Майкл Келли, Allied PhotoChemical болон Дэвид Хагуд, Өнгөлгөөний технологийн шийдлүүд
Хоолой, хоолой үйлдвэрлэх процессоос бараг бүх дэгдэмхий органик нэгдлүүдийг (VOC) арилгах боломжтой гэж төсөөлөөд үз дээ, энэ нь жилд 10,000 фунт VOC-тэй тэнцэнэ. Мөн илүү хурдан хурдаар, илүү их бүтээмжтэй, эд анги / шугаман фут тутамд бага өртөгтэйгээр үйлдвэрлэнэ гэж төсөөлөөд үз дээ.
Хойд Америкийн зах зээл дээр илүү үр ашигтай, оновчтой үйлдвэрлэл рүү хөтлөх гол түлхүүр нь тогтвортой үйлдвэрлэлийн үйл явц юм. Тогтвортой байдлыг янз бүрийн аргаар хэмжиж болно:
VOC-ийн бууралт
Эрчим хүчний хэрэглээ бага
Оновчтой хөдөлмөрийн ажиллах хүч
Илүү хурдан үйлдвэрлэлийн гарц (бага зардлаар ихийг бий болгох)
Капиталын илүү үр ашигтай хэрэглээ
Дээрээс нь дээр дурдсан олон хослолууд
Саяхан тэргүүлэгч хоолой үйлдвэрлэгч компани бүрхүүлийн үйл ажиллагаандаа шинэ стратеги хэрэгжүүлсэн. Үйлдвэрлэгчийн өмнөх бүрхүүлийн тавцангууд нь усан суурьтай байсан бөгөөд эдгээр нь VOC-ээр баялаг бөгөөд шатамхай байдаг. Хэрэгжүүлсэн тогтвортой бүрхүүлийн тавцан нь 100% хатуу биетийн хэт ягаан туяаны (UV) бүрхүүлийн технологи байв. Энэ нийтлэлд үйлчлүүлэгчийн анхны асуудал болох UV бүрхүүлийн үйл явц, үйл явцын ерөнхий сайжруулалт, зардлын хэмнэлт болон VOC-ийн бууралтыг нэгтгэн харуулав.
Хоолой үйлдвэрлэхэд бүрэх үйл ажиллагаа
Үйлдвэрлэгч нь 1a болон 1b зурагт үзүүлсэн шиг усан суурьтай бүрэх аргыг ашиглаж байсан бөгөөд энэ нь замбараагүй байдал үүсгэсэн. Энэ процесс нь бүрэх материалыг үрэгдүүлснээс гадна цехийн талбайд VOC-ийн нөлөөлөл болон галын аюулыг нэмэгдүүлсэн. Үүнээс гадна, үйлчлүүлэгч одоогийн усан суурьтай бүрэх ажиллагаатай харьцуулахад бүрэх гүйцэтгэлийг сайжруулахыг хүссэн.
Салбарын олон мэргэжилтнүүд усан суурьтай бүрхүүлийг хэт ягаан туяаны бүрхүүлтэй шууд харьцуулдаг ч энэ нь бодит харьцуулалт биш бөгөөд төөрөгдүүлж болзошгүй юм. Бодит хэт ягаан туяаны бүрхүүл нь хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн үйл явцын нэг хэсэг юм.
Зураг 1. Төслийн оролцооны үйл явц
Хэт ягаан туяа бол үйл явц юм
Хэт ягаан туяа нь байгаль орчны мэдэгдэхүйц давуу тал, үйл явцын ерөнхий сайжруулалт, бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг сайжруулж, тийм ээ, шугаман фут тутамд бүрэх зардлыг хэмнэлттэй болгодог процесс юм. Хэт ягаан туяаны бүрэх төслийг амжилттай хэрэгжүүлэхийн тулд хэт ягаан туяаг гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй процесс гэж үзэх ёстой - 1) үйлчлүүлэгч, 2) хэт ягаан туяаны түрхлэг ба хатууруулагч тоног төхөөрөмжийн интегратор, 3) бүрэх технологийн түнш.
Эдгээр гурвуулаа хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн системийг амжилттай төлөвлөх, хэрэгжүүлэхэд чухал үүрэгтэй. Тиймээс төслийн нийт оролцооны үйл явцыг авч үзье (Зураг 1). Ихэнх тохиолдолд энэ хүчин чармайлтыг хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологийн түнш удирддаг.
