Comment les pompes à double vis garantissent une vidange totale pour les processus de fermentation stérile

À la fin d'un lot de fermentation, évacuer le produit du cuve ne constitue qu'une partie du travail. La conduite de transfert, la pompe, les vannes et l'équipement en aval doivent également être vidangés avant que le système n'entame le nettoyage.

C'est là que la vidangeabilité devient un enjeu pratique pour l'équipement, et non plus une simple spécification technique sur une fiche produit. Si du produit demeure dans les poches à l'intérieur du trajet de transfert, le prochain cycle de nettoyage aura davantage de matière à éliminer. Dans un traitement stérile, cela peut rendre le changement de production plus exigeant et accroît l'importance de la conception de chaque composant en contact avec le produit.

Une pompe sanitaire à double vis peut être conçue pour s'intégrer dans cette partie du système de fermentation, en considérant simultanément le trajet d'écoulement interne, l'évacuation du produit, le fonctionnement en marche arrière et le cycle CIP/SIP.

La fin du lot est le moment où la vidangeabilité est mise à l'épreuve

Pendant la production, la pompe a principalement pour mission de déplacer le milieu de fermentation ou le fluide de procédé au débit requis. Une fois le lot terminé, les priorités changent.

Le produit restant doit quitter le trajet de transfert avant le début du nettoyage. Une faible quantité de matière retenue peut s'avérer particulièrement critique lorsque le lot suivant utilise une formulation différente ou lorsque le processus de fermentation exige un contrôle hygiénique strict entre les cycles.

Pour la pompe elle-même, cela signifie qu'il faut éviter les évidements inutiles ou les zones mortes dans le passage en contact avec le produit. La SLGP est conçue avec un passage d'écoulement sans angles morts, conférant à la pompe une structure qui facilite l'évacuation du produit et le nettoyage ultérieur.

C'est l'une des raisons pour lesquelles la vidangeabilité doit être prise en compte lors de la sélection de la pompe, et non ajoutée après coup, une fois que le reste du système de fermentation a déjà été conçu.

Ce qui se passe à l'intérieur de la pompe pendant le transfert

La SLGP ne dépend pas d'une roue à aubes projetant le liquide vers l'extérieur. Deux vis tournent à l'intérieur de la chambre de pompage et forment des cavités fermées qui déplacent le produit en continu du côté aspiration vers le côté refoulement.

Les vis n'entrent pas en contact avec le corps de pompe. Par conséquent, il n'y a pas de contact métal sur métal entre les vis rotatives et le carter en fonctionnement normal.

Pour les équipements de fermentation, cet agencement fournit un mécanisme de transfert volumétrique continu tout en laissant le trajet d'écoulement interne ouvert au cycle de nettoyage. Les mêmes surfaces en contact avec le produit utilisées pendant la production peuvent ensuite être exposées aux agents de nettoyage.

La distinction est importante : la vidangeabilité ne se limite pas à la vitesse à laquelle une pompe peut déplacer un liquide. Elle concerne également ce qui reste à l'intérieur de la pompe une fois le transfert normal du produit terminé.

Vidanger le trajet de transfert avant le nettoyage

Un système de fermentation se termine rarement à la sortie de la pompe. La pompe peut relier le fermenteur à des cuves de stockage, à un équipement de filtration, à un équipement de remplissage ou à une autre étape de traitement.

Lorsque le transfert de produit est terminé, une certaine quantité de matière peut subsister dans la conduite connectée. La possibilité d'inverser le sens de la pompe offre une autre option pour traiter ce produit résiduel.

La SLGP prend en charge le fonctionnement en marche avant et arrière en changeant le sens de rotation de l'arbre. Le sens de pompage peut donc être modifié sans modifier la pompe elle-même.

Selon la configuration de la tuyauterie, le fonctionnement en marche arrière peut être intégré aux procédures de récupération du produit ou de vidange de la conduite. La pompe peut renvoyer la matière vers une cuve désignée, au lieu de laisser la section finale du trajet de transfert dépendre entièrement de la gravité.

Cela s'avère particulièrement utile lors de la conception d'une installation de fermentation complète, car la fonction réversible de la pompe peut être considérée en parallèle avec le tracé des canalisations de procédé.

Une pompe qui reste dans le circuit de nettoyage

Une fois le produit retiré, le système passe en phase de nettoyage. Une pompe CIP distincte est souvent utilisée dans les configurations classiques, mais cela implique également des tuyauteries, vannes, espace d'installation et interfaces d'équipement supplémentaires.

La SLGP peut être utilisée à la fois pour le transfert de produit et pour la circulation CIP/SIP. Lorsque l'implantation du procédé le permet, la même pompe peut rester dans la boucle de nettoyage au lieu d'être contournée.

