Майкл Келли, Allied PhotoChemical болон David Hagood, Finishing Technology Solutions
Хоолой, хоолой үйлдвэрлэх явцад бараг бүх VOC (дэгдэмхий органик нэгдлүүд) -ийг устгаж чадна гэж төсөөлөөд үз дээ, жилд 10,000 фунт VOC-тэй тэнцэнэ. Мөн нэг хэсэг / шугаман хөлийн зардал багатай, илүү хурдан, илүү хурдтай үйлдвэрлэнэ гэж төсөөлөөд үз дээ.
Тогтвортой үйлдвэрлэлийн үйл явц нь Хойд Америкийн зах зээлд илүү үр ашигтай, оновчтой үйлдвэрлэл рүү хөтлөх гол түлхүүр юм. Тогтвортой байдлыг янз бүрийн аргаар хэмжиж болно.
VOC бууруулах
Эрчим хүчний хэрэглээ бага
Ажиллах хүчийг оновчтой болгосон
Илүү хурдан үйлдвэрлэлийн гарц (бага хэмжээгээр илүү их)
Хөрөнгийг илүү үр ашигтай ашиглах
Дээрээс нь дээр дурдсан олон хослолууд
Саяхан тэргүүлэгч хоолой үйлдвэрлэгч бүрэх үйл ажиллагаандаа шинэ стратеги хэрэгжүүлэв. Үйлдвэрлэгчийн өмнө нь хэрэглэж байсан бүрэх платформууд нь усан суурьтай байсан бөгөөд эдгээр нь VOC-ийн агууламж өндөртэй, мөн шатамхай байдаг. Тогтвортой бүрэх платформ нь 100% хатуу хэт ягаан туяаны (хэт ягаан туяа) бүрэх технологи юм. Энэ нийтлэлд хэрэглэгчийн анхдагч асуудал, хэт ягаан туяагаар бүрэх үйл явц, үйл явцын ерөнхий сайжруулалт, зардал хэмнэлт, VOC-ийн бууралтыг нэгтгэн харуулав.
Хоолойн үйлдвэрлэлд бүрэх үйл ажиллагаа
Үйлдвэрлэгч нь 1a ба 1b зурагт үзүүлсэн шиг эмх замбараагүй байдлыг үлдээсэн усан суурьтай бүрэх процессыг ашигласан. Уг процессын үр дүнд бүрэх материалыг дэмий үрээд зогсохгүй, VOC-ийн өртөлт, галын аюулыг нэмэгдүүлсэн цехийн аюулыг бий болгосон. Үүнээс гадна хэрэглэгч одоогийн усан суурьтай бүрэх үйл ажиллагаатай харьцуулахад бүрэх гүйцэтгэлийг сайжруулахыг хүсчээ.
Салбарын олон мэргэжилтнүүд усан суурьтай бүрээсийг хэт ягаан туяаны бүрээстэй шууд харьцуулах боловч энэ нь бодит харьцуулалт биш бөгөөд төөрөгдүүлж болзошгүй юм. Бодит хэт ягаан туяаны бүрэх нь хэт ягаан туяаны бүрэх үйл явцын нэг хэсэг юм.
Зураг 1. Төсөлд хамрагдах үйл явц
Хэт ягаан туяа бол үйл явц юм
Хэт ягаан туяа нь байгаль орчинд ихээхэн давуу тал, үйл явцыг бүхэлд нь сайжруулах, бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг сайжруулах, тиймээ, шугаман бүрээс бүрийг хэмнэх боломжийг олгодог процесс юм. Хэт ягаан туяаны бүрэх төслийг амжилттай хэрэгжүүлэхийн тулд хэт ягаан туяаг 1) хэрэглэгч, 2) хэт ягаан туяаны хэрэглээ, эдгээх төхөөрөмжийн интегратор, 3) бүрэх технологийн түнш гэсэн гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй процесс гэж үзэх ёстой.
Эдгээр гурван зүйл нь хэт ягаан туяаны бүрэх системийг амжилттай төлөвлөх, хэрэгжүүлэхэд маш чухал юм. Тиймээс төслийн оролцооны ерөнхий үйл явцыг харцгаая (Зураг 1). Ихэнх тохиолдолд энэ хүчин чармайлтыг хэт ягаан туяаны бүрэх технологийн хамтрагч удирддаг.
