Yüksək təmizlikli kürə klapanı nədir? Yüksək təmizlikli kürə klapanı, material və dizayn təmizliyi üçün sənaye standartlarına cavab verən axın idarəetmə cihazıdır. Yüksək təmizlik prosesindəki klapanlar iki əsas tətbiq sahəsində istifadə olunur:
Bunlar təmizləmə və temperatur nəzarəti üçün təmizləyici buxarın emalı kimi "dəstək sistemlərində" istifadə olunur. Əczaçılıq sənayesində kürəvi klapanlar heç vaxt son məhsulla birbaşa təmasda ola biləcək tətbiqlərdə və ya proseslərdə istifadə edilmir.
Yüksək təmizlikli klapanlar üçün sənaye standartı nədir? Əczaçılıq sənayesi klapan seçim meyarlarını iki mənbədən əldə edir:
ASME/BPE-1997, əczaçılıq sənayesində avadanlıqların dizaynını və istifadəsini əhatə edən inkişaf edən normativ sənəddir. Bu standart, biofarmatsevtika sənayesində istifadə olunan nasoslar, klapanlar və fitinqlər kimi qabların, boru kəmərlərinin və əlaqəli aksesuarların dizaynı, materialları, konstruksiyası, yoxlanılması və sınaqdan keçirilməsi üçün nəzərdə tutulub. Əsasən, sənəddə deyilir ki, "... istehsal, proses inkişafı və ya miqyaslandırma zamanı məhsul, xammal və ya məhsul aralığı ilə təmasda olan bütün komponentlər... və məhsul istehsalının vacib hissəsi olan, məsələn, inyeksiya üçün su (İS), təmiz buxar, ultrafiltrasiya, aralıq məhsul saxlama və santrifüjlər."
Bu gün sənaye qeyri-məhsul təması tətbiqləri üçün kürəvi klapan dizaynlarını müəyyən etmək üçün ASME/BPE-1997-yə əsaslanır. Spesifikasiyanın əhatə etdiyi əsas sahələr aşağıdakılardır:
Biofarmasevtik proses sistemlərində geniş istifadə olunan klapanlara kürəvi klapanlar, diafraqma klapanları və geri qaytarıcı klapanlar daxildir. Bu mühəndislik sənədi kürəvi klapanların müzakirəsi ilə məhdudlaşacaq.
Validasiya, emal olunmuş məhsulun və ya formulasiyanın təkrar istehsalını təmin etmək üçün hazırlanmış tənzimləyici bir prosesdir. Proqram mexaniki proses komponentlərini, formulasiya müddətini, temperaturu, təzyiqi və digər şərtləri ölçməyi və izləməyi göstərir. Bir sistem və həmin sistemin məhsulları təkrarlana biləcəyi sübut edildikdən sonra bütün komponentlər və şərtlər validasiya olunmuş hesab olunur. Yenidən validasiya edilmədən son "paketdə" (proses sistemləri və prosedurları) heç bir dəyişiklik edilə bilməz.
Materialın yoxlanılması ilə bağlı məsələlər də mövcuddur. MTR (Material Test Hesabatı) tökmə istehsalçısının tökmə tərkibini sənədləşdirən və onun tökmə prosesində müəyyən bir mərhələdən qaynaqlandığını təsdiqləyən bir bəyanatdır. Bu izləmə səviyyəsi bir çox sənayedə bütün vacib santexnika komponentlərinin quraşdırılmasında arzuolunandır. Əczaçılıq tətbiqləri üçün təchiz edilmiş bütün klapanlarda MTR qoşulmuş olmalıdır.
Oturacaq materialı istehsalçıları, oturacağın FDA qaydalarına uyğunluğunu təmin etmək üçün kompozisiya hesabatları təqdim edirlər. (FDA/USP VI Sinif) Qəbul edilən oturacaq materiallarına PTFE, RTFE, Kel-F və TFM daxildir.
Ultra Yüksək Saflıq (UHP) son dərəcə yüksək saflığa ehtiyacı vurğulamaq üçün nəzərdə tutulmuş bir termindir. Bu, axın axınındakı mütləq minimum hissəcik sayının tələb olunduğu yarımkeçirici bazarında geniş istifadə olunan bir termindir. Klapanlar, boru kəmərləri, filtrlər və onların istehsalında istifadə olunan bir çox material, adətən, müəyyən şərtlər altında hazırlandıqda, qablaşdırıldıqda və işləndikdə bu UHP səviyyəsinə cavab verir.
