Come le pompe a doppia vite garantiscono la totale drenabilità nei processi di fermentazione sterile

Alla fine di un lotto di fermentazione, rimuovere il prodotto dal serbatoio è solo una parte del lavoro. La linea di trasferimento, la pompa, le valvole e le apparecchiature a valle devono essere svuotati prima che il sistema passi alla pulizia.

È qui che la drenabilità diventa un problema pratico dell'attrezzatura, non solo una specifica su una scheda tecnica. Se il prodotto rimane in sacche all'interno del percorso di trasferimento, il ciclo di pulizia successivo avrà più materiale da rimuovere. Nella lavorazione sterile, ciò può rendere il cambio lotto più impegnativo e attribuire maggiore importanza alla progettazione di ogni componente a contatto con il prodotto.

Una pompa sanitaria a doppia vite può essere progettata in questa parte del sistema di fermentazione, considerando insieme il percorso del flusso interno, lo scarico del prodotto, il funzionamento inverso e il ciclo CIP/SIP.

La fine del lotto è dove la drenabilità viene messa alla prova

Durante la produzione, ci si aspetta principalmente che la pompa sposti il terreno di fermentazione o il liquido di processo alla velocità richiesta. Una volta terminato il lotto, le priorità cambiano.

Il prodotto residuo deve lasciare il percorso di trasferimento prima che inizi la pulizia. Una piccola quantità di materiale trattenuto può essere particolarmente rilevante quando il lotto successivo utilizza una formulazione diversa o quando il processo di fermentazione richiede uno stretto controllo igienico tra i cicli.

Per la pompa stessa, ciò significa evitare incavi inutili o aree morte nel passaggio a contatto con il prodotto. La SLGP è progettata con un passaggio del flusso privo di angoli morti, fornendo alla pompa una struttura che favorisce lo scarico del prodotto e la successiva pulizia.

Questo è uno dei motivi per cui la drenabilità dovrebbe essere considerata quando si seleziona la pompa, e non aggiunta come ripensamento dopo che il resto del sistema di fermentazione è già stato progettato.

Cosa succede all'interno della pompa durante il trasferimento

La SLGP non dipende da una girante che getta il liquido verso l'esterno. Due viti ruotano all'interno della camera della pompa e formano cavità chiuse che spostano continuamente il prodotto dal lato di aspirazione al lato di mandata.

Le viti non entrano in contatto con il corpo della pompa. Di conseguenza, non c'è contatto metallo-metallo tra le viti rotanti e l'involucro durante il normale funzionamento.

Per le apparecchiature di fermentazione, questa disposizione fornisce un meccanismo di trasferimento volumetrico continuo, lasciando al contempo il percorso del flusso interno aperto al ciclo di pulizia. Le stesse superfici a contatto con il prodotto utilizzate durante la produzione possono successivamente essere esposte ai mezzi di pulizia.

La distinzione è importante: la drenabilità non riguarda semplicemente la velocità con cui una pompa può spostare un liquido. Riguarda anche ciò che rimane all'interno della pompa quando il normale trasferimento del prodotto è terminato.

Svuotamento del percorso di trasferimento prima della pulizia

Un sistema di fermentazione raramente termina all'uscita della pompa. La pompa può collegare il fermentatore a serbatoi di stoccaggio, apparecchiature di filtrazione, apparecchiature di riempimento o un'altra fase di lavorazione.

Quando il trasferimento del prodotto è completo, una parte del materiale può rimanere nella linea collegata. La capacità di invertire la pompa può fornire un'altra opzione per gestire questo prodotto residuo.

La SLGP supporta il funzionamento in avanti e all'indietro modificando la rotazione dell'albero. La direzione di pompaggio può quindi essere modificata senza modificare la pompa stessa.

A seconda della disposizione delle tubazioni, il funzionamento inverso può essere incorporato nelle procedure di recupero del prodotto o di svuotamento della linea. La pompa può spostare il materiale verso un serbatoio designato, invece di lasciare che la sezione finale del percorso di trasferimento dipenda interamente dalla gravità.

Ciò è particolarmente utile quando si progetta un'installazione di fermentazione completa, poiché la funzione reversibile della pompa può essere considerata insieme al percorso delle tubazioni di processo.

Una pompa che rimane nel circuito di pulizia

Una volta rimosso il prodotto, il sistema passa alla pulizia. Negli allestimenti convenzionali viene spesso utilizzata una pompa CIP separata, ma ciò comporta anche tubazioni, valvole, spazio di installazione e interfacce di apparecchiature aggiuntive.

La SLGP può essere utilizzata sia per il trasferimento del prodotto che per la circolazione CIP/SIP. Laddove la disposizione del processo lo consente, la stessa pompa può rimanere nel circuito di pulizia invece di essere bypassata.

