在生产企业的气动输送系统中,具有CIP原位清洗能力的螺旋式定量给料机有着很大的需求——欧洲卫生工程设计EHEDG的有关技术规范对这类设备零部件做出了详细的规定;但最终所有的要求都与选用的清洁方法有关。螺旋式定量给料机是如何落实这些规定和要求的呢?本文亦对药品生产企业具有一定指导意义。
自动化输送包括了像螺旋输送机、皮带输送机、斗式提升机和气动输送机等机械式输送设备。这些机械设备使得生产变得更加轻松,但它们的结构却相当复杂,而且也带来了因机械零部件磨损而出现产品交叉污染的风险。同时,要做到严格的对外密封也非常困难。相反,气动输送系统则是一个投资少的密封系统,只有一个机械的进料口和一个出料口,例如螺旋式定量给料机。而气动输送系统唯一的一个缺点就是比其他机械系统有着相对较低的效率。但当被输送的产品是不易破碎的产品时,气动输送也有着自己的优点,因此也常常优选气动输送系统。
图1 不管在包装食品,还是药品时都要保证卫生——在原材料处理时具有CIP原位清洁能力的输送设备是必要的
设计决定了清洁性能
在气动输送系统的卫生设计时,在关键零部件的设计上要注意一些问题。首先是要确定下来这一部分设备的清洁方法,因为不同的工艺方法对设备结构的设计有着重要的影响。例如可以通过连接法兰的设计来说明清洁方法对法兰结构设计的影响。利用O型密封圈密封的定心法兰非常适合于干式清洁,但不适合采用湿式清理。而湿式清理的法兰连接应采用安装后平齐的、端面连接的冲洗型密封,避免金属-金属连接件间的毛细管渗透。在确定了使用的清洁方法之后可在EHEDG技术规范的帮助下完成具体的结构设计。设计的正式审核可委托具有EHEDG卫生工程设计检验和认证资质的机构通过零部件结构的评审以及测试来完成,并以获得认证证书来表明通过了设计审核。今天的认证证书有闭式系统的和开式系统的、有干式清洁的和湿式清洁的、有自动清洁的或者手工清洁的不同认证。
注意设计的基本原则
在螺旋式定量给料机和管道转向器这类与产品有着相互接触的部件设计中,有着适合于所有卫生清洁方法的零部件结构卫生设计所要注意的一些基本原则:与产品接触的表面必须是光滑的表面:抛光表面的表面粗糙度不得低于Ra 0.8;内角和棱边应有很大的过渡圆角;手动清洁时有着很好的分解拆卸性能、很好的内腔观察性能;连续旋转的轴应采用可气体冲洗的轴密封;惰性材料。
图中所示的螺旋定量给料机就是注意到上述设计原则易于拆解、表面抛光、手动湿式清洁或者干式清洁的给料机实例。在自动湿式清洁时,金属与金属相互结合的法兰连接表面之间应有冲洗密封线;因为这一部分是不拆卸开来的。其他利用O型密封圈密封的连接处都有因O型圈设计要求而留下的缝隙,在毛细管作用下清洗用水会渗透到里面去。在随后的干燥过程中,渗进去的水不一定能够可靠地排出来。利用有着冲洗密封性的特殊密封就可以避免这一问题。
图2 可以快速拆解的ZRD型螺旋式定量给料机的卫生设计结构
由Coperion公司研发生产的CIP原位清洁型螺旋式定量给料机和管道转向器都坚持采用了具有专利保护的冲洗密封线技术。这些产品已经在几年前就推向市场了,第一台使用了这种定量给料机和管道转向器的松散物料输送设备已经通过了EHEDG卫生设计认证检验并获得了认证合格证书。同时,Coperion公司设计生产的手动干式清洁的螺旋式定量给料机和管道转向器也获得了EFEDG卫生设计认证。这些部件都可以方便地快速拆解,结合面都利用O型密封圈密封。
由于卫生清洁方法决定了关键零件的结构,因此在一台设备的方案设计时就要确定下设备各个部分的卫生清洁方法。
在可以相互拆解、分离开来的地方要特别注意湿式清洁和干式清洁。在干式清洁的部位应保证始终不会有潮气或者水分。在手动(湿式或者干式)清洁的部位,应保证易于拆解和清理。若采用的是自动化的湿式清洁,则应保证零部件的结构不会带来产品和清洗液体的残留。
符合EHEDG卫生设计要求的设备结构,使用通过了EHEDG卫生设计认证的设备部件是成功的,具有可重复再现性能的卫生清洁的前提和保障。在设备方案设计中,除了区分好干式、湿式清洁之外,最常见的错误就是选择了不合适的设备部件。例如选择的部件是具有CIP原位清洁能力的部件,但采用的连接固定方法却不是灵活方便的拆卸、拆解方法。也常常缺少方便手动清理所需的阶梯或者平台。在这样的条件下进行卫生清理时常常观察到操作者清理不彻底的情况。从这一角度出发,全自动的CIP原位清洁是非常有益的,因为只需打开所清理的部件就可以了。
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