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使用生物發(fā)酵罐時需要認(rèn)真考慮如何才能符合可驗(yàn)證的清潔除菌要求

更新時間:2020-03-16      點(diǎn)擊次數(shù):812
  使用生物反應(yīng)器和生物發(fā)酵罐的生產(chǎn)工藝需要認(rèn)真考慮如何才能符合可驗(yàn)證的清潔除菌要求。其中在規(guī)劃時必須考慮到的很重要的一點(diǎn)就是如何能夠?qū)o需拆卸的、自動的、就地清潔除菌設(shè)備(CIP)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)系統(tǒng)中。
 
  CIP系統(tǒng)所需的流量和壓力取決于生物反應(yīng)器或生物發(fā)酵罐的噴淋裝置和管線尺寸所決定的。靜止噴頭是常用的噴淋裝置;但是,為了對付較重的來料,一些旋轉(zhuǎn)撞擊噴淋裝置也會被采用。多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的生物反應(yīng)器和發(fā)酵罐會有標(biāo)準(zhǔn)的噴淋裝置和連接管道機(jī)所需CIP的流量和壓力數(shù)據(jù)。但是,客戶訂制系統(tǒng)則需要試驗(yàn)、計(jì)算才能確定噴淋裝置和管道尺寸。
 
  噴淋裝置:常規(guī)噴頭所需的流量和壓力由生物反應(yīng)器的周長(以英尺為單位)乘以標(biāo)準(zhǔn)流量(3加侖/分鐘/英尺)來確定。例如,一個直徑3英尺的生物反應(yīng)器將需要3英尺×π×3加侖的流速等于28加侖/分鐘。這個流量將能產(chǎn)生足夠的湍流來清潔反應(yīng)器的內(nèi)部。
 
  大多數(shù)生物反應(yīng)器都有兩至三個噴淋裝置,以避免清洗時有些障礙物(例如攪拌槳和折流板)所可能造成的死角或清洗液無法直接噴射到的區(qū)域。多數(shù)噴頭的正常工作壓力大約是25-30PSI。將前面討論過清洗液流量均分到幾個噴頭之間,確保每個噴頭的噴頭壓力都能達(dá)到25-30PSI。
 
  如果系統(tǒng)用的是沖擊式噴淋裝置而不是靜態(tài)噴頭的話,清洗液的流速通常為每英尺的反應(yīng)器周長1.5加侖/分鐘,噴頭壓力則為60PSI。使用沖擊式噴淋裝置也需要考慮到防止清洗死角的產(chǎn)生。
 
  管道尺寸:一臺生物反應(yīng)器將會有各種大小、長短不同的氣體和配料輸送管道。CIP時,每根管道都會有需要打開和關(guān)閉的閥門。清洗每個路徑所需要的流速通常要達(dá)到5英尺/秒的線流速。管道尺寸的大小將影響清洗液的流速;例如,一英寸線將需要10加侖的流量,而一個0.5英寸的線則只需要2加侖.
 
  隨著管道中的閥門被打開或關(guān)閉,由于流路變化,流速也會改變,管道阻力也會從管道阻力轉(zhuǎn)變成流動限制(如液體通過安裝在管道尾部噴流器)。為了適應(yīng)這些流速變化,CIP的壓力需要增加或減少,以達(dá)到系統(tǒng)清洗的目標(biāo)流量。另一個影響清洗液壓力的因素來自生物反應(yīng)器與CIP設(shè)備之間的距離;因此,計(jì)算CIP工作泵的功率時也需要將這段輸送管道的尺寸、長度和高差所相應(yīng)帶來的壓降考慮進(jìn)去。這個壓降可以通過清洗管道的水壓損失表和在生物反應(yīng)器入口處所需的壓力計(jì)算出來。
 
  在CIP清洗液被送至生物發(fā)酵罐后,清洗液還將必須從反應(yīng)器的出口被送回CIP系統(tǒng)地儲液罐,無論是被用于再循環(huán)還是被排入廢水管道。在CIP系統(tǒng)的規(guī)劃中,清洗液的循環(huán)排放均須考慮,如清潔液環(huán)泵或噴灑器;這兩者都能夠被用于排放水和空氣,以避免因回流污染清潔液儲液罐。液環(huán)泵可以位于CIP系統(tǒng)上或與生物反應(yīng)器相鄰,但噴灑器則需要放在CIP系統(tǒng)上。而無論使用哪種方法,清洗液的回流都需要按CIP系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)計(jì)算回流的壓力損失。
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