Восстановление твердых тел
Q. Моя фирма готова наращивать процесс брожения, что делает ценного продукта. Как минимизировать затраты на продукт восстановления?
Стоимость продукта восстановления биотехнологических, в сельском хозяйстве (например, кукурузы мокрый помол) и ферментации (например, пивоваренной и винодельческой) процессов часто 50% от общих расходов производства. К счастью, многие из потребностей этих процессов восстановления могут быть решены с общего подхода доказана в химической промышленности, которые можно настроить для конкретных продуктов. Как правило, необходимо удалить твердые вещества (целых клеток, клеточных стенок и другим мусором) и растворимых компонентов (нежелательных побочных продуктов или продуктов желательно) из сложной смеси.
Очистка последовательность может включать в себя фильтрацию и / или центрифугированием для удаления твердых частиц, а затем несколько типов адсорбции, ионного обмена и / или хроматографии восстановить растворимых компонентов. Фильтрация может включать в себя грубую фильтрацию помощи фильтра или экрана типа фильтра, а также прекрасный шаг фильтрации помощью мембранного типа фильтра.
Следующие шаги подробно, как оптимизировать схему восстановления биотехнологии, сельского хозяйства и процесса ферментации, применяя основные принципы химической технологии:
1. Выбрать и документ базовых детали процесса, спецификации и другие проблемы. Потенциальные улучшения процесса будет проверена в отношении процесса основания. Создать блок-потоков, процессов и пакетной диаграммы последовательности, чтобы показать известной информации, в том числе технологических условий, потоков времени, технические характеристики продуктов и методы измерений (в том числе, где проводятся измерения). Кроме того, создать перечень ограничений, таких как совместно оборудование, условия разложения продукта и т.д.
2. Определить базовые затраты производства, а разбить его на единицу работы. Крупнейших ловушки, которые можно войти не охватывает все важные источники стоимости. Например, если биотехнологических процессов будет использовать фильтр-пресса и диатомит (DE), чтобы удалить частицы, ключевые элементы расходов будет включать в себя: трудовые (слишком много changeouts может потребовать специального оператора в $ 50 тысяч в год, или привести к пострадавший работник и компенсации расходов); потерял продукта (ценный материал запертых в DE при изменении отказа; или более дорогой шаги для восстановления материала); материалы (фильтры помощи и ткани); оператор защиты (респираторы и отверстия, чтобы избежать кристаллического кремния), а также капитала и приборы расходы (~ $ 100000 перед установкой или $ 250 000 после).
3. Оценка значения каждого элемента операции по общей стоимости процесса и приоритеты. Для каждого устройства операции, перечень ключевых факторов, то присвоить воздействия (высокий = 9, = 3 средних или низких = 1) и вероятность воздействия происходящих (используйте тот же ключ удара). Ключевые факторы могут быть как числовые (например, капитальные, эксплуатационные расходы, отходы) и качественные (например, потенциал для процесса разрушения). Умножьте каждого удара его вероятности, а затем суммировать все цифры для каждой единицы работы; наибольшее число является самым важным блока. Например, ключевые факторы для фармацевтической хроматографического разделения будет включать капитала (тяжелые последствия и высокую вероятность = 81) и потенциал для катастрофического отказа (тяжелые последствия и низкую вероятность = 9). Выберите второй или третий самый высокий рейтинг блок операций, как ваши приоритеты для оптимизации.
4. Brainstorm возможных вариантов оптимизации Вашего высокого решения для первоочередных оперативного подразделения. Они попадут в следующих категориях:
* Создание дополнительных улучшений использованием существующего оборудования для этих оперативной группы. Например, фильтр rotarydrum вакуум определенного типа диатомит может быть улучшено за счет оптимизации операционных ставок или изменения класса фильтра помощи.
* Подставляя оборудование, которое имеет тот же принцип работы. Так, например, поворотные барабана вакуум-фильтра будет более эффективным, чем фильтр-пресса для больших мощностей.
* Подставляя оборудование, которое использует различные принципы работы (например, пивоваренные заводы могут рассмотреть вопрос о переходе от фильтр-пресса для центрифуг / мембраны сочетание сокращения объема отходов).
* Упрощение путем объединения оперативной группы. Например, если у вас есть отдельный блок операций, таких как фильтр-пресса и хроматографического разделения, можно было бы использовать нестандартный материал фильтрации, фильтры твердых метельчатые вопрос и собирает растворимого материала. Необходимо будет проектировать фильтрации частиц с макроструктуры, которые подходят для сбора твердых и микроструктуры, которые подходят для захвата поверхности растворимых материалов. Это может быть достигнуто путем сочетания частицы кремнезема и поверхности ее лечения силана создать соответствующие сродство к растворимых компонентов.
Для каждого из этих параметров, определить соответствующие методы оценки, включая смету расходов, лабораторных испытаний и экспериментальных испытаний. Часто, оценка может быть выполнен быстро с помощью соответствующих производителей.
5. Уделять приоритетное внимание наиболее оптимальные решения, основанные на эффективности и стоимости воздействия. Ликвидации, которые не предлагают потенциальной отдачи от инвестиций или не представляется возможным, из-за временных и ресурсных ограничений. Разработка планов оценки за остальные решения и установить критерии успеха.
6. После завершения оценки планов, осуществления и сбора данных. Никакая технология не гарантируется для всех, поэтому вы должны убедиться, что оценка производится справа. Преобразование данных в смете, и сравнить с базовым процессом. Не удивляйтесь, если не удается перспективных технологий и передовой технологии успешно. Если идеи оптимизации оказать позитивное воздействие на стоимость и возможности, а затем обновить процесса с учетом этих оптимизаций и сообщить информацию на ваш спонсоров.
7. Если нет достаточных оснований для таких решений, палка с базового процесса. Кроме того, вернуться назад и повторить шаги 1-7.
Автор хотел бы поблагодарить Гари Гибсон и Энтони Ревис из корпорации Dow Corning за ценные советы и предложения.
KEITH ХЕЙЗ является химической переработки и разделения консультант KQ Consulting, Inc (<a target="_blank" href="http://www.kqconsulting.com" <rel="nofollow"> www.kqconsulting.com / >, телефон: (989) 832-2684; Мобильный телефон: (989) 450-3234, E-почта: <a href="mailto:kqhayes@chartermi.net"> kqhayes@chartermi.net </ A>). Он имеет 17-летний опыт работы в химической промышленности процесса, которые были потрачены на корпорации Dow Corning Совсем недавно, Hayes был руководителем проекта в Силиконовой фирмы биотехнологии группы, разработки новых материалов для разделения брожения промышленности. До этого он работал в центре экспертизы увольнений, руководства для глобальных операций Dow Далее, и занимал различные должности в процессе разработки, производства и новых предприятий R