Il mezzo di pulizia passa attraverso i passaggi del flusso interni della pompa, comprese le aree che sono state a contatto con il prodotto di fermentazione. Ciò offre al progettista dell'attrezzatura un modo più semplice per integrare la pompa nel percorso di pulizia complessivo.

La SLGP è progettata per temperature di pulizia fino a 140°C e può gestire temperature del fluido fino a 130°C. I limiti di temperatura applicabili devono essere sempre considerati insieme alla configurazione del tenuta selezionata e alle condizioni di processo effettive.

Perché la costruzione senza angoli morti è importante

L'espressione "facile da pulire" è spesso usata in modo generico nelle descrizioni delle apparecchiature. Per un sistema di fermentazione, la domanda più utile è cosa succede alle superfici a contatto con il prodotto quando inizia la pulizia.

Il passaggio del flusso interno della SLGP non ha angoli morti. Ciò riduce il numero di aree geometriche in cui il prodotto può rimanere isolato dal normale percorso del flusso.

Ciò non significa che la pompa da sola garantisca il drenaggio completo di un intero impianto. L'orientamento delle tubazioni, il design delle valvole, i raccordi, le uscite dei serbatoi e la posizione dell'attrezzatura influenzano tutti il risultato finale.

Piuttosto, la pompa dovrebbe essere trattata come una parte di un sistema a contatto con il prodotto drenabile. La sua geometria interna deve funzionare con il resto dell'installazione, non contro di essa.

Mantenere pulizia e produzione nella stessa apparecchiatura

Un'altra considerazione è il campo di funzionamento richiesto da una pompa che gestisce sia i compiti di produzione che quelli di pulizia.

Durante il trasferimento in fermentazione, la velocità richiesta può essere relativamente bassa o può cambiare in base alla fase del processo. Durante la pulizia, le condizioni operative possono essere diverse.

La SLGP fornisce un campo di velocità da 100 a 3.600 giri/min. Sono disponibili anche diverse dimensioni del corpo pompa e delle viti, consentendo di abbinare la configurazione della pompa al servizio previsto.

Ciò offre al progettista dell'attrezzatura maggiore libertà di utilizzare una pompa in diverse fasi del processo, invece di trattare il trasferimento di produzione e la pulizia come funzioni di apparecchiatura completamente separate.

La pompa può anche essere fornita con diverse configurazioni di tenuta dell'albero, tra cui tenute meccaniche singole, tenute meccaniche doppie, tenute per albero in gomma e tenute a baderna, a seconda dell'applicazione.

Dall'uscita del fermentatore a una linea di processo pulita

Una pompa drenabile ha senso solo quando l'attrezzatura circostante segue lo stesso principio.

Ad esempio, un sistema di fermentazione può includere un'uscita del serbatoio, una pompa di trasferimento, valvole, raccordi, punti di campionamento e apparecchiature a valle. Ognuno di questi componenti può influenzare la quantità di prodotto che rimane dopo il lotto.

Per questo motivo, la pompa dovrebbe essere posizionata e collegata tenendo presente l'intero percorso di trasferimento. L'obiettivo è dare al prodotto un percorso chiaro fuori dal processo e dare al mezzo di pulizia accesso allo stesso percorso a contatto con il prodotto in seguito.

La SLGP supporta questo approccio grazie al suo passaggio del flusso privo di angoli morti, alla direzione di pompaggio reversibile e alla capacità di partecipare alla circolazione CIP/SIP.

Una considerazione progettuale pratica per il cambio lotto

Per le apparecchiature di fermentazione sterile, la drenabilità ha una connessione diretta con ciò che accade tra un lotto e l'altro.

Un sistema ben progettato non dovrebbe fare affidamento sul ciclo di pulizia per compensare un'inutile ritenzione di prodotto. In primo luogo, il prodotto dovrebbe essere trasferito fuori nel modo più completo possibile, data la disposizione generale dell'attrezzatura. Le restanti superfici a contatto con il prodotto possono quindi essere esposte alla procedura di pulizia e sterilizzazione pianificata.

Questo è il motivo per cui la selezione della pompa dovrebbe essere effettuata insieme alle tubazioni di processo e alla strategia di pulizia. Considerare solo la portata o la pressione può far perdere di vista una parte importante del funzionamento quotidiano dell'attrezzatura.

La pompa sanitaria a doppia vite offre diverse caratteristiche che possono supportare questo approccio: un passaggio del flusso privo di angoli morti, viti non contattanti, funzionamento reversibile, velocità regolabile e idoneità alla circolazione CIP/SIP.

Per i sistemi di fermentazione sterile, queste caratteristiche sono più utili quando vengono incorporate nella disposizione dell'attrezzatura fin dall'inizio. La pompa non crea drenabilità da sola; piuttosto, diventa parte di un sistema di trasferimento progettato per svuotare, pulire e preparare la linea di processo per il lotto successivo con la minima quantità possibile di prodotto trattenuto.