Аливаа төслийг амжилттай хэрэгжүүлэх гол түлхүүр нь уян хатан байдал, янз бүрийн төрлийн үйлчлүүлэгчид болон тэдгээрийн хэрэглээнд дасан зохицох чадвартай, тодорхой заасан оролцооны алхмуудтай байх явдал юм. Хамтын ажиллагааны эдгээр долоон үе шат нь үйлчлүүлэгчтэй төсөл амжилттай хамтран ажиллах үндэс суурь болно: 1) үйл явцын ерөнхий хэлэлцүүлэг; 2) ROI хэлэлцүүлэг; 3) бүтээгдэхүүний техникийн үзүүлэлтүүд; 4) үйл явцын ерөнхий тодорхойлолт; 5) туршилтын дээж; 6) RFQ / төслийн ерөнхий тодорхойлолт; 7) тасралтгүй харилцаа холбоо.
Эдгээр оролцооны үе шатуудыг дараалан дагаж мөрдөж болох бөгөөд зарим нь нэгэн зэрэг тохиолдож болно, эсвэл тэдгээрийг сольж болно, гэхдээ бүгдийг нь дуусгах ёстой. Энэхүү суурилуулсан уян хатан байдал нь оролцогчдод амжилтанд хүрэх хамгийн өндөр боломжийг олгодог. Зарим тохиолдолд бүрэх технологийн бүхий л хэлбэрт үйлдвэрлэлийн үнэ цэнэтэй туршлагатай, гэхдээ хамгийн чухал нь хэт ягаан туяаны процессын туршлагатай мэргэжилтэнг ашиглах нь зүйтэй. Энэхүү мэргэжилтэн нь бүх асуудлыг шийдэж, бүрэх технологийг зөв, шударга үнэлэх төвийг сахисан эх сурвалж болж чадна.
Үе шат 1. Үйл явцын ерөнхий хэлэлцүүлэг
Энд үйлчлүүлэгчийн одоогийн үйл явцын талаархи анхны мэдээллийг солилцож, одоогийн зохион байгуулалт, эерэг / сөрөг талуудыг тодорхой тодорхойлсон байдаг. Ихэнх тохиолдолд харилцан задруулахгүй байх гэрээ (NDA) байх ёстой. Дараа нь үйл явцыг сайжруулах тодорхой зорилтуудыг тодорхойлох шаардлагатай. Үүнд:
Тогтвортой байдал - VOC бууруулах
Хөдөлмөр багасгах, оновчтой болгох
Чанарыг сайжруулсан
Шугамын хурд нэмэгдсэн
Шалны зайг багасгах
Эрчим хүчний зардлын тойм
Бүрхүүлийн системийн засвар үйлчилгээ - сэлбэг хэрэгсэл гэх мэт.
Дараа нь эдгээр тодорхойлсон үйл явцын сайжруулалт дээр үндэслэн тодорхой хэмжүүрүүдийг тодорхойлдог.
Үе шат 2. Хөрөнгө оруулалтын өгөөж (ROI)-ийн хэлэлцүүлэг
Төслийн ROI-ийг эхний үе шатанд ойлгох нь чухал юм. Нарийвчилсан түвшин нь төслийг батлахад шаардагдах түвшин байх албагүй ч үйлчлүүлэгч одоогийн зардлын талаар тодорхой тоймтой байх ёстой. Үүнд: нэг бүтээгдэхүүн, шугаман хөлийн зардал гэх мэт; эрчим хүчний зардал; оюуны өмчийн зардал; чанарын зардал; оператор / засвар үйлчилгээний зардал; тогтвортой байдлын зардал; болон хөрөнгийн өртөг. (ROI тооцоолуур руу нэвтрэхийг хүсвэл энэ нийтлэлийн төгсгөлийг үзнэ үү.)
Үе шат 3. Бүтээгдэхүүний тодорхойлолтын хэлэлцүүлэг
Өнөөдөр үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүн бүрийн нэгэн адил төслийн анхны хэлэлцүүлгүүдэд бүтээгдэхүүний үндсэн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлсон байдаг. Бүрэх хэрэглээний хувьд эдгээр бүтээгдэхүүний техникийн үзүүлэлтүүд нь үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангахын тулд цаг хугацааны явцад өөрчлөгдсөн бөгөөд ихэвчлэн хэрэглэгчийн одоогийн бүрэх процесст нийцдэггүй. Бид үүнийг "өнөөдөр маргааш" гэж нэрлэдэг. Энэ нь одоогийн бүтээгдэхүүний техникийн шинж чанарыг ойлгох (одоогийн бүрээстэй тохирохгүй байж магадгүй) болон ирээдүйн хэрэгцээг бодитойгоор тодорхойлох (энэ нь үргэлж тэнцвэржүүлдэг үйлдэл) хоорондын тэнцвэржүүлэх үйлдэл юм.
