Zastosowania pomp próżniowych z pierścieniem wodnym w przemyśle farmaceutycznym

Pompy próżniowe z pierścieniem wodnym są szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym ze względu na ich bezolejową pracę, prostą konstrukcję i wysoką odporność na korozję. Odgrywają one kluczową rolę w następujących zastosowaniach:

1. Kluczowe zastosowania

(1) Suszenie próżniowe (liofilizatory/piece)

Zamiar:

Liofilizacja (suszenie sublimacyjne): stosowana w celu odwodnienia leków wrażliwych na ciepło, takich jak szczepionki, antybiotyki i leki biologiczne, przy jednoczesnym zachowaniu ich skuteczności.

Piece próżniowe: usuwanie pozostałości rozpuszczalników (np. etanolu, acetonu) z aktywnych składników farmaceutycznych (API).

Rola pompy:

Zapewnia środowisko próżniowe o ciśnieniu od -0,09 do -0,098 MPa, obniżając temperaturę wrzenia wody, co umożliwia szybkie suszenie w niskiej temperaturze.

(2) Odzyskiwanie rozpuszczalników i destylacja

Zamiar:

Ekstrakcja tradycyjnej medycyny chińskiej lub odzyskiwanie rozpuszczalników organicznych (np. metanolu, dichlorometanu).

Rola pompy:

Obniża ciśnienie w układzie, umożliwiając odparowanie rozpuszczalnika w niższych temperaturach, oszczędzając energię i zapobiegając degradacji termicznej.

(3) Filtracja sterylna i napełnianie

Zamiar:

Sterylna filtracja (membrana 0,22 μm) preparatów do wstrzykiwań/szczepionek i usuwanie pęcherzyków przed napełnianiem.

Rola pompy:

Zapewnia próżnię bezolejową, zapobiegając zanieczyszczeniom (zgodnie ze standardami GMP).

(4) Procesy fermentacji

Zamiar:

Utrzymywanie lekkiego podciśnienia w bioreaktorach w celu zapewnienia równomiernego rozprowadzania tlenu i usuwania CO₂.

Rola pompy:

Materiały odporne na korozję (np. stal nierdzewna 316L lub wykładzina PTFE) wytrzymują kwaśne buliony fermentacyjne.

(5) Odgazowywanie opakowań

Zamiar:

Pakowanie próżniowe opakowań typu blister (aluminium-plastik) w celu zapobiegania utlenianiu leku.

2. Zalety w zastosowaniach farmaceutycznych

Korzyść

Wartość farmaceutyczna

Praca bez użycia oleju eliminuje zanieczyszczenia spowodowane środkami smarnymi.    

Odporność na korozję Części mające kontakt z cieczami dostępne w wersji z PP, PVDF lub stali nierdzewnej 316L, odporne na kwasy i rozpuszczalniki.    

Niski poziom hałasu/wibracji Nadaje się do pomieszczeń czystych (poziom hałasu zwykle ≤75 dB).    

Łatwa konserwacja Brak skomplikowanych uszczelnień; wymagana jest jedynie okresowa wymiana płynu w pierścieniu wodnym (w przypadku korzystania ze standardowych modeli).    

Konstrukcja umożliwiająca sterylizację Niektóre modele obsługują technologię CIP (czyszczenie na miejscu) lub SIP (parowanie na miejscu) w celu zapewnienia sterylnej produkcji.    

3. Kluczowe kryteria wyboru

Poziom podciśnienia: Zwykle od -0,09 do -0,1 MPa (ciśnienie bezwzględne: 10–100 mbar).

Przepływ: zależy od skali urządzenia (np. 20–200 m³/h dla liofilizatorów).

Przybory:

PP/PVDF: Do silnych kwasów (np. HCl) lub rozpuszczalników organicznych (np. aceton).

Stal nierdzewna 316L: Do zastosowań w wysokich temperaturach i wymagających wysokiej higieny.

Certyfikaty: zgodność z GMP, ISO 13485 (wyroby medyczne) itp.

4. Typowy sprzęt pomocniczy

Liofilizatory: Pompy pierścieniowe wodne służą jako podstawowe pompy próżniowe, często w połączeniu z pompami Rootsa.

Parowniki rotacyjne: Do zagęszczania rozpuszczalników na małą skalę w laboratoriach.

Linie napełniania aseptycznego: usuwają pęcherzyki powietrza z roztworów leków przed napełnieniem.

5. Ważne uwagi

Zapobieganie zanieczyszczeniom:

Zamontuj sterylne filtry powietrza (0,1 μm) na wlocie, aby zapobiec cofaniu się drobnoustrojów.

Zarządzanie płynami w pierścieniu cieczowym:

Stosuj oczyszczoną wodę lub dodatki antykorozyjne; systemy zamknięte (np. mieszanka glikolu i wody) minimalizują ryzyko skażenia.

Alternatywy:

W przypadku zapotrzebowania na wyższą próżnię (np. destylacja molekularna) należy stosować pompy śrubowe lub pompy pazurowe.

Wniosek

Pompy próżniowe z pierścieniem wodnym są niezbędne w procesach farmaceutycznych, takich jak suszenie, destylacja, filtracja i fermentacja, dzięki swojej konstrukcji bezolejowej i odpornej na korozję. Wybierając pompę, priorytetem jest kompatybilność materiałów, wydajność próżni i zgodność z przepisami, aby zapewnić bezproblemową integrację z krytycznym sprzętem, takim jak liofilizatory.