Biyo-Üretimde Düşük Hızlı Loblu Pompaların Temel İhtiyaç Olma Nedenleri

Biyo-üretimde, sıvı transferi, biyolojik bir ürüne nihai özelliklerini kazandıran birçok işlem arasında yer alır. Kültür ortamının biyoreaktöre ulaşması, fermantasyon sıvısının üretim kabından çıkması, ara ürünlerin aşağı yönlü işlemlerden geçmesi ve formüle edilmiş ürünlerin nihayetinde dolum veya depolama ekipmanına ulaşması gerekir. Malzeme bu yol boyunca değişir, bu nedenle pompalama görevi de buna bağlı olarak değişir.

Bu nedenle pompa performansı, sürecin kendisinden ayrı düşünülemez. Bir biyo-üretim hattı için transfer pompası, belirli bir aşamadaki malzemenin durumuna uyum sağlamalı ve aynı zamanda çevresindeki tanklara, boru tesisatına, filtreleme, formülasyon ve kontrol ekipmanlarına doğal bir şekilde uyum göstermelidir.

Düşük hızlı döner loblu pompalar, bu gereksinime yaklaşmanın bir yolunu sunar. Değerleri, yalnızca yavaş çalışabilmeleri değildir. Asıl değerleri, pozitif deplasmanlı pompalama, ayarlanabilir çalışma hızı ve hijyenik yapının, kontrollü malzeme hareketinin gerektiği bir proses sistemine entegre edilebilmesidir.

İlk Aşama İşleme, Kontrollü Malzeme Hareketi ile Başlar

Biyolojik bir ürün aşağı yönlü saflaştırma veya formülasyona ulaşmadan önce, üretim süreci birkaç malzeme taşıma aşamasından geçmiştir.

Besiyeri hazırlama, bir hazırlama veya fermantasyon kabına aktarılması gereken su, besinler, şekerler veya diğer bileşenleri içerebilir. Biyolojik büyüme veya fermantasyon başladığında, proses akışı orijinal formülasyondan önemli ölçüde farklılaşır. Sıvı, hücreler, biyolojik katılar ve işlem sırasında oluşan diğer bileşenleri içerebilir.

Bu noktada pompa, artık yalnızca bir bileşeni transfer etmemektedir. Özellikleri önceki işlem tarafından belirlenen biyolojik bir proses akışını işlemektedir.

Bir döner loblu pompa, proses kapları arasında pozitif deplasmanlı transfer sağlarken, çalışma hızının fiili üretim gereksinimine göre ayarlanmasına da olanak tanır. Bu, pompalamanın, sabit kapasiteli bir yardımcı ünite olarak değil, ilk aşama prosesinin bir parçası olarak ele alınmasını mümkün kılar.

Hasat Transferi, Pompalama Görevinde Bir Değişikliği İşaret Eder

Fermantasyondan aşağı yönlü işleme geçiş özellikle önemlidir.

İstenen biyolojik malzeme üretildikten sonra, sıvının ayırma, berraklaştırma, filtreleme veya diğer aşağı yönlü işlemlere aktarılması gerekebilir. Alıcı ekipmanın tanımlanmış bir işleme kapasitesi olabilir; bu, sıvının mümkün olan en yüksek hızda aktarılmasının mutlaka yararlı olmadığı anlamına gelir.

Kontrollü bir pompa hızı, transfer aşamasının bir sonraki adımla koordine edilmesine olanak tanır.

Düşük hızlı çalışmanın pratik bir değere sahip olmasının nedenlerinden biri de budur. Proses koşulları gerektirdiğinde dönüş hızını düşürerek pompa, daha ölçülü bir ürün beslemesi sağlayabilir. Değişken frekans kontrolü, pompa çalışmasını aşağı yönlü ekipmanın gereksinimleriyle daha da bağlantılı hale getirebilir.

Böylece pompa, iki proses ünitesi arasındaki ilişkinin bir parçası haline gelir: önceki tank neyin mevcut olduğunu belirlerken, aşağı yönlü ünite bu malzemenin ne kadar hızlı kabul edilmesi gerektiğini belirler.

Konsantrasyon, Proses Akışının Karakterini Değiştirir

Aşağı yönlü işleme, biyolojik bir ürünün fiziksel davranışını aşamalı olarak değiştirebilir.

Berraklaştırma veya ayırmadan sonra, bir ara ürün, katı madde içeriğini artıran konsantrasyon veya formülasyon adımlarına tabi tutulabilir. Daha önceki bir aşamada transfer edilmesi nispeten kolay olan bir ürün, daha sonra önemli ölçüde daha viskoz hale gelebilir.

Pozitif deplasmanlı bir pompanın özellikle kullanışlı hale geldiği nokta burasıdır. Döner loblu pompalar, genellikle santrifüj pompalarla ilişkilendirilen aynı yüksek hızlı pervane hareketine bağlı değildir. Deplasman mekanizmaları, viskoz ürünlerin transferine izin verirken pompa hızı prosese uyacak şekilde ayarlanabilir.

Temin edilen pompa serisi, modele ve çalışma koşullarına bağlı olarak yaklaşık 0,2 ile 100.000 cP arasındaki viskoziteleri ve yaklaşık 0,15 ile 127 ton/saat arasındaki akış kapasitelerini kapsar. Bu rakamlar, evrensel bir çalışma tavsiyesinden ziyade ekipmanın aralığını sağlar. Fiili görev, spesifik biyolojik malzemeden ve pompanın kurulu olduğu proses aşamasından gelir.

