Охлаждение фармацевтического производства — задачи, схемы, объекты

На фармацевтическом заводе охлаждают четыре группы потребителей: стерилизаторы и автоклавы, технологические реакторы и ёмкости, конденсаторы холодильных машин, а также чистые помещения и зоны, где работает персонал. Наши градирни, насосные группы и абсорбционные машины работают на пяти фармпредприятиях: самая небольшая система — мини-градирня на 90 кВт для ёмкостей инсулина, самая крупная — тригенерация с двумя АБХМ Thermax по 1430 кВт. Ниже разбираем, какие схемы ставим и почему.

Что охлаждают на фармацевтическом производстве?

Большая часть тепла на фармзаводе уходит из стерилизации и из реакторов, где идёт синтез или ферментация. Ещё одна статья нагрузки — чиллеры, которые готовят холодную воду для кондиционирования и технологии: их конденсаторы тоже надо охлаждать.

Отдельно стоит Несвижский завод медицинских препаратов в Беларуси, крупнейший в стране производитель инфузионных растворов. Ему мы поставили градирню NCT VR0S со щитом частотного регулирования: она охлаждает стерилизаторы и заменила старое оборудование.

Какие схемы холодоснабжения ставят на фармзаводах?

На практике встречаются три схемы, и на крупном заводе они часто работают вместе.

1. Открытая градирня и оборотная вода. Подходит, когда потребителю хватает воды 25–30 °C: стерилизаторы, автоклавы, рубашки реакторов, конденсаторы чиллеров. Самая дешёвая схема по затратам на электроэнергию: работают только насосы и вентиляторы градирни.
2. Чиллер плюс градирня. Когда нужна вода 7–12 °C для процесса или для кондиционирования чистых помещений, её готовит холодильная машина, а градирня отводит тепло от её конденсатора. Так устроена новая линия «Эскома»: одна градирня работает на стерилизатор, вторая — на чиллер.
3. Тригенерация. Если у завода своя газопоршневая генерация, тепло рубашек двигателей идёт в абсорбционную машину (АБХМ) и превращается в холодную воду. Электричество на выработку холода почти не тратится.

Как строить контур оборотной воды целиком, с баками, насосами и водоподготовкой, мы подробно разобрали в статье «Оборотное водоснабжение предприятия».

Почему стерилизатору нужна градирня с большим перепадом температур?

Стерилизатор и автоклав сбрасывают тепло циклами, и вода из них выходит горячей. Чем больше перепад температур на градирне, тем меньше воды надо гонять по контуру при той же мощности: 100 м³/ч воды, которая остывает на 15,5 °C, уносят около 1,8 МВт тепла. Меньше расход — меньше насосы, трубы и затраты на перекачку.

На «Эскоме» градирня NCT VR1 для стерилизатора охлаждает воду с 40 до 24,5 °C при расходе 100 м³/ч и мощности 1804 кВт. Заказчик в благодарственном письме отметил, что градирни держат перепад более 15 °C летом и суммарно отводят 3,6 МВт в жарком климате Ставрополя. На заводе стояли градирни другого производителя, но для новой линии провели тендер и выбрали NCT — подробности в новости о поставке.

У «Мосфарма» градирня NCT VR1-4 охлаждает оборотную воду четырёх автоклавов. Завод выбирал по тендеру среди нескольких производителей — об этом в новости о поставке для «Мосфарма».

Как держать качество оборотной воды на фармзаводе?

Охлаждающая вода не касается продукта, но от неё зависит, удержит ли стерилизатор или реактор свой режим. Накипь и биообрастание в теплообменниках снижают теплоотдачу, и оборудование уходит с расчётных параметров. В открытой градирне вода испаряется, соли концентрируются, а в тёплом контуре размножаются бактерии.

Поэтому почти во все фармпроекты мы ставим систему химводоподготовки NCT W2C. Она следит за солесодержанием, сама делает продувку контура и дозирует биоциды и ингибиторы. Такие системы работают у «Герофарма», «Мосфарма» и «Активного компонента». Щиты управления градирнями с частотным регулированием вентиляторов держат температуру воды точно и снижают расход электроэнергии в прохладные месяцы.

Когда фармзаводу выгодна тригенерация?

Тригенерация окупается там, где есть своя генерация и холод нужен большую часть года. «Активный компонент» в Пушкине (Ленинградская область) выпускает фармацевтические субстанции и работает на своих газопоршневых установках Jenbacher J320. Вода из рубашек охлаждения двигателей идёт в две АБХМ Thermax TAC L5 E3. Каждая даёт 1430 кВт холода, вместе — 2860 кВт, вода охлаждается с 12 до 7 °C.

Одноступенчатая АБХМ на горячей воде даёт около 0,7 кВт холода на 1 кВт тепла. Это тепло двигатели всё равно отдают, и без АБХМ его пришлось бы сбрасывать в атмосферу. Комплекс работает с июня 2020 года и охлаждает технологические линии и помещения постоянного пребывания персонала. Мы разработали рабочую документацию разделов ХС, АХС и ЭМ, поставили оборудование и провели пусконаладку — подробно в описании объекта. Как устроены такие схемы, рассказываем на странице «Тригенерация».

Что требует фармзаказчик от поставщика охлаждения?

По нашему опыту, фармкомпании почти всегда выбирают поставщика по тендеру и хотят получить систему одним пакетом. «Герофарм» при строительстве завода по выпуску инсулина в Пушкине прямо поставил условие: поставка «под ключ» — проект, монтаж, пусконаладка, две градирни, насосная группа, химводоподготовка и автоматика.

Для «Герофарма» мы сделали:

• проект водооборотного узла с техническими и гидравлическими расчётами и спецификацией;
• поставку мини-градирен NCT SVA, гидромодуля на 100 м³/ч и сборного бака на 6 м³;
• шеф-монтаж и пусконаладку градирен и химводоподготовки.

Подробнее — в новости о поставке для «Герофарма». Градирни, насосные группы и щиты управления мы производим на своём заводе в Сертолово (Ленинградская область), поэтому сроки и комплектацию контролируем сами. Проектирование ведёт наш проектный центр, а после запуска систему обслуживает сервисная служба.

Частые вопросы