پشت صحنه: چگونه ما در واقع سیلیکون پزشکی می سازیم بدون اینکه محیط زیست را تخریب کنیم

سه ماه پیش، با یک مشتری بالقوه از آلمان در حال قدم زدن در طبقه تولید خود بودم که او در یکی از ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی ما ایستاد و پرسید: 'این همه بسیار تمیز و کارآمد به نظر می‌رسد، اما هزینه واقعی زیست محیطی ساخت این محصولات چقدر است؟'

این یکی از آن لحظاتی بود که باعث می‌شود یک قدم به عقب برگردی و واقعاً فکر کنی. اینجا بودیم و در مورد اینکه چقدر دوستدار محیط زیست هستیم صحبت می کردیم دستگاه های پزشکی سیلیکونی هستند، اما او می خواست در مورد فیل در اتاق بداند - پشت درهای کارخانه چه اتفاقی می افتد.

به عنوان مدیر تولید در Jinan Chensheng Medical Technology Co., Ltd. , من بخشی از سفر ما از یک راه اندازی تولید سنتی به آنچه که من آن را تولید واقعاً پایدار می نامم، بوده ام. آسان نبود، ارزان نبود، و صادقانه بگویم، مواقعی بود که فکر می کردم آیا تصمیمات تجاری درستی می گیریم.

اما سه سال بعد، با نگاهی به اعداد و ارقام ما و مشاهده پاسخ مشتریان در سراسر جهان، می توانم با اطمینان بگویم که تولید پایدار نه تنها برای کره زمین مفید است بلکه برای تجارت نیز مفید است.

ندای بیداری که همه چیز را تغییر داد

در سال 2019، به یاد دارم که از بزرگترین مشتری بیمارستان ما تماس گرفت. آنها دستورالعمل های تدارکاتی جدیدی را اجرا می کردند که شامل معیارهای زیست محیطی برای همه تامین کنندگان می شد. ناگهان، فقط تولید محصولات سیلیکونی پزشکی با کیفیت بالا کافی نبود - باید ثابت می‌کردیم که فرآیند تولید ما با استانداردهای پایداری آنها نیز مطابقت دارد.

آن تماس تلفنی مرا به وحشت انداخت. مطمئناً، محصولات ما برای محیط زیست بهتر از جایگزین های پلاستیکی بودند، اما تولید ما؟ ما مواد را هدر می‌دادیم، از تجهیزات قدیمی استفاده می‌کردیم و صادقانه بگویم، هرگز واقعاً به مصرف آب یا مصرف انرژی خود فکر نمی‌کردیم.

زنگ بیدارباش زمانی آمد که محاسبه کردم حدود 18 درصد از مواد اولیه خود را دور می ریزیم. هجده درصد! این تقریباً یک پنجم همه چیزهایی است که خریدیم و در نهایت به زباله‌دان‌ها می‌رود. برای شرکتی که به تولید دقیق افتخار می کرد، شرم آور بود.

با بدیهی شروع کنید: از هدر دادن مواد بسیار خودداری کنید

اولین چیزی که به آن پرداختیم ضایعات مواد بود. به نظر واضح‌ترین مکان برای شروع بود، اما پیچیده‌تر از آن چیزی بود که انتظار داشتم.

تنظیمات قالب‌گیری تزریقی قدیمی ما در دهه 1990 طراحی شد، زمانی که هزینه‌های مواد کمتر بود و نگرانی‌های محیطی واقعاً در رادار کسی نبود. سیستم‌های رانر بزرگ‌تر بودند، پارامترهای قالب‌گیری بهینه نبودند، و نرخ‌های نقصی را می‌پذیرفتیم که هر تولیدکننده مدرنی را دچار مشکل می‌کرد.

تعمیرات اساسی قالب گیری تزریقی LSR

ما حدود هشت ماه را صرف طراحی مجدد فرآیندهای قالب گیری تزریق لاستیک سیلیکون مایع خود کردیم. این فقط خرید تجهیزات جدید نبود - هر چند ما کارهای زیادی از این کار انجام دادیم - بلکه بازنگری در نحوه رویکرد ما به تولید از پایه بود.

بزرگترین تغییر، اجرای چیزی بود که مهندسان ما «سیستم‌های دونده داغ» می‌نامند. به جای داشتن کانال‌های بزرگ که با سیلیکون پر می‌شوند و با هر چرخه دور ریخته می‌شوند، سیستم جدید سیلیکون را گرم و جاری نگه می‌دارد، بنابراین تقریباً هیچ چیز هدر نمی‌رود.

صادقانه بگویم - چند ماه اول سخت بود. ما مشکلات کنترل دما داشتیم، سیستم‌های جدید نیاز به زمان‌بندی متفاوتی داشتند و اپراتورهای ما باید رویه‌های کاملاً جدیدی را یاد می‌گرفتند. روزهایی بود که فکر می کردم آیا اشتباه بزرگی مرتکب شده ایم.

اما در ماه ششم، چیزی کلیک کرد. استفاده از مواد ما از 82٪ به 97٪ افزایش یافت. ما از دور انداختن نزدیک به 200 کیلوگرم سیلیکون در هفته به کمتر از 30 کیلوگرم رسیدیم. ریاضیات ساده بود - ما 18 درصد مواد خام کمتری برای تولید همین تعداد محصول می خریدیم.

