كيف نصنع نظام تبريد لعملية التجفيف بالتجميد<> مع احتمالية احترار عالمي تبلغ 1؟
29 Nov 2021
في الماضي، تم تحسين وسائط التبريد الصناعية لتجنب استنفاد طبقة الأوزون، ولكن لا تزال لديها قدرة عالية على المساهمة في ظاهرة الاحترار العالمي.
نظرًا لأن توافر وسائط التبريد المستخدمة حاليًا لتطبيقات تجفيف الأدوية الصيدلانية بالتجميد قد بدأ بالفعل في الانخفاض - وربما اختفت وسائط التبريد تمامًا من السوق في عام 2030 - تبحث شركة GEA Pharma & Healthcare عن حلول تبريد بدرجات حرارة منخفضة بديلة تستخدم وسائط التبريد الطبيعية في الأغراض التجارية - وتطبيقات التجفيف بالتجميد على نطاق واسع.
مجفف صناعي بالتجميد
منذ تطبيقات التجفيف بالتجميد الأولى في تثبيت بلازما الدم، تم استخدامه في صناعات علوم الحياة لأكثر من 50 عامًا. خلال هذه الفترة، تطور المجفف بالتجميد - أو جهاز التجفيف بالتجميد - من جهاز بسيط للتجفيف بالتفريغ عند درجة حرارة منخفضة إلى نظام متكامل متطور للغاية. تجمع الخيارات الحالية بين عدد من المعالجات لضمان تسليم المنتج باستمرار وفقًا للمواصفات الفنية والبيولوجية مع مراعاة القضايا الاقتصادية والسلامة والبيئة.
التجفيف بالتجميد هو عملية تجفيف تُستخدم عادةً للحفاظ على مادة قابلة للتلف أو جعلها أكثر ملائمة للنقل أو التخزين. يعمل مجفف التجميد من خلال تجميد المادة وبعد ذلك تقليل الضغط المحيط للسماح للمياه المجمدة في المادة بالتبخر بشكل مباشر من المرحلة الصلبة إلى المرحلة الغازية. يعد استخدام وسائط التبريد أمرًا أساسيًا للإجراء بأكمله.
تقدم GEA مجموعة متنوعة من الخيارات لتنفيذ نظام تبريد المجفف بالتجميد، سواء الميكانيكي أو المبرد، والذي يمكن تكييفه على وجه التحديد حسب متطلبات العمليات والمنتجات الفردية. الاعتباران الرئيسيان عند اختيار حل مناسب لعمليات التجفيف بالتجميد هما درجة حرارة التبريد وسعته.
نظرًا لأن وسائط التبريد الاصطناعية التقليدية أصبحت أقل شيوعًا، وتحظر القوانين التقييدية بشكل متزايد استخدام المواد الكيميائية ذات القدرة العالية على الاحترار العالمي (GWP) - وفقًا لبروتوكولي مونتريال وكيوتو - فإن الاستثمار في أجهزة شلال ضاغط (بدورة ديناميكية حرارية متعددة المراحل) تستخدم وسائط التبريد الطبيعية سوف تصبح خيارً واقعياً على نحو متزايد. وفقًا لذلك، تم تصميم جميع وحدات التبريد من GEA لتطبيقات التجفيف بالتجميد للعمل بوسائط التبريد الطبيعية لتلبية مجموعة واسعة من احتياجات المعالجات والمنتجات.
يعد الإيثان (C2ح6) أحد المركبات القليلة القابلة للاستخدام. نظرًا لنقطة غليانه المنخفضة جدًا (-88.5 درجة مئوية)، يتوافق الإيثان مع أنظمة التبريد الشلالية. في مكثف الثلج المبرد بالزيت السيليكوني غير المباشر، على سبيل المثال، يمكن تحقيق درجات حرارة أقل من -80 درجة مئوية. ومع ذلك، هناك جانب سلبي؛ بعض وسائط التبريد الطبيعية، بما في ذلك الإيثان، قابلة للانفجار، وتحتاج إلى عناية إضافية للامتثال لتوجيهات ATEX. ومع ذلك، فإن الشركات مثل GEA لديها الخبرة والدراية التقنية لجعل هذه الأنظمة آمنة قدر الإمكان. لضمان حماية كل من المنتج والمشغل، تدمج GEA مرفق احتواء حول كل سلسلة تعمل بوسائط التبريد المتفجرة - بما في ذلك جميع تدابير السلامة المطلوبة لضمان أن يكون مثل هذا النظام جاهزاً للاستخدام في بيئة صيدلانية قياسية.
طورت GEA الآن نظامًا مبتكرًا لدورة الهواء للمجففات بالتجميد الذي يشتمل أيضًا على تبريد بثاني أكسيد الكربون (CO2). نظام LYOAIR® يمكن تشغيله، والذي ثبت أنه يُظهر مستويات عالية من الإنتاجية والاعتمادية، بدون معدات ATEX الخاصة، ويتم تثبيته في غرفة غير مجهزة بـ ATEX.
لماذا تعتبر قيمة الاحترار العالمي التي تبلغ 1 مهمة جدًا؟
يمكن لنظام تبريد ثنائي المرحلة لـ CO2 من شركة GEA أن يصل إلى درجات حرارة تبلغ -50 درجة مئوية وهي درجة مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات تجميد المنتجات. نظام التبريد LYOAIR® يستخدم وسائط التبريد الطبيعية ولديه احتمالية احترار عالمي تبلغ 1. لماذا هذا مهم؟ تم تطوير مقياس القدرة على إحداث الاحترار العالمي للسماح بإجراء مقارنات بين تأثيرات الاحترار العالمي للغازات المختلفة. على وجه التحديد، إنه مقياس لمقدار الطاقة التي ستمتصها انبعاثات طن واحد من الغاز خلال فترة زمنية معينة مقارنة بانبعاثات طن واحد من ثاني أكسيد الكربون. كلما زادت القدرة على إحداث الاحترار العالمي، زادت احترار الأرض بسبب غاز معين. لذا، فإن القيمة الأقل هي الأفضل دائمًا، و1 قيمة جيدة.
باختصار، فإن GEA LYOAIR® يستخدم وسائط التبريد الطبيعية التي تتوافق مع لائحة غازات الاحترار العالمي المفلورة لعام 2015، ويستفيد من تكامل ضواغط الطرف الثالث الاقتصادية عالية الكفاءة. الجمع بين نظام دورة الهواء ونظام ثنائي المرحلة لثاني أكسيد الكربون CO2 يوفر استهلاكًا أقل للطاقة للمجففات بالتجميد مقارنة بنظام دورة الهواء العادي. تشمل المزايا البارزة أيضًا التخلص من الغازات الطبيعية المتفجرة أو السامة، والاهتزاز الأقل، والوظائف الأكثر هدوءًا وعدم وجود احتمالية لإحداث الاحترار العالمي. من السهل أيضًا صيانته وتشغيل بدائل النيتروجين السائل هذه بأقل تكلفة.
