Pilot plant
একটি পাইলট প্ল্যান্ট হল একটি প্রাক-বাণিজ্যিক উৎপাদন ব্যবস্থা যা নতুন উৎপাদন প্রযুক্তি নিয়োগ করে এবং/অথবা প্রধানত নতুন প্রযুক্তি সম্পর্কে শেখার উদ্দেশ্যে অল্প পরিমাণে নতুন প্রযুক্তি-ভিত্তিক পণ্য উৎপাদন করে। প্রাপ্ত জ্ঞান তখন পূর্ণ-মাত্রার উৎপাদন ব্যবস্থা এবং বাণিজ্যিক পণ্যের নকশার পাশাপাশি আরও গবেষণার উদ্দেশ্যগুলি সনাক্তকরণ এবং বিনিয়োগের সিদ্ধান্তগুলিকে সমর্থন করার জন্য ব্যবহার করা হয়। অন্যান্য (অ-প্রযুক্তিগত) উদ্দেশ্যগুলির মধ্যে রয়েছে নতুন প্রযুক্তির জন্য জনসাধারণের সমর্থন অর্জন এবং সরকারী বিধিমালা নিয়ে প্রশ্ন তোলা। পাইলট প্ল্যান্ট এই অর্থে একটি আপেক্ষিক শব্দ যে পাইলট প্ল্যান্টগুলি সাধারণত পূর্ণ-স্কেল উৎপাদন প্ল্যান্টের চেয়ে ছোট, তবে বিভিন্ন আকারে নির্মিত হয়। এছাড়াও, যেহেতু পরীক্ষামূলক উদ্ভিদগুলি শেখার উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয়, সেগুলি সাধারণত আরও নমনীয়, সম্ভবত অর্থনীতির ব্যয়ে। কিছু পাইলট প্ল্যান্ট স্টক ল্যাব সরঞ্জাম ব্যবহার করে পরীক্ষাগারগুলিতে নির্মিত হয়, অন্যগুলির জন্য যথেষ্ট ইঞ্জিনিয়ারিং প্রচেষ্টা প্রয়োজন, লক্ষ লক্ষ ডলার খরচ হয় এবং প্রক্রিয়া সরঞ্জাম, যন্ত্রপাতি এবং পাইপিং থেকে কাস্টম-একত্রিত এবং মনগড়া হয়। এগুলি একটি পূর্ণ-স্কেল প্ল্যান্টের জন্য কর্মীদের প্রশিক্ষণের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রদর্শনী উদ্ভিদের তুলনায় পাইলট গাছগুলি ছোট হতে থাকে। পরিভাষা পাইলট প্ল্যান্টের অনুরূপ একটি শব্দ হল পাইলট লাইন। মূলত, পাইলট প্ল্যান্ট এবং পাইলট লাইন একই কাজ করে, তবে 'পাইলট প্ল্যান্ট' (জৈব) রাসায়নিক এবং উন্নত উপকরণ উৎপাদন ব্যবস্থার প্রসঙ্গে ব্যবহৃত হয়, যেখানে 'পাইলট লাইন' সাধারণভাবে নতুন প্রযুক্তির জন্য ব্যবহৃত হয়। 'কিলো ল্যাব' শব্দটি ছোট পাইলট প্ল্যান্টের জন্যও ব্যবহৃত হয় যা প্রত্যাশিত আউটপুট পরিমাণকে বোঝায়। ঝুঁকি ব্যবস্থাপনার পাইলট প্ল্যান্টগুলি বড় প্রসেস প্ল্যান্ট নির্মাণের সাথে যুক্ত ঝুঁকি কমাতে ব্যবহৃত হয়। তারা বিভিন্ন উপায়ে এটি করেঃ কম্পিউটার সিমুলেশন এবং আধা-পরীক্ষামূলক পদ্ধতিগুলি পাইলট স্কেল সিস্টেমের সীমাবদ্ধতা নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। এই গাণিতিক মডেলগুলি তারপর একটি শারীরিক পাইলট-স্কেল প্লান্টে পরীক্ষা করা হয়। স্কেল-আপের জন্য বিভিন্ন মডেলিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এই পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছেঃ কেমিক্যাল সিমিলিট্যুড স্টাডিজ ম্যাথমেটিক্যাল মডেলিং কেমিক্যাল প্রসেস সিমুলেশন ফাইনাইট এলিমেন্টাল অ্যানালাইসিস (এফইএ) কম্পিউট্যাশনাল ফ্লুইড ডাইনামিক্স (সিএফডি) এই তাত্ত্বিক মডেলিং পদ্ধতিগুলি নিম্নলিখিতগুলি প্রদান করেঃ চূড়ান্ত ভর এবং শক্তির ভারসাম্য অপ্টিমাইজড সিস্টেম ডিজাইন এবং ক্ষমতা সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তা সিস্টেমের সীমাবদ্ধতা পাইলট মডিউল নির্মাণের খরচ নির্ধারণের ভিত্তি পূর্ণ-স্কেল প্ল্যান্টের তুলনায় এগুলি তৈরি করা যথেষ্ট কম ব্যয়বহুল। ব্যবসায় কোনও প্রকল্পে ততটা মূলধন ঝুঁকির মধ্যে ফেলে না যা অকার্যকর বা অকার্যকর হতে পারে। উপরন্তু, নকশা পরিবর্তনগুলি পাইলট স্কেলে আরও সস্তায় করা যেতে পারে এবং বড় কারখানাটি নির্মাণের আগে প্রক্রিয়াটির কিঙ্কগুলি তৈরি করা যেতে পারে। এগুলি পূর্ণ মাত্রার উদ্ভিদের নকশার জন্য মূল্যবান তথ্য সরবরাহ করে। উদাহরণস্বরূপ, প্রতিক্রিয়া, বস্তুগত বৈশিষ্ট্য, ক্ষয়শীলতা সম্পর্কে বৈজ্ঞানিক তথ্য পাওয়া যেতে পারে, তবে কোনও জটিলতার প্রক্রিয়ার আচরণের পূর্বাভাস দেওয়া কঠিন। অন্যান্য প্রক্রিয়া থেকে প্রকৌশল সংক্রান্ত তথ্য পাওয়া যেতে পারে, তবে এই তথ্য সবসময় আগ্রহের প্রক্রিয়ায় স্পষ্টভাবে প্রয়োগ করা যায় না। ডিজাইনাররা উৎপাদন স্কেল সুবিধার তাদের নকশা পরিমার্জন করতে পাইলট প্ল্যান্ট থেকে তথ্য ব্যবহার করে। যদি একটি সিস্টেম ভালভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং ইঞ্জিনিয়ারিং প্যারামিটারগুলি জানা থাকে, তবে পাইলট প্ল্যান্ট ব্যবহার করা হয় না। উদাহরণস্বরূপ, যে ব্যবসা একটি নতুন কারখানা নির্মাণ করে উৎপাদন ক্ষমতা প্রসারিত করতে চায় যা একটি বিদ্যমান কারখানার মতো একই কাজ করে, সে হয়তো একটি পরীক্ষামূলক কারখানা ব্যবহার না করার সিদ্ধান্ত নিতে পারে। উপরন্তু, কম্পিউটারে প্রসেস সিমুলেশনের অগ্রগতি প্রসেস ডিজাইনারদের আত্মবিশ্বাস বাড়িয়েছে এবং পাইলট প্ল্যান্টের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করেছে। যাইহোক, এগুলি এখনও ব্যবহৃত হয় কারণ অত্যাধুনিক সিমুলেশনও জটিল ব্যবস্থার আচরণের সঠিক ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে না। উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্যের স্কেল নির্ভরতা একটি সিস্টেমের আকার বাড়ার সাথে সাথে সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হতে পারে যা পদার্থের পরিমাণের উপর নির্ভর করে (বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য সহ)। একটি