Аливаа төслийг амжилттай хэрэгжүүлэх гол түлхүүр нь тодорхой тодорхойлсон оролцооны алхмуудтай байх, уян хатан байдал, янз бүрийн төрлийн үйлчлүүлэгчид болон тэдний хэрэглээнд дасан зохицох чадвартай байх явдал юм. Эдгээр оролцооны долоон үе шат нь үйлчлүүлэгчтэй төслийн амжилттай оролцооны үндэс суурь болдог: 1) үйл явцын ерөнхий хэлэлцүүлэг; 2) хөрөнгө оруулалтын өгөөжийн хэлэлцүүлэг; 3) бүтээгдэхүүний тодорхойлолт; 4) үйл явцын ерөнхий тодорхойлолт; 5) дээжийн туршилт; 6) RFQ / төслийн ерөнхий тодорхойлолт; болон 7) тасралтгүй харилцаа холбоо.
Эдгээр оролцооны үе шатуудыг дараалан дагаж мөрдөж болох бөгөөд зарим нь нэгэн зэрэг тохиолдож эсвэл сольж болох боловч бүгдийг нь дуусгах ёстой. Энэхүү уян хатан чанар нь оролцогчдод амжилтанд хүрэх хамгийн өндөр боломжийг олгодог. Зарим тохиолдолд бүх төрлийн бүрхүүлийн технологийн салбарт үнэ цэнэтэй туршлагатай, гэхдээ хамгийн чухал нь хэт ягаан туяаны процессын хүчтэй туршлагатай нөөц болгон хэт ягаан туяаны процессын мэргэжилтэнг татах нь хамгийн сайн арга байж болох юм. Энэ мэргэжилтэн бүх асуудлыг шийдэж, бүрхүүлийн технологийг зөв, шударгаар үнэлэх төвийг сахисан нөөц болж чадна.
1-р үе шат. Ерөнхий үйл явцын хэлэлцүүлэг
Энэ нь үйлчлүүлэгчийн одоогийн үйл явцын талаарх анхны мэдээллийг солилцох бөгөөд одоогийн зохион байгуулалт болон эерэг/сөрөг талуудыг тодорхой тодорхойлсон байдаг. Олон тохиолдолд харилцан задруулахгүй байх гэрээ (NDA) байх ёстой. Дараа нь үйл явцыг сайжруулах зорилгыг тодорхой тодорхойлох ёстой. Үүнд дараахь зүйлс орно.
Тогтвортой байдал – VOC-ийн бууралт
Хөдөлмөрийг бууруулах, оновчтой болгох
Сайжруулсан чанар
Шугамын хурд нэмэгдсэн
Шалны талбайг багасгах
Эрчим хүчний зардлын тойм
Бүрхүүл системийн засвар үйлчилгээ хийх чадвар - сэлбэг хэрэгсэл гэх мэт.
Дараа нь, эдгээр тодорхойлсон үйл явцын сайжруулалтууд дээр үндэслэн тодорхой хэмжүүрүүдийг тодорхойлно.
2-р үе шат. Хөрөнгө оруулалтын өгөөж (ROI)-ийн хэлэлцүүлэг
Төслийн эхний үе шатанд ROI-г ойлгох нь чухал юм. Нарийвчилсан түвшин нь төслийг батлахад шаардагдах түвшин байх албагүй ч үйлчлүүлэгч одоогийн зардлын тодорхой тоймтой байх ёстой. Үүнд бүтээгдэхүүн тус бүрийн өртөг, шугаман фут тутамд ногдох зардал гэх мэт; эрчим хүчний зардал; оюуны өмчийн (ОӨ) зардал; чанарын зардал; оператор/засвар үйлчилгээний зардал; тогтвортой байдлын зардал; болон хөрөнгийн өртөг багтана. (ROI тооцоолууртай танилцахын тулд энэ нийтлэлийн төгсгөлийг үзнэ үү.)
3-р үе шат. Бүтээгдэхүүний техникийн тодорхойлолтын хэлэлцүүлэг
Өнөөдөр үйлдвэрлэж буй бүх бүтээгдэхүүний нэгэн адил бүтээгдэхүүний үндсэн үзүүлэлтүүдийг төслийн анхны хэлэлцүүлгээр тодорхойлдог. Бүрхүүлийн хэрэглээний хувьд эдгээр бүтээгдэхүүний үзүүлэлтүүд нь үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангахын тулд цаг хугацааны явцад хувьсан өөрчлөгдөж ирсэн бөгөөд ихэвчлэн үйлчлүүлэгчийн одоогийн бүрэх үйл явцад хангагдаагүй байдаг. Бид үүнийг "өнөөдөр ба маргааш" гэж нэрлэдэг. Энэ нь одоогийн бүтээгдэхүүний үзүүлэлтүүдийг (одоогийн бүрэх явцад хангагдаагүй байж магадгүй) ойлгох болон бодитой ирээдүйн хэрэгцээг тодорхойлох (энэ нь үргэлж тэнцвэржүүлэх үйлдэл байдаг) хоёрын хоорондох тэнцвэржүүлэх үйлдэл юм.
