Cách bơm trục vít đôi đảm bảo khả năng thoát lưu chất hoàn toàn cho quy trình lên men vô trùng

Khi kết thúc một mẻ lên men, việc đưa sản phẩm ra khỏi thiết bị chỉ là một phần của công việc. Đường ống chuyển, bơm, van và thiết bị hạ nguồn cũng cần được làm sạch trước khi hệ thống chuyển sang giai đoạn vệ sinh.

Đây chính là lúc khả năng thoát lưu chất trở thành một vấn đề thực tế của thiết bị, chứ không chỉ là một thông số kỹ thuật trên tờ dữ liệu. Nếu sản phẩm còn đọng lại trong các túi bên trong đường chuyển, chu trình vệ sinh tiếp theo sẽ phải loại bỏ nhiều vật liệu hơn. Trong xử lý vô trùng, điều này có thể làm cho quá trình chuyển đổi mẻ trở nên khó khăn hơn và đặt tầm quan trọng lớn hơn vào thiết kế của mọi bộ phận tiếp xúc với sản phẩm.

Bơm trục vít đôi vi sinh có thể được thiết kế lồng ghép vào phần này của hệ thống lên men, với đường dẫn dòng bên trong, cửa xả sản phẩm, vận hành đảo chiều và chu trình CIP/SIP được xem xét một cách tổng thể.

Thời điểm kết thúc mẻ là lúc khả năng thoát lưu chất được kiểm chứng

Trong quá trình sản xuất, bơm chủ yếu được kỳ vọng để vận chuyển môi trường lên men hoặc chất lỏng quy trình ở tốc độ yêu cầu. Một khi mẻ kết thúc, các ưu tiên thay đổi.

Phần sản phẩm còn lại cần được loại bỏ khỏi đường chuyển trước khi bắt đầu vệ sinh. Một lượng nhỏ vật liệu còn sót lại có thể đặc biệt quan trọng khi mẻ tiếp theo sử dụng một công thức khác hoặc khi quy trình lên men yêu cầu kiểm soát vệ sinh nghiêm ngặt giữa các chu kỳ.

Đối với bản thân bơm, điều này có nghĩa là tránh các hốc hoặc vùng chết không cần thiết trong đường dẫn tiếp xúc với sản phẩm. Bơm trục vít đôi vi sinh được thiết kế với đường dẫn dòng không có góc chết, tạo cho bơm một cấu trúc hỗ trợ việc xả sản phẩm và vệ sinh sau đó.

Đó là một lý do tại sao khả năng thoát lưu chất nên được xem xét khi lựa chọn bơm – chứ không phải được bổ sung như một suy nghĩ muộn màng sau khi phần còn lại của hệ thống lên men đã được thiết kế xong.

Những gì xảy ra bên trong bơm trong quá trình chuyển

Bơm trục vít đôi vi sinh không phụ thuộc vào một cánh bơm để đẩy chất lỏng ra ngoài. Hai trục vít quay bên trong buồng bơm và tạo thành các khoang kín, di chuyển sản phẩm liên tục từ phía hút sang phía xả.

Các trục vít không tiếp xúc với vỏ bơm. Kết quả là, không có sự tiếp xúc kim loại với kim loại giữa trục vít quay và vỏ trong quá trình vận hành bình thường.

Đối với thiết bị lên men, sự sắp xếp này cung cấp một cơ chế chuyển thể tích dương liên tục, đồng thời để ngỏ đường dẫn dòng bên trong cho chu trình vệ sinh. Các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm được sử dụng trong quá trình sản xuất sau đó có thể được tiếp xúc với môi trường vệ sinh.

Sự khác biệt này rất quan trọng: khả năng thoát lưu chất không chỉ đơn giản là về tốc độ bơm có thể di chuyển chất lỏng nhanh như thế nào. Nó cũng liên quan đến những gì còn lại bên trong bơm khi quá trình chuyển sản phẩm bình thường đã kết thúc.

