El problema de la contaminació del canvi
Els fabricants de productes químics per contracte i els processadors de peatges farmacèutics produeixen diversos productes en el mateix equip. El producte A té una durada de dues setmanes. Es neteja el reactor. El producte B s'executarà la setmana següent. L'intercanviador de calor, immers en el reactor, posa en contacte ambdós productes. Malgrat la neteja a fons entre campanyes, la química residual del producte A atrapada a les esquerdes superficials microscòpiques o absorbida al material de l'intercanviador de calor pot contaminar el producte B.
Els intercanviadors de calor metàl·lics són especialment problemàtics per al servei de canvi. Les seves superfícies d'òxid adsorbeixen molècules orgàniques polars. Les seves escletxes a les soldadures, juntes i connexions roscades alberguen residus. La validació de neteja entre productes és cara i requereix molt de temps. Una validació fallida-que detecta residus de producte A a parts-per-milió del primer lot de producte B-podrà eliminar el lot i activar un cicle de re-neteja.
Un intercanviador de calor de PTFE amb cartutxos de tub de canvi-ràpid soluciona aquest problema no netejant l'intercanviador, sinó substituint les superfícies de contacte-del producte. El paquet de tubs es divideix en cartutxos d'un sol ús o dedicats que s'intercanvien durant el canvi de producte. Els nous cartutxos tenen -zero residus del producte anterior. El risc de-contaminació creuada s'elimina a la font.
El disseny del cartutx
L'intercanviador de calor consisteix en una carcassa o marc permanent que es munta al dipòsit i proporciona els capçals de vapor i condensats amb accessoris de connexió ràpida-. El feix de tubs es fabrica com un o més cartutxos extraïbles. Cada cartutx és una unitat pre-muntada de tubs de PTFE muntada entre dos sub-capçaleres amb accessoris de connexió ràpida-que s'enganxen als capçals permanents.
Les connexions dels cartutxos s'-alineen automàticament, es desconnecten-mate ràpid-cegues. L'operador alinea el cartutx amb agulles de guia al marc permanent, l'empeny a la seva posició i bloqueja els pestells de retenció. Les-desconnexions ràpides s'enganxen automàticament a mesura que el cartutx s'assenta. No calen eines. No cal fer ni trencar connexions roscades dins del dipòsit. El canvi de cartutx per a un sol operador triga entre 5 i 10 minuts per cartutx.
| Paràmetre del cartutx | Especificació |
|---|---|
| Nombre de cartutxos per intercanviador de calor | 2-6 (segons la mida i el deure) |
| Pes sec del cartutx | 5-12 kg (manipulació manual) |
| Tipus de connexió de cartutx | Blind-mate PTFE de desconnexió ràpida-amb un segell de doble junta tòrica- |
| Compromís de connexió | Seient automàtic al cartutx |
| Temps de canvi per cartutx | 5-10 minuts |
| Emmagatzematge de cartutxos | Bastidor d'emmagatzematge dedicat amb identificació del producte |
| Vida útil del cartutx | Producte-dedicat: campanya de vida útil del producte; d'un sol ús: campanya única |
| Risc de-contaminació creuada després del canvi | Zero (superfícies de contacte-de productes nous) |
L'estratègia de cartutxos dedicats i d'un sol ús
Dues estratègies de cartutxos atenen necessitats operatives diferents. Per als processos amb un nombre reduït de productes de cicle regular (3-6 productes en rotació), es manté un conjunt de cartutxos dedicat per a cada producte. Quan el producte A acaba, els seus cartutxos s'eliminen, es netegen i s'emmagatzemen. Els cartutxos del producte B estan instal·lats. Els cartutxos del producte A es tornen a instal·lar quan el producte A torna a la programació. El cost del cartutx s'amortitza en diverses campanyes.
Per a processos amb molts productes o campanyes repetides poc freqüents, s'utilitzen cartutxos d'un sol -ús. Els cartutxos es fabriquen amb tubs i accessoris de PTFE estàndard a un cost prou baix com per ser descartats després d'una sola campanya. L'eliminació elimina completament la validació de la neteja-no hi ha res a netejar. Els cartutxos nous per al següent producte s'instal·len des de l'inventari.
L'estratègia dedicada minimitza el cost del cartutx en curs. L'estratègia d'un sol ús minimitza el cost de validació de neteja. L'elecció depèn de la combinació de productes i del cost de la validació de neteja en relació amb el cost de fabricació del cartutx.
El disseny del marc permanent
El marc permanent és el component d'inversió del sistema. Està fabricat amb elements estructurals de PTFE o PVDF i està dissenyat per romandre al dipòsit durant tota la vida útil de l'equip. El subministrament de vapor i la canonada de retorn del condensat es connecten als capçals permanents. Els accessoris del receptor de desconnexió ràpida-de les capçaleres estan dissenyats per al nombre esperat de cicles de canvi de cartutx-normalment 500-1.000 cicles, sense fuites ni desgast.
El marc permanent inclou guies o agulles que alineen els cartutxos durant la inserció. Les característiques d'alineació garanteixen que les-desconnexions ràpides s'enganxin directament sense càrrega-lateral que podria danyar els segells de l'-o{3}}. El marc també suporta els cartutxos contra la flotabilitat i les forces de flux durant el funcionament.
La simplificació de la validació de la neteja
Amb els-canvi ràpids de cartutxos, la validació de la neteja es redueix d'un procés complex de diversos-passos a una simple verificació. El marc permanent-l'únic component que entra en contacte amb diversos productes-es neteja una vegada després de treure el cartutx. Atès que el marc no té esquerdes, soldadures i superfícies absorbents, la neteja és ràpida i verificable. Els nous cartutxos no requereixen validació de neteja-es verifiquen mitjançant la certificació del material i els registres de fabricació.
La reducció del temps de validació de la neteja escurça el període de canvi de producte, augmentant la capacitat de producció anual de la instal·lació. Per a un fabricant contractat que realitza 20 campanyes a l'any, l'estalvi de 4-6 hores per canvi afegeix 80-120 hores de capacitat productiva anualment.
Resum
Els intercanviadors de calor de PTFE amb cartutxos de tub de canvi-ràpid permeten un canvi ràpid de producte sense risc de-contaminació creuada. Els cartutxos dedicats a cada producte o els cartutxos d'un sol ús-eliminen la necessitat de netejar les superfícies de contacte del producte-entre campanyes. Els accessoris de desconnexió ràpida-Bind-mate{7}}permeten el canvi de cartutx en 5-10 minuts sense eines. El marc permanent, sense esquerdes ni superfícies absorbents, simplifica la validació de la neteja. El sistema és ideal per al processament químic de diversos productes on el risc de contaminació i el temps de canvi són limitacions operatives crítiques.
El suport d'enginyeria per a l'especificació de l'intercanviador de calor de PTFE de cartutx de canvi ràpid de-està disponible quan s'envien la freqüència de canvi de producte, el nombre de productes en rotació, els requisits de validació de neteja i les dimensions del reactor.