Үе шат 4. Процессын ерөнхий үзүүлэлтүүд
Зураг 2. Усан суурьтай бүрэх процессоос хэт ягаан туяагаар бүрэх процесс руу шилжих үед боломжтой процессын сайжруулалт
Үйлчлүүлэгч одоо байгаа үйл ажиллагааны эерэг ба сөрөг талуудын хамт одоогийн үйл явцыг бүрэн ойлгож, тодорхойлох ёстой. Энэ нь хэт ягаан туяаны системийн интеграторын хувьд ойлгоход чухал ач холбогдолтой тул шинэ хэт ягаан туяаны системийг зохион бүтээхдээ сайн байгаа болон болохгүй байгаа зүйлсийг авч үзэх боломжтой. Энэ нь хэт ягаан туяаны процесс нь бүрэх хурдыг нэмэгдүүлэх, шалны зайны хэрэгцээг багасгах, температур, чийгшлийг бууруулах зэрэг чухал давуу талуудыг санал болгодог (Зураг 2-ыг үз). Үйлчлүүлэгчийн үйлдвэрлэлийн байгууламжид хамтдаа зочлохыг зөвлөж байна, энэ нь хэрэглэгчийн хэрэгцээ, шаардлагыг ойлгох сайхан хүрээг бүрдүүлдэг.
Үе шат 5. Жагсаал болон туршилтын гүйлтүүд
Бүрээс нийлүүлэгчийн байранд үйлчлүүлэгч болон хэт ягаан туяаны системийн интегратор очиж үзэх шаардлагатай бөгөөд хүн бүр хэрэглэгчийн хэт ягаан туяагаар бүрэх үйл явцын загварчлалд оролцох боломжтой болно. Энэ хугацаанд дараах үйл ажиллагаа явагдах тул олон шинэ санаа, санал гарч ирнэ.
Симуляци, дээж, туршилт
Өрсөлдөх чадвартай бүрэх бүтээгдэхүүнийг туршиж үз
Шилдэг туршлагыг хянана
Чанарын баталгаажуулалтын журмыг хянана
Хэт ягаан туяаны интеграторуудтай танилц
Цаашид үйл ажиллагааны нарийвчилсан төлөвлөгөө боловсруулах
Үе шат 6. RFQ / Төслийн ерөнхий тодорхойлолт
Үйлчлүүлэгчийн RFQ баримт бичигт процессын хэлэлцүүлэгт тодорхойлсон хэт ягаан туяаны шинэ бүрэх үйл ажиллагаанд шаардлагатай бүх холбогдох мэдээлэл, шаардлагуудыг агуулсан байх ёстой. Уг баримт бичигт хэт ягаан туяаны бүрэх технологийн компанийн тодорхойлсон шилдэг туршлагыг тусгах ёстой бөгөөд үүнд бүрхүүлийг усан бүрхүүлтэй дулааны системээр бууны үзүүр хүртэл халаах; цүнх халаах, хутгах; болон бүрэх хэрэглээг хэмжих жин.
Үе шат 7. Тасралтгүй харилцаа холбоо
Хэрэглэгч, хэт ягаан туяаны интегратор болон хэт ягаан туяаны бүрэх компанийн хоорондох харилцааны хэрэгсэл нь маш чухал бөгөөд үүнийг дэмжих ёстой. Орчин үеийн технологи нь Zoom / бага хурлын төрлийн байнгын дуудлага хийх хуваарь гаргах, оролцоход маш тохиромжтой. Хэт ягаан туяаны төхөөрөмж, системийг суурилуулах үед гэнэтийн зүйл байх ёсгүй.
Хоолойн үйлдвэрлэгчээс олж мэдсэн үр дүн
Хэт ягаан туяаны бүрэх төсөлд анхаарах чухал зүйл бол нийт зардлыг хэмнэх явдал юм. Энэ тохиолдолд үйлдвэрлэгч эрчим хүчний зардал, хөдөлмөрийн зардал, бүрэх материал зэрэг хэд хэдэн чиглэлээр хэмнэлт гаргасан.
Эрчим хүчний зардал – Богино долгионоор ажилладаг хэт ягаан туяа ба индукцийн халаалт
Ердийн усан суурьтай бүрэх системд хоолойг индукцийн өмнөх болон дараах халаах шаардлагатай байдаг. Индукцийн халаагуур нь үнэтэй, өндөр эрчим хүч хэрэглэдэг бөгөөд засвар үйлчилгээ хийхэд ихээхэн бэрхшээлтэй байдаг. Нэмж дурдахад усан суурьтай уусмал нь богино долгионы хэт ягаан туяаны чийдэнгийн 90 кВт-ын эрчим хүчний хэрэглээтэй харьцуулахад 200 кВт-ын индукц халаагчийн эрчим хүчийг шаарддаг.
