哪些卫生泵在高纯度应用中最常见?

用于高纯度应用的卫生泵,例如药物加工和生物技术,通常需要高于大多数其他加工行业的设计水平。泵不仅需要有效地转移产品,但它们还必须满足严格的设计和可清洁性要求由建立超清洁处理标准的许多组织授权!

The first big question when selecting a pump is:“我需要什么类型的泵?”为了回答这一点,它有助于了解泵设计一点,并考虑适合您的应用的各种泵样式。

In general, there are two main categories of pumps –动力学和正排量
Alfa Laval SRU Series Positive Displacement Pump
Alfa Laval SRU Series Positive Displacement Pump
AMPCO AC / AC +系列动力泵
AMPCO AC / AC +系列动力泵

Each of these categories is distinguished by the mechanics of how they transfer fluids.Pumps in both categories have advantages and disadvantages depending on your high-purity requirements, and both have the necessary hygienic features suitable for high-purity processing. This article will outline the following sanitary pumps for commonly used high-purity applications.

  • 离心
  • 液环
  • Rotary Lobe
  • 隔膜
  • 蠕动
  • 偏心圆盘

动力学泵

这种类型的泵(也称为“动态”或“旋转运动”)被设计成将动能赋予流体以转移。它们的特征在于使用叶轮以高速旋转以加速泵壳内的流体。通过叶轮赋予流体中的能量产生离心力,当流体推靠在壳体的外部区域时,产生压力。

这种压力是将产品从泵的排放口和通过工艺线路排出的力。

两种类型的动力学泵在高纯度处理中是常见的:


离心Pumps

这种风格是迄今为止动力泵设计最常见的例子。实际上,目前在加工行业中使用的所有泵的大部分都是离心的。

它们的可靠性,卫生设计和相对较低的成本使它们成为许多高纯度应用的流行选择。

离心泵通常是转移较低粘度流体的去选择。
Alfa Laval LKH Series Centrifugal Pump
Alfa Laval LKH Series Centrifugal Pump

Since less viscous liquids are much easier to accelerate with kinetic energy, centrifugal pumps can transfer them more efficiently than other designs.它们能够具有非常高的流速,具有一致的非脉冲流量,可用于需要极高输出压力的应用的多级版本。

然而,并非所有产品都适合离心泵。高速叶轮在泵壳内产生动态环境,这可能对某些剪切敏感流体有害。而一些离心泵能够将流体泵送粘度高达1000cps,一旦流体粘度超过约100cps,离心泵的效率显着下降。

好处
  • 优异的,用于转移低粘度液体
  • Available with hygienic design and traceability options for high-purity applications
  • 可以在泵出口处用阀门轻松调节流量
  • 与许多其他泵相比,低购买成本
  • 维护简单,可靠的设计简单且便宜
  • Small dimensional footprint
  • 稳定,无波动输出
  • 通过能够进行各种流量和压力输出的多级设计,在单级设计
  • 与含有一些悬浮颗粒或小固体的液体相容
缺点
  • 不推荐用于粘性液体
  • Not recommended for fluids with large suspended solids
  • 不推荐用于剪切敏感的液体
  • 有限的入口吸力(或“升降机”)。必须充分淹没入口以满足泵的净正极吸头(NPSH)要求以避免cavitation
  • 壳体中的湍流可引起壳体内表面上的表面腐蚀(粗糙)
  • 流速受到头部压力变化的影响
  • 叶轮的动态动作倾向于将空气纳入产品

来自阿尔法拉丁的LKH素质
Alfa Laval LKH Prime泵

液环泵

液环动力泵通常在加工应用中起着非常具体的作用。它旨在将含有夹带空气或气体的流体泵送,而不会失去素数- 标准离心泵在做的困难中有所作为。

这种设计特征使液体环泵成为高纯度处理应用中的清理(CIP)返回泵的优异选择。

While liquid ring pumps made by most top-quality manufacturers are 3A compliant with hygienic options, they may not be sufficiently hygienic for product contact in high-purity applications.

