Vượt qua thách thức độ nhớt cao: Bơm trục vít đôi cho siro đặc và thuốc mỡ

Sản xuất dung dịch uống có thể liên quan đến các vật liệu khó vận chuyển hơn nhiều so với vẻ bề ngoài của chúng. Siro đậm đặc, thuốc mỡ y tế, huyền phù và các công thức có độ nhớt cao khác có thể đặt ra những yêu cầu lớn hơn đối với hệ thống vận chuyển, đặc biệt khi độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, nồng độ hoặc điều kiện công thức.

Đối với các kỹ sư thiết bị dược phẩm, thách thức không chỉ đơn thuần là di chuyển một sản phẩm đặc từ thùng chứa này sang thùng chứa khác. Bơm phải hoạt động đáng tin cậy trong một quy trình vệ sinh, duy trì chuyển động sản phẩm được kiểm soát, thích ứng với các điều kiện vận hành khác nhau và hỗ trợ làm sạch giữa các mẻ sản xuất. Bơm trục vít đôi vệ sinh có thể đáp ứng các yêu cầu này đồng thời đóng vai trò là một phần của hệ thống xử lý dung dịch uống hoàn chỉnh.

Tại sao dung dịch uống có độ nhớt cao lại yêu cầu phương pháp vận chuyển khác

Dung dịch uống có độ nhớt thấp thường có thể được vận chuyển bằng thiết bị bơm ly tâm thông thường. Tuy nhiên, khi độ nhớt tăng lên, các điều kiện vận hành thay đổi đáng kể. Vật liệu trở nên khó di chuyển qua đường ống và thiết bị hơn, đồng thời các điều kiện hút trở nên ngày càng quan trọng.

Siro đặc và thuốc mỡ y tế cũng có thể cần phải đi qua nhiều giai đoạn sản xuất, bao gồm phối trộn, lưu giữ trung gian, vận chuyển, lọc hoặc xử lý, và chiết rót. Do đó, một bơm chỉ được chọn cho lưu lượng danh nghĩa có thể hoạt động khác khi nồng độ hoặc nhiệt độ sản phẩm thay đổi.

Đây là lúc bơm thể tích trở nên có giá trị. Thay vì chỉ phụ thuộc vào vận tốc tạo ra bởi cánh quạt, bơm trục vít đôi di chuyển sản phẩm qua các khoang kín được hình thành bởi hai trục vít quay. Chuyển động dọc trục liên tục cung cấp một đường dẫn vận chuyển được kiểm soát, rất phù hợp với các vật liệu dược phẩm có độ nhớt cao.

Xây dựng phần vận chuyển xoay quanh sản phẩm

Trong một dây chuyền sản xuất dung dịch uống, bơm vận chuyển cần được xem xét cùng với các bồn chứa, đường ống, van, thiết bị gia nhiệt, thiết bị chiết rót và mạch làm sạch. Mục tiêu là tạo ra một phần vận chuyển có thể xử lý sản phẩm mà không đưa ra các hạn chế không cần thiết vào quy trình.

Bơm trục vít đôi vệ sinh SLGP sử dụng hai trục vít không tiếp xúc để tạo thành các khoang kín bên trong thân bơm. Khi các trục vít quay, các khoang này mang môi trường từ đầu hút về phía đầu xả. Vì các trục vít không tạo ra tiếp xúc kim loại với vỏ bơm, bơm cũng có thể được áp dụng cho các môi trường không bôi trơn và vật liệu có chứa tạp chất.

Đối với các hệ thống dung dịch uống có độ nhớt cao, cấu trúc này mang lại sự linh hoạt khi công thức không hoạt động giống như một chất lỏng có độ nhớt thấp đơn giản. Bơm có thể được cấu hình với các kích thước thân bơm và trục vít khác nhau, cho phép phần vận chuyển phù hợp chặt chẽ hơn với các điều kiện vận hành yêu cầu.

Quản lý siro đặc mà không làm cho hệ thống trở nên quá phức tạp

Siro đậm đặc có thể trở nên khó vận chuyển hơn đáng kể khi hàm lượng chất rắn và độ nhớt của chúng tăng lên. Điện trở đường ống trở nên đáng kể hơn, và bơm phải duy trì chuyển động sản phẩm ổn định trong khi làm việc với áp suất của hệ thống hạ lưu.

Dải tốc độ rộng của SLGP, từ 100 đến 3.600 vòng/phút, cung cấp một dải vận hành để điều chỉnh vận chuyển theo yêu cầu quy trình. Các cấu hình trục vít khác nhau cũng có thể tạo ra lưu lượng khác nhau dưới cùng các điều kiện độ nhớt, áp suất và tốc độ.

Sự linh hoạt này hữu ích khi một dây chuyền sản xuất dung dịch uống xử lý nhiều hơn một công thức. Thay vì thiết kế toàn bộ phần vận chuyển xoay quanh một điểm vận hành cố định duy nhất, bơm có thể được lựa chọn và cấu hình theo đặc tính của các sản phẩm đang được xử lý.

Khi thuốc mỡ y tế thay đổi yêu cầu bơm

Thuốc mỡ y tế đặt ra một thách thức khác. Độ nhớt cao của chúng có thể làm cho việc cấp liệu hút và vận chuyển liên tục khó khăn hơn so với xử lý chất lỏng thông thường. Trong các điều kiện này, bơm cần có khả năng tự mồi đủ mạnh cũng như khả năng thích ứng với những thay đổi độ nhớt đáng kể.

SLGP có thể cung cấp mức chân không lên tới 0,8 bar khi buồng bơm chứa sản phẩm, hỗ trợ tự mồi trong quá trình vận chuyển sản phẩm. Nguyên lý hoạt động thể tích của nó cho phép vật liệu được vận chuyển liên tục qua buồng bơm kín thay vì dựa vào tác động của cánh quạt tốc độ cao.