بهبود کیفیت که کسی انتظارش را نداشت

در اینجا چیزی است که همه را شگفت زده کرد: قالب گیری دقیق جدید نه تنها ضایعات را کاهش نمی دهد، بلکه در واقع کیفیت محصول را بهبود می بخشد. وقتی با تغییرات دما ناشی از دونده های بزرگ و خنک کننده ناسازگار سر و کار نداشته باشید، هر قسمت یکنواخت تر ظاهر می شود.

نرخ نقص ما برای اجزای ابزار جراحی از حدود 2.3٪ به 0.4٪ کاهش یافته است. محلول‌های آب‌بندی دستگاه‌های پزشکی که قبلاً به عملیات اصلاح ثانویه نیاز داشتند، اکنون از قالب آماده ارسال هستند. اجزای سیستم تحویل دارو که قبلاً به بازرسی دستی نیاز داشتند، اکنون می توانند به طور خودکار تأیید شوند.

بهبود کیفیت به معنای شکایات کمتر مشتری، کار مجدد کمتر و در نهایت کاهش تولید محصولات پس از خروج از مرکز ما در جریان زباله‌ها بود.

مشکل آب که نمی دانستم داریم

تا زمانی که آژانس محیط زیست محلی ما شروع به پرسیدن سوالاتی در مورد مجوزهای تخلیه ما نکرد، مصرف آب چیزی بود که من خیلی به آن فکر می کردم. در آن زمان متوجه شدم که ما روزانه حدود 15000 لیتر آب مصرف می کنیم - بیشتر برای خنک کردن و تمیز کردن.

پانزده هزار لیتر هر روز بیشتر آن پس از یک بار استفاده مستقیماً در زهکشی می رفت.

ساختن اولین سیستم حلقه بسته ما

ایده بازیافت آب در تئوری ساده به نظر می رسید، اما واقعیت بسیار پیچیده تر بود. تولید در درجه پزشکی الزامات تمیزی سختی دارد، بنابراین نمی‌توانیم آب کثیف را از طریق یک فیلتر ساده عبور دهیم و آن را خوب بنامیم.

ما در نهایت یک سیستم تصفیه سه مرحله ای طراحی کردیم که انواع مختلف فاضلاب را به طور جداگانه مدیریت می کند:

آب خنک کننده ماشین های قالب گیری ما از طریق مبدل حرارتی و سیستم فیلتراسیون می رود. این ساده ترین راه برای اجرا بود زیرا آب خنک کننده به شدت آلوده نمی شود - فقط گرم می شود.

تمیز کردن آب از تعمیر و نگهداری تجهیزات نیاز به درمان تهاجمی تری داشت. ما یک سیستم تصفیه بیولوژیکی نصب کردیم که هر گونه باقی مانده سیلیکون را تجزیه می کند و به دنبال آن فیلتر کربن فعال و استریلیزاسیون UV انجام می شود.

چالش برانگیزترین، آب حاصل از عملیات اتاق تمیز ما بود. این نیاز به درمان درجه دارویی از جمله اسمز معکوس و چند مرحله فیلتراسیون داشت.

اعدادی که همه چیز را ارزشمند کردند

پس از هجده ماه کارکرد، سیستم های حلقه بسته ما حدود 9500 لیتر در روز بازیافت می کنند. ما مصرف آب شهری خود را 63 درصد کاهش داده‌ایم و در واقع ثبات فرآیندهای تولید خود را بهبود بخشیده‌ایم.

تاثیر مالی بیشتر از آن چیزی بود که انتظار داشتم. ما ماهیانه حدود 2800 دلار در هزینه های آب صرفه جویی می کنیم و هزینه های تخلیه را که ماهیانه 1200 دلار دیگر برای ما هزینه داشت حذف کردیم. این سیستم در کمتر از دو سال هزینه خود را پرداخت کرد.

اما سود واقعی عملیاتی بوده است. داشتن تصفیه آب خودمان به این معنی است که ما به تغییرات کیفیت آب شهری وابسته نیستیم. فرآیندهای ما سازگارتر هستند و کنترل بهتری بر کل محیط تولید داریم.

انرژی: هزینه پنهانی که چندان پنهان نبود

هزینه های انرژی هرگز پنهان نمی شد - آنها هر ماه در قبض های آب و برق ما نشان داده می شدند. اما من هرگز واقعاً مصرف انرژی را به اثرات زیست محیطی مرتبط نکردم تا زمانی که شروع به ردیابی ردپای کربن خود برای گزارش های مشتریان کردیم.

تاسیسات ما از حدود 180000 کیلووات ساعت در ماه استفاده می کرد که به معنای تقریباً 85 تن انتشار CO2 است. برای یک عملیات تولیدی نسبتاً کوچک، این مقدار زیادی به نظر می رسید.

