無懼挑戰,以智能制造為健康加油——西門子為東北制藥維生素C智能工廠提供過程儀表解決方案
企業:全新西門子工業業務領域中文網站發布 日期:2019-11-01
領域:儀器儀表 點擊數:510

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。從口服的營養補充劑、休閑糖果,到外用的保養品,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。

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位于老工業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”之稱的老工業基地沈陽。近年來,沈陽遵循綠色發展理念,加速產業結構調整和創新升級。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生產方面的創新成果,并通過智能制造技術和軟件、硬件的系統開發與集成,建設達到國際化高標準的維生素C及其后續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。

無懼環境挑戰

維生素C生產工藝主要包含四大部分,即發酵、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系統便成為以質量為導向的生產過程的關鍵組成部分。

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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”對衛生要求極為嚴格,生產過程需要嚴格按照工藝規程清潔和消毒。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。發酵過程中的發酵罐、種子罐、空氣過濾器都需要蒸汽直接消毒,采用空消、實消連續滅菌的方式不僅可以保留較高的有效營養成分,還能提高發酵罐利用率。

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境挑戰。西門子SITRANS P DSIII壓力變送器具有IP66、IP68、NEMA4x的防護等級認證,在極端溫度環境中依然可以穩定工作,耐寬溫優勢突出。

此外,制藥行業對過程檢測設備的高要求還體現在衛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。

節能與智能

對過程工業的生產流程來說,氣動調節閥的啟停開合是一個相對耗能的環節。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”的綠色發展理念,力求在其新建的智能工廠內切實做到節能減排。

相比傳統的氣動閥門定位器,西門子開發研制的智能閥門定位器SIPARTPS2在節約壓縮空氣、降低能耗方面具有明顯優勢。在穩態時,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閥門定位器的很小一部分,節約了高達94%的耗氣量。

調節閥是控制系統的終端,直接關系著生產設備的安全和穩定運行。西門子智能閥門定位器SIPARTPS2具備高級診斷和三級報警狀態監測功能,可以實現對閥門及執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監測、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現其異常變化。

在整個項目執行過程中,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,提供行業領先的數字化解決方案和多部門聯動的全方位服務。在智能制造的道路上,西門子將繼續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

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