Wat is in hege suverens kûgelklep? De hege suverens kûgelklep is in streamkontrôleapparaat dat foldocht oan yndustrynoarmen foar materiaal- en ûntwerpsuverens. Kleppen yn it hege suverensproses wurde brûkt yn twa wichtige tapassingsgebieten:
Dizze wurde brûkt yn "stipesystemen" lykas it ferwurkjen fan reinigingsstoom foar skjinmeitsjen en temperatuerkontrôle. Yn 'e farmaseutyske yndustry wurde kûgelkleppen nea brûkt yn tapassingen of prosessen dy't yn direkt kontakt kinne komme mei it einprodukt.
Wat is de yndustrystandert foar kleppen mei hege suverens? De farmaseutyske yndustry ûntlient kritearia foar klepseleksje oan twa boarnen:
ASME/BPE-1997 is in evoluearjend normatyf dokumint dat it ûntwerp en gebrûk fan apparatuer yn 'e farmaseutyske yndustry behannelt. Dizze standert is bedoeld foar it ûntwerp, materialen, konstruksje, ynspeksje en testen fan skippen, pipen en relatearre accessoires lykas pompen, kleppen en fittingen dy't brûkt wurde yn 'e biofarmaseutyske yndustry. Yn essinsje stelt it dokumint: "... alle komponinten dy't yn kontakt komme mei in produkt, grûnstof of tuskenprodukt tidens produksje, prosesûntwikkeling of opskalering ... en in kritysk ûnderdiel binne fan produktproduksje, lykas wetter foar ynjeksje (WFI), skjinne stoom, ultrafiltraasje, opslach fan tuskenprodukten en sintrifuges."
Tsjintwurdich fertrout de yndustry op ASME/BPE-1997 om ûntwerpen fan kûgelkleppen te bepalen foar tapassingen dy't net yn kontakt komme mei produkten. De wichtichste gebieten dy't ûnder de spesifikaasje falle binne:
Kleppen dy't faak brûkt wurde yn biofarmaseutyske prosessystemen omfetsje kogelkleppen, diafragmakleppen en kontrôlekleppen. Dit yngenieursdokumint sil beheind wurde ta in diskusje oer kogelkleppen.
Falidaasje is in regeljouwingsproses ûntworpen om de reprodusearberens fan in ferwurke produkt of formulearring te garandearjen. It programma jout oan dat meganyske proseskomponinten, formulearringstiid, temperatuer, druk en oare omstannichheden moatte wurde mjitten en kontroleare. Sadree't in systeem en de produkten fan dat systeem bewiisd werhelleber binne, wurde alle komponinten en omstannichheden beskôge as validearre. Gjin feroarings meie wurde makke oan it definitive "pakket" (prosessystemen en prosedueres) sûnder opnij validaasje.
Der binne ek problemen yn ferbân mei materiaalferifikaasje. In MTR (Materiaal Testrapport) is in ferklearring fan in jittefabrikant dy't de gearstalling fan 'e jitte dokumintearret en ferifiearret dat it ôfkomstich is fan in spesifike run yn it jitteproses. Dit nivo fan traceerberens is winsklik yn alle krityske ynstallaasjes fan liedingskomponinten yn in protte yndustryen. Alle kleppen dy't levere wurde foar farmaseutyske tapassingen moatte MTR hawwe.
Fabrikanten fan sitmateriaal leverje gearstallingsrapporten om te soargjen dat de sit foldocht oan de FDA-rjochtlinen. (FDA/USP Klasse VI) Akseptabele sitmaterialen omfetsje PTFE, RTFE, Kel-F en TFM.
Ultra High Purity (UHP) is in term dy't bedoeld is om de needsaak foar ekstreem hege suverens te beklamjen. Dit is in term dy't in soad brûkt wurdt yn 'e healgeleidermerk, dêr't it absolute minimum oantal dieltsjes yn 'e stream fereaske is. Kleppen, pipen, filters en in protte materialen dy't brûkt wurde yn har konstruksje foldogge typysk oan dit UHP-nivo as se ûnder spesifike omstannichheden taret, ynpakt en behannele wurde.
