Vali ya mpira yenye usafi wa hali ya juu ni nini? Vali ya Mpira yenye Usafi wa Hali ya Juu ni kifaa cha kudhibiti mtiririko kinachokidhi viwango vya tasnia kwa usafi wa nyenzo na muundo. Vali katika mchakato wa usafi wa hali ya juu hutumiwa katika nyanja mbili kuu za matumizi:
Hizi hutumika katika "mifumo ya usaidizi" kama vile usindikaji wa mvuke wa kusafisha kwa ajili ya kusafisha na udhibiti wa halijoto. Katika tasnia ya dawa, vali za mpira hazitumiki kamwe katika matumizi au michakato ambayo inaweza kugusana moja kwa moja na bidhaa ya mwisho.
Je, kiwango cha sekta ya vali za usafi wa hali ya juu ni kipi? Sekta ya dawa hupata vigezo vya uteuzi wa vali kutoka vyanzo viwili:
ASME/BPE-1997 ni hati ya kawaida inayobadilika inayohusu muundo na matumizi ya vifaa katika tasnia ya dawa. Kiwango hiki kimekusudiwa kwa ajili ya usanifu, vifaa, ujenzi, ukaguzi na upimaji wa vyombo, mabomba na vifaa vinavyohusiana kama vile pampu, vali na vifaa vinavyotumika katika tasnia ya dawa za kibiolojia. Kimsingi, hati hiyo inasema, "...vipengele vyote vinavyogusana na bidhaa, malighafi au bidhaa ya kati wakati wa utengenezaji, uundaji wa mchakato au upanuzi...na ni sehemu muhimu ya utengenezaji wa bidhaa, kama vile maji ya sindano (WFI), mvuke safi, uchujaji wa ultrafiltration, uhifadhi wa bidhaa wa kati na centrifuge."
Leo, tasnia inategemea ASME/BPE-1997 ili kubaini miundo ya vali za mpira kwa matumizi yasiyo ya bidhaa. Maeneo muhimu yanayofunikwa na vipimo ni:
Vali zinazotumika sana katika mifumo ya michakato ya biofarmaceutical ni pamoja na vali za mpira, vali za diaphragm, na vali za ukaguzi. Hati hii ya uhandisi itapunguzwa hadi kwenye majadiliano ya vali za mpira.
Uthibitishaji ni mchakato wa kisheria ulioundwa ili kuhakikisha urejelezaji wa bidhaa au uundaji uliosindikwa. Programu inaonyesha kupima na kufuatilia vipengele vya mchakato wa mitambo, muda wa uundaji, halijoto, shinikizo na hali zingine. Mara tu mfumo na bidhaa za mfumo huo zinapothibitishwa kuwa zinaweza kurudiwa, vipengele na hali zote huchukuliwa kuwa zimethibitishwa. Hakuna mabadiliko yanayoweza kufanywa kwenye "kifurushi" cha mwisho (mifumo na taratibu za mchakato) bila uthibitishaji upya.
Pia kuna masuala yanayohusiana na uthibitishaji wa nyenzo. MTR (Ripoti ya Mtihani wa Nyenzo) ni taarifa kutoka kwa mtengenezaji wa utupaji inayoandika muundo wa utupaji na kuthibitisha kwamba ilitoka kwa utaratibu maalum katika mchakato wa utupaji. Kiwango hiki cha ufuatiliaji kinahitajika katika mitambo yote muhimu ya mabomba katika tasnia nyingi. Vali zote zinazotolewa kwa matumizi ya dawa lazima ziwe na MTR iliyoambatanishwa.
Watengenezaji wa vifaa vya viti hutoa ripoti za muundo ili kuhakikisha kufuata miongozo ya FDA. (FDA/USP Daraja la VI) Vifaa vya viti vinavyokubalika ni pamoja na PTFE, RTFE, Kel-F na TFM.
Usafi wa Juu Sana (UHP) ni neno linalokusudiwa kusisitiza hitaji la usafi wa hali ya juu sana. Hili ni neno linalotumika sana katika soko la nusu-semiconductor ambapo idadi kamili ya chembe katika mtiririko wa mtiririko inahitajika. Vali, mabomba, vichujio, na vifaa vingi vinavyotumika katika ujenzi wake kwa kawaida hufikia kiwango hiki cha UHP vinapotayarishwa, kufungwa, na kushughulikiwa chini ya hali maalum.