রাসায়নিক কারখানায় পৃষ্ঠতলের আয়তন এবং তরল অনুপাত এই ধরনের বৈশিষ্ট্যের একটি ভাল উদাহরণ। একটি ছোট রাসায়নিক স্কেলে, একটি ফ্লাস্কে, ধরুন, তরল অনুপাতের তুলনায় তুলনামূলকভাবে বড় পৃষ্ঠ এলাকা রয়েছে। যাইহোক, যদি প্রশ্নযুক্ত প্রতিক্রিয়াটি 500-গ্যালন ট্যাঙ্কে ফিট করার জন্য স্কেল করা হয়, তবে পৃষ্ঠের আয়তন এবং তরল অনুপাত অনেক কম হয়ে যায়। পৃষ্ঠতলের আয়তন এবং তরল অনুপাতের এই পার্থক্যের ফলে, তাপগতিবিদ্যার সঠিক প্রকৃতি এবং প্রক্রিয়াটির প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা একটি অ-রৈখিক পদ্ধতিতে পরিবর্তিত হয়। এই কারণেই একটি বীকারের প্রতিক্রিয়া একটি বড় আকারের উৎপাদন প্রক্রিয়ায় একই প্রতিক্রিয়া থেকে ব্যাপকভাবে ভিন্ন আচরণ করতে পারে। অন্যান্য কারণগুলি উৎপাদন মাত্রায় রূপান্তরের সময় পরিবর্তিত হতে পারে এমন অন্যান্য কারণগুলির মধ্যে রয়েছেঃ প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা রাসায়নিক ভারসাম্য উপাদানের বৈশিষ্ট্য তরল গতিবিদ্যা তাপগতিবিদ্যা সরঞ্জাম নির্বাচন আন্দোলন অভিন্নতা/সমরূপতা একটি পাইলট প্ল্যান্টের পরিচালনা থেকে তথ্য সংগ্রহ করার পরে, একটি বৃহত্তর উৎপাদন-স্কেল সুবিধা তৈরি করা যেতে পারে। বিকল্পভাবে, একটি প্রদর্শনী কেন্দ্র, যা সাধারণত একটি পরীক্ষামূলক কেন্দ্রের চেয়ে বড়, কিন্তু একটি পূর্ণ-মাত্রার উৎপাদন কেন্দ্রের চেয়ে ছোট, প্রক্রিয়াটির বাণিজ্যিক সম্ভাব্যতা প্রদর্শনের জন্য নির্মিত হতে পারে। নতুন পণ্য, নতুন ফিডস্টক বা বিভিন্ন অপারেটিং অবস্থার জন্য ধারণাগুলি পরীক্ষা করার জন্য ব্যবসায়গুলি কখনও কখনও পাইলট প্ল্যান্ট পরিচালনা করতে থাকে। বিকল্পভাবে, এগুলি উৎপাদন সুবিধা হিসাবে পরিচালিত হতে পারে, প্রধান কারখানা থেকে উৎপাদন বৃদ্ধি করে। বেঞ্চ স্কেল বনাম পাইলট বনাম প্রদর্শন বেঞ্চ স্কেল, পাইলট স্কেল এবং প্রদর্শন স্কেলের মধ্যে পার্থক্য শিল্প এবং প্রয়োগ দ্বারা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত হয়। কিছু শিল্প পাইলট প্ল্যান্ট এবং প্রদর্শনী প্ল্যান্ট বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহার করে। কিছু পাইলট প্ল্যান্ট বহনযোগ্য মডিউল হিসাবে নির্মিত হয় যা সহজেই একটি অন্তর্ভুক্ত ইউনিট হিসাবে পরিবহন করা যায়। ব্যাচ প্রক্রিয়াগুলির জন্য, উদাহরণস্বরূপ, ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পে, বেঞ্চ স্কেল সাধারণত 1-20 কেজি বা তার কম নমুনার উপর পরিচালিত হয়, যেখানে পাইলট স্কেল পরীক্ষা 20-100 কেজি নমুনার সাথে সঞ্চালিত