Superare le sfide dell'alta viscosità: Pompe bivite per sciroppi densi e pomate

La produzione di liquidi orali può coinvolgere materiali molto più difficili da trasferire di quanto non suggerisca il loro aspetto. Sciroppi concentrati, paste medicate, sospensioni e altre formulazioni ad alta viscosità possono imporre richieste maggiori al sistema di trasferimento, in particolare quando la viscosità varia con la temperatura, la concentrazione o le condizioni di formulazione.

Per gli ingegneri delle apparecchiature farmaceutiche, la sfida non è semplicemente spostare un prodotto denso da un recipiente all'altro. La pompa deve funzionare in modo affidabile all'interno di un processo igienico, mantenere un movimento controllato del prodotto, adattarsi a diverse condizioni operative e supportare la pulizia tra i lotti di produzione. Una pompa sanitaria a doppia vite può soddisfare questi requisiti, fungendo al contempo da componente di un sistema completo per la lavorazione di liquidi orali.

Perché i Liquidi Orali ad Alta Viscosità Richiedono un Approccio di Trasferimento Diverso

I liquidi orali a bassa viscosità possono spesso essere trasferiti con apparecchiature centrifughe convenzionali. Tuttavia, all'aumentare della viscosità, le condizioni operative cambiano significativamente. Il materiale diventa più resistente al movimento attraverso tubi e apparecchiature, mentre le condizioni di aspirazione diventano sempre più critiche.

Sciroppi densi e paste medicate potrebbero anche dover passare attraverso diverse fasi di produzione, tra cui formulazione, stoccaggio intermedio, trasferimento, filtrazione o lavorazione e riempimento. Una pompa selezionata solo per una portata nominale potrebbe quindi comportarsi diversamente quando la concentrazione del prodotto o la temperatura cambiano.

È qui che il pompaggio a spostamento positivo diventa prezioso. Invece di dipendere principalmente dalla velocità generata da una girante, una pompa a doppia vite sposta il prodotto attraverso cavità chiuse formate da due viti rotanti. Il movimento assiale continuo fornisce un percorso di trasferimento controllato, particolarmente adatto ai materiali farmaceutici viscosi.

Costruire la Sezione di Trasferimento Intorno al Prodotto

In una linea di produzione di liquidi orali, la pompa di trasferimento dovrebbe essere considerata insieme a serbatoi, tubazioni, valvole, sistemi di riscaldamento, apparecchiature di riempimento e circuiti di pulizia. L'obiettivo è creare una sezione di trasferimento in grado di gestire il prodotto senza introdurre restrizioni inutili nel processo.

La pompa sanitaria a doppia vite SLGP utilizza due viti senza contatto per formare cavità sigillate all'interno del corpo pompa. Mentre le viti ruotano, queste cavità trasportano il mezzo dall'ingresso verso il lato di mandata. Poiché le viti non entrano in contatto metallo-metallo con l'alloggiamento della pompa, essa può essere applicata anche a mezzi non lubrificanti e materiali contenenti impurità.

Per i sistemi di liquidi orali ad alta viscosità, questa struttura fornisce flessibilità quando la formulazione non si comporta come un semplice liquido a bassa viscosità. La pompa può essere configurata con diverse dimensioni del corpo pompa e delle viti, consentendo di adattare la sezione di trasferimento più da vicino alle condizioni operative richieste.

Gestire Sciroppi Densi Senza Rendere il Sistema Eccessivamente Complesso

Gli sciroppi concentrati possono diventare sostanzialmente più difficili da trasferire all'aumentare del loro contenuto di solidi e della viscosità. La resistenza delle tubazioni diventa più significativa e la pompa deve mantenere un movimento stabile del prodotto mentre lavora contro la pressione del sistema a valle.

L'ampio intervallo di velocità della SLGP, da 100 a 3600 giri/min, fornisce un campo operativo per regolare il trasferimento in base ai requisiti di processo. Diverse configurazioni delle viti possono anche produrre diverse portate nelle stesse condizioni di viscosità, pressione e velocità.

Questa flessibilità è utile quando una linea di produzione di liquidi orali gestisce più di una formulazione. Invece di progettare l'intera sezione di trasferimento attorno a un singolo punto operativo fisso, la pompa può essere selezionata e configurata in base alle caratteristiche dei prodotti in lavorazione.

Quando le Paste Medicate Modificano il Requisito di Pompaggio

Le paste medicate introducono un'altra sfida. La loro elevata viscosità può rendere l'alimentazione per aspirazione e il trasferimento continuo più impegnativi rispetto alla movimentazione convenzionale dei liquidi. In queste condizioni, una pompa necessita di una sufficiente capacità di autoinnesco, nonché della capacità di gestire variazioni significative di viscosità.

La SLGP può fornire un livello di vuoto fino a 0,8 bar quando la camera della pompa contiene prodotto, supportando l'autoinnesco durante il trasferimento del prodotto. Il suo principio di funzionamento a spostamento positivo consente al materiale di essere convogliato continuamente attraverso la camera di pompaggio chiusa, piuttosto che fare affidamento sull'azione di una girante ad alta velocità.

