Autoklaavin lämpötilan säädön ja jäähdytyksen kehittäminen
Pauliina, Pääskynkivi (2023)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052514265
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052514265
Tiivistelmä
Opinnäytetyö on laadittu Terrafame Oy:lle. Työ on tehty Terrafamen akkukemikaalitehtaan paineliuotuksen autoklaavista. Työn lähtökohtana olivat ongelmat, jotka autoklaavin lämpötilan säätö aiheuttaa. Lämpötilan säätöä rajaavat tekijät ovat reunaehtoja. Toimeksiantajan autoklaavin lämpötilan säätö ei toimi kunnolla. Se vaikeuttaa jokapäiväistä prosessin ohjausta, koska nykyinen lämpötilan säätö ei ole toimiva eikä oikein mitoitettu. Opinnäytetyön tavoitteena on luoda ehdotus, kuinka nykyistä autoklaavin lämpötilan ja jäähdytyksen säätöä voidaan kehittää paremmaksi.
Opinnäytetyössä selvitettiin laskemalla autoklaaviin tulevien energioiden lämpömäärät. Tuoteliete, jäähdytysvesi ja hönkäkaasu olivat oleellisimmat energiaa autoklaaviin kuljettavat sekä energiaa sieltä poistavat aineet. Laskelmat toteutettiin Terrafamelta saatujen arvojen ja aiheeseen liittyvän kirjallisuuden avulla. Laskelmien teossa hyödynnettiin Wedge-ohjelmaa. Lämpömäärän kautta voitiin tarkastella autoklaavin jäähdytysjärjestelmän mitoitusta. Osa lasketuista lämpömääristä ei ollut alkuperäisen olettamuksen mukainen. Näiden avulla selvitettiin lämpötilan säädön taustatekijöitä, jotka pitää olla kunnossa ennen onnistunutta säätöä. Toimeksiantajan kanssa toteutettiin mittaus, jossa mitattiin jäähdytysveden tilavuusvirtausta. Mittauksen lopputuloksella oli suuri vaikutus opinnäytetyöhön.
Työn parannusehdotusosiossa vedettiin yhteen jäähdytysjärjestelmän mitoituksesta ja itse lämpötilan säädöstä aiheutuvat ongelmat. Parannusehdotuksena ehdotettiin kahta erilaista istukkaventtiiliä jäähdytysjärjestelmään säätöventtiiliksi ja kehotettiin vähentämään jäähdytyselementtien määrää. Myös ehdotettiin lisäämään virtausmittausten määrää jäähdytysjärjestelmässä, koska nykyisellä määrällä ei saada kattavasti tietoa, kuinka paljon jäähdytysvettä virtaa. Näiden pohjalta esiteltiin säädin, joka olisi sopiva kohteeseen.
Opinnäytetyössä selvitettiin laskemalla autoklaaviin tulevien energioiden lämpömäärät. Tuoteliete, jäähdytysvesi ja hönkäkaasu olivat oleellisimmat energiaa autoklaaviin kuljettavat sekä energiaa sieltä poistavat aineet. Laskelmat toteutettiin Terrafamelta saatujen arvojen ja aiheeseen liittyvän kirjallisuuden avulla. Laskelmien teossa hyödynnettiin Wedge-ohjelmaa. Lämpömäärän kautta voitiin tarkastella autoklaavin jäähdytysjärjestelmän mitoitusta. Osa lasketuista lämpömääristä ei ollut alkuperäisen olettamuksen mukainen. Näiden avulla selvitettiin lämpötilan säädön taustatekijöitä, jotka pitää olla kunnossa ennen onnistunutta säätöä. Toimeksiantajan kanssa toteutettiin mittaus, jossa mitattiin jäähdytysveden tilavuusvirtausta. Mittauksen lopputuloksella oli suuri vaikutus opinnäytetyöhön.
Työn parannusehdotusosiossa vedettiin yhteen jäähdytysjärjestelmän mitoituksesta ja itse lämpötilan säädöstä aiheutuvat ongelmat. Parannusehdotuksena ehdotettiin kahta erilaista istukkaventtiiliä jäähdytysjärjestelmään säätöventtiiliksi ja kehotettiin vähentämään jäähdytyselementtien määrää. Myös ehdotettiin lisäämään virtausmittausten määrää jäähdytysjärjestelmässä, koska nykyisellä määrällä ei saada kattavasti tietoa, kuinka paljon jäähdytysvettä virtaa. Näiden pohjalta esiteltiin säädin, joka olisi sopiva kohteeseen.