Làm trống đường chuyển trước khi vệ sinh

Một hệ thống lên men hiếm khi kết thúc tại cửa xả của bơm. Bơm có thể kết nối thiết bị lên men với các bể chứa, thiết bị lọc, thiết bị chiết rót hoặc một công đoạn xử lý khác.

Khi quá trình chuyển sản phẩm hoàn tất, một số vật liệu có thể vẫn còn trong đường ống được kết nối. Khả năng đảo chiều bơm có thể cung cấp một lựa chọn khác để xử lý sản phẩm còn sót lại này.

Bơm trục vít đôi vi sinh hỗ trợ vận hành tiến và lùi bằng cách thay đổi chiều quay trục. Do đó, hướng bơm có thể được thay đổi mà không cần sửa đổi bản thân bơm.

Tùy thuộc vào cách bố trí đường ống, vận hành đảo chiều có thể được đưa vào quy trình thu hồi sản phẩm hoặc làm trống đường ống. Bơm có thể di chuyển vật liệu trở lại một bể chứa được chỉ định thay vì để phần cuối cùng của đường chuyển phụ thuộc hoàn toàn vào trọng lực.

Điều này đặc biệt hữu ích khi thiết kế một hệ thống lên men hoàn chỉnh, bởi vì chức năng đảo chiều của bơm có thể được xem xét cùng với việc định tuyến của đường ống quy trình.

Một chiếc bơm duy trì trong mạch vệ sinh

Một khi sản phẩm đã được loại bỏ, hệ thống chuyển sang giai đoạn vệ sinh. Một bơm CIP riêng biệt thường được sử dụng trong các bố trí thông thường, nhưng điều đó cũng có nghĩa là thêm đường ống, van, không gian lắp đặt và các giao diện thiết bị.

Bơm trục vít đôi vi sinh có thể được sử dụng cho cả chuyển sản phẩm và tuần hoàn CIP/SIP. Nếu bố trí quy trình cho phép, cùng một chiếc bơm có thể duy trì trong vòng lặp vệ sinh thay vì bị bypass.

Môi trường vệ sinh đi qua các đường dẫn dòng bên trong của bơm, bao gồm cả các khu vực đã tiếp xúc với sản phẩm lên men. Điều này cung cấp cho nhà thiết kế thiết bị một cách đơn giản hơn để tích hợp bơm vào toàn bộ lộ trình vệ sinh.

Bơm trục vít đôi vi sinh được thiết kế cho nhiệt độ vệ sinh lên đến 140°C và có thể xử lý nhiệt độ môi trường lên đến 130°C. Các giới hạn nhiệt độ áp dụng phải luôn được xem xét cùng với cấu hình seal đã chọn và các điều kiện quy trình thực tế.

Tại sao cấu trúc không có góc chết lại quan trọng

Cụm từ "dễ dàng vệ sinh" thường được sử dụng một cách rộng rãi trong các mô tả thiết bị. Đối với một hệ thống lên men, câu hỏi hữu ích hơn là điều gì xảy ra với các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm khi quá trình vệ sinh bắt đầu.

Đường dẫn dòng bên trong của Bơm trục vít đôi vi sinh không có góc chết. Điều này làm giảm số lượng các khu vực hình học nơi sản phẩm có thể bị cô lập khỏi đường dẫn dòng bình thường.

Điều đó không có nghĩa là chỉ riêng bơm đã đảm bảo thoát hoàn toàn cho toàn bộ hệ thống lắp đặt. Hướng ống, thiết kế van, kết nối, cửa xả bể và vị trí của thiết bị đều ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

Thay vào đó, bơm nên được coi là một phần của một hệ thống tiếp xúc sản phẩm có khả năng thoát lưu chất. Hình dạng hình học bên trong của nó cần phải hoạt động cùng với phần còn lại của hệ thống lắp đặt chứ không phải chống lại nó.

Giữ vệ sinh và sản xuất trong cùng một thiết bị

Một cân nhắc khác là dải vận hành cần thiết từ một chiếc bơm xử lý cả nhiệm vụ sản xuất và vệ sinh.