درایوهای فرکانس متغیر: تغییر دهنده بازی

بیشترین صرفه جویی در مصرف انرژی از نصب درایوهای فرکانس متغیر (VFD) روی تجهیزات اصلی ما حاصل شد. این دستگاه ها به جای اینکه همیشه همه چیز را با قدرت کامل کار کنند، سرعت موتور را بر اساس تقاضای واقعی تنظیم می کنند.

ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی ما بزرگترین مصرف‌کنندگان انرژی بودند و پمپ‌های هیدرولیک خود را حتی زمانی که به طور فعال قطعات قالب‌گیری نمی‌کردند، با سرعت کامل کار می‌کردند. VFD ها مصرف انرژی را در دوره های بیکاری تا حدود 70 درصد کاهش دادند.

سیستم هوای فشرده یکی دیگر از پیشرفت های عمده بود. کمپرسور قدیمی ما به طور مداوم برای حفظ فشار کار می کرد، حتی زمانی که تولید سبک بود. کمپرسور جدید با سرعت متغیر خروجی را بر اساس تقاضای واقعی تنظیم می کند و مصرف انرژی را تا حدود 40 درصد کاهش می دهد.

بازیابی گرما: یافتن انرژی که دور انداختیم

یکی از مهندسان ما اشاره کرد که ما گرمای اتلاف زیادی را از کوره های پخت خود تولید می کنیم و سپس برای گرم کردن سایر قسمت های ساختمان هزینه می کنیم. هنگامی که او به آن اشاره کرد واضح به نظر می رسید، اما ما هرگز نقاط را به هم وصل نکردیم.

ما یک سیستم بازیابی گرما نصب کردیم که گرمای هدر رفته را از تجهیزات تولید ما گرفته و از آن برای گرمایش فضا و آب گرم استفاده می کند. در ماه های زمستان، این سیستم حدود 60 درصد از نیازهای گرمایشی ما را تامین می کند.

نصب پیچیده‌تر از آن چیزی بود که من پیش‌بینی می‌کردم - ما مجبور بودیم کانال‌های جدیدی را راه‌اندازی کنیم و مبدل‌های حرارتی نصب کنیم - اما صرفه‌جویی در مصرف انرژی قابل توجه بوده است. مصرف گاز طبیعی ما حدود 30 درصد کاهش یافته است و در هوای سرد راحت تر در تاسیسات هستیم.

مقابله با زباله: از مشکل تا فرصت

حتی با 97 درصد استفاده از مواد، هنوز مقداری زباله تولید می کنیم. مواد راه اندازی، پاکسازی در پایان کار، و قطعات معیوب گاه به گاه حدود 150 کیلوگرم ضایعات سیلیکونی در ماه اضافه می کنند.

در قدیم، همه اینها به محل دفن زباله می رفت. اما سیلیکون در واقع یک ماده با ارزش است که اگر افراد مناسب را بشناسید، می توان آن را در سایر کاربردها بازیافت کرد.

یافتن شرکای درک سیلیکون

چالش بازیافت سیلیکون این است که مانند بازیافت بطری های پلاستیکی نیست. برای پردازش صحیح آن به تجهیزات و دانش تخصصی نیاز دارید. ما ماه ها را صرف یافتن شرکای بازیافت کردیم که بتوانند جریان زباله های ما را مدیریت کنند.

ما اکنون با سه شرکت مختلف بازیافت کار می کنیم:

یک شرکت مصالح ساختمانی از ضایعات سیلیکون تمیز ما به عنوان پرکننده در کاربردهای بتن و درزگیر استفاده می کند. آنها مبلغ کمی را برای مواد به ما می پردازند که هزینه حمل و نقل را پوشش می دهد.

یک تولید کننده محصولات صنعتی زباله های ما را در محصولات سیلیکونی درجه پایین تر مانند واشرها و مهر و موم ها برای کاربردهای غیر بحرانی وارد می کند.

برای زباله‌های آلوده‌ای که نمی‌توان آنها را به‌صورت مکانیکی بازیافت کرد، ما یک تأسیسات تبدیل زباله به انرژی پیدا کردیم که می‌تواند به‌طور ایمن سیلیکون را سوزانده و در عین حال محتوای انرژی را جذب کند.

چالش بسته بندی

بسته بندی تجهیزات پزشکی مشکل است زیرا شما باید استریل بودن خود را حفظ کنید و در عین حال استفاده از مواد را به حداقل برسانید. ما سیستم های بسته بندی خود را دوباره طراحی کردیم تا مواد اضافی را حذف کنیم و در عین حال محافظت از محصول را تضمین کنیم.

بزرگترین تغییر تغییر به بسته بندی با اندازه مناسب بود. به جای استفاده از اندازه های استاندارد جعبه که اغلب حاوی 50٪ فضای خالی است، اکنون از بسته بندی سفارشی استفاده می کنیم که دقیقاً متناسب با هر محصول باشد. این امر مصرف مواد بسته بندی را تا حدود 35 درصد و هزینه های حمل و نقل را تا 20 درصد کاهش داد.

ما همچنین بسته بندی مواد مخلوط را که قابل بازیافت نبود حذف کردیم. بسته بندی جدید ما از مواد منفرد استفاده می کند که می توانند به راحتی توسط مشتریان ما جدا و بازیافت شوند