Как двухвинтовые насосы обеспечивают полную дренируемость в стерильных процессах ферментации

В конце цикла ферментации извлечение продукта из сосуда — лишь часть задачи. Трубопровод, насос, клапаны и последующее оборудование также необходимо опорожнить перед началом очистки системы.

Именно здесь дренируемость становится практической проблемой оборудования, а не просто спецификацией в техническом описании. Если продукт остается в карманах внутри тракта передачи, следующему циклу очистки потребуется удалить больше материала. В стерильной обработке это может усложнить смену продукта и повысить важность конструкции каждого компонента, контактирующего с продуктом.

Санитарный двухвинтовой насос может быть спроектирован в эту часть системы ферментации с учетом внутреннего пути потока, выгрузки продукта, реверсивной работы и цикла CIP/SIP.

Конец цикла — момент, когда дренируемость проходит проверку

Во время производства насос в первую очередь предназначен для перемещения среды ферментации или технологической жидкости с требуемой скоростью. Как только цикл завершен, приоритеты меняются.

Оставшийся продукт должен покинуть тракт передачи до начала очистки. Небольшое количество задержанного материала может быть особенно важным, когда следующая партия использует другой состав или когда процесс ферментации требует строгого гигиенического контроля между циклами.

Для самого насоса это означает избежание ненужных углублений или мертвых зон в проходе для продукта. SLGP спроектирован с проточным каналом без мертвых углов, что придает насосу конструкцию, способствующую выгрузке продукта и последующей очистке.

Это одна из причин, по которой дренируемость следует учитывать при выборе насоса, а не добавлять в качестве запоздалой мысли после того, как остальная часть системы ферментации уже спроектирована.

Что происходит внутри насоса во время передачи

SLGP не зависит от рабочего колеса, выбрасывающего жидкость наружу. Два винта вращаются внутри камеры насоса, образуя замкнутые полости, которые непрерывно перемещают продукт от всасывающей стороны к нагнетательной.

Винты не контактируют с корпусом насоса. В результате во время нормальной работы между вращающимися винтами и корпусом отсутствует контакт металла с металлом.

Для оборудования ферментации такая компоновка обеспечивает непрерывный механизм объемной передачи, оставляя внутренний путь потока открытым для цикла очистки. Те же поверхности, контактирующие с продуктом и используемые во время производства, впоследствии могут быть подвергнуты воздействию моющих сред.

Это различие важно: дренируемость — это не просто то, как быстро насос может перемещать жидкость. Это также касается того, что остается внутри насоса после завершения нормальной передачи продукта.

Опорожнение тракта передачи перед очисткой

Система ферментации редко заканчивается на выходе из насоса. Насос может соединять ферментер с емкостями для выдерживания, фильтрационным оборудованием, разливочным оборудованием или другим технологическим этапом.

Когда передача продукта завершена, некоторое количество материала может остаться в подсоединенной линии. Возможность реверсирования насоса может предоставить еще один вариант для работы с этим остаточным продуктом.

SLGP поддерживает прямую и обратную работу путем изменения направления вращения вала. Таким образом, направление перекачки можно изменить без модификации самого насоса.

В зависимости от компоновки трубопровода, реверсивная работа может быть включена в процедуры извлечения продукта или опорожнения линии. Насос может перемещать материал обратно в заданную емкость, вместо того чтобы оставлять конечный участок тракта передачи полностью зависимым от гравитации.

Это особенно полезно при проектировании полной установки ферментации, поскольку реверсивную функцию насоса можно рассматривать вместе с трассировкой технологических трубопроводов.

Насос, остающийся в контуре очистки

После удаления продукта система переходит к очистке. В обычных компоновках часто используется отдельный CIP-насос, но это также означает дополнительные трубопроводы, клапаны, монтажное пространство и интерфейсы оборудования.

SLGP может использоваться как для передачи продукта, так и для циркуляции CIP/SIP. Если позволяет технологическая схема, один и тот же насос может оставаться в контуре очистки вместо того, чтобы быть обойденным.

