چگونه Skids Bioprocess طراحی و تولید می شوند | راهنمای مهندسی

Skid Bioprocess دقیقا چیست؟

اسکید فرآیند زیستی یک ماژول از پیش مونتاژ شده از تجهیزات فرآیند است که بر روی یک قاب ساختاری مشترک نصب شده است. معمولاً شامل لوله‌کشی فرآیند، واحدهای انتقال حرارت، دریچه‌ها، ابزار دقیق و یک پانل کنترل محلی است که همه یکپارچه شده‌اند تا لغزش یک یا چند عملکرد کامل فرآیند را انجام دهد. وظایف معمولی شامل آماده سازی رسانه، کنترل دمای بیوراکتور، خنک سازی برداشت و پشتیبانی CIP/SIP است.

محتویات لغزش معمولی

• لوله کشی فرآیند و ابزار از فولاد ضد زنگ 316 لیتری با پوشش های سطحی بهداشتی
• تجهیزات انتقال حرارت با اندازه کار حرارتی مشخص شده
• دریچه‌ها مانند انواع دیافراگمی، پروانه‌ای یا توپی که برای تمیزی و سازگاری فرآیند انتخاب شده‌اند.
• سنسورهای دما، فشار، جریان، رسانایی و سطح
• یک سیستم کنترل مبتنی بر PLC با اینترلاک، آلارم و ضبط داده ها

در عمل، تفاوت بین یک لغزنده با طراحی خوب و طراحی ضعیف به ندرت در یک عکس قابل مشاهده است. در کیفیت محاسبه انتقال حرارت، در شیب خطوط تخلیه، و در کامل بودن اسناد جوش نشان داده می شود. به همین دلیل است تولید فرآیندهای زیستی مدرن به طور فزاینده ای به تامین کنندگانی متکی است که طراحی اسکیت را به عنوان یک رشته مهندسی به جای مونتاژ لوله ها در نظر می گیرند.

برای کاربردهایی که یک ماژول باید چندین وظیفه گرمایش و سرمایش را انجام دهد، واحدهای اسکید انتقال حرارت با فرآیند زیستی هوشمند بانک های مبدل حرارتی، شیرهای کنترل و منطق نظارت را در یک بسته فشرده ادغام کنید.

تولیدکنندگان اسکید/واحدهای انتقال حرارت سفارشی هوشمند Bioprocess، کارخانه Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. Is China Smart Intelligent Bioprocess Heat Transfer Skid/Units Manufacturers, Factory, Th... مشاهده محصول →

ورودی های طراحی: اول فرآیند، دوم تجهیزات

نقطه شروع هر طراحی اسکیت کاتالوگ تجهیزات نیست. برگه داده فرآیند است. مهندس به ترکیب سیال، ویسکوزیته، چگالی، دمای ورودی و خروجی، سرعت جریان، محدودیت های افت فشار، اندازه دسته و زمان سیکل مورد نیاز نیاز دارد. با این اعداد، محاسبات حرارتی و هیدرولیکی سطح انتقال حرارت و قطر لوله ها را تعیین می کند.

وظیفه حرارتی مبدل حرارتی را تعیین می کند

یک کار برداشت-خنک کردن را در نظر بگیرید: 2000 لیتر آبگوشت کشت سلولی در دمای 35 درجه سانتیگراد باید در 45 دقیقه تا دمای 15 درجه سانتیگراد خنک شود. وظیفه گرمای محسوس تقریباً 120 کیلو وات است. بنابراین لغزش به یک مبدل حرارتی با سطح کافی و یک شیر کنترل دما با قدرت کافی برای جلوگیری از بیش از حد نیاز دارد. انتخاب نوع مبدل، اعم از صفحه، لوله در لوله، مویرگی یا ورق دو لوله، در این صورت به مسئله بهداشت، ویسکوزیته و افت فشار مجاز تبدیل می شود.

محدودیت های ابزار و تسهیلات

طراحی اسکید همچنین به آنچه که تاسیسات می تواند تامین کند بستگی دارد: دمای آب سرد، فشار بخار کارخانه، در دسترس بودن بخار تمیز، جریان WFI و کیفیت هوای ابزار. لغزشی که برای گلیکول 8- درجه سانتیگراد طراحی شده است، رفتار متفاوتی با اسکید طراحی شده برای آب سرد 7 درجه سانتیگراد دارد. شفاف سازی زودهنگام این شرایط از تغییرات میدانی گران قیمت به ویژه در زمینه جلوگیری می کند کاربردهای فرآیند بیودارویی جایی که آب و برق توسط سیستم توزیع آب و برق تمیز کنترل می شود.