Le fluide de nettoyage traverse les passages internes de la pompe, y compris les zones qui ont été en contact avec le produit de fermentation. Cela offre au concepteur d'équipement un moyen plus simple d'intégrer la pompe dans le circuit de nettoyage global.

La SLGP est conçue pour des températures de nettoyage allant jusqu'à 140 °C et peut supporter des températures de fluide allant jusqu'à 130 °C. Les limites de température applicables doivent toujours être considérées conjointement avec la configuration de joint choisie et les conditions réelles du procédé.

Pourquoi une construction sans angles morts est essentielle

L'expression « facile à nettoyer » est souvent utilisée de manière vague dans les descriptions d'équipement. Pour un système de fermentation, la question la plus pertinente est de savoir ce qu'il advient des surfaces en contact avec le produit lorsque le nettoyage commence.

Le passage d'écoulement interne de la SLGP ne comporte aucun angle mort. Cela réduit le nombre de zones géométriques où le produit pourrait rester isolé du trajet d'écoulement normal.

Cela ne signifie pas que la pompe, à elle seule, garantisse une vidange complète de l'ensemble de l'installation. L'orientation des canalisations, la conception des vannes, les raccords, les sorties de cuve et la position de l'équipement influencent tous le résultat final.

La pompe doit plutôt être considérée comme une partie d'un système de contact produit vidangeable. Sa géométrie interne doit collaborer avec le reste de l'installation, et non aller à son encontre.

Concilier nettoyage et production dans le même équipement

Une autre considération concerne la plage de fonctionnement requise pour une pompe qui gère à la fois la production et les tâches de nettoyage.

Pendant le transfert de fermentation, la vitesse requise peut être relativement faible ou varier en fonction de l'étape du procédé. Pendant le nettoyage, les conditions de fonctionnement peuvent être différentes.

La SLGP offre une plage de vitesse de 100 à 3 600 tr/min. Différentes tailles de corps de pompe et de vis sont également disponibles, ce qui permet d'adapter la configuration de la pompe au service prévu.

Cela offre au concepteur d'équipement une plus grande liberté pour utiliser une seule pompe à différentes étapes du procédé, plutôt que de traiter le transfert de production et le nettoyage comme des fonctions d'équipement totalement distinctes.

La pompe peut également être fournie avec différentes configurations de joints d'arbre, notamment des joints mécaniques simples, des joints mécaniques doubles, des joints d'arbre en caoutchouc et des garnitures d'étanchéité, selon l'application.

De la sortie du fermenteur à une ligne de procédé propre

Une pompe vidangeable n'a de sens que lorsque l'équipement environnant suit le même principe.

Par exemple, un système de fermentation peut comprendre une sortie de cuve, une pompe de transfert, des vannes, des coudes, des points de prélèvement et un équipement en aval. Chacun de ces composants peut influencer la quantité de produit restant après le lot.

Pour cette raison, la pompe doit être positionnée et raccordée en gardant à l'esprit le trajet de transfert complet. L'objectif est d'offrir au produit un chemin clair hors du procédé et de donner au fluide de nettoyage un accès ultérieur au même parcours en contact avec le produit.

La SLGP soutient cette approche grâce à son passage d'écoulement sans angles morts, à son sens de pompage réversible et à sa capacité à participer à la circulation CIP/SIP.

Une considération pratique de conception pour le changement de lot

Pour les équipements de fermentation stérile, la vidangeabilité a un lien direct avec ce qui se produit entre les lots.

Un système bien conçu ne doit pas compter sur le cycle de nettoyage pour compenser une rétention inutile de produit. D'abord, le produit doit être transféré aussi complètement que le permet l'implantation globale de l'équipement. Les surfaces restantes en contact avec le produit peuvent ensuite être exposées à la procédure de nettoyage et de stérilisation planifiée.

C'est pourquoi la sélection de la pompe doit être effectuée conjointement avec la tuyauterie de procédé et la stratégie de nettoyage. Se concentrer uniquement sur le débit ou la pression peut occulter une partie importante du fonctionnement quotidien de l'équipement.

La pompe sanitaire à double vis offre plusieurs caractéristiques pouvant soutenir cette approche : un passage d'écoulement sans angles morts, des vis sans contact, un fonctionnement réversible, une vitesse réglable et une adéquation à la circulation CIP/SIP.

Pour les systèmes de fermentation stérile, ces caractéristiques sont les plus utiles lorsqu'elles sont intégrées dans l'implantation de l'équipement dès le départ. La pompe ne crée pas la vidangeabilité par elle-même ; elle fait plutôt partie d'un système de transfert conçu pour vider, nettoyer et préparer la ligne de procédé pour le lot suivant avec le moins de produit retenu possible.