Cost-Benefit-beslutning-Lag model til udskiftning af fire typer anti-korrosionsvarmerør i fermenteringsanlæg

Fermenteringsfabrikker støder på vedvarende beslutnings-udfordringer, herunder beslutningen om enten at reparere ældre varmerør eller erstatte dem med nye, samt valget af et-korrosionsbeskyttende varmerør som erstatning. Økonomiske tab, herunder hyppig sekundær vedligeholdelse, batchskrotning på grund af pludselig lækage og øget energiforbrug, er ofte resultatet af en simpel bedømmelse baseret på udstyrets udseende. Dette papir etablerer differentierede erstatningsvurderingsstandarder for 316L rustfrit stål, rent titanium, kvartsglas og PFA-belagte varmelegemer, der dækker fire kerneomkostningsmoduler: resterende vedligeholdelsesomkostninger, nedlukningstab, ekstra energiforbrug og afskrivning af udstyr. Derudover konstruerer den en kvantitativ cost-beslutningsmodel.
1. Beslutningsmodellens fire kerneomkostningsregnskabsmoduler
Udgifter til arbejdskraft, rengøringskemikalier, isoleringstilbehør, offline test og passiveringsudgifter er alle nødvendige for at genoprette gamle varmerør til deres normale drift inden for den forventede resterende levetid. Dette er de resterende vedligeholdelsesomkostninger.
Økonomisk tab som følge af nødstop: Dette tab vil blive væsentligt forværret af brud på kvartsrør og rustforurening af PFA-substrat, såvel som pludselig rørlækage, medium forurening, produktionsstop og batchskrot.
Ekstra energiforbrugsomkostninger: Den ekstra el-udgift, der genereres af den termiske modstand af tykke belægninger, belægningsbarriere og luftboblefilm fra aldrende varmerør i et enkelt produktionsår.
Fuld-cyklusafskrivning af nyt udstyr: De årlige amortiserede omkostninger ved køb af nye varmerør, som inkluderer indkøbsprisen, rørledningsændringer, installationsarbejde og understøttende omkostninger til transformation af hjælpeudstyr.
Den grundlæggende beslutningsformel: Udskiftning er økonomisk gennemførlig, hvis de årlige samlede omkostninger ved vedligeholdelse af forældet udstyr overstiger de årlige afskrivningsomkostninger for nye varmerør.
2. Standard for differentieret erstatningsvurdering for hvert varmerør
2.1 316L Varmerør i rustfrit stål
Nøgleomkostningsegenskaber: Omkostningerne til nye rør er lave; restvedligeholdelse og nedlukningstab øges dog hurtigt, når der opstår grubetæring.

Udløserbetingelser for udskiftning:

Risikoen for gennemtrængende lækage inden for et halvt år overstiger 60 %, og der opstår lokale dybe gruber på svejsninger, når vægtykkelsesdæmpningen overstiger 15 %.
Mere end 30 % af de årlige afskrivningsomkostninger for nye rør udgøres af udgifterne til halv{1}}årlig passiveringsvedligeholdelse og månedlig dyb afkalkning.
Sammenlignet med den nye tilstand stiger varmeeffekten med over 18 %, og vedligeholdelse er ikke i stand til at opveje det langsigtede-ekstra elforbrug.
Kontinuerlig produktion af høj-chloridgæring i over 18 måneder; de fulde-cyklusomkostninger ved at udskifte med titaniumrør er mindre end omkostningerne ved at reparere rustfrit stål i yderligere tre år.

Alternative ordninger, der er egnede til milde korrosionsarbejdsforhold, omfatter indkøb af nyt 316L rustfrit stål og opgradering af medium og høj-korrosionslange-cykluslinjer til rene titaniumrør.

2.2 Varmerør lavet af rent titanium
Vigtige omkostningsegenskaber omfatter en høj-engangsafskrivning ved indkøb, ekstremt lav resterende vedligeholdelse og ingen pludselige lækagetab i et-fluoridfrit medium.

Udløserbetingelser for udskiftning:

Rørvæggen er ensartet formindsket af fluoridætsning, og mediet indeholder fluorråmaterialer året rundt. Derfor er offline passivering ikke længere i stand til at genoprette overfladepotentialet.
Over 20 % af rørbundtets overflade er dækket af hårde ridser, og vedligeholdelsesudgifterne stiger årligt som følge af den hyppige offline forbedrede passivering.
Den originale produktionslinje omdannes til fremstilling af fluorid-holdige formler, og titaniumrør er gjort inkompatible. PFA- eller kvartsrør udskiftes i overensstemmelse med de alkaliske rengøringsbetingelser.
Den årlige afskrivning på nye titaniumrør overskrides af de omfattende omkostninger til eftersynsvedligeholdelse, hvilket forlænger levetiden til 4-5 år.

Alternative strategier, der kan være relevante, omfatter anskaffelse af nye titaniumrør til høj-korrosionsproduktion, som forbliver fluorid-fri, og nedgradering af fluorid-fri lav-korrosionsintermitterende linjer til 316L rustfrit stål for at reducere den oprindelige investering.

2,3 Quartz Anti-korrosionsvarmerør
Væsentlige omkostningsegenskaber omfatter: Ukontrollerbart lukningstab som følge af rørsprængning og forurening af glasfragmenter, moderat pris på nye rør.

Udløserbetingelser for udskiftning:

Fejlbetjeningen af ​​alkali CIP resulterer i, at et frostet indskåret lag dækker over 30 % af glasoverfladen, hvilket resulterer i et betydeligt fald i rengøringseffektiviteten og en stigning i biofilmrester.
Lystransmission registrerer små revner; sandsynligheden for et pludseligt brud inden for de næste tre måneder er næsten 100 %.
Produktionslinjen konverteres enten til kontinuerlig 24-timers fermentering, eller der implementeres alkaliholdige desinfektionsprocedurer; kvarts er ikke i stand til at tilpasse sig den nye proces.
Inden for et enkelt år er der mere end to rørbrudshændelser, og indkøbsomkostningerne for tre sæt nye kvartsrør overskrides af partiskrottabet.

Alternative ordninger, der er anvendelige, omfatter tilbageholdelse af kvarts i laboratoriealkali-frit fluorid-holdigt stærk syre-undersøgelser og konvertering af industriel kontinuerlig fermentering til PFA- eller titaniumrør.

2.4 Varmelegemer med PFA-belægning
Nøgleomkostningskarakteristika omfatter en middel afskrivningsomkostning og fravær af passiveringsvedligeholdelse. Belægningsskader kræver dog en samlet udskiftning uden reparationsværdi.

Udløserbetingelser for udskiftning:

Kulstofstålsubstratet blotlægges, når en lokal ridse i belægningen trænger ind, eller når blisterarealet overstiger 5 % af den samlede overflade. Indvendig substratrust udvider sig hurtigt.
Da den langsigtede-driftstemperatur overstiger 105 grader, bliver hele belægningen skør og gul, hvilket resulterer i et fald i opvarmningseffektiviteten på over 20 %.
Værkstedet gennemgår en opgradering til GMP sterile farmaceutiske produktionslinjer; risikoen for plastikpartikeludskillelse er utilstrækkelig til at opfylde sanitære standarder.
Mediet indeholder en betydelig mængde hårde suspenderede slibepartikler, og belægningsslidskader forekommer hver 3.-4. måned, hvilket resulterer i en høj frekvens af udskiftningsbehov.

Alternative ordninger, der er anvendelige, omfatter: Køb nye PFA-varmere til lav-temperatur ikke-sterilt blandet ionmedium; opgrader til rene titaniumrør til sterile eller høje-temperaturer.