Cómo las bombas de doble tornillo garantizan el drenaje total en procesos de fermentación estéril

Al final de un lote de fermentación, extraer el producto del recipiente es solo una parte del trabajo. La línea de transferencia, la bomba, las válvulas y el equipo downstream también deben vaciarse antes de que el sistema pase a la limpieza.

Aquí es donde la capacidad de drenaje se convierte en un problema práctico del equipo, y no en una especificación de una hoja de datos. Si el producto permanece en bolsas dentro de la ruta de transferencia, el próximo ciclo de limpieza tendrá más material que eliminar. En el procesamiento estéril, esto puede hacer que el cambio de lote sea más exigente y otorgue mayor importancia al diseño de cada componente en contacto con el producto.

Una bomba sanitaria de doble tornillo puede diseñarse para esta parte del sistema de fermentación, considerando de manera conjunta el flujo interno, la descarga del producto, la operación inversa y el ciclo CIP/SIP.

El fin del lote es donde se pone a prueba la capacidad de drenaje

Durante la producción, se espera que la bomba mueva el medio de fermentación o el líquido de proceso al caudal requerido. Una vez finalizado el lote, las prioridades cambian.

El producto restante debe salir de la ruta de transferencia antes de que comience la limpieza. Una pequeña cantidad de material retenido puede ser particularmente relevante cuando el próximo lote utiliza una formulación diferente o cuando el proceso de fermentación requiere un control higiénico estricto entre ciclos.

Para la propia bomba, esto implica evitar huecos innecesarios o zonas muertas en el paso de contacto con el producto. La SLGP está diseñada con un paso de flujo sin rincones muertos, lo que le otorga a la bomba una estructura que favorece la descarga del producto y su posterior limpieza.

Esta es una razón por la cual se debe considerar la capacidad de drenaje al seleccionar la bomba, y no agregarla como una ocurrencia tardía una vez que el resto del sistema de fermentación ya ha sido diseñado.

Lo que sucede dentro de la bomba durante la transferencia

La SLGP no depende de un impulsor que arroje el líquido hacia afuera. Dos tornillos giran dentro de la cámara de la bomba y forman cavidades cerradas que mueven el producto de manera continua desde el lado de succión hasta el lado de descarga.

Los tornillos no entran en contacto con la carcasa de la bomba. Como resultado, no hay contacto metal con metal entre los tornillos giratorios y la carcasa durante el funcionamiento normal.

Para equipos de fermentación, esta disposición proporciona un mecanismo de transferencia de desplazamiento positivo continuo, al mismo tiempo que deja el paso de flujo interno abierto para el ciclo de limpieza. Las mismas superficies en contacto con el producto utilizadas durante la producción pueden exponerse posteriormente a los medios de limpieza.

La distinción es importante: la capacidad de drenaje no se trata simplemente de la rapidez con la que una bomba puede mover el líquido. También se refiere a lo que queda dentro de la bomba cuando la transferencia normal del producto ha finalizado.

Vaciado de la ruta de transferencia antes de la limpieza

Un sistema de fermentación rara vez termina en la salida de la bomba. La bomba puede conectar el fermentador con tanques de retención, equipos de filtración, equipos de llenado u otra etapa de procesamiento.

Cuando se completa la transferencia del producto, puede quedar algo de material en la línea conectada. La capacidad de invertir la bomba puede proporcionar otra opción para manejar este producto residual.

La SLGP admite la operación hacia adelante y hacia atrás cambiando la rotación del eje. Por lo tanto, la dirección de bombeo se puede cambiar sin modificar la bomba en sí.

Dependiendo de la disposición de las tuberías, la operación inversa se puede incorporar a los procedimientos de recuperación de producto o de vaciado de la línea. La bomba puede mover el material de regreso hacia un recipiente designado, en lugar de dejar que la sección final de la ruta de transferencia dependa completamente de la gravedad.

Esto es particularmente útil al diseñar una instalación de fermentación completa, porque la función reversible de la bomba se puede considerar junto con el enrutamiento de las tuberías de proceso.

Una bomba que permanece en el circuito de limpieza

Una vez que se ha eliminado el producto, el sistema pasa a la limpieza. En las disposiciones convencionales, a menudo se utiliza una bomba CIP separada, pero esto también implica tuberías, válvulas, espacio de instalación e interfaces de equipo adicionales.

La SLGP se puede utilizar tanto para la transferencia de producto como para la circulación CIP/SIP. Cuando la disposición del proceso lo permite, la misma bomba puede permanecer en el bucle de limpieza en lugar de ser desviada.