De healgeleideryndustry ûntlient ûntwerpspesifikaasjes foar fentyl út in gearstalling fan ynformaasje dy't beheard wurdt troch de SemaSpec-groep. De produksje fan mikrochipwafers fereasket ekstreem strange neilibjen fan noarmen om fersmoarging troch dieltsjes, útgassen en focht te eliminearjen of te minimalisearjen.
De SemaSpec-standert jout details oer de boarne fan dieltsjegeneraasje, dieltsjegrutte, gasboarne (fia sêfte klepassemblage), heliumlektests, en focht binnen en bûten de klepgrins.
Kogelkleppen binne goed bewiisd yn 'e swierste tapassingen. Guon fan 'e wichtichste foardielen fan dit ûntwerp binne:
Mechanysk polijsten - Polijste oerflakken, lassen en oerflakken yn gebrûk hawwe ferskillende oerflakkarakteristiken as se ûnder in fergrutglês besjoen wurde. Mechanysk polijsten ferminderet alle oerflakrichels, putten en fariaasjes ta in unifoarme rûchheid.
Mechanysk polijsten wurdt dien op rotearjende apparatuer mei aluminiumoxide-skuurmiddels. Mechanysk polijsten kin wurde berikt mei hânark foar grutte oerflakken, lykas reaktors en fetten op har plak, of mei automatyske reciprocators foar pipen of buisfoarmige ûnderdielen. In searje korrelpolijsten wurde oanbrocht yn opienfolgjende finer sekwinsjes oant de winske finish of oerflakrûchheid berikt is.
Elektropolearjen is it fuortheljen fan mikroskopyske ûnregelmjittichheden fan metalen oerflakken troch elektrogemyske metoaden. It resultearret yn in algemiene flakheid of glêdens fan it oerflak dat, as it ûnder in fergrutglês besjoen wurdt, hast sûnder skaaimerken liket.
RVS is fan natuere bestand tsjin korrosje fanwegen syn hege chromiumgehalte (meastal 16% of mear yn RVS). Elektropolearjen ferbetteret dizze natuerlike wjerstân, om't it proses mear izer (Fe) oplost as chromium (Cr). Dit lit hegere nivo's fan chromium op it oerflak fan RVS achter (passivaasje).
It resultaat fan elke polijstproseduere is it meitsjen fan in "glêd" oerflak definiearre as gemiddelde rûchheid (Ra). Neffens ASME/BPE; "Alle polijstmiddels moatte wurde útdrukt yn Ra, mikroinches (m-in), of mikrometers (mm)."
Oerflakglêdens wurdt oer it algemien metten mei in profilometer, in automatysk ynstrumint mei in stylus-styl hinne en wer beweechbere earm. De stylus wurdt troch it metalen oerflak brocht om piekhichte en daldjipten te mjitten. De gemiddelde piekhichte en daldjipten wurde dan útdrukt as gemiddelde rûchheid, útdrukt yn miljoensten fan in inch of mikroinches, meastentiids oantsjutten as Ra.
De relaasje tusken it gepolijste en gepolijste oerflak, it oantal slypkorrels en de oerflakteruwheid (foar en nei elektropolearjen) wurdt werjûn yn 'e tabel hjirûnder. (Foar ASME/BPE-ôflieding, sjoch tabel SF-6 yn dit dokumint)
Mikrometers binne in mienskiplike Jeropeeske standert, en it metryske systeem is lykweardich oan mikroinches. Ien mikroinch is gelyk oan sawat 40 mikrometer. Foarbyld: In finish oantsjutte as 0,4 mikron Ra is gelyk oan 16 mikroinches Ra.