Trong quá trình chuyển lên men, tốc độ yêu cầu có thể tương đối thấp hoặc có thể thay đổi theo giai đoạn của quy trình. Trong quá trình vệ sinh, các điều kiện vận hành có thể khác.

Bơm trục vít đôi vi sinh cung cấp dải tốc độ từ 100 đến 3.600 vòng/phút. Các kích cỡ thân bơm và trục vít khác nhau cũng có sẵn, cho phép cấu hình bơm phù hợp với nhiệm vụ dự kiến.

Điều này mang lại cho nhà thiết kế thiết bị nhiều tự do hơn để sử dụng một bơm duy nhất qua các giai đoạn khác nhau của quy trình, thay vì coi chuyển sản phẩm trong sản xuất và vệ sinh là các chức năng thiết bị hoàn toàn riêng biệt.

Bơm cũng có thể được cung cấp với các cấu hình seal trục khác nhau, bao gồm seal cơ khí đơn, seal cơ khí kép, seal trục cao su và seal đệm, tùy thuộc vào ứng dụng.

Từ cửa xả thiết bị lên men đến một đường ống quy trình sạch

Một chiếc bơm có khả năng thoát lưu chất chỉ có ý nghĩa khi các thiết bị xung quanh tuân theo cùng một nguyên tắc.

Ví dụ, một hệ thống lên men có thể bao gồm cửa xả thiết bị, bơm chuyển, van, co, điểm lấy mẫu và thiết bị hạ nguồn. Bất kỳ một trong các thành phần này có thể ảnh hưởng đến lượng sản phẩm còn lại sau mẻ.

Vì lý do đó, bơm nên được định vị và kết nối với tầm nhìn tổng thể về toàn bộ đường chuyển. Mục tiêu là cung cấp cho sản phẩm một con đường rõ ràng ra khỏi quy trình và sau đó cung cấp cho môi trường vệ sinh quyền truy cập vào cùng một lộ trình tiếp xúc với sản phẩm.

Bơm trục vít đôi vi sinh hỗ trợ cách tiếp cận này thông qua đường dẫn dòng không có góc chết, hướng bơm có thể đảo ngược và khả năng tham gia tuần hoàn CIP/SIP.

Một cân nhắc thiết kế thực tế cho việc chuyển đổi mẻ

Đối với thiết bị lên men vô trùng, khả năng thoát lưu chất có mối liên hệ trực tiếp với những gì xảy ra giữa các mẻ.

Một hệ thống được thiết kế tốt không nên phụ thuộc vào chu trình vệ sinh để bù đắp cho việc giữ lại sản phẩm không cần thiết. Đầu tiên, sản phẩm nên được chuyển ra ngoài một cách hoàn chỉnh nhất có thể theo bố trí thiết bị tổng thể. Các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm còn lại sau đó có thể được tiếp xúc với quy trình vệ sinh và tiệt trùng đã được lên kế hoạch.

Đây là lý do tại sao việc lựa chọn bơm nên được thực hiện cùng với đường ống quy trình và chiến lược vệ sinh. Chỉ nhìn vào tốc độ dòng chảy hoặc áp suất có thể bỏ lỡ một phần quan trọng trong hoạt động hàng ngày của thiết bị.

Bơm trục vít đôi vi sinh cung cấp một số tính năng có thể hỗ trợ cách tiếp cận này: một đường dẫn dòng không có góc chết, trục vít không tiếp xúc, vận hành đảo chiều, tốc độ điều chỉnh được và tính phù hợp cho tuần hoàn CIP/SIP.

Đối với các hệ thống lên men vô trùng, các tính năng này hữu ích nhất khi chúng được tích hợp vào sơ đồ bố trí thiết bị ngay từ đầu. Bơm không tạo ra khả năng thoát lưu chất một cách độc lập; đúng hơn, nó trở thành một phần của hệ thống chuyển được thiết kế để làm trống, vệ sinh và chuẩn bị đường ống quy trình cho mẻ tiếp theo với lượng sản phẩm giữ lại ít nhất có thể.