Đối với các nhà thiết kế thiết bị dược phẩm, điều này có thể đơn giản hóa kết nối giữa bồn chứa sản phẩm và thiết bị xử lý hạ lưu, đặc biệt khi công thức có khả năng chảy hạn chế.

Một bơm cho vận chuyển sản phẩm và làm sạch vệ sinh

Một hệ thống dung dịch uống phải được thiết kế không chỉ cho vận chuyển sản xuất. Làm sạch giữa các mẻ là một phần quan trọng không kém của hoạt động thiết bị.

SLGP được thiết kế với đường dẫn dòng chảy không có góc chết, hỗ trợ làm sạch vệ sinh và đáp ứng các yêu cầu GMP, 3-A và FDA. Dải hoạt động rộng của nó cũng cho phép cùng một bơm tham gia vào cả vận chuyển sản phẩm và vận hành làm sạch CIP/SIP.

Lợi thế thực tế là sự đơn giản hóa hệ thống. Thay vì lắp đặt một bơm CIP riêng biệt với các đường ống và van bổ sung, cùng một bơm có thể được sử dụng cho cả vận chuyển sản xuất và quy trình tuần hoàn làm sạch khi thiết kế hệ thống cho phép.

Trong quá trình làm sạch, môi trường làm sạch đi qua các đường dẫn dòng chảy bên trong của bơm. Điều này cho phép bơm trở thành một phần của tuyến tuần hoàn CIP/SIP tổng thể thay vì nằm ngoài mạch làm sạch.

Đối với thiết bị dung dịch uống hoàn chỉnh, phương pháp này có thể giảm số lượng các thành phần chuyên dụng và giúp tiết kiệm không gian lắp đặt.

Vận chuyển đảo chiều cho các hệ thống dược phẩm linh hoạt hơn

Một tính năng hữu ích khác cho thiết bị dung dịch uống là bơm đảo chiều.

SLGP có thể thay đổi hướng bơm chỉ bằng cách thay đổi chiều quay của trục. Do đó, các chức năng đầu vào và đầu ra được trao đổi mà không yêu cầu sửa đổi cơ khí đối với các thành phần bơm khác.

Khả năng này có thể hữu ích trong một hệ thống vận chuyển hoàn chỉnh nơi chuyển động sản phẩm và tuần hoàn làm sạch yêu cầu các hướng dòng chảy khác nhau. Nó cũng có thể hỗ trợ thu hồi sản phẩm từ các phần của dây chuyền quy trình, tùy thuộc vào cách bố trí đường ống tổng thể.

Thay vì coi bơm thuận và bơm nghịch như một tính năng bơm độc lập, các nhà thiết kế thiết bị có thể tích hợp nó vào bố trí của bồn chứa, đường ống và mạch làm sạch.

Thiết kế cho các điều kiện vận hành dược phẩm khác nhau

Công thức dung dịch uống không phải lúc nào cũng duy trì cùng một độ nhớt trong suốt quá trình xử lý. Nhiệt độ, nồng độ, giai đoạn công thức và thành phần sản phẩm đều có thể ảnh hưởng đến cách vật liệu hoạt động bên trong hệ thống vận chuyển.

SLGP có sẵn ở các cấu hình tiêu chuẩn và có áo khoác. Tùy chọn có áo khoác có thể được xem xét khi quản lý nhiệt độ là một phần của yêu cầu vận chuyển. Bơm hỗ trợ nhiệt độ môi trường lên đến 130°C và nhiệt độ làm sạch lên đến 140°C, tùy thuộc vào cấu hình thiết bị áp dụng và điều kiện quy trình.

Dải độ nhớt rộng, lên đến 500.000 cSt, cũng cung cấp tính linh hoạt cho các hệ thống xử lý cả dung dịch uống tương đối lỏng và các công thức dược phẩm đặc hơn đáng kể.

Mục tiêu không phải là sử dụng một bơm cho mọi sản phẩm có thể, mà là chọn cấu hình bơm thích hợp để thiết bị vận chuyển vẫn tương thích với công thức thực tế và cửa sổ vận hành.

Một giải pháp vận chuyển cho thiết bị dung dịch uống hoàn chỉnh

Siro có độ nhớt cao và thuốc mỡ y tế chứng minh lý do tại sao việc xử lý chất lỏng trong dược phẩm không thể tách rời khỏi thiết kế thiết bị tổng thể. Việc lựa chọn bơm ảnh hưởng đến điều kiện hút, điện trở đường ống, kiểm soát vận chuyển, bố trí làm sạch và số lượng thành phần cần thiết trong hệ thống.

Bơm trục vít đôi vệ sinh cung cấp sự kết hợp giữa vận chuyển thể tích, kiểm soát tốc độ rộng, vận hành đảo chiều, khả năng tự mồi và thiết kế đường dẫn dòng chảy vệ sinh. Với thân bơm và kích thước trục vít có thể cấu hình, SLGP có thể được tích hợp vào các hệ thống sản xuất dung dịch uống xử lý các yêu cầu về độ nhớt và quy trình khác nhau.

Đối với các nhà sản xuất thiết bị và chế biến dược phẩm, điểm mấu chốt là thiết kế bơm như một phần của kiến trúc vận chuyển và làm sạch hoàn chỉnh - không chỉ đơn thuần như một máy độc lập. Khi bơm, đường ống, bồn chứa, thiết bị chiết rót và tuần hoàn CIP/SIP được xem xét cùng nhau, việc xử lý dung dịch uống có độ nhớt cao có thể trở thành một phần dễ quản lý hơn trong hệ thống sản xuất dược phẩm tổng thể.