Што е топчест вентил со висока чистота? Топчестиот вентил со висока чистота е уред за контрола на протокот што ги исполнува индустриските стандарди за чистота на материјалот и дизајнот. Вентилите во процесот со висока чистота се користат во две главни полиња на примена:
Тие се користат во „системи за поддршка“ како што се обработка на пареа за чистење за чистење и контрола на температурата. Во фармацевтската индустрија, топчестите вентили никогаш не се користат во апликации или процеси кои можат да дојдат во директен контакт со крајниот производ.
Кој е индустрискиот стандард за вентили со висока чистота? Фармацевтската индустрија ги изведува критериумите за избор на вентили од два извора:
ASME/BPE-1997 е нормативен документ во развој кој го опфаќа дизајнот и употребата на опремата во фармацевтската индустрија. Овој стандард е наменет за дизајн, материјали, конструкција, проверка и тестирање на садови, цевководи и сродни додатоци како што се пумпи, вентили и фитинзи кои се користат во биофармацевтската индустрија. уринирање, развој на процеси или зголемување...и се критичен дел од производството на производи, како што се вода за инјектирање (WFI), чиста пареа, ултрафилтрација, средно складирање на производи и центрифуги.
Денес, индустријата се потпира на ASME/BPE-1997 за да ги одреди дизајните на топчести вентили за апликации кои не се во контакт со производите. Клучните области опфатени со спецификацијата се:
Вентилите кои вообичаено се користат во системите за биофармацевтски процеси вклучуваат топчести вентили, вентили со дијафрагма и обратни вентили. Овој инженерски документ ќе биде ограничен на дискусија за топчести вентили.
Валидацијата е регулаторен процес дизајниран да обезбеди репродуктивност на обработен производ или формулација. Програмата укажува на мерење и следење на механичките компоненти на процесот, времето на формулација, температура, притисок и други услови. Штом ќе се докаже дека системот и производите од тој систем се повторливи, сите компоненти и услови се сметаат за потврдени. Не смеат да се прават промени на конечниот „пакет“ и процедури за повторна валидација (процесни системи).
Исто така, постојат прашања поврзани со верификацијата на материјалот. MTR (извештај за тестирање на материјалот) е изјава од производителот на леење што го документира составот на лиењето и потврдува дека тој потекнува од одреден тек во процесот на леење. Ова ниво на следливост е пожелно во сите инсталации на критични водоводни компоненти низ многу индустрии.
Производителите на материјали за седишта обезбедуваат извештаи за составот за да обезбедат усогласеност на седиштата со упатствата на FDA. (FDA/USP класа VI) Прифатливите материјали за седишта вклучуваат тефлонски, RTFE, Kel-F и TFM.
Ултра висока чистота (UHP) е термин наменет да ја нагласи потребата за екстремно висока чистота. Ова е термин широко користен на пазарот на полупроводници каде што е потребен апсолутен минимален број на честички во протокот. Вентилите, цевките, филтрите и многу материјали што се користат во нивната конструкција обично го исполнуваат ова ниво на UHP кога се подготвуваат, пакуваат и ракуваат под специфични услови.
Индустријата за полупроводници ги извлекува спецификациите за дизајн на вентилите од компилација на информации управувани од групата SemaSpec. Производството на наполитанки со микрочипови бара исклучително строго придржување до стандардите за да се елиминира или минимизира контаминацијата од честички, испуштање на гас и влага.
Стандардот SemaSpec го детализира изворот на создавање честички, големината на честичките, изворот на гас (преку склопот на меки вентили), тестирањето за истекување на хелиум и влагата внатре и надвор од границата на вентилот.
Топчестите вентили се добро докажани во најтешките апликации. Некои од клучните придобивки на овој дизајн вклучуваат:
Механичко полирање – Полираните површини, заварите и површините што се користат имаат различни површински карактеристики кога се гледаат под лупа. Механичкото полирање ги намалува сите површински гребени, јами и варијанси до униформа грубост.
Механичкото полирање се врши на ротирачка опрема со употреба на алумина абразиви. Механичкото полирање може да се постигне со рачни алати за големи површини, како што се реактори и садови поставени на место, или со автоматски реципроктори за цевки или цевчести делови. Серија полирања со ронки се нанесуваат во последователни пофини секвенци додека не се постигне саканата завршница или грубост на површината.
Електрополирањето е отстранување на микроскопски неправилности од металните површини со електрохемиски методи. Тоа резултира со општа плошност или мазност на површината што, кога се гледа под лупа, изгледа речиси без карактеристики.
