В стерильном процессе негерметичность опасна не столько потерей продукта, сколько обратным направлением: при охлаждении после стерилизации или при разрежении аппарат затягивает воздух цеха через неплотные уплотнения. Поэтому перед каждым стерильным циклом или хотя бы по графику реактор проверяют на герметичность. Самый доступный метод — тест падением давления.
Исходные данные — условный пример
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Свободный объём над продуктом (или пустого аппарата) | 0,4 м³ |
| Испытательное избыточное давление | 0,2 МПа (300 кПа абсолютного) |
| Длительность теста | 30 мин (1800 с) |
| Зафиксированное падение давления | 1,5 кПа |
| Изменение температуры газа за время теста | снижение на 0,5 К |
Расчёт по шагам
- Кажущаяся утечка. Q = V × Δp / Δt = 0,4 × 1500 / 1800 ≈ 0,33 Па·м³/с, или около 3,3 мбар·л/с.
- Поправка на температуру. Давление газа пропорционально абсолютной температуре. При 293 К охлаждение на 0,5 К снижает давление на 300 × 0,5 / 293 ≈ 0,51 кПа — эта часть падения не связана с утечкой.
- Истинная утечка. Δp утечки = 1,5 − 0,51 ≈ 0,99 кПа, Q ≈ 0,4 × 990 / 1800 ≈ 0,22 Па·м³/с.
- Сравнение с критерием. Допустимую утечку устанавливают при квалификации аппарата. Если результат выше критерия, ищут место утечки, а не повторяют тест до «удачного» результата.
Изменение температуры газа всего на 1 К при таком давлении меняет его примерно на 1 кПа — без стабилизации температуры тест на герметичность теряет смысл.
Где обычно теряется герметичность
- Уплотнение вала мешалки. Одинарное торцевое уплотнение изнашивается быстрее всего; для стерильных процессов применяют двойное уплотнение с барьерной средой или магнитную муфту.
- Прокладка люка. Эластомер стареет от многократной стерилизации паром и теряет упругость.
- Смотровые стёкла и светильники. Уплотнения стекла работают в тяжёлом температурном режиме.
- Клапаны и пробоотборники. Особенно те, что открываются и закрываются в каждом цикле.
- Присоединения датчиков. Санитарные соединения с неправильно подобранными или пережатыми прокладками.
Как держать реактор герметичным
- включить тест падением давления в процедуру подготовки к стерильному циклу;
- менять уплотнения по графику, а не по факту утечки;
- выбирать материалы уплотнений, рассчитанные на многократную стерилизацию паром;
- поддерживать в аппарате небольшое избыточное давление стерильного газа во время процесса.
Реакторы и ферментеры для стерильных процессов
Промышленный ферментер Сушилка22 рассчитан на избыточное давление до 0,3 МПа и вакуум для стерилизации, оснащается фильтрами 0,22 мкм на газовых линиях. Промышленные реакторы выпускаются для давления до 6000 мбар и вакуума до −1000 мбар, для хранения стерильных растворов подойдут герметичные ёмкости.
Подберём уплотнения и конструкцию под ваш стерильный процесс: +7 906 968-1922, sales@sushilka22.ru.