Sekta ya semiconductor hupata vipimo vya muundo wa vali kutoka kwa mkusanyiko wa taarifa zinazosimamiwa na kundi la SemaSpec. Uzalishaji wa wafers za microchip unahitaji uzingatifu mkali sana kwa viwango ili kuondoa au kupunguza uchafuzi kutoka kwa chembe, gesi zinazotoka na unyevu.
Kiwango cha SemaSpec kinaelezea chanzo cha uzalishaji wa chembe, ukubwa wa chembe, chanzo cha gesi (kupitia mkusanyiko wa vali laini), upimaji wa uvujaji wa heliamu, na unyevu ndani na nje ya mpaka wa vali.
Vali za mpira zimethibitishwa vyema katika matumizi magumu zaidi. Baadhi ya faida muhimu za muundo huu ni pamoja na:
Kung'arisha kwa Mitambo - Nyuso zilizong'arisha, weld na nyuso zinazotumika zina sifa tofauti za uso zinapotazamwa chini ya kioo kinachokuza. Kung'arisha kwa mitambo hupunguza matuta yote ya uso, mashimo na tofauti kuwa ukali sawa.
Ung'arishaji wa mitambo hufanywa kwenye vifaa vinavyozunguka kwa kutumia visu vya alumina. Ung'arishaji wa mitambo unaweza kupatikana kwa zana za mkono kwa maeneo makubwa ya uso, kama vile vinu na vyombo vilivyopo, au kwa virejeshi otomatiki vya mabomba au sehemu za mirija. Mfululizo wa ung'arishaji wa changarawe hutumika katika mfuatano mzuri zaidi hadi umaliziaji unaohitajika au ukali wa uso upatikane.
Kung'arisha kwa umeme ni kuondoa kasoro ndogo ndogo kutoka kwa nyuso za chuma kwa njia za kielektroniki. Husababisha ulaini au ulaini wa jumla wa uso ambao, unapotazamwa chini ya kioo kinachokuza, huonekana karibu bila vipengele.
Chuma cha pua hustahimili kutu kiasili kutokana na kiwango chake cha juu cha kromiamu (kawaida 16% au zaidi katika chuma cha pua). Kupolisha kwa umeme huongeza upinzani huu wa asili kwa sababu mchakato huyeyusha chuma zaidi (Fe) kuliko kromiamu (Cr). Hii huacha viwango vya juu vya kromiamu kwenye uso wa chuma cha pua. (passivation)
Matokeo ya utaratibu wowote wa kung'arisha ni kuundwa kwa uso "laini" unaofafanuliwa kama ukali wa wastani (Ra). Kulingana na ASME/BPE; "Kung'arisha kote kutaonyeshwa katika Ra, inchi ndogo (m-in), au mikromita (mm)."
Ulaini wa uso kwa ujumla hupimwa kwa kutumia profilomita, kifaa otomatiki chenye mkono unaorudiana wa mtindo wa kalamu. Kalamu hupitishwa kupitia uso wa chuma ili kupima urefu wa kilele na kina cha bonde. Urefu wa wastani wa kilele na kina cha bonde kisha huonyeshwa kama wastani wa ukali, unaoonyeshwa kwa sehemu milioni moja ya inchi au inchi ndogo, ambazo kwa kawaida hujulikana kama Ra.
Uhusiano kati ya uso uliosuguliwa na uliosuguliwa, idadi ya chembe za kukwaruza na ukali wa uso (kabla na baada ya kung'arishwa kwa umeme) umeonyeshwa kwenye jedwali lililo hapa chini. (Kwa ajili ya uundaji wa ASME/BPE, tazama Jedwali SF-6 katika hati hii)
Mikromita ni kiwango cha kawaida cha Ulaya, na mfumo wa kipimo ni sawa na inchi ndogo. Mikromita moja ni sawa na takriban mikromita 40. Mfano: Umaliziaji ulioainishwa kama mikroni 0.4 Ra ni sawa na inchi ndogo 16 Ra.