Yarımkeçirici sənayesi klapan dizayn spesifikasiyalarını SemaSpec qrupu tərəfindən idarə olunan məlumatların toplusundan əldə edir. Mikroçip lövhələrinin istehsalı hissəciklərdən, qazın çıxmasından və nəmdən çirklənməni aradan qaldırmaq və ya minimuma endirmək üçün standartlara son dərəcə ciddi riayət etməyi tələb edir.
SemaSpec standartı hissəciklərin əmələ gəlmə mənbəyini, hissəcik ölçüsünü, qaz mənbəyini (yumşaq klapan qurğusu vasitəsilə), helium sızması testini və klapan sərhədinin içərisində və xaricində nəmliyi ətraflı şəkildə əks etdirir.
Kürə klapanları ən çətin tətbiqlərdə özünü yaxşı sübut etmişdir. Bu dizaynın bəzi əsas üstünlükləri bunlardır:
Mexaniki Cilalama – Cilalanmış səthlər, qaynaq tikişləri və istifadədə olan səthlər böyüdücü şüşə altında baxıldıqda fərqli səth xüsusiyyətlərinə malikdir. Mexaniki cilalama bütün səth silsilələrini, çuxurlarını və variasiyalarını vahid pürüzlülüyə qədər azaldır.
Mexaniki cilalama, fırlanan avadanlıqlarda alüminium oksidi aşındırıcılarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Mexaniki cilalama, yerində olan reaktorlar və qablar kimi böyük səth sahələri üçün əl alətləri və ya borular və ya boru hissələri üçün avtomatik geri qaytarıcılar vasitəsilə əldə edilə bilər. İstədiyiniz nəticə və ya səth pürüzlülüyü əldə edilənə qədər bir sıra dənli cilalamalar ardıcıl daha incə ardıcıllıqla tətbiq olunur.
Elektrocilalama, metal səthlərdən mikroskopik pozuntuların elektrokimyəvi üsullarla təmizlənməsidir. Bu, böyüdücü şüşə altında baxıldıqda demək olar ki, heç bir xüsusiyyəti olmayan ümumi bir düzlük və ya hamarlıqla nəticələnir.
Paslanmayan polad yüksək xrom tərkibinə görə (adətən paslanmayan poladda 16% və ya daha çox) korroziyaya təbii olaraq davamlıdır. Elektrocilalama bu təbii müqaviməti artırır, çünki proses xromdan (Cr) daha çox dəmiri (Fe) həll edir. Bu, paslanmayan poladın səthində daha yüksək səviyyədə xrom buraxır (passivləşmə).
İstənilən cilalama prosedurunun nəticəsi orta pürüzlülük (Ra) olaraq təyin olunan "hamar" bir səthin yaradılmasıdır. ASME/BPE-yə görə; "Bütün cilalar Ra, mikrodüym (m-düym) və ya mikrometr (mm) ilə ifadə edilməlidir."
Səthin hamarlığı ümumiyyətlə stilus tipli qarşılıqlı qolu olan avtomatik cihaz olan profilometr ilə ölçülür. Pik hündürlüklərini və vadi dərinliklərini ölçmək üçün stilus metal səthdən keçirilir. Orta pik hündürlükləri və vadi dərinlikləri daha sonra kələ-kötürlük ortalamaları kimi ifadə edilir və bu, adətən Ra adlanan düymün milyonda biri və ya mikrodüymlə ifadə olunur.
Cilalanmış və cilalanmış səth, aşındırıcı dənələrin sayı və səthin pürüzlülüyü (elektrocilalamadan əvvəl və sonra) arasındakı əlaqə aşağıdakı cədvəldə göstərilmişdir. (ASME/BPE törəməsi üçün bu sənəddəki Cədvəl SF-6-ya baxın)
Mikrometrlər ümumi Avropa standartıdır və metrik sistem mikrodüymlərə bərabərdir. Bir mikrodüym təxminən 40 mikrometrə bərabərdir. Misal: 0,4 mikron Ra kimi göstərilən örtük 16 mikrodüym Ra-ya bərabərdir.
