Dans les ateliers biopharmaceutiques, le système de groupe de stations de réfrigération est aussi crucial que le système de thermorégulation du corps humain pour maintenir la vie. Le processus de production des produits biopharmaceutiques a des exigences extrêmement strictes en matière de conditions environnementales telles que la température et l'humidité. Le système de groupe de stations de réfrigération assume la tâche importante d'assurer un environnement de production stable et de garantir la qualité et la sécurité des médicaments. Si le contrôle de la température est inapproprié, les ingrédients actifs des médicaments peuvent devenir inactifs, et l'environnement de culture des micro-organismes peut être endommagé, affectant ainsi l'efficacité des médicaments. Dans les cas graves, cela peut même conduire à la mise au rebut d'un lot entier de médicaments, entraînant des pertes énormes.
I. Composition du système de groupe de stations de réfrigération
(I) Groupes frigorifiques : Le cœur de la réfrigération
Les groupes frigorifiques peuvent être considérés comme le "cœur" du système de groupe de stations de réfrigération. Grâce à une série de cycles de réfrigération comprenant la compression, la condensation, le laminage et l'évaporation, ils compriment le gaz réfrigérant à basse température et basse pression en gaz à haute température et haute pression. Après la dissipation de la chaleur dans le condenseur, il devient un liquide à haute pression, puis la pression est réduite grâce au dispositif de laminage. Dans l'évaporateur, il absorbe la chaleur de l'eau glacée, réduisant la température de l'eau glacée et apportant de la "fraîcheur" à l'atelier. Dans les ateliers biopharmaceutiques, les groupes frigorifiques centrifuges sont couramment utilisés en raison de leur grande capacité de refroidissement et de leur rendement élevé, qui répondent à la forte demande de capacité de refroidissement dans la production à grande échelle.
(II) Pompes : Les moteurs de la circulation
Les pompes sont comme les "vaisseaux sanguins" du système de groupe de stations de réfrigération, responsables de la circulation de l'eau glacée et de l'eau de refroidissement dans le système. Les pompes à eau glacée transportent l'eau glacée à basse température vers les différentes zones de l'atelier qui nécessitent une réfrigération. Après avoir absorbé la chaleur et augmenté en température, elle est renvoyée à l'évaporateur du groupe frigorifique pour être refroidie. Les pompes à eau de refroidissement transportent l'eau de refroidissement qui a absorbé la chaleur du condenseur vers la tour de refroidissement pour la dissipation de la chaleur et la réduction de la température, puis elle retourne au condenseur pour le recyclage. De nos jours, les pompes à fréquence variable sont largement utilisées dans les ateliers biopharmaceutiques. Elles peuvent ajuster automatiquement la vitesse de rotation en fonction de la charge du système, ce qui permet d'obtenir des effets importants d'économie d'énergie. Elles peuvent également contrôler avec précision le débit d'eau, assurant ainsi le fonctionnement stable du système.
(III) Tours de refroidissement : Équipement clé de dissipation de la chaleur
Les tours de refroidissement peuvent être appelées les "maîtres de la dissipation de la chaleur" du système de groupe de stations de réfrigération. Leur fonction principale est de dissiper la chaleur transportée par l'eau de refroidissement dans l'atmosphère, réduisant ainsi la température de l'eau de refroidissement. Dans les ateliers biopharmaceutiques, les tours de refroidissement à contre-courant sont souvent utilisées. Elles utilisent le contre-courant de l'air et de l'eau pour augmenter la surface et le temps de contact, ce qui permet une dissipation efficace de la chaleur. En même temps, les tours de refroidissement sont équipées de systèmes de contrôle intelligents, qui peuvent ajuster automatiquement la vitesse de rotation des ventilateurs en fonction de la température ambiante et de la température de l'eau de refroidissement, assurant ainsi l'effet de dissipation de la chaleur tout en économisant de l'électricité.
II. Mécanisme de fonctionnement du système de groupe de stations de réfrigération
(I) Technologie de contrôle de groupe intelligent : Le "cerveau intelligent" du système
La technologie de contrôle de groupe intelligent dote le système de groupe de stations de réfrigération d'"intelligence" et sert de "cerveau" de l'ensemble du système. Il collecte en temps réel des données telles que la température, l'humidité et la charge de refroidissement de l'atelier grâce à des capteurs, ainsi que les paramètres de fonctionnement des équipements tels que les groupes frigorifiques, les pompes et les tours de refroidissement. En utilisant des algorithmes avancés pour l'analyse et le traitement, il contrôle avec précision l'état de fonctionnement de chaque appareil. Par exemple, lorsque la charge de refroidissement de l'atelier diminue, le système de contrôle de groupe intelligent réduira automatiquement le nombre de groupes frigorifiques en fonctionnement et diminuera les vitesses de rotation des pompes et des ventilateurs des tours de refroidissement, minimisant ainsi la consommation d'énergie tout en répondant à la demande de réfrigération.
(II) Stratégie de régulation de la charge : Adaptation précise aux exigences
Dans les ateliers biopharmaceutiques, les exigences de charge de refroidissement des différents processus de production fluctuent considérablement. Le système de groupe de stations de réfrigération adopte des stratégies de régulation de la charge flexibles pour s'adapter avec précision à ces changements. Les groupes frigorifiques ont des fonctions de régulation d'énergie à plusieurs niveaux et peuvent ajuster automatiquement la puissance de refroidissement en fonction de la taille de la charge de refroidissement. Les pompes et les ventilateurs des tours de refroidissement peuvent également modifier le débit et le volume d'air grâce à la régulation de la vitesse à fréquence variable pour obtenir une correspondance dynamique avec la charge de refroidissement. Par exemple, pendant la phase de fermentation des médicaments, qui a des exigences élevées en matière de contrôle de la température et une forte demande de charge de refroidissement, le système fonctionnera à pleine capacité. Dans la phase de conditionnement des médicaments, lorsque la demande de charge de refroidissement est faible, le système fonctionnera automatiquement avec une consommation d'énergie réduite.