Troch de ynherinte fleksibiliteit fan it ûntwerp fan in kûgelklep is it maklik te krijen yn in ferskaat oan sit-, ôfslutings- en lichemsmaterialen. Dêrom wurde kûgelkleppen produsearre om de folgjende floeistoffen te behanneljen:
De biofarmaseutyske yndustry hat de foarkar om "fersegele systemen" te ynstallearjen wêr't dat mooglik is. Ferbiningen mei útwreide buis bûtendiameter (ETO) wurde yn-line lassen om fersmoarging bûten de klep/piipgrins te eliminearjen en stivens ta te foegjen oan it piipsysteem. Tri-Clamp (hygiënyske klemferbining) einen foegje fleksibiliteit ta oan it systeem en kinne ynstalleare wurde sûnder solderen. Mei help fan Tri-Clamp-tips kinne piipsystemen makliker demonteare en opnij konfigureare wurde.
Cherry-Burrell fittingen ûnder de merknammen "I-Line", "S-Line" of "Q-Line" binne ek beskikber foar systemen mei hege suverens lykas de fiedings-/drankenyndustry.
De úteinen fan 'e útwreide buis bûtendiameter (ETO) meitsje it mooglik om de fentyl yn it piipsysteem yn line te lassen. De ETO-einen binne op maat makke om oerien te kommen mei de diameter en wanddikte fan 'e piipsysteem (piip). De útwreide buislingte biedt plak oan orbitale laskoppen en biedt genôch lingte om skea oan 'e ôfsluting fan it fentyl troch laswaarmte te foarkommen.
Kogelkleppen wurde in soad brûkt yn prosesapplikaasjes fanwegen har ynherinte alsidichheid. Diafragmakleppen hawwe beheinde temperatuer- en druktsjinst en foldogge net oan alle noarmen foar yndustriële kleppen. Kogelkleppen kinne brûkt wurde foar:
Derneist is it sintrale diel fan 'e kûgelklep útnimber om tagong te jaan ta de ynterne laskraal, dy't dan skjinmakke en/of gepolijst wurde kin.
Drainage is wichtich om bioferwurkingssystemen yn skjinne en sterile omstannichheden te hâlden. De floeistof dy't oerbliuwt nei it drainearjen wurdt in kolonisaasjeplak foar baktearjes of oare mikroorganismen, wêrtroch't in ûnakseptabele biobelêsting op it systeem ûntstiet. Plakken dêr't floeistof him opbout kinne ek korrosje-inisjaasjeplakken wurde, wêrtroch't it systeem ekstra fersmoarging krijt. It ûntwerpdiel fan 'e ASME/BPE-standert fereasket ûntwerp om fertraging, of de hoemannichte floeistof dy't yn it systeem oerbliuwt nei't it drainearjen foltôge is, te minimalisearjen.
In deade romte yn in piipsysteem wurdt definiearre as in groef, T-stik, of útwreiding fan 'e haadpiip dy't de hoemannichte piipdiameter (L) dy't definiearre is yn 'e haadpiip-ID (D) oertreft. In deade romte is net winsklik, om't it in opslutingsgebiet biedt dat miskien net tagonklik is fia skjinmeits- of desinfeksjeprosedueres, wat resulteart yn produktfersmoarging. Foar bioferwurkingspiipsystemen kin in L/D-ferhâlding fan 2:1 berikt wurde mei de measte klep- en piipkonfiguraasjes.
Brânkleppen binne ûntworpen om de fersprieding fan brânbere floeistoffen yn gefal fan in brân yn 'e prosesline te foarkommen. It ûntwerp brûkt in metalen efterbank en antistatysk materiaal om ûntstekking te foarkommen. De biofarmaseutyske en kosmetyske yndustry hawwe oer it algemien in foarkar foar brânkleppen yn alkoholleveringssystemen.
FDA-USP23, Klasse VI goedkarde kûgelklep sitmaterialen omfetsje: PTFE, RTFE, Kel-F, PEEK en TFM.