Не'рѓосувачкиот челик е природно отпорен на корозија поради неговата висока содржина на хром (обично 16% или повеќе во не'рѓосувачки челик). Електрополирањето ја подобрува оваа природна отпорност бидејќи процесот раствора повеќе железо (Fe) отколку хром (Cr). Ова остава повисоки нивоа на хром на површината од не'рѓосувачки челик. (пасивност)
Резултатот од секоја постапка на полирање е создавање на „мазна“ површина дефинирана како просечна грубост (Ra). Според ASME/BPE;„Сите полиња треба да бидат изразени во Ra, микроинчи (m-in) или микрометри (mm).
Мазноста на површината генерално се мери со профилометар, автоматски инструмент со повратна рака во стил на пенкало. Пенкалото се поминува низ металната површина за да се измерат висини на врвовите и длабочините на долините.
Односот помеѓу полираната и полираната површина, бројот на абразивни зрна и грубоста на површината (пред и по електрополирањето) е прикажана во табелата подолу. (За изведба на ASME/BPE, видете Табела SF-6 во овој документ)
Микрометрите се заеднички европски стандард, а метричкиот систем е еквивалентен на микроинчи. Еден микроинч е еднаков на околу 40 микрометри. Пример: Финишот наведен како 0,4 микрони Ra е еднаков на 16 микро инчи Ra.
Поради вродената флексибилност на дизајнот на топчестиот вентил, тој е лесно достапен во различни материјали за седишта, заптивки и каросерија. Затоа, се произведуваат топчести вентили за ракување со следните течности:
Биофармацевтската индустрија претпочита да инсталира „запечатени системи“ секогаш кога е можно. Приклучоците со продолжена цевка со надворешен дијаметар (ETO) се заварени во линија за да се елиминира контаминацијата надвор од границата на вентилот/цевката и да се додаде вкочанетост на системот за цевки. Tri-Clamp (хигиенска спојка со стегач), а краевите со флексибилна клешта се ставаат на фиксниот систем без да се продаваат врвови. пинг системите можат полесно да се расклопат и реконфигурираат.
Опремата Cherry-Burrell под брендовите „I-Line“, „S-Line“ или „Q-Line“ се исто така достапни за системи со висока чистота, како што е индустријата за храна/пијалаци.
Краевите на продолжениот надворешен дијаметар на цевката (ETO) овозможуваат заварување на вентилот во цевководниот систем. Краевите на ETO се со големина за да одговараат на дијаметарот на системот на цевката (цевката) и дебелината на ѕидот. Продолжената должина на цевката одговара на главите на орбитата на заварот и обезбедува доволна должина за да се спречи оштетување на заптивката на телото на вентилот поради топлината при заварување.
Топчестите вентили се широко користени во процесните апликации поради нивната вродена разновидност. Мембранските вентили имаат ограничена услуга за температура и притисок и не ги исполнуваат сите стандарди за индустриски вентили. Топчестите вентили може да се користат за:
Дополнително, централниот дел на топчестиот вентил може да се отстрани за да се овозможи пристап до внатрешното заварување, кое потоа може да се исчисти и/или полира.
Дренажата е важна за да се одржат системите за биопроцесирање во чисти и стерилни услови. Течноста која останува по испуштањето станува место за колонизација на бактерии или други микроорганизми, создавајќи неприфатлив био-оптовар на системот. Местата каде што течноста се акумулира, исто така, може да станат места за иницирање на корозија, додавајќи дополнителна контаминација, за да се минимизира дизајнот на течноста или порцијата ME на дизајнот. што останува во системот по завршувањето на одводот.
Мртвиот простор во цевководниот систем се дефинира како жлеб, маичка или продолжеток од главната цевка што ја надминува количината на дијаметар на цевката (L) дефинирана во ID на главната цевка (D). цевководи конфигурации.
Амортизерите за пожар се дизајнирани да спречат ширење на запаливи течности во случај на пожар на процесната линија. Дизајнот користи метално задно седиште и антистатик за да спречи палење. Биофармацевтската и козметичката индустрија генерално претпочитаат амортизери за пожар во системите за испорака на алкохол.
Материјалите за седишта за топчести вентили одобрени од FDA-USP23, класа VI вклучуваат: тефлонски, RTFE, Kel-F, PEEK и TFM.
TFM е хемиски модифициран тефлонски кој го премостува јазот помеѓу традиционалниот тефлонски и PFA што се обработува со топење.
Седиштата исполнети со шуплина се дизајнирани да спречат таложење на материјали кои, кога ќе се заробат помеѓу топката и телесната празнина, би можеле да се зацврстат или на друг начин да го попречат непреченото функционирање на членот за затворање на вентилот. Топчестите вентили со висока чистота што се користат во сервисот за пареа не треба да го користат овој изборен распоред на седиштата, бидејќи пареата може да се најде под површината на седиштето и да стане поголема површина за растење на бактериите. тешко е правилно да се дезинфицираат без демонтирање.