شیوه های طراحی مکانیکی و بهداشتی

قلب طراحی اسکیت فرآیندهای زیستی، مهندسی بهداشتی است. هر سطحی که با فرآیند تماس پیدا می کند باید قابل تمیز کردن، زهکشی و سازگاری با محیط زیستی و شیمیایی باشد.

مواد و کیفیت سطح

فولاد ضد زنگ 316L ماده تماس استاندارد است. سطوح مرطوب بحرانی معمولاً تا زبری Ra ≤ 0.5 میکرومتر پولیش می‌شوند و جوش‌های داخلی باید عاری از گودال و شکاف باشند. واشرها و دیافراگم ها به مطالعات سازگاری مواد با سیال فرآیند، عوامل تمیزکننده و دمای استریلیزاسیون نیاز دارند.

قابلیت تخلیه و کنترل پاهای مرده

لوله‌کشی به سمت زه‌کشی‌های با نقطه پایین شیب‌دار است و طراحی پاهای مرده را که در آن محصول ممکن است راکد شود، به حداقل می‌رساند. ASME BPE مرجعی را ارائه می‌کند که طول پای مرده و الزامات شیب قابل قبول را تعریف می‌کند. برای اینکه یک لغزش برای CIP تأیید شود، هر سطح داخلی باید با محلول تمیز کننده با سرعت و دمای مناسب قابل دسترسی باشد .

انتخاب مبدل حرارتی برای ایمنی فرآیند

در اسکیدهای فرآیند زیستی، واحدهای انتقال حرارت باید از آلودگی متقابل بین سیالات فرآیند و سرویس جلوگیری کنند. یک راه حل رایج استفاده از مبدل های حرارتی ورق دو لوله ای DTS بهداشتی ، جایی که یک ورق لوله ثانویه تضمین می کند که نشت از سیال حرارتی نمی تواند به جریان فرآیند مهاجرت کند. برای جریان های با حجم کم یا با ویسکوزیته بالا، مبدل های مویرگی بهداشتی و مبدل های لوله در لوله جریان کنترل شده و عملکرد حرارتی دقیق را ارائه می دهند.

تولیدکنندگان مبدل حرارتی DTS بهداشتی سفارشی (ورق لوله دوتایی)، کارخانه Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. Is China Custom Sanitary DTS (Double Tube Sheet) Heat Exchanger Manufacturers, Factory, 1.... مشاهده محصول →

توالی ساخت و کنترل های ساخت

هنگامی که طرح منجمد شد، ساخت دنباله ای قابل تکرار را دنبال می کند. قاب ابتدا ساخته می شود. سپس قرقره های لوله کشی نصب می شوند، جوش داده می شوند و با دریچه ها و ابزار مونتاژ می شوند. مبدل های حرارتی و پمپ ها نصب می شوند و به دنبال آن سیم کشی سیستم کنترل و لوله پنوماتیک نصب می شود.

1. ساخت قاب و تراز
2. آماده سازی قرقره لوله کشی و جوش اوربیتال
3. نصب شیرها، پمپ ها، مبدل های حرارتی و سنسورها
4. سیم کشی پنوماتیک و برق
5. تست فشار و نشتی
6. تایید و غیرفعال سازی پایان سطح
7. تست پذیرش کارخانه و راه اندازی حلقه های کنترلی

کیفیت جوش عامل تعیین کننده است

جوشکاری Orbital GTAW برای لوله‌کشی بهداشتی استاندارد است که با تخلیه گاز خنثی در سمت داخلی انجام می‌شود. هر جوش یک شماره شناسایی و یک رکورد بصری دریافت می کند. در محیط های GMP، مستندات جوش بخشی از فایل اعتبار سنجی می شود و یکی از اولین درخواست های حسابرسان اسناد است.

اتوماسیون و ادغام کنترل دما

یک لغزش فرآیند زیستی فقط به اندازه سیستم کنترل آن خوب است. اکثر طرح های مدرن از یک PLC با HMI محلی استفاده می کنند که دما، جریان، فشار و موقعیت شیر ​​را از طریق حلقه های PID کنترل می کند. از آنجا که کنترل دما رایج ترین عملکرد لغزش است، کیفیت کنترل گرمایش و سرمایش مستقیماً بر عملکرد محصول و تکرارپذیری دسته تأثیر می گذارد.

