İlaç üretim tesisinde şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesi ekserji analizi

Abstract

Hem dünya hem ülkemizde mevcut yaşamsal faaliyetlerimizi sürdürebilmek için enerji büyük bir gereksinimdir. Bu yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleşebilmesi için üretmek gerekmetkedir. Yapılacak olan üretim operasyonları kaçınılmaz olarak kaynak ve enerji tüketimlerinide beraberin de getirecektir. Dünya'da var olan enerji kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı, günümüzde kaynakların etkili kullanılması ile enerji tasarrufu yapılması büyük önem taşımaktadır. Enerji tasarrufunun gerçekleştirilmesinde en öne çıkan kısım daimi olan üretim süreçlerinin tasarım ve kurulum aşamalarında optimum enerji harcamalarının hesaplanmasının göz önünde tutulmasıdır. Bu noktada ekserji kavramı karşımıza çıkmakta olup, üretim süreçlerinde enerji kaynaklarının gerçekte ne kadar verimli kullanıldığını tespit edebilmekteyiz. Ekserji analizi sayesinde bir sistemin ya da prosesin niceliği yanında niteliği hakkında kayıpları ve terinmezlikleri tespit edebilmekteyiz. Yapılan bu analizler sonucunda sistemin ya da prosesin en çok kayıplar yaşanan noktalarını saptayarak bunları bertaraf edecek önemler için bize yol gösterici olacaktır. Ekserji analizi, termodinamiğin ikinci kanunu ile ortaya çıkmış olup yakın dönemde bir çok alanda yürütülen çalışmalar ile göz önüne çıkmıştır. Bunun sonucu olarak üretim sistemlerinin tasarımlarından ya da işletmelerinden sorumlu olan kişilerin ekserji analizi yapma yükümlülükleri oluşmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında, bir ilaç üretim tesisinde üretim operasyonlarında kullanmak üzere şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesinin ekserji analizi yapılmıştır. Ekserji analizi için prosese dahil olan giriş ve çıkış akımları tayin edilmiştir. Buna ilave olarak bu prosesin gerçekleştiği çevre koşulları ve ekserji analizinin yapılması için gerekli kabuller açıklanmıştır. Ekserji analizi için yapılan denklemlerin hesaplamaları MATLAB programı kullanılarak yapılmıştır. Şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesine dahil olan ana ekipmanların parametreleri temin edilemediğinden dolayı proseste bulunan ana yardımcı ekipmanların tek tek ekserji analizleri gerçekeştirilmiştir. Bu ekserji analizleri sırasında şehir şebeke suyunun mevsimsel dönüşümlerden etkilenmesinden dolayı kış ve yaz koşulları olmak üzere iki farklı koşulda hesaplamalar yapılmıştır. Bu prosese uygulanan ekserji analizleri sonucunda 29.18% ekserji verimi ile en büyük ekserji kaybının ısı değiştirici eşanjörün kış mevsiminde yaptığı ısıtma modu olduğu tespit edilmiştir. Kış mevsiminde şehir şebeke suyunun sıcaklık değerlerinin, proses tasarımında kabul edilen ortalam sıcaklık değerlerinden daha düşük olmasından dolayı sistemde çok fazla enerji harcaması ile ısıtma sağlandığı anlaşılmıştır.