TFM is in gemysk modifisearre PTFE dy't de kloof oerbrêget tusken tradisjonele PTFE en smeltferwurkbere PFA. TFM wurdt klassifisearre as PTFE neffens ASTM D 4894 en ISO Draft WDT 539-1.5. Yn ferliking mei tradisjonele PTFE hat TFM de folgjende ferbettere eigenskippen:
Holtefolle sitten binne ûntworpen om opbou fan materialen te foarkommen dy't, as se tusken de bal en de lichemsholte finzen sitte, kinne stollje of oars de soepele wurking fan it fentylslútlid hinderje. Heechsuvere kogelkleppen dy't brûkt wurde yn stoomtsjinst moatte dizze opsjonele sitopstelling net brûke, om't stoom syn wei ûnder it sitflak fine kin en in gebiet foar baktearjele groei wurde kin. Fanwegen dit gruttere sitflak binne holtefolle sitten lestich goed te desinfisearjen sûnder te demontearjen.
Kogelkleppen hearre ta de algemiene kategory fan "rotearjende kleppen". Foar automatyske operaasje binne twa soarten aktuators beskikber: pneumatyske en elektryske. Pneumatyske aktuators brûke in piston of diafragma ferbûn mei in rotearjend meganisme lykas in tandheugel- en pinion-opstelling om rotearjend útfierkoppel te leverjen. Elektryske aktuators binne yn prinsipe fersnellingsbakmotors en binne beskikber yn in ferskaat oan spanningen en opsjes om te passen by kogelkleppen. Foar mear ynformaasje oer dit ûnderwerp, sjoch "Hoe kinne jo in kogelklepaktuator selektearje" letter yn dizze hantlieding.
Hege suverens kûgelkleppen kinne skjinmakke en ynpakt wurde neffens BPE- of Semiconductor (SemaSpec) easken.
Basisreiniging wurdt útfierd mei in ultrasone reinigingssysteem dat in goedkard alkaline reagens brûkt foar kâlde reiniging en ûntfetting, mei in residufrije formule.
Drukhâldende ûnderdielen binne markearre mei in waarmtenûmer en wurde begelaat troch in passend analysesertifikaat. In mûnetestrapport (MTR) wurdt registrearre foar elke grutte en waarmtenûmer. Dizze dokuminten omfetsje:
Soms moatte prosesyngenieurs kieze tusken pneumatyske of elektryske kleppen foar proseskontrôlesystemen. Beide soarten aktuators hawwe foardielen en it is weardefol om de gegevens beskikber te hawwen om de bêste kar te meitsjen.
De earste taak by it kiezen fan it type aktuator (pneumatysk of elektrysk) is it bepalen fan 'e effisjintste stroomboarne foar de aktuator. De wichtichste punten om te beskôgjen binne:
De meast praktyske pneumatyske aktuators brûke in luchtdrukfoarsjenning fan 40 oant 120 psi (3 oant 8 bar). Typysk binne se dimensjonearre foar oanfierdrukken fan 60 oant 80 psi (4 oant 6 bar). Hegere luchtdrukken binne faak lestich te garandearjen, wylst legere luchtdrukken pistons of membranen mei in tige grutte diameter fereaskje om it fereaske koppel te generearjen.
Elektryske aktuators wurde typysk brûkt mei 110 VAC-stroom, mar kinne brûkt wurde mei in ferskaat oan AC- en DC-motors, sawol ien- as trijefaze.
temperatuerberik. Sawol pneumatyske as elektryske aktuators kinne brûkt wurde oer in breed temperatuerberik. It standert temperatuerberik foar pneumatyske aktuators is -4 oant 1740F (-20 oant 800C), mar kin útwreide wurde nei -40 oant 2500F (-40 oant 1210C) mei opsjonele ôfslutingen, lagers en fetten. As kontrôle-accessoires (limytskakelaars, magneetkleppen, ensfh.) brûkt wurde, kinne se oars beoardiele wurde foar temperatuer as de aktuator, en dit moat yn alle tapassingen rekken mei holden wurde. Yn tapassingen mei lege temperatuer moat de kwaliteit fan 'e loftfoarsjenning yn relaasje ta it dauwpunt beskôge wurde. Dauwpunt is de temperatuer wêrby't kondensaasje yn 'e loft foarkomt. Kondensaasje kin befrieze en de loftfoarsjenningslieding blokkearje, wêrtroch't de aktuator net wurket.
