piFlow-p SMART – A vákuumos anyagszállítás még magasabb szintre emelése

Piab logóA cégünk által több, mint 2 évtizede forgalmazott és méltán népszerű PIAB vákuumos anyagszállító készülékek új nemzedéke jelenik meg az új naptári évvel együtt – a piFlow-p (p = pharma; gyógyszeripari kivitelű) sorozat SMART névvel illetett változata.

A piFlow-p készülék továbbfejlesztett változata valójában egy mini „pneumatikus szállító rendszer”, önálló vezérlő egységgel és az anyagszállító vezetékbe épített működtetett szelepekkel.

A PIAB vákuumos pneumatikus anyagszállító készülékek rendkívül sok területen használhatók – ennek köszönhetően ezidáig már 175 ilyen berendezést értékesítettünk különböző iparági felhasználóknak. Mivel gyakorlatilag minden szállítandó anyag más, nem lehet előre megjósolni, hogy milyen szállítási és ürítési időbeállításokkal kell a készülékkel dolgozni – a pneumatikus szállítási folyamat optimalizálása „empirikus műfaj”. Ha ugyanis a szállítási fázis idejét túl hosszúra választjuk (mondván: hadd menjen csak az anyag minél hosszabb ideig, végezzünk minél előbb), előfordulhat, hogy a készülék belső anyagfogadó tere megtelik és a beállított szállítási idő egy része kihasználatlanul kárba vész. Ha az anyag készülékből való kiürítésére szánt időt választjuk túl rövidre (ismét csak a szállítóteljesítmény „hajszolása” okán), az anyag esetleg nem tud maradéktalanul kiürülni a készülékből és néhány szállítási ciklus alatt úgy felszaporodik, hogy megint csak ellehetetlenül a folyamat. Az anyagszállítási idő túl rövidre, ill. az ürítési idő túl hosszúra való beállítása természetszerűleg az elérhető szállítóteljesítményt rontja.

Ezen felül alapvető a szállító levegő (esetleg nitrogén) és a szállított anyag egymáshoz való ideális arányának megtalálása, ugyancsak az elérhető szállítóteljesítmény maximalizálása, másrészt a szállító vezetékben való dugulás elkerülése érdekében.

Az ideális beállítások megtalálása szakértelmet, tapasztalatot és főleg nem kevés időt igényel – legalábbis így volt ez eddig. Ezen a helyzeten változtat alapjaiban a piFlow-p SMART rendszer.

A piFlow-p SMART rendszer a szállítási kapacitás maximalizálása és az optimalizálási idő lerövidítése érdekében került kifejlesztésére. Ezt a vezérlő egység szoftvere, ill. ennek köszönhető „öntanuló” tulajdonsága, valamint a különböző szállítandó anyagokhoz tartozó ideális paraméter együttes („receptek”) tárolhatósága teszi lehetővé. Ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy a piFlow-p SMART rendszernek is vannak korlátai, azaz, ha egy adott anyag valamilyen oknál fogva a klasszikus PIAB szállító készülékekkel „kézi üzemmódban” nem szállítható, akkor előfordulhat, hogy ezzel az új rendszerrel sem (bár ez az esetek elenyészően kevés része).

A piFlow-p SMART rendszer „szíve” a jelenlegi piFlow-p pneumatikus szállító készülékeket is működtető sűrített levegős vákuumszivattyú (l. 1. ábra – 1). A rendszer „érzékszervei” a hengeres készüléktestbe beépített kapacitív szintérzékelők (8, 10). Ezek a készüléktestbe beérkező anyag (alsó és felső) szintjét érzékelik és jeleket továbbítanak a rendszer „agyába”, az elektromos vezérlő egységbe (2), amely a rendszer funkcióit vezérli egy szoftver segítségével. A szintérzékelők helyzete és kalibrált érzékenysége rögzített, azon a későbbiekben nem lehet változtatni, mert a szoftverhez kalibrált szintérzékelők által szolgáltatott adatok alapvető fontosságúak a vezérlő szoftver helyes működése szempontjából.

A szállítandó anyag az anyagfeladó ponton (4) kerül a vákuumos anyagszállító rendszerbe, majd egy működtetett szelep segítségével (5) megtörténik a megfelelő mennyiségű szállító levegő hozzáadása. Az anyag szállítása addig folytatódik, amíg az anyag szintje el nem éri a felső szintérzékelőt (8). Ekkor a vezérlés leállítja a vákuumszivattyút, az anyagszállítás megszűnik, a készülék alsó elzáró szerelvénye (7) kinyílik és az anyag kiürül. A kiürítés ideje alatt megtörténik a belső szűrőbetét (9) és a szintérzékelők tisztítása. Amikor az alsó szintérzékelő (10) már nem érzékel anyagot, az elzáró szerelvény bezár, a vákuumszivattyú újra működésbe lép és a ciklus kezdődik elölről.

