品質生活,健康為先,這已成為人們的心之所向。作為人體不可或缺的營養(yǎng)物質,維生素C對人們健康的重要性可以說人盡皆知。從口服的營養(yǎng)補充劑、休閑糖果,到外用的保養(yǎng)品,如今市面上的維生素C產品可謂豐富多樣。
中國是維生素C的生產和出口大國,在生產工藝和技術方面同樣也處于領先地位。產業(yè)龍頭——東北制藥集團股份有限公司(東北制藥)正是這一領域國內外領先的原料藥生產商之一,擁有全球最大的單條維生素C生產線。
位于老工業(yè)基地沈陽的東北制藥集團引領智能化、綠色化轉型
東北制藥位于素有“共和國裝備部”之稱的老工業(yè)基地沈陽。近年來,沈陽遵循綠色發(fā)展理念,加速產業(yè)結構調整和創(chuàng)新升級。自2017年開始,東北制藥決定借由異地改造搬遷之機開啟一項總投資達20.5億元人民幣的維生素C智能化綠色國際工廠建設工程,占地面積13.3萬平方米。該項目綜合東北制藥近年來在維生素C生產方面的創(chuàng)新成果,并通過智能制造技術和軟件、硬件的系統(tǒng)開發(fā)與集成,建設達到國際化高標準的維生素C及其后續(xù)衍生產品的智能工廠。
為此,東北制藥希望在過程儀表與閥門控制設備方面找到一個了解維生素C生產工藝,符合智能化、綠色化生產要求,并且能夠滿足工程進度的合作伙伴,為整個新工廠的建設奠定扎實基礎。
無懼環(huán)境挑戰(zhàn)
維生素C生產工藝主要包含四大部分,即發(fā)酵、提取、轉化和精制。在上述制備過程中,大量罐、塔、釜等工藝裝置和連接管道均需要液位、壓差等指標檢測以及閥門開度控制等關鍵位置操作。東北制藥經過多方考察,最終選擇西門子作為合作伙伴,并采購了1500余臺西門子SITRANS P DSIII智能壓力變送器和800余臺SIPARTPS2智能閥門定位器。
東北制藥要求維生素C智能化綠色國際工廠的技經指標、成本指標達到國內領先水平,產品質量達到USP、CP、EP的最新標準,而且要通過美國FDA、歐盟COS、日本厚生省及CGMP等高端國際認證。為此,高性能的在線清洗CIP和在線滅菌SIP系統(tǒng)便成為以質量為導向的生產過程的關鍵組成部分。
西門子SITRANS P DS III智能壓力變送器和SIPART PS2智能閥門定位器性能優(yōu)越,滿足東北制藥智能工廠的高要求
制藥、食品和飲料等“入口行業(yè)”對衛(wèi)生要求極為嚴格,生產過程需要嚴格按照工藝規(guī)程清潔和消毒。SIP即利用潔凈飽和蒸汽在較短時間內有效殺死微生物及芽胞體。發(fā)酵過程中的發(fā)酵罐、種子罐、空氣過濾器都需要蒸汽直接消毒,采用空消、實消連續(xù)滅菌的方式不僅可以保留較高的有效營養(yǎng)成分,還能提高發(fā)酵罐利用率。
在SIP過程中,短短幾秒鐘內溫度就可能飆升至150℃,然后迅速下降,這就對儀表產品的性能要求很高。安裝在罐體上的壓力變送器必須應對溫度驟升驟降的環(huán)境挑戰(zhàn)。西門子SITRANS P DSIII壓力變送器具有IP66、IP68、NEMA4x的防護等級認證,在極端溫度環(huán)境中依然可以穩(wěn)定工作,耐寬溫優(yōu)勢突出。
此外,制藥行業(yè)對過程檢測設備的高要求還體現在衛(wèi)生型儀表產品的工藝上。東北制藥維生素C的生產中使用了特定的衛(wèi)生級儀表法蘭連接,要求材料光滑平整、耐腐蝕、無脫落物、無死角、易清洗,可以耐受CIP和SIP處理過程。針對客戶的特定需求,西門子德國總部專門進行了產品定制,在緊張的交付期內實現了特殊的衛(wèi)生級過程連接設計,并確保在小量程的情況下測量結果依然精準。
節(jié)能與智能
對過程工業(yè)的生產流程來說,氣動調節(jié)閥的啟停開合是一個相對耗能的環(huán)節(jié)。其配套的智能閥門定位器以壓縮空氣為動力源,往往需要耗用大量電能。東北制藥遵循打造“花園式工廠”的綠色發(fā)展理念,力求在其新建的智能工廠內切實做到節(jié)能減排。
相比傳統(tǒng)的氣動閥門定位器,西門子開發(fā)研制的智能閥門定位器SIPARTPS2在節(jié)約壓縮空氣、降低能耗方面具有明顯優(yōu)勢。在穩(wěn)態(tài)時,SIPART PS2閥門定位器會關閉壓電閥,其壓縮空氣的消耗量基本為零。如此,生產過程中PS2消耗的壓縮空氣量僅相當于傳統(tǒng)閥門定位器的很小一部分,節(jié)約了高達94%的耗氣量。
調節(jié)閥是控制系統(tǒng)的終端,直接關系著生產設備的安全和穩(wěn)定運行。西門子智能閥門定位器SIPARTPS2具備高級診斷和三級報警狀態(tài)監(jiān)測功能,可以實現對閥門及執(zhí)行機構的預測性維護,這也是東北制藥選擇西門子產品的另一原因。
預測性維護集設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、故障預測、維護決策支持和維護活動于一體,是一種結合數字化手段的先進維護方式。它不依賴于工廠設備的平均壽命統(tǒng)計數據來安排維護活動,而是對運轉狀況、效率、熱量分布和其它指標進行在線直接監(jiān)視,具有更強的針對性和可靠性,以達到減員增效的目的。
具體來說,在實際生產過程中可能出現各種各樣的問題,比如控制閥不能打開到其額定行程、動作不敏感及控制不佳等。SIPARTPS2閥門定位器的高級診斷功能則可以精準、及時地發(fā)現故障并判斷原因,從而大大提高控制閥的安全運營時間,并可以在控制閥出現問題之前,通過新老性能數據的對比提前發(fā)現其異常變化。
在整個項目執(zhí)行過程中,無論是前期的咨詢培訓,還是現場的安裝指導,以及后期的維護承諾,西門子真正做到了以客戶為本,提供行業(yè)領先的數字化解決方案和多部門聯(lián)動的全方位服務。在智能制造的道路上,西門子將繼續(xù)賦能東北制藥維生素C的智能工廠建設,為百姓健康加油。
摘自《自動化博覽》2019年10月刊