Kürə klapan dizaynının özünəməxsus elastikliyinə görə, müxtəlif oturacaq, möhür və gövdə materiallarında asanlıqla mövcuddur. Buna görə də, kürə klapanları aşağıdakı mayeləri idarə etmək üçün istehsal olunur:
Biofarmasevtika sənayesi mümkün olduqda "möhürlənmiş sistemlər" quraşdırmağa üstünlük verir. Genişləndirilmiş Xarici Diametrli Boru (ETO) birləşmələri klapan/boru sərhədindən kənar çirklənməni aradan qaldırmaq və boru sisteminə sərtlik əlavə etmək üçün xətt üzrə qaynaqlanır. Üçqat Qısqac (gigiyenik sıxac bağlantısı) ucları sistemə elastiklik qatır və lehimləmədən quraşdırıla bilər. Üçqat Qısqac uclarından istifadə edərək boru sistemləri daha asan sökülüb yenidən konfiqurasiya edilə bilər.
“I-Line”, “S-Line” və ya “Q-Line” markaları altında istehsal olunan Cherry-Burrell armaturları qida/içki sənayesi kimi yüksək təmizlik sistemləri üçün də mövcuddur.
Genişləndirilmiş Borunun Xarici Diametri (ETO) ucları klapanın boru sisteminə xətt üzrə qaynaq edilməsinə imkan verir. ETO ucları boru sisteminin diametrinə və divar qalınlığına uyğun ölçüdədir. Genişləndirilmiş borunun uzunluğu orbital qaynaq başlıqlarını yerləşdirir və qaynaq istiliyi səbəbindən klapan gövdəsinin möhürünün zədələnməsinin qarşısını almaq üçün kifayət qədər uzunluq təmin edir.
Kürə klapanları, özünəməxsus çox yönlülüklərinə görə, texnoloji tətbiqlərdə geniş istifadə olunur. Diafraqma klapanları məhdud temperatur və təzyiq xidmətinə malikdir və sənaye klapanları üçün bütün standartlara cavab vermir. Kürə klapanları aşağıdakılar üçün istifadə edilə bilər:
Bundan əlavə, kürəvi klapanın mərkəzi hissəsi daxili qaynaq muncuğuna giriş imkanı vermək üçün çıxarıla biləndir və sonra təmizlənə və/və ya cilalana bilər.
Bioemal sistemlərini təmiz və steril şəraitdə saxlamaq üçün drenaj vacibdir. Drenajdan sonra qalan maye bakteriya və ya digər mikroorqanizmlər üçün kolonizasiya yerinə çevrilir və sistemdə qəbuledilməz bir bioyük yaradır. Mayenin yığıldığı yerlər də korroziyaya səbəb ola bilər və sistemə əlavə çirklənmə əlavə edə bilər. ASME/BPE standartının dizayn hissəsi drenaj tamamlandıqdan sonra sistemdə qalan maye miqdarını və ya tıxanmanı minimuma endirmək üçün dizayn tələb edir.
Boru sistemindəki ölü boşluq, əsas boru ID-sində (D) müəyyən edilmiş boru diametrinin (L) miqdarını aşan əsas boru xəttindən çıxan yiv, üçbucaq və ya uzantı kimi müəyyən edilir. Ölü boşluq arzuolunmazdır, çünki təmizləmə və ya dezinfeksiya prosedurları vasitəsilə əlçatan olmayan bir sıxılma sahəsi yaradır və nəticədə məhsulun çirklənməsinə səbəb olur. Bioemal boru sistemləri üçün əksər klapan və boru konfiqurasiyaları ilə 2:1 L/D nisbəti əldə edilə bilər.
Yanğın söndürmə amortizatorları, texnoloji xətt yanğını zamanı tezalışan mayelərin yayılmasının qarşısını almaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Dizaynda alovlanmanın qarşısını almaq üçün metal arxa oturacaq və antistatik istifadə olunur. Biofarmasevtika və kosmetika sənayesi ümumiyyətlə spirt çatdırılma sistemlərində yanğın söndürmə amortizatorlarına üstünlük verir.
FDA-USP23, VI sinif tərəfindən təsdiqlənmiş kürəvi klapan oturacaq materiallarına aşağıdakılar daxildir: PTFE, RTFE, Kel-F, PEEK və TFM.