হয়। কার্যকরী স্থিতিশীলতা প্রমাণ করার জন্য প্রদর্শন স্কেল মূলত বর্ধিত সময়ের মধ্যে সম্পূর্ণ বাণিজ্যিক ফিড হারে সরঞ্জামগুলি পরিচালনা করে। অবিচ্ছিন্ন প্রক্রিয়াগুলির জন্য, উদাহরণস্বরূপ পেট্রোলিয়াম শিল্পে, বেঞ্চ স্কেল সিস্টেমগুলি সাধারণত 1000 মিলিলিটারেরও কম অনুঘটক সহ মাইক্রোরিয়েক্টর বা সি. এস. টি. আর সিস্টেম, যা একবারের ভিত্তিতে প্রতিক্রিয়া এবং/অথবা পৃথকীকরণ অধ্যয়ন করে। পাইলট প্ল্যান্টগুলিতে সাধারণত 1 থেকে 100 লিটারের মধ্যে অনুঘটক ভলিউম সহ চুল্লি থাকে এবং প্রায়শই ভর ভারসাম্য বন্ধ করার লক্ষ্যে পণ্য পৃথকীকরণ এবং গ্যাস/তরল পুনর্ব্যবহারকে অন্তর্ভুক্ত করে। ডেমন্সট্রেশন প্ল্যান্ট, যা সেমি-ওয়ার্কস প্ল্যান্ট নামেও পরিচিত, 100-1000 লিটার পরিসরে সাধারণ অনুঘটক ভলিউম সহ প্রাক-বাণিজ্যিক স্কেলে প্রক্রিয়াটির কার্যকারিতা অধ্যয়ন করবে। একটি অবিচ্ছিন্ন প্রক্রিয়ার জন্য একটি প্রদর্শন স্কেল প্ল্যান্টের নকশা প্রত্যাশিত ভবিষ্যতের বাণিজ্যিক প্ল্যান্টের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ হবে, যদিও অনেক কম থ্রুপুট, এবং এর লক্ষ্য হল একটি বর্ধিত সময়ের মধ্যে অনুঘটক কর্মক্ষমতা এবং অপারেটিং জীবনকাল অধ্যয়ন করা, যখন উল্লেখযোগ্য পরিমাণে উৎপাদন করা বাজার পরীক্ষার জন্য পণ্য। নতুন প্রক্রিয়াগুলির বিকাশে, পাইলট এবং ডেমন্স্ট্রেশন প্ল্যান্টের নকশা এবং পরিচালনা প্রায়শই ভবিষ্যতের বাণিজ্যিক প্ল্যান্টের নকশার সমান্তরালে চলে এবং পাইলট টেস্টিং প্রোগ্রামগুলির ফলাফল বাণিজ্যিক প্ল্যান্ট ফ্লোশিটকে অনুকূল করার মূল চাবিকাঠি। প্রক্রিয়া প্রযুক্তি সফলভাবে বাস্তবায়িত হয়েছে এমন ক্ষেত্রে এটি সাধারণ বিষয় যে পাইলট পরীক্ষার ফলে বাণিজ্যিক স্তরে সঞ্চয় পাইলট প্ল্যান্টের খরচের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি হবে। কাস্টম পাইলট প্ল্যান্ট তৈরির পদক্ষেপগুলি সাধারণত গবেষণা বা বাণিজ্যিক উদ্দেশ্যে তৈরি করা হয়। এগুলি আকারে কোনও অটোমেশন এবং কম প্রবাহ সহ একটি ছোট সিস্টেম থেকে শুরু করে একদিনে তুলনামূলকভাবে প্রচুর পরিমাণে পণ্য উত্পাদনকারী একটি অত্যন্ত স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম পর্যন্ত হতে পারে। আকার যাই হোক না কেন, একটি কার্যকরী পাইলট প্ল্যান্টের নকশা এবং তৈরির পদক্ষেপগুলি একই। সেগুলি হলঃ প্রাক-প্রকৌশল-একটি প্রক্রিয়া প্রবাহ রেখাচিত্র (পিএফডি), মৌলিক পাইপিং এবং যন্ত্রপাতি রেখাচিত্র (পি অ্যান্ড আইডি) এবং প্রাথমিক সরঞ্জাম বিন্যাস সম্পূর্ণ করা। ইঞ্জিনিয়ারিং মডেলিং এবং