LAUDA為國際制藥公司開發Multilooop多回路精準溫控系統

為滿足一家國際化工制藥企業的多步驟生產需求，LAUDA提供了兩套Multiloop加熱冷卻系統，實現了精準溫度控制的情況下，更加貼合客戶工藝的個性化適配

行業背景

制藥行業的特點是持續的工藝優化和創新技術的實施。特別是在活性成分中間體和活性藥物成分(API = Active Pharmaceutical Ingredient)的開發和生產中,精確的溫度控制解決方案是必要前提。與LAUDA等技術合作伙伴的長期合作使得為要求苛刻的化學工藝開發定制解決方案成為可能。

要求

為滿足某重要客戶總部的多步驟生產工藝，LAUDA過去已經提供了一套Multiloop定制系統。為了擴大生產，客戶要求新增兩套系統，以實現API的中試生產。需求清單包括以下條件:

· 流速范圍：2至12m³/h

· 溫度范圍: -9 至90°C

· 輸出功率：1KW加熱功率和65KW制冷功率

· 環境：具有高危險潛力的集成多步驟生產

· 需要針對兩個不同工藝步驟的集成解決方案。

成功的合作和個性化解決方案

除了技術要求外,還有其他因素需要考慮。系統到應用的距離是多少,連接必須在什么高度,有多少可用空間,現場是否有加熱或冷卻源?這些和其他參數與客戶一起考慮,并在系統規劃中予以考慮。這樣就產生了精確適應特定情況和應用的定制系統。LAUDA第一套multiloop加熱和冷卻系統的成功合作非常令人信服，因此現在又實現了兩套額外的解決方案——兩套Multiloop回路型系統。

圖1:Multiloop 8 ML 350,配備八個可單獨控制的溫度控制回路

多回路——模塊化緊湊系統

根據要求,LAUDA需要為中試生產提供8個可單獨加熱和制冷的溫度控制單元，,并集成為一套完整的溫控系統。Multiloop多回路溫控系統的特點是可以自由組合各種加熱、制冷和深度制冷模塊,并采用節省空間的定制化設計。在本案例中,所需的溫度范圍為-9到90°C。但由于客戶可以自行提供-9°C的冷卻鹽水,因此兩個Multiloop系統中只需要傳熱模塊就可以實現低溫控制需要。當然,LAUDA可以額外安裝工藝冷卻系統,例如SUK型,作為額外的制冷模塊來滿足生產車間對低溫控制的需求。

針對兩個工藝步驟,分別采用了Multiloop 8 ML 350和4 ML 350，分別配備八個和四個獨立的溫度控制回路,能夠提供各自所需的流量、溫度水平和輸出功率。Multiloop 8 ML 350的設計是每兩個模塊疊放在一起,總共建造了四排模塊。與八個獨立機組相比,這使空間需求減少了約35%。所有溫度控制回路共享一條中央冷卻管線,該管線根據需求將流量分配到各個溫度控制單元。與八個獨立單元相比,這有助于提高系統性能,在本案例中顯著地降低了冷卻需求。

除了制冷和加熱單元外,用于控制和參數化各個溫度控制單元的觸摸屏是多回路系統的核心元素。該系統通過 OPC UA 接口連接到客戶的流程控制系統。

圖2:用于控制溫度控制單元的觸摸屏,帶OPC UA連接

適用于高潛在危險的集成式多步驟生產的理想選擇

化學工藝的放大通常會增加潛在危險，,因為更大的批次可能意味著更強烈的放熱反應或更多有毒物質的釋放。Multiloop八通道或四通道系統可以搭配更小型的流動反應器,每個反應器單獨連接到一個溫度控制回路。這樣,單個反應器中的批量可以保持較小,人員和環境的危險潛力最小化,而通過系統的24/7運行,仍然可以實現較大的生產量。以這種模塊化方式,可以安全地實現更大的生產量。生產能力得到最佳利用。

結論

基于LAUDA的個性化工程系統規劃，Multiloop加熱和冷卻系統可以按照客戶規格進行設計和實現。由此創建的Multiloop系統在工藝工程和能源技術方面都經過優化，直接針對工藝或客戶需求定制，例如能夠實現更好的生產結果、提高安全性并提升產量。