Pompa, Proses Mimarisini Takip Etmelidir

Bir biyo-üretim hattı normalde bağımsız makinelerden ziyade birbirine bağlı proses ünitelerinden oluşur. Tanklar, hijyenik boru hatları, filtreleme ekipmanı, formülasyon kapları, transfer sistemleri ve dolum ekipmanı birlikte çalışmak zorundadır.

Bu, pompanın fiziksel düzenini önemli kılar.

TRA döner loblu pompa, geleneksel ayrık TR tasarımından geliştirilmiş entegre bir kaplin yapısı kullanır. Toplam uzunluğu yaklaşık 100 ila 250 mm azaltılarak üretim alanı içinde daha kompakt bir düzen oluşturulabilir.

Bu fark, birkaç proses ünitesinin sınırlı bir alana yerleştirilmesi gerektiğinde kullanışlı hale gelebilir. Paslanmaz çelik dış kaplama ayrıca temiz ve tutarlı bir hijyenik görünümün gerektiği ekipman alanlarına da uygundur.

Entegre tahrik düzeni, geleneksel konfigürasyonda kullanılan elastik kaplin ile ilişkili kayıpları, gürültüyü ve aşınmayı azaltır. Sürekli çalışan bir üretim sisteminde bu mekanik detaylar, yalnızca bireysel pompa özellikleri olmaktan çıkıp genel ekipman düzenlemesinin bir parçası haline gelir.

Farklı Proses Aşamaları, Farklı Pompa Konfigürasyonları Gerektirebilir

Biyolojik bir üretim hattındaki her transfer noktasının tam olarak aynı konfigürasyonu kullanması için hiçbir neden yoktur.

Ekipmanın kalıcı olarak özel bir tanka bağlı olduğu durumlarda sabit bir pompa uygun olabilir. Bir pompalama ünitesinin farklı üretim pozisyonlarına hizmet etmesi gerektiğinde mobil bir konfigürasyon daha mantıklı olabilir.

Yüksek viskoziteli veya zor akan malzemeler için temin edilen hazne beslemeli konfigürasyon başka bir yaklaşım sunar. Pompa, geleneksel bir emiş hattına kolayca akmayan malzemeler için üst girişli bir hazne ile donatılabilir.

Bu seçenekler, bir biyo-üretim tesisinin farklı formülasyonları işlemesi veya partiler arasında üretim düzenini değiştirmesi durumunda özellikle önemlidir. Pompa, prosesi tek bir ekipman düzenine uyum sağlamaya zorlamak yerine proses düzenine göre yapılandırılabilir.

Hijyenik Mühendislik, Pompa Gövdesinin Ötesine Uzanır

Bir biyoproses sisteminin sıhhi karakteri, tam ürün temas yoluna bağlıdır.

Temin edilen loblu pompa için, uygulamaya göre pompa gövdesi için 304 veya 316L paslanmaz çelik seçilebilir. Sert alaşım, silisyum karbür, grafit ve seramik seçenekleriyle tek veya çift mekanik salmastra mevcuttur. O-ring malzemeleri FKM, silikon, EPDM, PTFE ve NBR'yi içerebilir.

Bağlantı düzenlemeleri, kelepçe, flanş, dişli, DIN hijyenik ve kaynaklı bağlantılar dahil olmak üzere çevredeki hijyenik boru tesisatına uyacak şekilde de ayarlanabilir.

Ürün serisi, CE ve 3-A sertifikasyon bilgilerini taşır. Bununla birlikte, gerçek bir biyo-üretim tesisatında, komple ekipman konfigürasyonunun yine de üreticinin İyi Üretim Uygulamaları (GMP) prosedürlerine, temizleme stratejisine, validasyon gereksinimlerine ve prosese özel spesifikasyonlara uygun olması gerekir.

Bireysel Pompadan Biyo-Üretim Çözümüne

Düşük hızlı bir döner loblu pompanın önemi, tüm üretim rotası boyunca değerlendirildiğinde daha net hale gelir.

Besiyeri hazırlama ve fermantasyon çevresinde kontrollü hareketi destekleyebilir, hasat sırasında ölçülü bir transfer sağlayabilir, aşağı yönlü işlemede değişen koşullara uyum sağlayabilir ve formülasyon veya depolama ekipmanını üretimin sonraki aşamalarına bağlayabilir.

Bu nedenle mühendislik sorusu, yalnızca bir pompanın belirli bir biyolojik sıvıyı hareket ettirip ettiremeyeceği değildir. Asıl soru, pompanın çevresindeki proses üniteleri arasında güvenilir bir bağlantı haline gelip gelemeyeceğidir.

Biyo-üretim için bu, uygun hız kontrolünü hijyenik malzemeler, uygun sızdırmazlık, pratik kurulum ve fiziksel üretim düzenine uyan bir konfigürasyon ile birleştirmek anlamına gelir. Bu rolde, bir döner loblu pompa yalnızca bir transfer makinesi değildir. Tam bir biyolojik işleme sisteminin entegre bir proses olarak çalışmasına olanak tanıyan bağlantı elemanlarından biri haline gelir.