III. Applications technologiques innovantes du système de groupe de stations de réfrigération
(I) Technologie de l'Internet des objets (IoT) : Réalisation de la surveillance et de la gestion à distance
La technologie IoT a amené le système de groupe de stations de réfrigération dans une nouvelle ère de surveillance et de gestion à distance. En installant des capteurs intelligents et des modules de communication sur l'équipement, les données de fonctionnement de l'équipement sont téléchargées sur la plateforme cloud en temps réel. Les gestionnaires peuvent visualiser l'état de fonctionnement du système à tout moment et en tout lieu via des terminaux tels que les téléphones portables et les ordinateurs, faire fonctionner l'équipement à distance et gérer les alarmes de défaut en temps opportun. Cela améliore non seulement l'efficacité de la gestion, mais permet également de prévoir à l'avance les défaillances potentielles de l'équipement, facilitant ainsi la maintenance préventive et réduisant les temps d'arrêt.
(II) Analyse des mégadonnées et maintenance prédictive : Assurer le fonctionnement stable de l'équipement
L'application de la technologie d'analyse des mégadonnées dans le système de groupe de stations de réfrigération fournit une garantie pour le fonctionnement stable de l'équipement. Le système collecte une grande quantité de données de fonctionnement historiques de l'équipement et utilise des algorithmes d'analyse des mégadonnées pour découvrir les schémas qui se cachent derrière les données et établir des modèles de performance de l'équipement. En comparant les données en temps réel avec les valeurs prédites des modèles, les risques de défaillance potentiels de l'équipement peuvent être détectés à l'avance, et une maintenance préventive peut être organisée. Par exemple, s'il est prévu que le roulement d'une certaine pompe puisse tomber en panne dans une semaine, la maintenance et le remplacement peuvent être organisés à l'avance pour éviter les interruptions de production causées par des défaillances soudaines.
IV. Avantages du système de groupe de stations de réfrigération
(I) Haut rendement et économie d'énergie : Réduction des coûts d'exploitation
Le système de groupe de stations de réfrigération permet d'obtenir un rendement élevé et des économies d'énergie grâce à l'application de la technologie de contrôle de groupe intelligent, des stratégies de régulation de la charge et des équipements d'économie d'énergie, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation des ateliers biopharmaceutiques. Par rapport aux systèmes de réfrigération traditionnels, il peut économiser de 30 % à 50 % de la consommation d'énergie. En prenant un grand atelier biopharmaceutique comme exemple, il peut économiser plusieurs millions de yuans en factures d'électricité chaque année. À long terme, les avantages économiques sont remarquables.
(II) Contrôle précis de la température : Garantir la qualité des médicaments
Le contrôle précis de la température est la bouée de sauvetage des ateliers biopharmaceutiques, et le système de groupe de stations de réfrigération est excellent à cet égard. Il peut contrôler la température de l'atelier à ±0,5 °C et l'humidité à ±5 %, offrant ainsi un environnement stable pour la production de médicaments. Pendant le processus de production de vaccins, le contrôle précis de la température et de l'humidité peut garantir l'activité et la stabilité du vaccin, améliorant ainsi la qualité et la sécurité des médicaments.
V. Points clés de la maintenance et de la gestion du système de groupe de stations de réfrigération
(I) Inspections et maintenance régulières : Prolongation de la durée de vie de l'équipement
Des inspections et une maintenance régulières sont les clés pour assurer le fonctionnement stable à long terme du système de groupe de stations de réfrigération et prolonger la durée de vie de l'équipement. Le personnel de maintenance doit effectuer des inspections complètes des équipements tels que les groupes frigorifiques, les pompes et les tours de refroidissement selon les cycles d'inspection spécifiés, y compris l'apparence de l'équipement, les paramètres de fonctionnement et les composants de connexion. Ajouter régulièrement de l'huile lubrifiante à l'équipement, remplacer les pièces vulnérables et nettoyer les condenseurs et les évaporateurs. Généralement, les groupes frigorifiques sont entretenus de manière complète une fois par trimestre, et les pompes et les tours de refroidissement sont inspectées et entretenues une fois par mois.
(II) Diagnostic et dépannage des pannes : Restauration rapide de la production
Lorsqu'une panne survient dans le système de groupe de stations de réfrigération, un diagnostic et un dépannage rapides et précis des pannes sont d'une grande importance. Le personnel de maintenance doit s'appuyer sur le système de diagnostic des pannes intégré de l'équipement, les données des capteurs intelligents et sa propre expérience pour déterminer rapidement la cause et l'emplacement de la panne. Pour les pannes courantes telles que la surcharge du moteur de la pompe et la défaillance du ventilateur de la tour de refroidissement, des pièces de rechange doivent être préparées pour un remplacement et une réparation en temps opportun. Pour les pannes complexes, une assistance technique du fabricant doit être contactée en temps opportun pour rétablir le fonctionnement normal du système dès que possible et minimiser l'impact sur la production.