Per i progettisti di apparecchiature farmaceutiche, ciò può semplificare il collegamento tra un serbatoio del prodotto e le apparecchiature di lavorazione a valle, in particolare quando la formulazione ha una limitata scorrevolezza.

Una Pompa per il Trasferimento del Prodotto e la Pulizia Igienica

Un sistema per liquidi orali deve essere progettato tenendo conto non solo del trasferimento produttivo. La pulizia tra i lotti è una parte altrettanto importante del funzionamento dell'apparecchiatura.

La SLGP è progettata con un passaggio del flusso privo di angoli morti, supportando la pulizia igienica e soddisfacendo i requisiti GMP, 3-A e FDA. Il suo ampio campo operativo consente inoltre alla stessa pompa di partecipare sia alle operazioni di trasferimento del prodotto che a quelle di pulizia CIP/SIP.

Il vantaggio pratico è la semplificazione del sistema. Invece di installare una pompa CIP separata con tubazioni e valvole aggiuntive, la stessa pompa può essere utilizzata sia per il trasferimento produttivo che per il processo di circolazione della pulizia, laddove la progettazione del sistema lo consenta.

Durante la pulizia, il mezzo detergente passa attraverso i passaggi di flusso interni della pompa. Ciò consente alla pompa di far parte del percorso di circolazione generale CIP/SIP, anziché rimanere al di fuori del circuito di pulizia.

Per le apparecchiature complete per liquidi orali, questo approccio può ridurre il numero di componenti dedicati e contribuire a risparmiare spazio di installazione.

Trasferimento Reversibile per Sistemi Farmaceutici Più Flessibili

Un'altra caratteristica utile per le apparecchiature per liquidi orali è il pompaggio reversibile.

La SLGP può cambiare la direzione di pompaggio semplicemente invertendo la rotazione dell'albero. Le funzioni di ingresso e uscita vengono quindi scambiate senza richiedere modifiche meccaniche ad altri componenti della pompa.

Questa capacità può essere utile in un sistema di trasferimento completo dove il movimento del prodotto e la circolazione di pulizia richiedono direzioni di flusso diverse. Può anche supportare il recupero del prodotto da sezioni della linea di processo, a seconda della disposizione generale delle tubazioni.

Invece di considerare il pompaggio in avanti e inverso come una caratteristica isolata della pompa, i progettisti di apparecchiature possono integrarlo nella disposizione di serbatoi, tubazioni e circuiti di pulizia.

Progettazione per Diverse Condizioni Operative Farmaceutiche

Le formulazioni di liquidi orali non mantengono sempre la stessa viscosità durante la lavorazione. Temperatura, concentrazione, fase di formulazione e composizione del prodotto possono influenzare il comportamento del materiale all'interno del sistema di trasferimento.

La SLGP è disponibile in configurazioni standard e con camicia riscaldante. L'opzione con camicia può essere presa in considerazione laddove la gestione della temperatura fa parte del requisito di trasferimento. La pompa supporta temperature del fluido fino a 130°C e temperature di pulizia fino a 140°C, soggette alla configurazione dell'apparecchiatura applicabile e alle condizioni di processo.

Un ampio intervallo di viscosità, fino a 500.000 cSt, offre inoltre flessibilità per i sistemi che gestiscono sia liquidi orali relativamente fluidi che formulazioni farmaceutiche sostanzialmente più dense.

L'obiettivo non è utilizzare una pompa per ogni possibile prodotto, ma selezionare la configurazione di pompa appropriata in modo che l'apparecchiatura di trasferimento rimanga compatibile con la formulazione effettiva e la finestra operativa.

Una Soluzione di Trasferimento per Apparecchiature Complete per Liquidi Orali

Sciroppi ad alta viscosità e paste medicate dimostrano perché la movimentazione dei fluidi farmaceutici non può essere separata dalla progettazione complessiva dell'apparecchiatura. La scelta della pompa influisce sulle condizioni di aspirazione, sulla resistenza delle tubazioni, sul controllo del trasferimento, sulle disposizioni di pulizia e sul numero di componenti richiesti nel sistema.

Una pompa sanitaria a doppia vite offre una combinazione di trasferimento a spostamento positivo, controllo di velocità ad ampio raggio, funzionamento reversibile, capacità di autoinnesco e design igienico del percorso del flusso. Con corpi pompa e dimensioni delle viti configurabili, la SLGP può essere incorporata in sistemi di produzione di liquidi orali che gestiscono diverse viscosità e requisiti di processo.

Per i produttori di apparecchiature e i trasformatori farmaceutici, la chiave è progettare la pompa come parte dell'architettura completa di trasferimento e pulizia, non semplicemente come una macchina autonoma. Quando pompa, tubazioni, serbatoi, apparecchiature di riempimento e circolazione CIP/SIP sono considerati insieme, la movimentazione di liquidi orali ad alta viscosità può diventare una parte più gestibile del sistema di produzione farmaceutico complessivo.