TFM, ənənəvi PTFE ilə əridilə bilən PFA arasındakı boşluğu aradan qaldıran kimyəvi cəhətdən modifikasiya olunmuş PTFE-dir. TFM, ASTM D 4894 və ISO Draft WDT 539-1.5 standartlarına uyğun olaraq PTFE kimi təsnif edilir. Ənənəvi PTFE ilə müqayisədə TFM aşağıdakı gücləndirilmiş xüsusiyyətlərə malikdir:
Boşluqla doldurulmuş oturacaqlar, top və gövdə boşluğu arasında ilişib qaldıqda bərkiyən və ya klapan bağlayan elementin rahat işləməsinə mane olan materialların yığılmasının qarşısını almaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Buxar xidmətində istifadə olunan yüksək təmizlikli top klapanları bu əlavə oturacaq tənzimləməsindən istifadə etməməlidir, çünki buxar oturacaq səthinin altına yol tapa və bakteriyaların böyüməsi üçün bir sahəyə çevrilə bilər. Bu daha böyük oturacaq sahəsinə görə, boşluq doldurucu oturacaqları sökülmədən düzgün şəkildə dezinfeksiya etmək çətindir.
Kürəvi klapanlar "fırlanan klapanlar" ümumi kateqoriyasına aiddir. Avtomatik işləmə üçün iki növ aktuator mövcuddur: pnevmatik və elektrik. Pnevmatik aktuatorlar fırlanma çıxış momentini təmin etmək üçün dayaq və pinion tənzimləməsi kimi fırlanan mexanizmə qoşulmuş piston və ya diafraqmadan istifadə edirlər. Elektrik aktuatorları əsasən dişli mühərriklərdir və kürəvi klapanlara uyğun müxtəlif gərginliklərdə və seçimlərdə mövcuddur. Bu mövzu haqqında daha çox məlumat üçün bu təlimatın sonrakı hissəsindəki "Kürəvi Klapan Aktuatorunu Necə Seçmək olar" bölməsinə baxın.
Yüksək Saflıqlı Kürə Klapanları BPE və ya Yarımkeçirici (SemaSpec) tələblərinə uyğun olaraq təmizlənə və qablaşdırıla bilər.
Əsas təmizləmə, soyuq təmizləmə və yağsızlaşdırma üçün təsdiq edilmiş qələvi reagentdən istifadə edən və qalıqsız formulaya malik ultrasəs təmizləmə sistemi istifadə edilərək həyata keçirilir.
Təzyiq tərkibli hissələr istilik nömrəsi ilə işarələnir və müvafiq analiz sertifikatı ilə müşayiət olunur. Hər ölçü və istilik nömrəsi üçün Dəyirman Test Hesabatı (MTR) qeyd olunur. Bu sənədlərə aşağıdakılar daxildir:
Bəzən proses mühəndisləri proses idarəetmə sistemləri üçün pnevmatik və ya elektrik klapanları arasında seçim etməli olurlar. Hər iki növ aktuatorun üstünlükləri var və ən yaxşı seçim etmək üçün məlumatların əlçatan olması dəyərlidir.
Aktuator növünü (pnevmatik və ya elektrik) seçərkən ilk vəzifə aktuator üçün ən səmərəli enerji mənbəyini müəyyən etməkdir. Nəzərə alınmalı əsas məqamlar bunlardır:
Ən praktik pnevmatik aktuatorlar 40 ilə 120 psi (3 ilə 8 bar) arasında hava təzyiqi təchizatından istifadə edir. Tipik olaraq, onlar 60 ilə 80 psi (4 ilə 6 bar) arasında təchizatı təzyiqləri üçün ölçülüdür. Daha yüksək hava təzyiqlərinə zəmanət vermək çox vaxt çətindir, aşağı hava təzyiqləri isə tələb olunan fırlanma momentini yaratmaq üçün çox böyük diametrli pistonlar və ya diafraqmalar tələb edir.
Elektrik aktuatorları adətən 110 VAC gücü ilə istifadə olunur, lakin həm tək, həm də üç fazalı müxtəlif AC və DC mühərrikləri ilə istifadə edilə bilər.
Temperatur diapazonu. Həm pnevmatik, həm də elektrik aktuatorları geniş temperatur diapazonunda istifadə edilə bilər. Pnevmatik aktuatorlar üçün standart temperatur diapazonu -4 ilə 1740F (-20 ilə 800C) arasındadır, lakin əlavə möhürlər, yataklar və yağlar ilə -40 ilə 2500F (-40 ilə 1210C) arasında genişləndirilə bilər. İdarəetmə aksesuarları (limit açarları, solenoid klapanlar və s.) istifadə olunarsa, onlar aktuatordan fərqli temperaturda qiymətləndirilə bilər və bu, bütün tətbiqlərdə nəzərə alınmalıdır. Aşağı temperatur tətbiqlərində şeh nöqtəsinə nisbətən hava təchizatı keyfiyyəti nəzərə alınmalıdır. Şeh nöqtəsi havada kondensasiyanın baş verdiyi temperaturdur. Kondensasiya hava təchizatı xəttini dondura və bloklaya bilər və aktuatorun işləməsinə mane olur.
