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使用生物发酵罐时需要认真考虑如何才能符合可验证的清洁除菌要求

日期:2020-03-16浏览:620次

  使用生物反应器和生物发酵罐的生产工艺需要认真考虑如何才能符合可验证的清洁除菌要求。其中在规划时必须考虑到的很重要的一点就是如何能够将无需拆卸的、自动的、就地清洁除菌设备(CIP)设计到生产系统中。
 
  CIP系统所需的流量和压力取决于生物反应器或生物发酵罐的喷淋装置和管线尺寸所决定的。静止喷头是常用的喷淋装置;但是,为了对付较重的来料,一些旋转撞击喷淋装置也会被采用。多数标准的生物反应器和发酵罐会有标准的喷淋装置和连接管道机所需CIP的流量和压力数据。但是,客户订制系统则需要试验、计算才能确定喷淋装置和管道尺寸。
 
  喷淋装置:常规喷头所需的流量和压力由生物反应器的周长(以英尺为单位)乘以标准流量(3加仑/分钟/英尺)来确定。例如,一个直径3英尺的生物反应器将需要3英尺×π×3加仑的流速等于28加仑/分钟。这个流量将能产生足够的湍流来清洁反应器的内部。
 
  大多数生物反应器都有两至三个喷淋装置,以避免清洗时有些障碍物(例如搅拌桨和折流板)所可能造成的死角或清洗液无法直接喷射到的区域。多数喷头的正常工作压力大约是25-30PSI。将前面讨论过清洗液流量均分到几个喷头之间,确保每个喷头的喷头压力都能达到25-30PSI。
 
  如果系统用的是冲击式喷淋装置而不是静态喷头的话,清洗液的流速通常为每英尺的反应器周长1.5加仑/分钟,喷头压力则为60PSI。使用冲击式喷淋装置也需要考虑到防止清洗死角的产生。
 
  管道尺寸:一台生物反应器将会有各种大小、长短不同的气体和配料输送管道。CIP时,每根管道都会有需要打开和关闭的阀门。清洗每个路径所需要的流速通常要达到5英尺/秒的线流速。管道尺寸的大小将影响清洗液的流速;例如,一英寸线将需要10加仑的流量,而一个0.5英寸的线则只需要2加仑.
 
  随着管道中的阀门被打开或关闭,由于流路变化,流速也会改变,管道阻力也会从管道阻力转变成流动限制(如液体通过安装在管道尾部喷流器)。为了适应这些流速变化,CIP的压力需要增加或减少,以达到系统清洗的目标流量。另一个影响清洗液压力的因素来自生物反应器与CIP设备之间的距离;因此,计算CIP工作泵的功率时也需要将这段输送管道的尺寸、长度和高差所相应带来的压降考虑进去。这个压降可以通过清洗管道的水压损失表和在生物反应器入口处所需的压力计算出来。
 
  在CIP清洗液被送至生物发酵罐后,清洗液还将必须从反应器的出口被送回CIP系统地储液罐,无论是被用于再循环还是被排入废水管道。在CIP系统的规划中,清洗液的循环排放均须考虑,如清洁液环泵或喷洒器;这两者都能够被用于排放水和空气,以避免因回流污染清洁液储液罐。液环泵可以位于CIP系统上或与生物反应器相邻,但喷洒器则需要放在CIP系统上。而无论使用哪种方法,清洗液的回流都需要按CIP系统的管道设计计算回流的压力损失。

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