Kwa sababu ya unyumbufu wa asili wa muundo wa vali ya mpira, inapatikana kwa urahisi katika aina mbalimbali za vifaa vya kiti, muhuri na mwili. Kwa hivyo, vali za mpira hutolewa ili kushughulikia majimaji yafuatayo:
Sekta ya dawa za kibiolojia hupendelea kusakinisha "mifumo iliyofungwa" inapowezekana. Miunganisho ya Kipenyo cha Nje cha Mrija Uliopanuliwa (ETO) imeunganishwa kwa njia ya mstari ili kuondoa uchafuzi nje ya mpaka wa vali/bomba na kuongeza ugumu kwenye mfumo wa mabomba. Ncha za Kibandiko cha Tri (muunganisho wa kibandiko cha usafi) huongeza unyumbulifu kwenye mfumo na zinaweza kusakinishwa bila kuunganishwa. Kwa kutumia ncha za Kibandiko cha Tri, mifumo ya mabomba inaweza kutenganishwa na kurekebishwa kwa urahisi zaidi.
Vifuniko vya Cherry-Burrell chini ya majina ya chapa "I-Line", "S-Line" au "Q-Line" pia vinapatikana kwa mifumo ya usafi wa hali ya juu kama vile tasnia ya chakula/vinywaji.
Ncha za Mrija Uliopanuliwa Kipenyo cha Nje (ETO) huruhusu kulehemu kwa vali ndani ya mfumo wa bomba. Ncha za ETO zina ukubwa unaolingana na kipenyo cha mfumo wa bomba (bomba) na unene wa ukuta. Urefu wa mirija uliopanuliwa hutoshea vichwa vya kulehemu vya obiti na hutoa urefu wa kutosha kuzuia uharibifu wa muhuri wa mwili wa vali kutokana na joto la kulehemu.
Vali za mpira hutumika sana katika matumizi ya mchakato kwa sababu ya utofauti wao wa asili. Vali za diaphragm zina huduma ndogo ya halijoto na shinikizo na hazifikii viwango vyote vya vali za viwandani. Vali za mpira zinaweza kutumika kwa:
Zaidi ya hayo, sehemu ya katikati ya vali ya mpira inaweza kutolewa ili kuruhusu ufikiaji wa shanga ya ndani ya kulehemu, ambayo inaweza kusafishwa na/au kung'arishwa.
Mifereji ya maji ni muhimu ili kuweka mifumo ya usindikaji kibiolojia katika hali safi na tasa. Kioevu kinachobaki baada ya kuchuja maji huwa mahali pa kutawanya bakteria au vijidudu vingine, na hivyo kusababisha mzigo usiokubalika wa kibiolojia kwenye mfumo. Maeneo ambapo umajimaji hujikusanya pia yanaweza kuwa maeneo ya kuanzia kutu, na kuongeza uchafuzi zaidi kwenye mfumo. Sehemu ya usanifu wa kiwango cha ASME/BPE inahitaji muundo ili kupunguza msongamano, au kiasi cha umajimaji kinachobaki kwenye mfumo baada ya kuchuja maji kukamilika.
Nafasi iliyokufa katika mfumo wa mabomba hufafanuliwa kama mfereji, tee, au kiendelezi kutoka kwa bomba kuu linalopita kiasi cha kipenyo cha bomba (L) kilichoainishwa katika Kitambulisho cha bomba kuu (D). Nafasi iliyokufa haifai kwa sababu hutoa eneo la kunasa ambalo huenda lisifikike kupitia taratibu za kusafisha au kusafisha, na kusababisha uchafuzi wa bidhaa. Kwa mifumo ya mabomba ya usindikaji wa kibiolojia, uwiano wa 2:1 L/D unaweza kupatikana kwa kutumia usanidi mwingi wa vali na mabomba.
Vizuia moto vimeundwa ili kuzuia kuenea kwa vimiminika vinavyoweza kuwaka iwapo moto utatokea. Muundo hutumia kiti cha nyuma cha chuma na kinga dhidi ya tuli kuzuia kuwaka. Viwanda vya dawa za kibiolojia na vipodozi kwa ujumla hupendelea vizuia moto katika mifumo ya uwasilishaji wa pombe.
Vifaa vya kiti cha vali ya mpira vilivyoidhinishwa na FDA-USP23, Daraja la VI ni pamoja na: PTFE, RTFE, Kel-F, PEEK na TFM.