好处
  • Highly effective as a CIP return pump
  • 非常适合泵送含有空气或气体的液体
  • Capable of superior suction lift
  • 壳体半填充后自动起动
  • 需要最小的维护
缺点
  • Not recommended for high viscosity fluids
  • 通常不适用于产品处理应用的高纯度选项
  • Low capacity output compared to other standard centrifugal pumps

Positive Displacement (PD) Pumps

本泵类别的成员transfer fluid by capturing and moving specific volumes of fluid from the pump inlet to the pump outlet through the use of rotational mechanical force。与加速流体产生流动和压力的动力泵不同,PD泵通过物理迫使流体通过泵出口施加。

Several different designs of PD pumps are suitable for high-purity applications. Diaphragm or piston pumps use a reciprocating motion to transfer fluids and others; lobe or peristaltic pumps use a rotary motion to do the job.

无论设计如何,正排量泵都分享了一些常见特征。它们都在泵送高粘度流体时非常有效,其中一些高达100万CPS。

They are also known for their energy efficiency, gentle product handling, and the ability to maintain consistent flow rates in spite of fluctuating head pressures.


旋转叶泵

旋转叶泵有两个平行的轴,驱动裂片转子。当轴沿相反方向旋转时,转子上的凸叶交替地彼此啮合和未啮合,重复地产生坍塌的空腔以捕获流体。在泵入口附近裂片悬浮液,产生低压腔,有助于将流体拉入泵壳中。流体被捕获在叶片之间,并且围绕泵壳携带到排出口。当叶片靠近出口时,流体腔被压缩,产生高压并通过出口迫使流体。

制药和生物技术应用的常见选择,旋转叶泵随时可用,卫生选择使其适合高纯度处理。
Alfa Laval's SRU rotary lobe positive displacement pump
Alfa Laval SRU系列旋转叶泵

虽然主要用于传递高粘度流体,但旋转叶片泵也非常有效地在低压应用中转移较少的粘性流体。Because of their design, rotary lobe pumps are generally unaffected by system pressures, so they generate a constant flow regardless of changes in the process head pressure. And since they discharge a specific amount of fluid per revolution,通过改变泵速度,通常具有可变频率驱动器(VFD),容易控制它们的输出。

好处
  • 适用于高粘度液体
  • 可用作计量泵由于其准确,一致的输出
  • 轻轻地处理含有柔软或脆性固体的剪切敏感的流体和液体
  • Available with hygienic design and traceability options for high-purity applications
  • 流量输出不受头部压力变化的影响
  • 可逆的流动方向
  • Output can be controlled by varying drive speed
  • 如果湿润,吸力升力良好的吸力能力,可以自吸引
缺点
  • 低粘度流体可以在高输出压力下“滑动”,降低效率
  • 通常用电机/齿轮减速机单元驱动,从而产生大型占地面积
  • Cannot be shut off without recirculation
  • Moderate flow and pressure pulsation
  • 需要维护两个机械密封件
  • Some rotor styles may contact the casing causing particulate shedding
  • 初始成本通常高于离心者

Almatec卫生AODD泵
almatec.Sanitary Air-Operated Double-Diaphragm Pump

隔膜泵

Air operated diaphragm (AOD) or double-diaphragm (AODD) pumps (sometimes referred to as “membrane” pumps) are powered by compressed air rather than electric motors or drives.They repeatedly compress and decompress flexible diaphragms to pull fluid into the pump chamber then push it out.查看valves control the flow of fluid in and out of the pump chambers during each stroke. Diaphragms separate the pump drive components from the wetted area, so they don’t have a mechanical seal, which makes maintenance more straightforward and provides superior cleanability. It can also run dry for extended periods without damaging the pump.

隔膜泵对于计量应用非常优异,在高精度的音量控制至关重要。

为此原因,they are commonly used in high-purity processing for dosing, coating and filling operations, chromatography, fluid injection, and aseptic transfer of proteins, cells and other materials.

隔膜泵共同的一个特征是显着的脉动。虽然脉动阻尼装置可用于减少或消除不需要的脉动,但consider the use of an AODD carefully to be sure they meet the cleanability requirements of your high-purity application.

