumento del consumo di energia, sono spesso il risultato di un semplice giudizio basato sull'aspetto dell'apparecchiatura. Questo documento stabilisce standard differenziati di valutazione della sostituzione per acciaio inossidabile 316L, titanio puro, vetro al quarzo e riscaldatori rivestiti in PFA, coprendo quattro moduli di costo principali: costo di manutenzione residuo, perdita di spegnimento, consumo aggiuntivo di energia e deprezzamento delle apparecchiature. Inoltre, costruisce un modello decisionale quantitativo costi-benefici.
1. I quattro moduli principali di contabilità dei costi del modello decisionale
Le spese di manodopera, prodotti chimici per la pulizia, accessori di isolamento, test offline e passivazione sono tutte necessarie per ripristinare i tubi di riscaldamento antichi al loro normale funzionamento entro la vita utile residua prevista. Questo è il costo di manutenzione residuo.
Perdita economica derivante dall'arresto di emergenza: questa perdita sarà notevolmente aggravata dalla rottura del tubo di quarzo e dall'inquinamento da ruggine del substrato PFA, nonché da perdite improvvise del tubo, contaminazione del mezzo, arresto della produzione e scarti di lotti.
Costo aggiuntivo del consumo di energia: la spesa aggiuntiva per l'elettricità generata dalla resistenza termica delle incrostazioni spesse, della barriera di rivestimento e del film a bolle d'aria dei tubi di riscaldamento invecchiati in un singolo anno di produzione.
Ammortamento a ciclo completo- delle nuove apparecchiature: il costo ammortizzato annuale per l'acquisto di nuovi tubi di riscaldamento, che include il prezzo di approvvigionamento, la modifica della tubazione, la manodopera di installazione e le spese di supporto per la trasformazione delle apparecchiature ausiliarie.
La formula decisionale fondamentale: la sostituzione è economicamente fattibile se il costo complessivo annuale della manutenzione delle apparecchiature obsolete supera il costo di ammortamento annuale dei nuovi tubi di riscaldamento.
2. Standard di giudizio di sostituzione differenziato per ciascun tubo riscaldante
2.1 316L Tubi riscaldanti in acciaio inossidabile
Principali caratteristiche di costo: il costo dei nuovi tubi è basso; tuttavia, le perdite residue per manutenzione e arresto aumentano rapidamente quando si verifica la corrosione per vaiolatura.

Condizioni determinanti per la sostituzione:

Il rischio di perdite penetranti entro sei mesi supera il 60% e sulle saldature compaiono vaiolature profonde locali quando l'attenuazione dello spessore della parete supera il 15%.
Oltre il 30% del costo di ammortamento annuale dei tubi nuovi è rappresentato dalle spese per la manutenzione semestrale della passivazione e per la disincrostazione profonda mensile.
Rispetto al nuovo Stato, la potenza termica aumenta di oltre il 18% e la manutenzione non è in grado di compensare il consumo aggiuntivo di elettricità a lungo termine-.
Produzione continua di fermentazione ad alto-cloruri per oltre 18 mesi; il costo del ciclo completo-della sostituzione con tubi in titanio è inferiore al costo della riparazione dell'acciaio inossidabile per altri tre anni.

Schemi alternativi appropriati per condizioni di lavoro con lieve corrosione includono l'approvvigionamento di nuovo acciaio inossidabile 316L e l'aggiornamento delle linee a ciclo lungo-di media e alta corrosione con tubi in titanio puro.

2.2 Tubi riscaldanti realizzati in titanio puro
Le principali caratteristiche di costo includono un elevato ammortamento una tantum dell'approvvigionamento, una manutenzione residua estremamente bassa e perdite improvvise pari a zero in un mezzo privo di fluoro.

Condizioni determinanti per la sostituzione:

La parete del tubo viene ridotta uniformemente dall'attacco con fluoro e il mezzo contiene materie prime contenenti fluoro tutto l'anno-. Pertanto, la passivazione offline non è più in grado di ripristinare il potenziale superficiale.
Oltre il 20% della superficie del fascio tubiero è coperta da graffi duri e le spese di manutenzione aumentano ogni anno a causa della frequente passivazione migliorata offline.
La linea di produzione originale viene convertita nella produzione di formule contenenti fluoro-e i tubi in titanio vengono resi incompatibili. I tubi in PFA o quarzo vengono sostituiti in base alle condizioni alcaline di pulizia.
Il deprezzamento annuale dei nuovi tubi in titanio è superato dal costo complessivo della manutenzione di revisione, che prolunga la durata utile a 4-5 anni.

Strategie alternative che potrebbero essere rilevanti includono l'acquisizione di nuovi tubi in titanio per una produzione ad alta-corrosione che rimane priva di fluoro-e il downgrade delle linee intermittenti a bassa-corrosione prive di fluoro in acciaio inossidabile 316L al fine di ridurre l'investimento iniziale.

2.3 Tubi riscaldanti anticorrosione al quarzo-
Gli attributi di costo significativi includono: Perdita incontrollabile della chiusura derivante dalla rottura del tubo e dall'inquinamento da frammenti di vetro, prezzo moderato del nuovo tubo.

Condizioni determinanti per la sostituzione:

Il cattivo funzionamento del CIP alcalino provoca uno strato inciso e smerigliato che copre oltre il 30% della superficie del vetro, con conseguente significativa diminuzione dell'efficienza della pulizia e un aumento dei residui di biofilm.
La trasmissione della luce rileva piccole crepe; la probabilità di una rottura improvvisa entro i prossimi tre mesi è quasi del 100%.
La linea di produzione viene convertita alla fermentazione continua 24-ore o vengono implementate procedure di disinfezione contenenti alcali; il quarzo non è in grado di adattarsi al nuovo processo.
In un solo anno si verificano più di due incidenti di rottura di tubi e il costo di approvvigionamento di tre set di nuovi tubi al quarzo viene superato dalla perdita di rottami del lotto.

Gli schemi alternativi applicabili includono la conservazione del quarzo in laboratorio di -fluoruro libero da alcali-contenente analisi di acidi forti e la conversione della fermentazione continua industriale in tubi in PFA o titanio.

2.4 Riscaldatori con rivestimento in PFA
Le principali caratteristiche di costo includono un costo di ammortamento medio e l'assenza di manutenzione della passivazione. Tuttavia, i danni al rivestimento richiedono una sostituzione totale senza valore di riparazione.

Condizioni determinanti per la sostituzione:

Il substrato in acciaio al carbonio viene esposto quando penetra un graffio locale del rivestimento o quando l'area della bolla supera il 5% della superficie totale. La ruggine del substrato interno si espande rapidamente.
Quando la temperatura operativa a lungo termine- supera i 105 gradi, l'intero rivestimento diventa fragile e giallo, con conseguente diminuzione dell'efficienza di riscaldamento di oltre il 20%.
L'officina è in fase di aggiornamento per passare alle linee di produzione farmaceutica sterile GMP; il rischio di dispersione di particelle di plastica non è sufficiente a soddisfare gli standard igienico-sanitari.
Il mezzo contiene una notevole quantità di particelle abrasive dure sospese e il danno da abrasione del rivestimento si verifica ogni 3-4 mesi, determinando un'elevata frequenza di sostituzione.

Gli schemi alternativi applicabili includono: acquisto di nuovi riscaldatori PFA per terreni ionici misti non-sterili a bassa temperatura; passaggio ai tubi in titanio puro per condizioni di lavoro sterili o ad alta temperatura-.