TFM ni PTFE iliyorekebishwa kwa kemikali ambayo huziba pengo kati ya PTFE ya kitamaduni na PFA inayoweza kuyeyuka. TFM imeainishwa kama PTFE kulingana na ASTM D 4894 na ISO Draft WDT 539-1.5. Ikilinganishwa na PTFE ya kitamaduni, TFM ina sifa zifuatazo zilizoboreshwa:
Viti vilivyojazwa mashimo vimeundwa kuzuia mkusanyiko wa vifaa ambavyo, vinapokwama kati ya mpira na sehemu ya mwili, vinaweza kuganda au kuzuia utendaji kazi mzuri wa sehemu ya kufunga vali. Vali za mpira zenye usafi wa hali ya juu zinazotumika katika huduma ya mvuke hazipaswi kutumia mpangilio huu wa kiti cha hiari, kwani mvuke unaweza kuingia chini ya uso wa kiti na kuwa eneo la ukuaji wa bakteria. Kwa sababu ya eneo hili kubwa la kuketi, viti vya kujaza mashimo ni vigumu kusafishwa ipasavyo bila kubomolewa.
Vali za mpira ni za kategoria ya jumla ya "vali za mzunguko". Kwa uendeshaji otomatiki, aina mbili za viendeshi zinapatikana: nyumatiki na umeme. Viendeshi vya nyumatiki hutumia pistoni au kiwambo kilichounganishwa na utaratibu unaozunguka kama vile mpangilio wa raki na pinion ili kutoa torque ya mzunguko. Viendeshi vya umeme kimsingi ni mota za gia na vinapatikana katika volteji na chaguzi mbalimbali zinazofaa vali za mpira. Kwa maelezo zaidi kuhusu mada hii, tazama "Jinsi ya Kuchagua Kiendeshi cha Vali ya Mpira" baadaye katika mwongozo huu.
Vali za Mpira za Usafi wa Juu zinaweza kusafishwa na kufungwa kulingana na mahitaji ya BPE au Semiconductor (SemaSpec).
Usafi wa kimsingi hufanywa kwa kutumia mfumo wa kusafisha wa ultrasonic ambao hutumia kitendanishi cha alkali kilichoidhinishwa kwa kusafisha na kuondoa mafuta kwa baridi, pamoja na fomula isiyo na mabaki.
Sehemu zenye shinikizo zimetiwa alama ya nambari ya joto na zinaambatana na cheti sahihi cha uchambuzi. Ripoti ya Mtihani wa Kinu (MTR) hurekodiwa kwa kila ukubwa na nambari ya joto. Nyaraka hizi ni pamoja na:
Wakati mwingine wahandisi wa michakato wanahitaji kuchagua kati ya vali za nyumatiki au za umeme kwa mifumo ya udhibiti wa michakato. Aina zote mbili za viendeshi zina faida na ni muhimu kuwa na data inayopatikana ili kufanya chaguo bora.
Kazi ya kwanza katika kuchagua aina ya kiendeshi (nyumatiki au umeme) ni kubaini chanzo cha umeme kinachofaa zaidi kwa kiendeshi. Mambo muhimu ya kuzingatia ni:
Viendeshaji vya nyumatiki vinavyofanya kazi vizuri zaidi hutumia usambazaji wa shinikizo la hewa wa psi 40 hadi 120 (pau 3 hadi 8). Kwa kawaida, hupimwa kwa shinikizo la usambazaji wa psi 60 hadi 80 (pau 4 hadi 6). Shinikizo la juu la hewa mara nyingi ni vigumu kuhakikisha, huku shinikizo la chini la hewa likihitaji pistoni au diaphragm zenye kipenyo kikubwa sana ili kutoa torque inayohitajika.
Viendeshaji vya umeme kwa kawaida hutumiwa na nguvu ya 110 VAC, lakini vinaweza kutumika na aina mbalimbali za mota za AC na DC, zote mbili za awamu moja na tatu.
Kiwango cha halijoto. Viashirio vya nyumatiki na umeme vinaweza kutumika katika kiwango kikubwa cha halijoto. Kiwango cha kawaida cha halijoto kwa viashirio vya nyumatiki ni -4 hadi 1740F (-20 hadi 800C), lakini kinaweza kupanuliwa hadi -40 hadi 2500F (-40 hadi 1210C) kwa kutumia mihuri, fani na grisi za hiari. Ikiwa vifaa vya kudhibiti (swichi za kikomo, vali za solenoid, n.k.) vinatumika, vinaweza kupimwa halijoto tofauti na kiashirio, na hii inapaswa kuzingatiwa katika matumizi yote. Katika matumizi ya halijoto ya chini, ubora wa usambazaji wa hewa kuhusiana na kiwango cha umande unapaswa kuzingatiwa. Kiwango cha umande ni halijoto ambayo mgandamizo hutokea hewani. Mgandamizo unaweza kugandisha na kuzuia laini ya usambazaji wa hewa, na kuzuia kiashirio kufanya kazi.