অপ্টিমাইজেশন-2ডি এবং 3ডি মডেল তৈরি করা হয়, একটি সিমুলেশন সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি মডেল করতে এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি স্কেল করতে। এই মডেলিং সফ্টওয়্যারগুলি সিস্টেমের সীমাবদ্ধতা, অ-রৈখিক রাসায়নিক এবং শারীরিক পরিবর্তন এবং সম্ভাব্য সরঞ্জামের আকার নির্ধারণ করতে সহায়তা করে। ভর এবং শক্তির ভারসাম্য, চূড়ান্ত পি অ্যান্ড আইডির এবং সাধারণ বিন্যাস অঙ্কন তৈরি করা হয়। সিস্টেমের জন্য স্বয়ংক্রিয় কৌশল তৈরি করা হয় (যদি প্রয়োজন হয়)। কন্ট্রোল সিস্টেম প্রোগ্রামিং শুরু হয় এবং ফ্যাব্রিকেশন এবং অ্যাসেম্বলি ফ্যাব্রিকেশন এবং অ্যাসেম্বলির মাধ্যমে অব্যাহত থাকবে-একটি অপ্টিমাইজড ডিজাইন নির্ধারিত হওয়ার পরে, কাস্টম পাইলট তৈরি এবং একত্রিত করা হয়। একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে নির্মিত এবং পরীক্ষা করা হবে এমন মডুলার স্কিড হিসাবে পাইলট উদ্ভিদগুলি সাইটে বা অফ-সাইটে একত্রিত করা যেতে পারে। পরীক্ষা-সিস্টেমের যথাযথ কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ সহ সম্পূর্ণ সিস্টেমগুলির পরীক্ষা পরিচালিত হয়। ইনস্টলেশন এবং স্টার্টআপ-যদি অফসাইট নির্মিত হয়, তবে পাইলট স্কিডগুলি অনসাইট ইনস্টল করা হয়। সমস্ত সরঞ্জাম স্থাপনের পরে, বিদ্যমান উদ্ভিদ উপযোগিতা এবং নিয়ন্ত্রণের সাথে সিস্টেমকে সংহত করে সম্পূর্ণ সিস্টেম স্টার্টআপ সম্পন্ন করা হয়। সম্পূর্ণ অপারেশন পরীক্ষা করা হয় এবং নিশ্চিত করা হয়। প্রশিক্ষণ-অপারেটর প্রশিক্ষণ সম্পূর্ণ হয় এবং সম্পূর্ণ সিস্টেম ডকুমেন্টেশন হস্তান্তর করা হয়। আরও দেখুন কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং অপারেশনস রিসার্চ প্রসেস ইঞ্জিনিয়ারিং রেফারেন্স গ্রন্থপঞ্জি এম. লেভিন (সম্পাদক), ফার্মাসিউটিক্যাল প্রসেস স্কেল-আপ (ড্রাগস অ্যান্ড দ্য ফার্মাসিউটিক্যাল), ইনফরমা হেলথকেয়ার, 3য় সংস্করণ, (2011) এম. ল্যাকনার (সম্পাদক), স্কেল-আপ ইন দহন, প্রসেসইঙ্গ ইঞ্জিনিয়ারিং জিএমবিএইচ, ভিয়েন, (2009)। এম. জ্লোকার্নিক, স্কেল-আপ ইন কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং, উইলি-ভিসিএইচ ভার্লাগ জিএমবিএইচ অ্যান্ড কোং কেজিএএ, 2য় সংস্করণ, (2006)। রিচার্ড পালুজি, পাইলট প্ল্যান্টসঃ ডিজাইন, কনস্ট্রাকশন অ্যান্ড অপারেশন, ম্যাকগ্রা-হিল, ফেব্রুয়ারি, 1992। রিচার্ড পালুজি, পাইলট প্ল্যান্টস, কেমিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং, মার্চ, 1990। শিল্প প্রকৌশল শিল্প প্রক্রিয়া