El medio de limpieza pasa a través de los pasos de flujo internos de la bomba, incluidas las áreas que estuvieron en contacto con el producto de fermentación. Esto le brinda al diseñador del equipo una forma más sencilla de incorporar la bomba en la ruta de limpieza general.

La SLGP está diseñada para temperaturas de limpieza de hasta 140 °C y puede manejar temperaturas del medio de hasta 130 °C. Los límites de temperatura aplicables siempre deben considerarse junto con la disposición del sello seleccionado y las condiciones reales del proceso.

Por qué es importante una construcción sin rincones muertos

La frase "fácil de limpiar" se usa a menudo de manera amplia en las descripciones de equipos. Para un sistema de fermentación, la pregunta más útil es qué sucede con las superficies en contacto con el producto cuando comienza la limpieza.

El paso de flujo interno de la SLGP no tiene rincones muertos. Esto reduce la cantidad de áreas geométricas donde el producto puede permanecer aislado del flujo normal.

Eso no significa que la bomba por sí sola garantice el drenaje completo de toda una instalación. La orientación de las tuberías, el diseño de las válvulas, las conexiones, las salidas de los tanques y la posición del equipo afectan el resultado final.

En cambio, la bomba debe tratarse como una parte de un sistema contactado con el producto drenable. Su geometría interna debe funcionar con el resto de la instalación, no en su contra.

Mantener la limpieza y la producción en el mismo equipo

Otra consideración es el rango operativo requerido para una bomba que maneja tareas tanto de producción como de limpieza.

Durante la transferencia de fermentación, la velocidad requerida puede ser relativamente baja o puede cambiar según la etapa del proceso. Durante la limpieza, las condiciones operativas pueden ser diferentes.

La SLGP proporciona un rango de velocidad de 100 a 3600 rpm. También están disponibles diferentes tamaños de cuerpo de bomba y tornillo, lo que permite adaptar la configuración de la bomba al servicio previsto.

Esto le brinda al diseñador del equipo más libertad para usar una sola bomba en diferentes etapas del proceso, en lugar de tratar la transferencia de producción y la limpieza como funciones de equipo completamente separadas.

La bomba también se puede suministrar con diferentes configuraciones de sello de eje, incluidos sellos mecánicos simples, sellos mecánicos dobles, sellos de eje de caucho y sellos de empaquetadura, según la aplicación.

Desde la salida del fermentador hasta una línea de proceso limpia

Una bomba drenable solo tiene sentido cuando el equipo circundante sigue el mismo principio.

Por ejemplo, un sistema de fermentación puede incluir una salida de recipiente, bomba de transferencia, válvulas, codos, puntos de muestreo y equipo downstream. Cualquiera de estos componentes puede influir en la cantidad de producto que permanece después del lote.

Por esa razón, la bomba debe posicionarse y conectarse teniendo en cuenta la ruta de transferencia completa. El objetivo es darle al producto un camino despejado para salir del proceso y darle al medio de limpieza acceso a la misma ruta de contacto con el producto después.

La SLGP respalda este enfoque a través de su paso de flujo sin rincones muertos, su dirección de bombeo reversible y su capacidad para participar en la circulación CIP/SIP.

Una consideración práctica de diseño para el cambio de lote

Para equipos de fermentación estéril, la capacidad de drenaje tiene una conexión directa con lo que sucede entre lotes.

Un sistema bien diseñado no debe depender del ciclo de limpieza para compensar la retención innecesaria de producto. Primero, el producto debe transferirse de la manera más completa que permita la disposición general del equipo. Luego, las superficies restantes en contacto con el producto pueden exponerse al procedimiento de limpieza y esterilización planificado.

Esta es la razón por la cual la selección de la bomba debe realizarse junto con la estrategia de tuberías de proceso y limpieza. Observar solo el caudal o la presión puede pasar por alto una parte importante de la operación diaria del equipo.

La bomba sanitaria de doble tornillo ofrece varias características que pueden respaldar este enfoque: un paso de flujo sin rincones muertos, tornillos sin contacto, operación reversible, velocidad ajustable y aptitud para la circulación CIP/SIP.

Para sistemas de fermentación estéril, estas características son más útiles cuando se incorporan desde el principio en la disposición del equipo. La bomba no crea la capacidad de drenaje por sí sola; más bien, se convierte en parte de un sistema de transferencia diseñado para vaciar, limpiar y preparar la línea de proceso para el próximo lote con la menor cantidad de producto retenido posible.