Elektrik aktuatorlarının temperatur diapazonu -40 ilə 1500F (-40 ilə 650C) arasında dəyişir. Açıq havada istifadə edildikdə, nəmin daxili hissələrə daxil olmasının qarşısını almaq üçün elektrik aktuatoru ətraf mühitdən təcrid olunmalıdır. Elektrik borusundan kondensasiya çəkilərsə, içəridə kondensasiya hələ də əmələ gələ bilər ki, bu da quraşdırmadan əvvəl yağış suyu toplamış ola bilər. Həmçinin, mühərrik işləyərkən aktuator korpusunun içini qızdırdığı və işləmədikdə soyuduğu üçün temperatur dalğalanmaları ətraf mühitin "nəfəs almasına" və kondensasiyasına səbəb ola bilər. Buna görə də, açıq havada istifadə üçün bütün elektrik aktuatorları qızdırıcı ilə təchiz olunmalıdır.
Təhlükəli mühitlərdə elektrik aktuatorlarının istifadəsini haqlı çıxarmaq bəzən çətindir, lakin sıxılmış hava və ya pnevmatik aktuatorlar tələb olunan işləmə xüsusiyyətlərini təmin edə bilmirsə, müvafiq təsnif edilmiş korpuslu elektrik aktuatorlarından istifadə etmək olar.
Milli Elektrik İstehsalçıları Assosiasiyası (NEMA) təhlükəli ərazilərdə istifadə üçün elektrik aktuatorlarının (və digər elektrik avadanlıqlarının) qurulması və quraşdırılması üçün qaydalar müəyyən etmişdir. NEMA VII qaydaları aşağıdakılardır:
VII Təhlükəli Yer Sinfi I (Partlayıcı Qaz və ya Buxar) Tətbiqlər üçün Milli Elektrik Məcəlləsinə cavab verir; benzin, heksan, nafta, benzol, butan, propan, aseton, benzol, lak həlledici buxarları və təbii qaz atmosferləri ilə istifadə üçün Underwriters' Laboratories, Inc. şirkətinin spesifikasiyalarına cavab verir.
Demək olar ki, bütün elektrik aktuator istehsalçıları standart məhsul xəttinin NEMA VII uyğun versiyasını seçə bilərlər.
Digər tərəfdən, pnevmatik aktuatorlar təbii olaraq partlayışa davamlıdır. Təhlükəli ərazilərdə pnevmatik aktuatorlarla elektrik idarəetmə vasitələri istifadə edildikdə, onlar çox vaxt elektrik aktuatorlarına nisbətən daha səmərəli olurlar. Solenoidlə işləyən pilot klapan təhlükəli olmayan ərazidə quraşdırıla və aktuatora boru ilə qoşula bilər. Məhdudiyyət açarları - mövqe göstəricisi üçün - NEMA VII korpuslarına quraşdırıla bilər. Təhlükəli ərazilərdə pnevmatik aktuatorların təbii təhlükəsizliyi onları bu tətbiqlərdə praktik seçim halına gətirir.
Yay geri qayıdır. Emal sənayesində klapan aktuatorlarında geniş istifadə olunan digər bir təhlükəsizlik aksessuarı yay geri qayıdışı (nasazlıqdan qorunma) seçimidir. Elektrik və ya siqnal kəsilməsi halında, yay geri qayıdış aktuatoru klapanı əvvəlcədən müəyyən edilmiş təhlükəsiz vəziyyətə gətirir. Bu, pnevmatik aktuatorlar üçün praktik və ucuz bir seçimdir və pnevmatik aktuatorların sənayedə geniş istifadəsinin əsas səbəbidir.
Aktuatorun ölçüsü və ya çəkisi səbəbindən yay istifadə edilə bilmirsə və ya ikiqat təsirli qurğu quraşdırılıbsa, hava təzyiqini saxlamaq üçün akkumulyator çəni quraşdırıla bilər.