4-р үе шат. Үйл явцын ерөнхий үзүүлэлтүүд
Зураг 2. Усан суурьтай бүрэх процессоос хэт ягаан туяаны бүрэх процесс руу шилжих үед боломжтой сайжруулалтууд
Үйлчлүүлэгч одоогийн үйл явцыг бүрэн ойлгож, тодорхойлж, одоо байгаа практикийн эерэг болон сөрөг талуудыг тодорхойлох ёстой. Энэ нь хэт ягаан туяаны системийн интеграторын хувьд ойлгох нь чухал тул шинэ хэт ягаан туяаны системийн зураг төсөлд сайн болж байгаа болон сайн биш байгаа зүйлсийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Энэ бол хэт ягаан туяаны үйл явц нь бүрхүүлийн хурдыг нэмэгдүүлэх, шалны зайг багасгах, температур, чийгшлийг бууруулах зэрэг чухал давуу талуудыг санал болгодог газар юм (Зураг 2-ыг үзнэ үү). Үйлчлүүлэгчийн үйлдвэрлэлийн байгууламжид хамтарсан айлчлал хийхийг зөвлөж байна бөгөөд үйлчлүүлэгчийн хэрэгцээ, шаардлагыг ойлгоход маш сайн хүрээг бий болгодог.
5-р үе шат. Үзүүлэн ба туршилтын туршилт
Мөн хэрэглэгч болон хэт ягаан туяаны системийн интегратор нь хэрэглэгчийн хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн үйл явцыг симуляцид хүн бүр оролцох боломжийг олгохын тулд бүрхүүл нийлүүлэгчийн байгууламжид зочлох ёстой. Энэ хугацаанд дараах үйл ажиллагаа явагдах үед олон шинэ санаа, санал гарч ирнэ.
Симуляци, дээж болон туршилт
Өрсөлдөх чадвартай бүрэх бүтээгдэхүүнийг турших замаар жишиг тогтоох
Шилдэг туршлагуудыг хянаж үзэх
Чанарын баталгаажуулалтын журмыг хянана уу
Хэт ягаан туяаны интеграторуудтай танилцана уу
Цаашдын нарийвчилсан үйл ажиллагааны төлөвлөгөө боловсруулна уу
6-р үе шат. RFQ / Төслийн ерөнхий тодорхойлолт
Үйлчлүүлэгчийн RFQ баримт бичигт үйл явцын хэлэлцүүлэгт тодорхойлсон шинэ хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн үйл ажиллагааны бүх холбогдох мэдээлэл, шаардлагыг багтаасан байх ёстой. Баримт бичигт хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологийн компанийн тодорхойлсон шилдэг туршлагуудыг тусгасан байх ёстой бөгөөд үүнд бүрхүүлийг усны бүрхүүлтэй халаалтын системээр бууны үзүүр хүртэл халаах; цүнх халаах болон хутгах; мөн бүрхүүлийн зарцуулалтыг хэмжих хэмжүүр орно.
7-р үе шат. Тасралтгүй харилцаа холбоо
Үйлчлүүлэгч, хэт ягаан туяаны интегратор болон хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн компанийн хоорондох харилцаа холбооны хэрэгсэл нь маш чухал бөгөөд үүнийг дэмжих хэрэгтэй. Өнөөгийн технологи нь Zoom / бага хурлын төрлийн тогтмол дуудлагыг төлөвлөх, оролцоход маш тохиромжтой болгож байна. Хэт ягаан туяаны тоног төхөөрөмж эсвэл системийг суурилуулж байх үед ямар ч гэнэтийн зүйл гарах ёсгүй.
Хоолой үйлдвэрлэгчийн гаргасан үр дүн
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн аливаа төсөлд авч үзэх ёстой чухал хэсэг бол нийт зардлын хэмнэлт юм. Энэ тохиолдолд үйлдвэрлэгч эрчим хүчний зардал, хөдөлмөрийн зардал, бүрхүүлийн хэрэглээний материал зэрэг хэд хэдэн чиглэлээр хэмнэлт гаргасан.