Хүснэгт 1. Индукцийн халаалтын системтэй харьцуулахад 10 чийдэнгийн богино долгионы хэт ягаан туяаны системийг ашигласнаар 100 кВт/цагаас дээш зардал хэмнэнэ.
Хүснэгт 1-ээс харахад хоолой үйлдвэрлэгч нь хэт ягаан туяагаар бүрэх технологийг хэрэгжүүлсний дараа цагт 100 кВт-аас илүү хэмнэлт хийж, мөн эрчим хүчний зардлыг жилд 71,000 доллараар бууруулжээ.
Зураг 3. Жилийн цахилгаан эрчим хүчний хэмнэлтийн зураг
Ингэж багассан эрчим хүчний зарцуулалтын хэмнэлтийг цахилгаан эрчим хүчний тооцоолсон өртгийг 14.33 цент/кВт цаг болгон тооцсон. Жилд 50 долоо хоног (долоо хоногт таван өдөр, нэг ээлжинд 20 цаг) хоёр ээлжээр тооцсон эрчим хүчний хэрэглээг 100 кВт/цаг бууруулснаар Зураг 3-т үзүүлсэнчлэн 71,650 ам.долларын хэмнэлт гарч байна.
Хөдөлмөрийн зардлыг бууруулах – Оператор ба засвар үйлчилгээ
Үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүд хөдөлмөрийн зардлаа үргэлжлүүлэн үнэлдэг тул хэт ягаан туяаны процесс нь операторын болон засвар үйлчилгээний ажлын цагтай холбоотой онцгой хэмнэлтийг санал болгодог. Усан суурьтай бүрээстэй бол нойтон бүрээс нь материал зөөвөрлөх төхөөрөмж дээр хатуурч, эцэст нь арилгах шаардлагатай болдог.
Үйлдвэрийн ажилчид долоо хоногт нийтдээ 28 цагийг доод урсгалын материал зөөвөрлөх төхөөрөмжөөс усан суурьтай бүрээсийг арилгах / цэвэрлэхэд зарцуулсан.
Зардлын хэмнэлтээс гадна (хөдөлмөрийн 28 цаг х 36 доллар [ачаалал ихтэй зардал] нэг цагт = долоо хоногт 1,008.00 доллар эсвэл жилд 50,400 доллар) операторуудад тавигдах биеийн хүчний шаардлага нь урам хугарах, цаг хугацаа шаардсан, аюултай байж болно.
Үйлчлүүлэгч улирал бүр 1900 долларын хөдөлмөрийн зардал, нийт 2500 ам.доллараар бүрэх цэвэрлэгээний зардал гаргахаар төлөвлөжээ. Жилийн нийт хадгаламж 10,000 доллартай тэнцэж байна.
Бүрээсний хэмнэлт - Усан дээр суурилсан хэт ягаан туяаны эсрэг
Хэрэглэгчийн талбайд 9.625 инчийн диаметртэй хоолойны үйлдвэрлэл сард 12,000 тонн байв. Дүгнэж үзвэл энэ нь ойролцоогоор 570,000 шугаман фут / ~ 12,700 ширхэгтэй тэнцэнэ. Хэт ягаан туяагаар бүрэх шинэ технологид хэрэглэх процесс нь ердийн зорилтот зузаан нь 1.5 миль бүхий өндөр эзэлхүүнтэй/бага даралттай шүршигч бууг багтаасан. Эдгэрэлтийг Heraeus хэт ягаан туяаны богино долгионы чийдэнг ашиглан гүйцэтгэсэн. Бүрхүүлийн зардал, тээвэрлэлт/дотоод зөөвөрлөлтийн зардлыг хэмнэж, хүснэгт 2, 3-т нэгтгэн харуулав.
Хүснэгт 2. Бүрээсний зардлын харьцуулалт – шугаман хөл бүрт хэт ягаан туяа ба усан суурьтай бүрээс
Хүснэгт 3. Тээврийн зардал багасч, газар дээр нь материал зөөвөрлөлт багассанаас нэмэлт хэмнэлт гарна
Үүнээс гадна материал, хөдөлмөрийн зардлыг хэмнэж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Хэт ягаан туяаны бүрээс нь дахин сэргээгдэх боломжтой (усан дээр суурилсан бүрээс нь тийм биш), хамгийн багадаа 96% -ийн үр ашигтай байх боломжийг олгодог.