Viendeshaji vya umeme vina kiwango cha joto cha -40 hadi 1500F (-40 hadi 650C). Vinapotumika nje, kiendeshaji cha umeme kinapaswa kutengwa kutoka kwa mazingira ili kuzuia unyevu kuingia kwenye utendaji kazi wa ndani. Ikiwa mgandamizo unatolewa kutoka kwa mfereji wa umeme, mgandamizo bado unaweza kuunda ndani, ambao unaweza kuwa umekusanya maji ya mvua kabla ya usakinishaji. Pia, kwa sababu mota hupasha joto ndani ya nyumba ya kiendeshaji wakati inapoendesha na kuipoza wakati haipo, kushuka kwa joto kunaweza kusababisha mazingira "kupumua" na kuganda. Kwa hivyo, viendeshaji vyote vya umeme kwa matumizi ya nje vinapaswa kuwa na hita.
Wakati mwingine ni vigumu kuhalalisha matumizi ya viendeshi vya umeme katika mazingira hatarishi, lakini ikiwa viendeshi vya hewa iliyoshinikizwa au vya nyumatiki haviwezi kutoa sifa zinazohitajika za uendeshaji, viendeshi vya umeme vyenye sehemu zilizoainishwa ipasavyo vinaweza kutumika.
Chama cha Kitaifa cha Watengenezaji wa Umeme (NEMA) kimeweka miongozo ya ujenzi na usakinishaji wa viendeshi vya umeme (na vifaa vingine vya umeme) kwa ajili ya matumizi katika maeneo hatarishi. Miongozo ya NEMA VII ni kama ifuatavyo:
Eneo Hatari la VII Daraja la I (Gesi au Mvuke wa Kulipuka) Hukidhi Kanuni ya Kitaifa ya Umeme kwa matumizi; hukidhi vipimo vya Maabara ya Wadhamini, Inc. kwa matumizi na petroli, heksani, nafta, benzini, butani, propani, asetoni, Anga ya benzini, mvuke wa kiyeyusho cha lacquer na gesi asilia.
Karibu watengenezaji wote wa vifaa vya umeme wana chaguo la toleo linalolingana na NEMA VII la bidhaa zao za kawaida.
Kwa upande mwingine, viendeshi vya nyumatiki kwa asili haviwezi kulipuka. Vidhibiti vya umeme vinapotumika na viendeshi vya nyumatiki katika maeneo hatari, mara nyingi huwa na gharama nafuu zaidi kuliko viendeshi vya umeme. Vali ya majaribio inayoendeshwa na solenoidi inaweza kusakinishwa katika eneo lisilo na hatari na kupelekwa kwenye kiendeshi. Swichi zenye kikomo - kwa ajili ya kuonyesha nafasi - zinaweza kusakinishwa katika vizingiti vya NEMA VII. Usalama wa asili wa viendeshi vya nyumatiki katika maeneo hatari huvifanya kuwa chaguo la vitendo katika matumizi haya.
Marejesho ya chemchemi. Kiambatisho kingine cha usalama kinachotumika sana katika viendeshi vya vali katika tasnia ya mchakato ni chaguo la kurudi kwa chemchemi (salama isiyofanikiwa). Katika tukio la hitilafu ya umeme au ishara, kiendeshi cha kurudi kwa chemchemi huendesha vali hadi mahali salama pa kupangwa. Huu ni chaguo la vitendo na la bei nafuu kwa viendeshi vya nyumatiki, na sababu kubwa kwa nini viendeshi vya nyumatiki hutumika sana katika tasnia nzima.
Ikiwa chemchemi haiwezi kutumika kutokana na ukubwa au uzito wa kiendeshi, au ikiwa kitengo cha kufanya kazi mara mbili kimewekwa, tanki la mkusanyiko linaweza kusakinishwa ili kuhifadhi shinikizo la hewa.