Моющая среда проходит через внутренние проточные каналы насоса, включая участки, контактировавшие с продуктом ферментации. Это дает проектировщику оборудования более простой способ включить насос в общий маршрут очистки.

SLGP рассчитан на температуры очистки до 140 °C и может работать с температурами среды до 130 °C. Применимые температурные ограничения всегда следует рассматривать вместе с выбранной конфигурацией уплотнения и фактическими условиями процесса.

Почему конструкция без мертвых углов имеет значение

Фраза «легко очищается» часто используется в описаниях оборудования. Для системы ферментации более полезным является вопрос о том, что происходит с поверхностями, контактирующими с продуктом, когда начинается очистка.

Внутренний проточный канал SLGP не имеет мертвых углов. Это уменьшает количество геометрических областей, где продукт может оставаться изолированным от нормального пути потока.

Это не означает, что один насос гарантирует полное опорожнение всей установки. Ориентация труб, конструкция клапанов, соединения, выпуски из емкостей и положение оборудования — все это влияет на конечный результат.

Вместо этого насос следует рассматривать как часть дренируемой системы, контактирующей с продуктом. Его внутренняя геометрия должна работать вместе с остальной установкой, а не против нее.

Совмещение очистки и производства в одном оборудовании

Еще одним соображением является рабочий диапазон, требуемый от насоса, который выполняет как производственные, так и очистные функции.

Во время передачи ферментационной среды требуемая скорость может быть относительно низкой или может меняться в зависимости от стадии процесса. Во время очистки условия работы могут быть иными.

SLGP обеспечивает диапазон скоростей от 100 до 3600 об/мин. Также доступны различные размеры корпуса насоса и винтов, что позволяет подобрать конфигурацию насоса в соответствии с предполагаемой нагрузкой.

Это дает проектировщику оборудования больше свободы в использовании одного насоса на разных этапах процесса, а не рассматривать производственную передачу и очистку как полностью отдельные функции оборудования.

Насос также может поставляться с различными конфигурациями уплотнения вала, включая одинарные механические уплотнения, двойные механические уплотнения, резиновые манжеты и сальниковые уплотнения, в зависимости от применения.

От выхода из ферментера до чистой технологической линии

Дренируемый насос имеет смысл только тогда, когда окружающее оборудование следует тому же принципу.

Например, система ферментации может включать выход из сосуда, передающий насос, клапаны, отводы, точки отбора проб и последующее оборудование. Любой из этих компонентов может повлиять на то, сколько продукта останется после цикла.

По этой причине насос следует располагать и подключать с учетом полного тракта передачи. Цель состоит в том, чтобы обеспечить продукту четкий путь выхода из процесса, а впоследствии предоставить моющей среде доступ к тому же контактирующему с продуктом маршруту.

SLGP поддерживает этот подход благодаря своему проточному каналу без мертвых углов, реверсивному направлению перекачки и способности участвовать в циркуляции CIP/SIP.

Практическое соображение конструкции для смены партий

Для стерильного оборудования ферментации дренируемость напрямую связана с тем, что происходит между партиями.

Хорошо спроектированная система не должна полагаться на цикл очистки для компенсации излишнего удержания продукта. Сначала продукт должен быть передан настолько полно, насколько позволяет общая компоновка оборудования. Затем оставшиеся поверхности, контактирующие с продуктом, могут быть подвергнуты запланированной процедуре очистки и стерилизации.

Вот почему выбор насоса следует производить вместе с технологическими трубопроводами и стратегией очистки. Оценка только расхода или давления может упустить важную часть повседневной работы оборудования.

Санитарный двухвинтовой насос предлагает несколько функций, поддерживающих этот подход: проточный канал без мертвых углов, бесконтактные винты, реверсивную работу, регулируемую скорость и пригодность для циркуляции CIP/SIP.

Для стерильных систем ферментации эти функции наиболее полезны, если они включены в компоновку оборудования с самого начала. Насос не создает дренируемость сам по себе; скорее, он становится частью системы передачи, предназначенной для опорожнения, очистки и подготовки технологической линии к следующей партии с как можно меньшим количеством остаточного продукта.