Хэт ягаан туяаны бүрхүүл нь өндөр эрчимтэй хэт ягаан туяанд өртөхгүй бол хатдаггүй тул операторууд хэрэглээний тоног төхөөрөмжийг цэвэрлэх, засвар үйлчилгээ хийхэд бага цаг зарцуулдаг.
Үйлдвэрлэлийн хурд нь илүү хурдан бөгөөд хэрэглэгч үйлдвэрлэлийн хурдыг минутанд 100 футаас 150 фут хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь 50% -иар өссөн байна.
Хэт ягаан туяаны технологийн тоног төхөөрөмж нь ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн ажлын цагаар хянагдаж, хуваарьтай байдаг угаах циклтэй байдаг. Үүнийг хэрэглэгчийн хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн тохируулах боломжтой бөгөөд ингэснээр системийг цэвэрлэхэд бага хүн хүч шаардагдах болно.
Энэ жишээн дээр үйлчлүүлэгч жилд 1,277,400 долларын зардлаа хэмнэж чадсан.
VOC бууруулах
Хэт ягаан туяагаар бүрэх технологийг хэрэгжүүлснээр VOC-ийг мөн багасгасан нь Зураг 4-т харагдаж байна.
Зураг 4. Хэт ягаан туяаны бүрээсийг хэрэгжүүлсний үр дүнд VOC-ийн бууралт
Дүгнэлт
Хэт ягаан туяаны өнгөлгөөний технологи нь хоолой үйлдвэрлэгчдэд бүрэх үйл ажиллагаандаа VOC-ийг бараг л арилгах боломжийг олгодог бөгөөд бүтээмж, бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг сайжруулдаг тогтвортой үйлдвэрлэлийн процессыг бий болгодог. Хэт ягаан туяаны бүрэх систем нь зардлыг ихээхэн хэмнэдэг. Энэ нийтлэлд дурьдсанчлан, хэрэглэгчийн нийт хуримтлал жил бүр 1,200,000 доллараас давж, 154,000 фунт гаруй VOC ялгаруулалтыг арилгасан.
Дэлгэрэнгүй мэдээлэл болон ROI тооцоолууртай танилцахыг хүсвэл www.alliedphotochemical.com/roi-calculators/ хаягаар зочилно уу. Процессын нэмэлт сайжруулалт болон ROI тооцоологчийн жишээг www.uvebtechnology.com сайтаас авна уу.
Хажуугийн самбар
Хэт ягаан туяаны бүрэх процессын тогтвортой байдал / Байгаль орчны давуу тал:
Дэгдэмхий органик нэгдлүүд (VOCs) байхгүй
Аюултай агаар бохирдуулагчгүй (HAPs)
Шатамхай бус
Уусгагч, ус, дүүргэгч байхгүй
Чийгшил, температурын үйлдвэрлэлийн асуудал байхгүй
Хэт ягаан туяаны бүрээсийн санал болгож буй процессын ерөнхий сайжруулалт:
Бүтээгдэхүүний хэмжээнээс хамааран минутанд 800-аас 900 фут хүртэл хурдан үйлдвэрлэлийн хурд
35 футаас бага физик ул мөр (шугаман урт)
Үйл явц дахь хамгийн бага ажил
Эдгэрсний дараах шаардлага байхгүй шууд хатаана
Доод урсгалын нойтон бүрэх асуудал байхгүй
Температур, чийгшилтэй холбоотой ямар ч бүрхүүлийн тохируулга байхгүй
Ээлж солих, засвар үйлчилгээ хийх, амралтын өдрүүдээр зогсох үед тусгай зохицуулалт хийхгүй
Оператор, засвар үйлчилгээтэй холбоотой ажиллах хүчний зардлыг бууруулах
Хэт их шүрших, дахин шүүж, бүрэх системд дахин оруулах чадвартай
Хэт ягаан туяаны бүрээстэй бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл сайжирсан:
Чийгийн шинжилгээний үр дүн сайжирсан
Давсны манангийн туршилтын гайхалтай үр дүн
Бүрхүүлийн шинж чанар, өнгийг тохируулах чадвар
Тунгалаг пальто, металл болон өнгө бэлэн байна
ROI тооцоолуураар харуулсан шиг шугаман хөлийн бүрээсийн зардал бага байна:
Шуудангийн цаг: 2023 оны 12-р сарын 14
