Central Dry Screw Vacuum System for Freeze Dryer Machines

ภาพรวมโครงการ

ออกแบบ–ติดตั้ง ระบบสุญญากาศแบบสกรูแห้ง (Central Dry Screw Vacuum) สำหรับ เครื่อง Freeze Dryer หลายเครื่อง (multi-lyo) โดยรวมศูนย์กำลังดูดและบริหารโหลดแบบอัจฉริยะ เป้าหมายคือให้ได้ pull-down time ที่เร็วขึ้น คุมสุญญากาศช่วง primary/secondary drying ได้เสถียร ลด PM และ ไร้น้ำมัน (oil-free) เหมาะกับอาหาร ชีวภาพ และยา (รองรับ cGMP/21 CFR Part 11)

ไฮไลต์

• รวมศูนย์รองรับหลายเครื่อง พร้อม N+1 redundancy และ lead–lag rotation

• Dry Screw + Roots Booster (VFD) เร่งอัตราการดูดช่วง 1–10 mbar อย่างมีประสิทธิภาพ

• การจัดการไอ/ความชื้น: Cold trap/Condenser integration, foreline protection, N₂ purge

• ควบคุมด้วย PLC/SCADA: recipe-based, auto-balance ระหว่างเครื่อง, trend & alarm ครบ

ความท้าทาย

• โหลดไอสูงช่วงเริ่มแช่แข็งและ roughing แต่ต้องนิ่งมากที่ 0.05–0.2 mbar ระหว่าง sublimation

• ไลโอหลายเครื่องทำงาน phase ไม่ตรงกัน → โหลดสวิงและแย่งกำลังดูด

• ต้องหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากน้ำมัน และลด downtime จากการบำรุงรักษา

โซลูชัน

Central Dry Screw Vacuum Skid พร้อมบูสเตอร์และระบบกระจายแบบแยกโซน

• Vacuum Train

  • ปั๊มฐาน Dry Screw (water-cooled) ควบคุมอุณหภูมิ housing ลดการควบแน่น

  • Roots Booster 1–2 สเตจ ขับด้วย VFD เพื่อรักษา throughput ในช่วงความดันกลาง

  • Ultimate pressure ออกแบบให้ต่ำกว่า 0.01 mbar (ขึ้นกับ sizing/ท่อ)

• Vapor Management & Protection

  • ผนวกร่วม Condenser/Cold Trap ของแต่ละไลโอ + defrost cycle เชิงลำดับ

  • Foreline filter/mist trap, isolation/anti-suckback valve รายเครื่อง

  • N₂ purge และ drain/heat tracing (option) สำหรับจุดเสี่ยงการควบแน่น

• Control & Integration

  • PLC/HMI/SCADA: setpoint ตาม recipe, auto-balance โหลด, energy mode (idle/standby)

  • บันทึก/วิเคราะห์ trend: vacuum level, pump speed, power, condenser temp, ΔP filter

  • สัญญาณ interlock กับไลโอ: vacuum ready, valve status, alarms, E-stop

• Compliance & Safety

  • วัสดุสัมผัสไอ SS304/316, ซีล FKM/EPDM (หรือชนิดเฉพาะ solvent)

  • ตัวเลือก Ex/ATEX เมื่อมีตัวทำละลาย, grounding/antistatic ครบระบบ

  • เอกสาร IQ/OQ/PQ, audit trail/ผู้ใช้สำหรับ 21 CFR Part 11 (option)

ขอบเขตงาน (Scope)

1. เก็บโปรไฟล์โหลดของแต่ละไลโอ (ice load, vapor rate, leak rate)

2. Sizing & simulation: pumping speed รวม, booster stages, foreline diameter, header balance

3. ออกแบบ manifold/valve รายเครื่อง + กลยุทธ์ isolation/bypass

4. ประกอบสกิด, FAT, ติดตั้ง, เดินระบบ และเทสร่วมกับเครื่องจริง

5. ตั้งค่า PLC/SCADA, trend/alarm, สูตรควบคุม, training + O&M/PM

ผลลัพธ์ที่ได้

• Pull-down เร็วขึ้น และคุมระดับลึกได้สม่ำเสมอในทุก phase ของการทำแห้ง

• Batch-to-batch consistency สูง ลดความแปรปรวนคุณภาพ

• ลด PM/Downtime เทียบระบบน้ำมัน: ไม่มีเปลี่ยนน้ำมัน/กรองน้ำมัน

• ประหยัดพลังงาน: VFD + demand-based control + โหมด idle/standby

ตัวอย่างสเปกเทคนิค (ปรับตามหน้างานจริง)

• Throughput (รวม): ~ 800–6,000 m³/h (โมดูลาร์)

• Operating vacuum: คุมได้ในช่วง 0.05–0.2 mbar (sublimation)

• Ultimate: < 0.01 mbar

• ไฟฟ้า: 380–400 VAC, 3-ph, 50 Hz

• ยูทิลิตี้: Cooling water 18–30 °C, N₂ purge, condensate drain

• ควบคุม: PLC/HMI + SCADA, data logging/recipe, remote monitoring

การบำรุงรักษา (PM)

• ตรวจ ΔP ฟิลเตอร์/ดักละออง, ทำความสะอาดตามรอบ

• ตรวจอุณหภูมิ jacket/แรงดันน้ำหล่อเย็น, สั่นสะเทือน/เสียงของสกรู

• ทดสอบ leak/pressure-decay รายเครื่องและวาล์ว isolation

• เก็บ trend (vacuum, power, speed) เพื่อคาดการณ์ PM และวางแผนพลังงาน