Эрчим хүчний зардал – Богино долгионы зууханд ажилладаг хэт ягаан туяа болон индукцийн халаалт
Ердийн усан суурьтай бүрхүүлийн системд хоолойг индукцийн өмнө эсвэл дараа халаах шаардлагатай байдаг. Индукцийн халаагуур нь үнэтэй, өндөр эрчим хүч хэрэглэдэг бөгөөд засвар үйлчилгээний томоохон асуудалтай байж болно. Үүнээс гадна, усан суурьтай шийдэл нь богино долгионы хэт ягаан туяаны чийдэнгийн ашигладаг 90 кВт-ын эсрэг 200 кВт индукцийн халаагуурын эрчим хүчний хэрэглээг шаарддаг.
Хүснэгт 1. Индукцийн халаалтын системтэй харьцуулахад 10 чийдэнтэй богино долгионы хэт ягаан туяаны систем ашигласнаар 100 кВт/цаг-аас дээш хэмнэлт гарна
Хүснэгт 1-т үзүүлсэнчлэн, хоолой үйлдвэрлэгч нь хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологийг нэвтрүүлсний дараа цагт 100 кВт-аас дээш хэмнэлт гаргаж, эрчим хүчний зардлыг жилд 71,000 гаруй ам.доллараар бууруулсан.
Зураг 3. Жилийн цахилгаан эрчим хүчний хэмнэлтийн жишээ
Энэхүү эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах зардлын хэмнэлтийг цахилгаан эрчим хүчний 14.33 цент/кВт.ц өртгийн тооцоололд үндэслэн тооцоолсон. Жилд 50 долоо хоногийн турш (долоо хоногт таван өдөр, ээлж тутамд 20 цаг) хоёр ээлжээр тооцоолсон эрчим хүчний хэрэглээг 100 кВт/цаг бууруулснаар Зураг 3-т үзүүлсэнчлэн 71,650 ам.долларын хэмнэлт гарна.
Хөдөлмөрийн зардлыг бууруулах - Операторууд ба засвар үйлчилгээ
Үйлдвэрлэлийн байгууллагууд хөдөлмөрийн зардлаа үргэлжлүүлэн үнэлж байгаа тул хэт ягаан туяаны процесс нь оператор болон засвар үйлчилгээний цагийн хэмнэлтийг санал болгодог. Усан суурьтай бүрхүүлийн тусламжтайгаар нойтон бүрхүүл нь материал боловсруулах төхөөрөмж дээр хатуурч, эцэст нь арилгах шаардлагатай болдог.
Үйлдвэрийн операторууд материал боловсруулах тоног төхөөрөмжөөс усан суурьтай бүрхүүлийг зайлуулах/цэвэрлэхэд долоо хоногт нийт 28 цаг зарцуулсан.
Зардлын хэмнэлтээс гадна (цагт ойролцоогоор 28 ажлын цаг x цагт 36 доллар [дарамттай зардал] = долоо хоногт 1,008.00 доллар буюу жилд 50,400 доллар) операторуудын бие махбодийн хөдөлмөрийн шаардлага нь бухимдал төрүүлж, цаг хугацаа их шаардсан, шууд аюултай байж болно.
Үйлчлүүлэгч улирал бүр бүрээс цэвэрлэх ажлыг төлөвлөсөн бөгөөд улирал тутамд 1900 ам.долларын хөдөлмөрийн зардал, дээрээс нь бүрээс арилгах зардал гарах бөгөөд нийт 2500 ам.доллар зарцуулсан. Жилийн нийт хэмнэлт нь 10,000 ам.доллартай тэнцэж байна.
Бүрээсний хэмнэлт – Усан суурьтай ба хэт ягаан туяаны
Үйлчлүүлэгчийн талбайд сард 12,000 тонн хоолой үйлдвэрлэсэн бөгөөд 9.625 инчийн диаметртэй хоолой үйлдвэрлэжээ. Товчхондоо энэ нь ойролцоогоор 570,000 шугаман фут / ~ 12,700 ширхэгтэй тэнцэнэ. Шинэ хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологийн хэрэглээний процесст 1.5 милийн зузаантай өндөр эзэлхүүнтэй/бага даралттай шүршигч буу ашигласан. Хатууралтыг Heraeus хэт ягаан туяаны богино долгионы чийдэнг ашиглан гүйцэтгэсэн. Бүрээсний зардал болон тээвэрлэлт/дотоод боловсруулалтын зардлын хэмнэлтийг Хүснэгт 2, 3-т нэгтгэн харуулав.
Хүснэгт 2. Бүрхүүлийн өртгийн харьцуулалт – Шугаман фут тутамд хэт ягаан туяа болон усан суурьтай бүрээс
Хүснэгт 3. Тээврийн зардлыг бууруулж, материалын тээвэрлэлтийг талбай дээр бууруулснаар нэмэлт хэмнэлт гарна
Үүнээс гадна материал, хөдөлмөрийн зардлыг хэмнэж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийг дахин боловсруулах боломжтой (усан суурьтай бүрхүүл биш) бөгөөд энэ нь дор хаяж 96% үр ашгийг өгдөг.