برای کاربردهای فرآیندهای زیستی، واحدهای کنترل دما دقیق برای بیوفارما طراحی شده‌اند تا نرخ‌های شیب‌دار تکرار شونده و تحمل‌های شدید حالت پایدار، اغلب در دمای 0.5± درجه سانتی‌گراد در طول مراحل کشت و نگهداری ارائه دهند. استراتژی کنترل معمولاً یک مبدل حرارتی اولیه را با یک شیر کنترل بای پس ترکیب می کند تا سیستم بتواند در طول انتقال بین گرمایش، سرمایش و نگهداری دما به سرعت پاسخ دهد.

واحد کنترل دقیق دمای سفارشی (TCU) برای سازندگان Biopharma، Fac Shiloc (Shanghai) Industrial Trading Co., Ltd. آیا واحد کنترل دمای سفارشی سفارشی (TCU) چین برای تولیدکنندگان Biopharma، واقعیت... مشاهده محصول →

یکپارچگی داده ها و سوابق دسته ای

سیستم های کنترل لغزش داده های فرآیند را به طور مداوم ثبت می کنند. در محیط های تنظیم شده، سیستم باید از امضای الکترونیکی، مسیرهای حسابرسی و صادرات امن داده پشتیبانی کند. تراز کردن کنترل و معماری داده ها با انتظارات GMP در طول طراحی، به جای مقاوم سازی پس از نصب، باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان اعتبار سنجی می شود.

تست، پذیرش کارخانه و مستندسازی

مرحله نهایی ساخت، تایید است. تست فشار هیدرواستاتیک و پنوماتیک یکپارچگی مکانیکی را اثبات می کند. تست های نشت هلیوم ریزنشت ها را در جوش ها تشخیص می دهد. و بررسی های پرداخت سطح تایید می کند که الزامات بهداشتی برآورده شده است. آزمون پذیرش کارخانه (FAT) آخرین دروازه قبل از حمل و نقل است.

در طول FAT، لغزش تحت شرایط فرآیند شبیه سازی شده آزمایش می شود. مهندسان سیم‌کشی ورودی و خروجی، نقاط تنظیم آلارم، منطق اینترلاک، رفتار شروع به توقف پمپ، ترتیب سوپاپ‌ها و تنظیم حلقه کنترل را بررسی می‌کنند. هر گونه انحراف در زمانی که لغزش هنوز در کارگاه است اصلاح می شود، جایی که تغییرات بسیار ارزان تر از محل است.

اسنادی که از راه اندازی و اعتبار سنجی پشتیبانی می کند

هیچ تلاشی برای طراحی یا ساخت لغزش بدون مستندات کامل نمی شود. گواهی‌های مواد، نقشه‌های جوش، برگه‌های مبدل حرارتی، گواهی‌های کالیبراسیون، شماتیک‌های الکتریکی و گزارش‌های FAT همراه با لغزش هستند. این مستندات پایه و اساس پذیرش سایت، صلاحیت نصب (IQ) و صلاحیت عملیاتی (OQ) است.

چرا تحویل مدولار Skid منطقی است؟

اتخاذ رویکرد یکپارچه به جای مونتاژ تجهیزات در این زمینه مزایای قابل اندازه گیری را برای تاسیسات فرآیندهای زیستی ارائه می دهد:

• نصب سریعتر سایت زیرا اسکیدهای از پیش آزمایش شده فقط به اتصالات ابزار نیاز دارند.
• ردپای اتاق تمیز کوچکتر، چون ماژول ها محصور شده و آماده کار هستند.
• کیفیت ثابت از شرایط کنترل شده کارخانه و فرآیندهای جوش و آزمایش قابل تکرار.
• ریسک پروژه کمتر است زیرا FAT قبل از خروج تجهیزات از کارگاه مشکل پیدا می کند.
• پشتیبانی قوی‌تر از چرخه عمر به لطف نقشه‌های واضح، مستندات و قابلیت ردیابی قطعات یدکی.

طراحی و ساخت اسکید زیستی ترکیبی از مهندسی فرآیند، طراحی بهداشتی، ساخت دقیق و اتوماسیون است. وقتی این رشته‌ها هماهنگ می‌شوند، نتیجه ماژولی است که به سرعت راه‌اندازی می‌شود، به طور تمیز تأیید می‌شود و دسته‌ای پس از دسته‌ای به‌طور قابل‌اطمینانی عمل می‌کند. اگر در حال برنامه‌ریزی یک خط جدید زیستی یا ارتقای ظرفیت موجود هستید، پروژه اسکید خود را با مهندسان ما در میان بگذارید برای ترجمه نیازمندی های فرآیند به یک ماژول قابل ساخت، آزمایش پذیر و قابل ممیزی.