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抗生素发酵设备故障分析

2013/12/31 14:55:05
  Foodjx导读:设备是生产的物质技术基础。加强和改进发酵工业设备管理,是提高产品质量、降低物耗、安全生产、增加企业经济效益和实现发酵生产现代化的重要条件。要搞好发酵工业设备管理工作,保证发酵工业设备的可靠性运行,就必须研究发酵工业设备的特点和设备故障发生的规律。
  
  本文以发酵工业设备为研究对象,分析发酵工业对设备的要求及发酵工业设备的故障规律。并基于以可靠性为中心的设备维修管理思想对发酵工业设备维修经济性进行分析。
  
  1发酵设备故障特征分析
  
  发酵工业生产均为流程型生产,其生产设备一般由各种反应罐储罐、计量罐和输送物料用的泵、阀和管道以及各种各样的分离设备和换热设备组成,所有这些设备按照生产工艺线路组合在一起构成某种类型的发酵生产设备。
  
  1.1发酵过程对设备运行的要求
  
  1.1.1密封性要求
  
  发酵生产实质上是通过生物技术获得一种菌体的代谢物。例如抗生素的生成过程实际上就是某种菌体的繁衍和生长过程。所以,在发酵工业生产过程中要避免其他杂菌的污染。由于发酵生产的无菌要求,用于发酵生产的设备都必须具有一定程度的密封性。又由于用于生成品提取的各种溶媒一般都具有易燃易爆性和有毒有害性,同样对盛装溶媒的设备有密封性的要求。保证设备所有密封点的可靠性和防止出现各种漏点是设备维修的一项重要任务。
  
  1.1.2连续性要求
  
  发酵生产是流程型生产,整个生产是连续型的,主要设备是一天24h连续运行。以*发酵罐为例,7天为一个生产周期,要求保证发酵罐在160h左右的时间内稳定运行,不能发生诸如搅拌不能运转或冷却管泄漏等严重功能故障。否则,整罐料液或被污染或菌体停止生长而被迫放掉,将造成上万元的经济损失,同时也严重污染厂区周围环境。为此,*生产车间一般对每台发酵罐都是每7天检查修理1次。同时在发酵罐运行时,维修人员通过耳听、眼看、手摸等,检查发酵罐的振动、密封和转动部件温升情况,据此发现发酵罐的潜在故障,再有计划性地安排检查和修理。
  
  1.1.3抗腐蚀性要求
  
  发酵生产所用原料大部分具有酸碱性,对生产设备具有较强的腐蚀性。一方面设备在设计制造的时候尽量采用耐腐蚀性的材料或采用耐腐蚀性的结构设计,另一方面在设备使用阶段对易腐蚀部位或部件进行定期检查,及时发现设备的潜在故障,有计划性地采用修补技术或进行更换,避免潜在故障发展到功能故障。
  
  1.1.4压力容器规范进行维护的要求
  
  发酵工业生产中用到的设备常用具有较高压力的过热蒸汽进行灭菌,在蒸汽灭菌时容器处于承受较高温度和较高压力的负荷状态。
  
  从安全性方面考虑,发酵生产设备一般要求以压力容器的规范进行设计、制造和维保,要求做到定期对生产设备进行检验及进行可靠性评价。
  
  1.2发酵设备故障模式分析
  
  1.2.1泄漏
  
  在发酵工业生产中,各种容器出现泄漏是经常性的。一条月产30t四环素原料的生产线,其静密封点数在30000个左右,各密封点都有可能出现泄漏,因此在这样一个生产线上的某段时间内很可能随机地出现数个泄漏点。在一个设备管理工作做得较好的生产线上,每30000个静密封点的月均泄漏点数可以控制在10个以下。
  
  1.2.2磨损
  
  磨损也是发酵工业设备的一种常见故障,主要出现在设备转动轴的约束部位,比如轴承、套、轴封等处。磨损开始以潜在故障出现,但如果不能及时发现和处理,将会导致功能故障,如发酵罐搅拌转不起来,物料输送泵打不上压,或各种轴封泄漏等。对于单台设备转动轴的某一个约束部位来说,其磨损具有周期性,但对整条生产线来说,磨损这种功能故障的出现是随机的。
  
  1.2.3腐蚀
  
  由于发酵生产所用物料的酸碱性,其生产设备经过一定时间的使用后,某些部位或某些部件甚至整体将被物料腐蚀。在整个生产线投入运行的前期,腐蚀故障也不会出现,由于每台设备的影响因素不同,设备出现腐蚀的时间有差异,但对被腐蚀设备如果能够及时进行更换,其整个生产线设备的腐蚀故障率是呈递增无限接近于某一个常数的趋势,而常数的大小取决于生产所用物料的酸碱性大小及设备所用材料的抗腐蚀性。
  
  1.2.4疲劳
  
  疲劳常发生于设备的受力部位,是由于受力部位材料性能发生劣化,其出现具有突然性。表现形式是断裂,后果较严重,或导致生产流程的中断,或导致安全性事故。应将此故障的概率控制在可接受的范围之内,但现有的故障诊断技术水平不能预测疲劳故障发生。因此,对于重要设备的受力部件应进行定期的更换或修补,其时间间隔可根据历史数据或设备制造单位提供的试验数据进行计算。
  
  1.2.5堵塞
  
  堵塞是由于物料在设备通道中结块,或者混入物料的其他异物而造成,在发酵工业生产中经常发生,其故障后果虽然不是很严重,但也影响生产的正常秩序。堵塞的出现和设备本身没有关系,是在生产中间由于操作不当或清洗不*造成的。堵塞的出现与设备的使用时间无关,其往往在一段时间内出现的概率是固定的。概率大小是和该段时间内操作人员责任心大小相关的。
  
  1.2.6变形
  
  在发酵工业生产中,设备变形虽然很少发生,但其故障后果非常严重,往往造成整台设备报废,甚至发生人身伤亡的安全性事故,因此在生产中应严格防范。设备变形往往是由于超负荷运行引起的,是由于人为因素造成的,其发生与设备本身的可靠性等无关,是一种偶然和随机的现象,对于给定的设备外部环境因素,从长期来看,故障率是一个常数。
  
  1.2.7修理质量
  
  质量包括两方面,一是由于维修方法错误或者维修工责任心不强引起的维修质量问题;二是由于修理所用材料或备件存在质量问题。在发酵工业生产设备中约有三分之一故障是由于维修质量引起的。

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