Elektryske aktuators hawwe in temperatuerberik fan -40 oant 1500F (-40 oant 650C). As se bûten brûkt wurde, moat de elektryske aktuator isolearre wurde fan 'e omjouwing om te foarkommen dat focht yn 'e binnenwurking komt. As kondensaasje út 'e stroomlieding lutsen wurdt, kin der noch kondensaasje binnen ûntstean, dy't reinwetter sammele kin foar de ynstallaasje. Ek, om't de motor de binnenkant fan 'e aktuatorbehuizing ferwaarmet as it draait en koelt as it net draait, kinne temperatuerfluktuaasjes derfoar soargje dat de omjouwing "sykhellet" en kondinsearret. Dêrom moatte alle elektryske aktuators foar bûtengebrûk foarsjoen wurde fan in ferwaarming.
It is soms lestich om it gebrûk fan elektryske aktuators yn gefaarlike omjouwings te rjochtfeardigjen, mar as perslucht- of pneumatyske aktuators net de fereaske wurkingseigenskippen kinne leverje, kinne elektryske aktuators mei passend klassifisearre behuizingen brûkt wurde.
De National Electrical Manufacturers Association (NEMA) hat rjochtlinen fêststeld foar de konstruksje en ynstallaasje fan elektryske aktuators (en oare elektryske apparatuer) foar gebrûk yn gefaarlike gebieten. De NEMA VII-rjochtlinen binne as folget:
VII Gefaarlike lokaasjeklasse I (eksplosyf gas of damp) Foldocht oan 'e Nasjonale Elektryske koade foar tapassingen; foldocht oan 'e spesifikaasjes fan Underwriters' Laboratories, Inc. foar gebrûk mei benzine, heksaan, nafta, benzeen, butaan, propaan, aceton, atmosfearen fan benzeen, lakoplosmiddeldampen en ierdgas.
Hast alle fabrikanten fan elektryske aktuators hawwe de opsje fan in NEMA VII-kompatibele ferzje fan har standert produktline.
Oan 'e oare kant binne pneumatyske aktuators ynherint eksplosjebestindich. As elektryske kontrôles brûkt wurde mei pneumatyske aktuators yn gefaarlike gebieten, binne se faak kosteneffektiver as elektryske aktuators. De solenoïde-oandreaune pilotklep kin ynstalleare wurde yn in net-gefaarlik gebiet en nei de aktuator oansletten wurde. Limytskakelaars - foar posysje-oantsjutting - kinne ynstalleare wurde yn NEMA VII-behuizingen. De ynherinte feiligens fan pneumatyske aktuators yn gefaarlike gebieten makket se in praktyske kar yn dizze tapassingen.
Spring returns. In oar feilichheidsaccessoire dat in soad brûkt wurdt yn fentylaktuators yn 'e prosesyndustry is de spring return (fail safe) opsje. Yn gefal fan in stroom- of sinjaalfalen driuwt de spring return-aktuator de fentyl nei in foarôf bepaalde feilige posysje. Dit is in praktyske en goedkeape opsje foar pneumatyske aktuators, en in grutte reden wêrom't pneumatyske aktuators in soad brûkt wurde yn 'e heule yndustry.
As in fear net brûkt wurde kin fanwegen de grutte of it gewicht fan 'e aktuator, of as in dûbelwurkjende ienheid ynstalleare is, kin in akkumulatortank ynstalleare wurde om loftdruk op te slaan.