The Sequential Processing Challenge
Efnaframleiðendur samninga og lyfjaframleiðendur nota sama búnaðinn til að vinna mismunandi vörur. Reactor má hita vöru A á mánudegi, vera hreinsað og hita vöru B á þriðjudag. Varmaskiptir sem sökkt er í reactor snertir báðar vörurnar. Þrátt fyrir ítarlega hreinsun á milli lota getur yfirborð varmaskipta varðveitt snefilmagn af vöru A sem mengar vöru B.
Málmvarmaskipti eru sérstaklega erfið fyrir raðvinnslu. Oxíð yfirborð þeirra er ör-gróft og efnafræðilega virkt. Vörusameindir aðsogast á oxíðlagið, dreifist inn í ör-sprungur á yfirborði og standast fjarlægingu við hreinsun. Afgangsmengunin, jafnvel í hlutum-á hverri-milljón, getur verið óviðunandi fyrir lyfjafræðilega hreinleikastaðla eða getur hvatt óæskileg viðbrögð í næstu vöru.
PTFE-varmaskiptir hefur ó-gleypið, ekki-gljúpt, sameindaslétt yfirborð. Afurðasameindir aðsogast ekki. Þeir komast ekki í gegn. Þau eru fjarlægð alveg með venjulegum hreinsunaraðferðum. Kross-baðmengun frá yfirborði hitaskipta er nánast eytt.
Yfirborðsgleypni á málmum
Yfirborð úr ryðfríu stáli og títan er þakið óvirkri oxíðfilmu-Cr₂O₃ og Fe₂O₃ á ryðfríu stáli, TiO₂ á títan. Þessar oxíðfilmur eru með yfirborðshýdroxýlhópa (-OH) sem geta vetnis-tengt lífrænum sameindum í vinnsluvökvanum. Vetnisbindingin er veik hvert fyrir sig en sameiginlega nógu sterk til að halda sameindalagi af vörunni á yfirborðinu eftir tæmingu.
Oxíðyfirborðið er ör-gróft, með eiginleika á kvarðanum 0,1-1,0 μm. Afurðasameindir geta festst líkamlega í þessum yfirborðsóreglum. Föstu sameindirnar eru varin fyrir hreinsilausninni og ekki er heimilt að fjarlægja þær með hefðbundnum hreinsunaraðferðum.
Þegar næsta afurð er sett á markað desogast leifar vöru A sameindarinnar hægt niður í vöru B. Mengunin gæti ekki greinst fyrr en vara B stenst ekki gæðapróf, en þá getur lotan verið eytt.
| Yfirborðsgleypnifæribreyta | Ryðfrítt stál | Títan | PTFE |
|---|---|---|---|
| Yfirborðsefnafræði | Cr₂O₃/Fe₂O₃ með -OH hópum | TiO₂ með -OH hópum | -CF₂- (engir skauthópar) |
| Yfirborðsgrófleiki (Ra, μm) | 0.5-3.0 | 0.3-2.0 | 0.1-0.3 |
| Lífræn aðsogstilhneiging | Miðlungs-Hátt | Í meðallagi | Mjög lágt |
| Hreinsun | Gott (þarfst árásargjarnra efna) | Gott | Frábært (vatnsskolun nægir fyrir margar vörur) |
| Leifar eftir hreinsun (ug/cm²) | 0.5-5 | 0.2-3 | < 0.1 |
| Krossmengunarhætta- | Í meðallagi | Lágt-Hóflegt | Mjög lágt |
Einföldun hreinsunarprófunar
Lyfja- og matvæla--ferlar krefjast fullgiltra hreinsunaraðferða sem sýna fram á að fyrri vöru hafi verið fjarlægð niður fyrir viðunandi magn leifa. Staðfestingin felur í sér að þurrka yfirborð varmaskiptasins eftir hreinsun og greina þurrkinn með tilliti til afgangsefna. Staðfestingin er endurtekin reglulega og hvenær sem röð vörunnar breytist.
Málmvarmaskiptar, með frásogandi yfirborði þeirra, þarfnast árásargjarnrar hreinsunar-heitt ætandi, sýrupassunar, víðtækrar skolunar-til að ná hámarksleifum. Hreinsunarferlið er flókið, tímafrekt-og sjálft verður að staðfesta það. Hver hreinsunarlota myndar úrgangsstraum sem þarf að meðhöndla.
PTFE skiptarar, með ó-gleypandi yfirborði, þrífa auðveldara. Milda hreinsiefni, styttri hreinsunartímar og minna skolvatn ná tilskildum leifum. Einfaldara er að sannreyna hreinsunarferlið. Úrgangsstraumurinn er minni. Hreinsunartíminn er styttri, sem eykur framboð á búnaði til framleiðslu.
Ákvörðunin um sérstakan vs. sameiginlegan búnað
Í sumum atvinnugreinum er hættan á víxlmengun álitin svo mikil að-sérstakur búnaður-varmaskiptar fyrir hverja vöru-er tilgreindur. Þessi aðferð útilokar kross-mengun en margfaldar fjármagnskostnað.
PTFE varmaskiptir, með nærri-núll frásog og framúrskarandi hreinsunarhæfileika, gerir sameiginlegan búnað kleift að nota án þess að-víxlmengun sé hætta á að málmskipti séu. Fjármagnskostnaðarsparnaður vegna sameiginlegs búnaðar getur verið umtalsverður-einn PTFE skiptari sem þjónar mörgum vörum í stað margra sérstakra skipta.
Samantekt
PTFE varmaskiptarar koma í veg fyrir kross-mengun í baði í raðvinnslu í gegnum ó-gleypið, sameindaslétt yfirborð þeirra sem heldur ekki afurðasameindum. Málmoxíð yfirborð gleypa lífræn efni og fanga leifar í yfirborðsgrófleika, sem skapar kross-mengunarhættu jafnvel eftir hreinsun. PTFE einfaldar sannprófun hreinsunar, dregur úr þriftíma og sóun og gerir sameiginlega búnaðarnotkun kleift þar sem annars væri þörf á sérstökum skiptum.
Verkfræðiaðstoð fyrir PTFE-varmaskiptaforskriftir í fjöl-vöru- og lyfjaforritum er fáanlegur þegar framvísað er efnafræði vöru, hreinsunaraðferðum, leifamörkum og núverandi áhyggjum um kross-mengun.