Топчестите вентили припаѓаат на општата категорија на „ротирачки вентили“. За автоматско работење, достапни се два типа активирачи: пневматски и електрични. Пневматските актуатори користат клип или дијафрагма поврзани со ротирачки механизам како што е распоредот на багажникот и шипката за да се обезбеди ротационен излезен вртежен момент. информации за оваа тема, видете „Како да изберете актуатор на топчест вентил“ подоцна во ова упатство.
Топчестите вентили со висока чистота може да се чистат и пакуваат според барањата за BPE или полупроводнички (SemaSpec).
Основното чистење се врши со помош на ултразвучен систем за чистење кој користи одобрен алкален реагенс за ладно чистење и одмастување, со формула без остатоци.
Деловите што содржат притисок се означени со топлински број и се придружени со соодветен сертификат за анализа. За секоја големина и број на топлина се евидентира извештај за тестирање во мелница (MTR). Овие документи вклучуваат:
Понекогаш процесните инженери треба да избираат помеѓу пневматски или електрични вентили за системите за контрола на процесот. И двата типа на актуатори имаат предности и важно е да се имаат достапни податоци за да се направи најдобриот избор.
Првата задача при изборот на типот на активирачот (пневматски или електричен) е да се одреди најефикасниот извор на енергија за активирачот. Главните точки што треба да се земат предвид се:
Најпрактичните пневматски актуатори користат довод на воздушен притисок од 40 до 120 psi (3 до 8 bar). Вообичаено, тие се со големина за напојувачки притисоци од 60 до 80 psi (4 до 6 bar). Повисокиот воздушен притисок често е тешко да се гарантира, додека за пониски воздушни притисоци потребни се клипови со многу голем дијаметар или потребната дијафрагма.
Електричните активатори обично се користат со моќност од 110 VAC, но може да се користат со различни AC и DC мотори, и еднофазни и трифазни.
температурен опсег. И пневматските и електричните актуатори може да се користат во широк температурен опсег. Стандардниот температурен опсег за пневматски актуатори е -4 до 1740F (-20 до 800C), но може да се прошири на -40 до 2500F (-40 до 1210C) со опционални заптивки, лагери и контролни додатоци за маснотии. тие може да бидат оценети поинаку од температурата на погонот, и тоа треба да се земе предвид при сите примени. При апликации со ниски температури, треба да се земе предвид квалитетот на доводот на воздух во однос на точката на росење. Точката на роса е температурата на која се јавува кондензација во воздухот. Кондензацијата може да замрзне и да ја блокира линијата за довод на воздух, спречувајќи го активирачот да работи.
Електричните актуатори имаат температурен опсег од -40 до 1500 F (-40 до 650 C). Кога се користи на отворено, електричниот актуатор треба да биде изолиран од околината за да се спречи влагата да навлезе во внатрешните работи. работи и го лади кога не работи, температурните флуктуации може да предизвикаат околината да „дише“ и кондензира. Затоа, сите електрични актуатори за надворешна употреба треба да бидат опремени со грејач.
Понекогаш е тешко да се оправда употребата на електрични актуатори во опасни средини, но ако компримираниот воздух или пневматските актуатори не можат да ги обезбедат потребните работни карактеристики, може да се користат електрични актуатори со соодветно класифицирани куќишта.
Националната асоцијација на електрични производители (NEMA) има воспоставено упатства за изградба и инсталирање на електрични актуатори (и друга електрична опрема) за употреба во опасни области. Упатствата NEMA VII се како што следува:
VII Опасна локација Класа I (експлозивен гас или пареа) Го исполнува Националниот електричен кодекс за апликации;ги исполнува спецификациите на Underwriters' Laboratories, Inc. за употреба со бензин, хексан, нафта, бензен, бутан, пропан, ацетон, атмосфери на бензен, испарувања на растворувачи од лак и природен гас.
Речиси сите производители на електрични актуатори имаат опција за верзија на нивната стандардна производна линија во согласност со NEMA VII.
Од друга страна, пневматските актуатори се инхерентно отпорни на експлозија. Кога електричните контроли се користат со пневматски актуатори во опасни области, тие често се поекономични од електричните актуатори. Пилот-вентилот што работи со електромагнетниот систем може да се инсталира во неопасна област и да се стави со цевка до прекинувачот – НЕ може да се инсталира во положбата. слична безбедност на пневматските актуатори во опасни области ги прави практичен избор во овие апликации.
Се враќа пружината. Друг безбедносен додаток кој е широко користен кај активаторите на вентилите во процесната индустрија е опцијата за враќање на пружината (не е безбедно). Во случај на прекин на напојувањето или сигналот, активирачот за враќање на пружината го придвижува вентилот до однапред одредена безбедна положба. Ова е практична и евтина опција за пневматски активатори и голема причина зошто индустриските актуатори широко се користат.
Ако пружината не може да се користи поради големината или тежината на активаторот, или ако е инсталирана единица со двојно дејство, може да се инсталира резервоар за акумулатор за складирање на воздушниот притисок.