Өндөр эрчимтэй хэт ягаан туяаны энергид өртөхгүй бол хэт ягаан туяаны бүрхүүл хатдаггүй тул операторууд хэрэглээний тоног төхөөрөмжийг цэвэрлэх, засвар үйлчилгээ хийхэд бага цаг зарцуулдаг.
Үйлдвэрлэлийн хурд илүү хурдан бөгөөд үйлчлүүлэгч үйлдвэрлэлийн хурдыг минутанд 100 футаас минутанд 150 фут хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь 50%-иар өссөн үзүүлэлт юм.
Хэт ягаан туяаны технологийн тоног төхөөрөмж нь ихэвчлэн суурилуулсан угаах циклтэй байдаг бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэлийн цагийн хуваарьт хянаж, хуваарилдаг. Үүнийг үйлчлүүлэгчийн хэрэгцээнд тохируулан тохируулж болох бөгөөд ингэснээр системийн цэвэрлэгээнд шаардагдах хүн хүч багасдаг.
Энэ жишээнд үйлчлүүлэгч жилд 1,277,400 ам.долларын зардлын хэмнэлт гаргасан.
VOC-ийн бууралт
Зураг 4-т үзүүлсэн шиг хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологийг нэвтрүүлснээр VOC-ийг бууруулсан.
Зураг 4. Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн үр дүнд үүссэн VOC-ийн бууралт
Дүгнэлт
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн технологи нь хоолой үйлдвэрлэгчдэд бүрхүүлийн үйл ажиллагаандаа VOC-ийг бараг арилгах боломжийг олгодог бөгөөд бүтээмж болон бүтээгдэхүүний нийт гүйцэтгэлийг сайжруулдаг тогтвортой үйлдвэрлэлийн процессыг бий болгодог. Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн системүүд нь мөн зардлыг ихээхэн хэмнэдэг. Энэ нийтлэлд дурдсанчлан, үйлчлүүлэгчийн нийт хэмнэлт жилд 1,200,000 ам.доллараас давж, 154,000 фунт гаруй VOC ялгарлыг арилгасан.
Дэлгэрэнгүй мэдээлэл авах болон ROI тооцоолуурт хандахын тулд www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ хаягаар зочилно уу. Нэмэлт процессын сайжруулалт болон ROI тооцоолуурын жишээг www.uvebtechnology.com хаягаар зочилно уу.
ХАЖУУНЫ СЭРГЭЭ
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн процессын тогтвортой байдал / Байгаль орчны давуу талууд:
Дэгдэмхий органик нэгдлүүд (VOCs) агуулаагүй
Аюултай агаар бохирдуулагч бодис (ABO) байхгүй
Шатамхай биш
Уусгагч, ус эсвэл дүүргэгч агуулаагүй
Чийгшил эсвэл температурын үйлдвэрлэлийн асуудал байхгүй
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлийн санал болгож буй ерөнхий сайжруулалтууд:
Бүтээгдэхүүний хэмжээнээс хамааран минутанд 800-900 фут хүртэл хурдан үйлдвэрлэлийн хурд
35 футаас бага хэмжээтэй жижиг физик ул мөр (шугаман урт)
Ажлын явцын хамгийн бага хугацаа
Хатаасны дараа ямар ч шаардлагагүй, шууд хатдаг
Доод талд нойтон бүрхүүлийн асуудал байхгүй
Температур эсвэл чийгшлийн асуудлаар бүрхүүлийн тохируулга хийх шаардлагагүй
Ээлж солигдох, засвар үйлчилгээ хийх эсвэл амралтын өдрүүдээр ажиллахгүй байх үед тусгайлан зөөвөрлөх/хадгалах шаардлагагүй.
Операторууд болон засвар үйлчилгээтэй холбоотой ажиллах хүчний зардлыг бууруулах
Илүүдэл шүршигчийг буцааж авах, дахин шүүж, бүрхүүлийн системд дахин оруулах чадвартай
Хэт ягаан туяаны бүрхүүлтэй бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг сайжруулсан:
Чийгшлийн шинжилгээний үр дүнг сайжруулсан
Давсны манангийн туршилтын гайхалтай үр дүн
Бүрхүүлийн шинж чанар болон өнгийг тохируулах чадвар
Тунгалаг бүрхүүл, металл болон өнгөнүүд байгаа
ROI тооцоолуурт үзүүлсэн шиг шугаман хөл бүрэх зардал бага байна:
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 12-р сарын 14