空气操作的隔膜泵,也称为“多用”泵,可以清洁(CIP)或蒸地(SIP)并重复使用多次。一次性版本具有仅为一个过程或批处理设计的泵室。通过一次性泵,泵室被移除并在每个过程后丢弃并用新腔室取代。

室内更换可以通过避免一些清洁和验证程序节省时间和金钱,并且它消除了批次或产品之间交叉污染的风险。如果产品经常更改并需要快速转换,则单使用AODD可以是明智的选择。

好处
  • 优异的高粘度流体,大悬浮固体或高悬浮固体含量
  • Well suited for hazardous environments due to the air-powered, intrinsically safe design
  • Common choice for areas where electricity is unavailable or not allowed
  • 提供各种金属和非金属材料
  • 泵可以长时间运行干燥而不会损坏泵
  • 自我启动
缺点
  • 大量流动和压力脉动
  • 不推荐用于高压应用;流体输出压力限于可驱动泵的空气压力,通常约为120 psi最大值
  • 与其他泵相比,最大最大流量能力
  • 振动和空气通风可以造成大量噪音

蠕动泵

在蠕动泵(有时称为滚筒泵,软管泵或管泵)中,流体包含在柔性管或软管内,该软管围绕圆形壳体的内圆周卷曲。管的端部连接到泵的入口和出口。具有两个或更多个凸起的单个转子安装在壳体的中心,并在壳体内旋转。

安装在凸起的尖端上的滚轮在夹点压缩管,在夹点之间捕获管中的非常精确控制的流体体积。当转子转动时,辊子交替地挤压管以迫使流体输出然后释放管以使其膨胀,在流体中通过入口绘制。

蠕动泵例证
蠕动泵
蠕动泵是在低流量,低压应用中转移无菌液的良好选择。

它们易于转移粘性液体和厚浆料,并且众所周知,可以轻轻地处理剪切敏感性液体,例如细胞悬浮液。它们非常准确,可以连续运行或索引部分旋转以提供较小的产品。

他们的设计非常适合制药和生物技术处理的超清洁需求。根据您的需求,套管内的管可以是“多用”或“单用”。在多用途应用中,管可以在运行之间彻底清洁和灭菌,并重新使用多次。在一次性策略中,管在每个过程之后处理,并且每批次使用新的管组件。这可以防止交叉污染的任何可能性,简化清洁,维护和验证程序。

好处
  • 剪切敏感液的温和处理
  • Excellent for viscous and aggressive fluids
  • 管可以很容易清洁和消毒以进行多用途
  • 一次性的油管消除有限公司ntamination concerns
  • 需要有限的维护
  • 设计防止回流和虹吸管而无需使用阀门
  • 准确控制流动。适用于计量应用
缺点
  • 与许多其他泵相比有限的最大流量
  • 管道将降低或磨损,需要定期更换
  • Moderate pulsation, particularly with high viscosity fluids at low rotational speeds
  • 有效性受流体粘度的限制

Mouvex C Series eccentric disc pump
Mouvex C Series Eccentric Disc Pump

偏心圆盘泵

偏心圆盘泵采用独特的泵送设计,对低粘度和高粘度应用非常有效。Its pumping action is created by a disc which is mounted on an eccentric shaft inside a cylinder.当轴旋转时,偏移盘会产生交替增加和降低尺寸的腔室。当腔室放大入口侧时,产品被吸入泵中。随着腔室在出口侧的尺寸的尺寸减小,产品被迫从泵出来。

This design has been used in Europe for many years and is gaining popularity in the U.S. because of its gentle product handling, leak-free design, and low maintenance.偏心圆盘泵还具有无密封设计,可消除泄漏并降低维护时间。

好处
  • Gentle product handling
  • 低脉动
  • Seal-less, leak-free design, and less maintenance required
  • 自我启动
  • 优秀吸力升降机
  • Cleanable by CIP or SIP
缺点
  • 与其他PD泵相比,最大流量低
  • 与其他PD泵相比,最大输出压力低
  • Cannot be used to pump water

下一步

使用来自中央州工业(CSI)的泵解决方案安全地将产品从点A到POINT B.雷竞技下载官方版

CSI is known in the sanitary stainless steel business as a market leader in the specification, sizing, and supply of pumping technology for hygienic industry processes. As a master distributor and pump supercenter, we have many pumps in stock and ready to ship today!

关于CSI.

Central States Industrial Equipment (CSI) is a leader in distribution of hygienic pipe, valves, fittings, pumps, heat exchangers, and MRO supplies for hygienic industrial processors, with four distribution facilities across the U.S. CSI also provides detail design and execution for hygienic process systems in the food, dairy, beverage, pharmaceutical, biotechnology, and personal care industries. Specializing in process piping, system start-ups, and cleaning systems, CSI leverages technology, intellectual property, and industry expertise to deliver solutions to processing problems. More information can be found atwww.xxshagua.com.

用于卫生应用选择右泵的指南

本指南适用于工程师,生产经理或任何涉及药物,生物技术和其他超清洁应用的适当泵选择的人。

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