1. ábra A piFlow-p SMART vákuumos anyagszállító rendszer

1. ábra A piFlow-p SMART vákuumos anyagszállító rendszer

A rendszer tovább fejlesztésének másik eleme a szállító levegőáram automatikus optimalizálása. Új anyag szállításának kezdetén a levegő beengedő szelep (5) teljesen nyitott állapotban van, majd a szelep kis lépésenként, fokozatosan záródik el. Ezzel a módszerrel a rendszer önmaga (a kezelő beavatkozása nélkül) találja meg az ideális szállított anyag/levegő arányt a pneumatikus szállításhoz, ami a későbbiekben garantálja a dugulások elkerülését a szállító csővezetékben.

Új anyag esetén a rendszer beindítása utáni első 3-5 szállítási ciklus a „kalibrálási szakasz”, majd a következő 2 – 2,5 perc a „finom hangolás”, amikor a szoftver közelíti a paramétereket az optimumhoz. Az anyagok túlnyomó része esetében azt mondhatjuk, hogy a beindítás utáni 5 – 10 perc elegendő a rendszernek az optimális paraméterek megtalálásához. Ezt követően a paraméter együttes „receptként” elmenthető.

A fentieknek köszönhetően az optimális beállítások megtalálása egy új anyag esetén akár 6-10-szer gyorsabban történik a piFlow-p SMART rendszer automata üzemmódjában, mint a hagyományos piFlow készülékek esetén „kézi” üzemmódban (lásd 2. ábra – az optimális paraméterek beállítási idejének összehasonlítása piFlow-p SMART rendszer és hagyományos készülékek esetén). Ezt követően a vezérlés folyamatosan ellenőrzi a folyamat paramétereit és optimális értéken tartja azokat.

2. ábra Beállítási idők összehasonlítása

2. ábra Beállítási idők összehasonlítása

Ugyanakkor a piFlow-p SMART rendszer félautomata és kézi üzemmódban is használható a szállított anyag/levegő arány, ill. a folyamat-paraméterek kezelő általi megadásával – pl. akkor, ha szívólándzsával kívánunk egy anyagot a pneumatikus szállító rendszerbe feladni.

Ha az anyagszállító útvonal hosszú függőleges szakasz(oka)t tartalmaz (> 6-8 m), a vákuumszivattyú leállásakor az épp a függőleges szakaszban tartózkodó anyag visszaesik a függőleges szakasz aljára. Az anyag tulajdonságaitól függően ez akár dugót is képezhet, amelyet a vákuumszivattyú újraindulásakor nehézkes, vagy lehetetlen megindítani. Ennek elkerülésére célszerű a vezetékbe egy „csőürítő” szelep-egységet beépíteni (lásd 1. ábra – 3), amelynek segítségével a függőleges csőszakasz a vákuumszivattyú leállása előtt anyagmentesre járatható (egy hasonló, bár lényegesen egyszerűbb szelep a klasszikus PIAB vákuumos anyagszállító berendezésekhez jelenleg is használható az ehhez szükséges CU-2 pneumatikus vezérlő egységet alkalmazva).

A fenti fejlesztések eredményeképpen a piFlow-p SMART rendszer automata üzemmódban az elérhető szállítóteljesítményt és az üzembiztonságot maximalizálja, ugyanakkor egy kevésbé tapasztalt, vagy szakképzetlen kezelő is eredményesen használhatja a siker reményében.

A piFlow-p berendezésekkel kapcsolatos újdonság továbbá a berendezésekbe modulárisan beszerelhető WIP (Wash-In-Place) modul (ld. 3. ábra). Ez nem csak a SMART rendszerre, hanem a „klasszikus” piFlow-p (azaz gyógyszeripari kivitelű) berendezésekre is érvényes.

A modul 3 db kisméretű mosófejet tartalmaz, melyekhez csővezetéken mosófolyadék vezethető.

3. ábra Mosó egység bontás nélküli tisztításra

3. ábra Mosó egység bontás nélküli tisztításra

Az anyagszállítási kampány végén a vákuumos anyagszállító berendezés belső, anyaggal érintkező felülete a mosófejekkel pormentesre mosható. A mosás a mosófolyadék-vezetékbe szerelt kézi, vagy működtetett szeleppel indítható. Ezt a mosást természetesen általában követnie kell az illetékes minőségbiztosítás által előírt validált tisztítási eljárásnak.

piFlow-p SMART – A vákuumos anyagszállítás még magasabb szintre emelése
2. ábra Beállítási idők összehasonlítása
3. ábra Mosó egység bontás nélküli tisztításra
Piab logó
Piab logó