Come Vengono Prodotti i Bioreattori? Standard di Fabbricazione, Finitura Superficiale e Validazione

Come vengono prodotti i bioreattori?

Rispondendo alla domanda fondamentale:Come si realizza un bioreattore, e in che modo è diverso dalla costruzione di un normale recipiente a pressione?Un bioreattore è costruito secondo gli stessi codici di pressione di qualsiasi recipiente, ma la produzione aggiunge uno strato asettico di requisiti che regola ogni superficie di contatto del prodotto.Le saldature a contatto dei prodotti sono realizzate con saldatura orbitale automatica piuttosto che con processi manuali, con depurazione con argon per limitare l'ossidazione delle zone colpite dal calore a un colore di paglia o blu chiaro.le connessioni di ramificazione hanno un rapporto L/D della gamba morta pari o inferiore a 2, e ogni saldatura interna viene ispezionata al boroscopio. Il risultato è verificato mediante idrotest a 1,3 volte la pressione di progetto, una tenuta sterile a 121°C e un pacchetto di documentazione di convalida a supporto di DQ,QI, OQ e PQ.

1. Requisiti di progettazione asettica durante la produzione

Tre requisiti separano la produzione di bioreattori dalla fabbricazione generale di recipienti, e tutti e tre devono essere progettati e non ispezionati successivamente:

• Saldatura e depurazione igieniche:Le giunzioni dei tubi e dei tubi di contatto del prodotto sono realizzate con saldatura automatica a arco di tungsteno a gas orbitale utilizzando una procedura qualificata che fissa corrente, frequenza di impulso, velocità di percorrenza e gas di schermatura.La saldatura viene pulita con argon all'interno a 5-15 L/min in modo che la perla interna rimanga luminosaL'ossidazione che passa da paglia a blu a grigio indica un aumento del contenuto di ossigeno e una ridotta resistenza alla corrosione.I criteri di accettazione richiedono in genere una convessione interna della perla inferiore al 10% dello spessore della parete, senza concavità, senza crepe o mancanza di fusione, e piena penetrazione confermata da un esame boroscopico con ingrandimento pari o superiore a 10 volte.
• Finitura e pulizia della superficie:ASME-BPE definisce i gradi di finitura superficiale da SF0 a SF6.4 μm e menoL'elettropolizia è una soluzione elettrochimica controllata che rimuove 5-20 μm di materiale, eliminando lo strato smaltato e l'abrasivo incorporato dalla lucidatura meccanica.Perché la convalida della pulizia dipende dalla rimozione ripetibile del terreno, la finitura deve essere verificata con letture del profilometro in punti definiti piuttosto che con un confronto visivo con un buono standard.
• Dreniabilità e controllo delle gambe morte:Un recipiente asettico deve essere completamente drenato e non deve contenere sacche in cui il prodotto stagni tra i lotti.La produzione specifica quindi una pendenza minima di 1-3 gradi sul fondo del recipiente verso l'uscita, orientamento dell'ugello auto-drainante, valvole diaframma-valvola con rapporto L/D della gamba morta pari o inferiore a 2 e sigilli statici zero su tutti i collegamenti del prodotto.altri dispositivi di fissaggio, e giunzioni per i fianchi nella zona del prodotto, motivo per cui gli accessori igienici come le tri-clamp e le connessioni di unione asettica sostituiscono le giunzioni a flange e filettate lungo tutto il percorso del prodotto.

2- il pacchetto di verifica, di prova e di convalida

La produzione si conclude con una sequenza di verifiche che producono le prove richieste dai regolatori e dai clienti.

• Prova di pressione e di sterilità:Dopo la fabbricazione, il recipiente viene idrotestato a una pressione 1,3 volte superiore a quella di progetto con acqua con un contenuto di cloruro inferiore a 50 ppm, tenuto per 30-60 minuti, quindi drenato e asciugato per evitare la formazione di buche di cloruro.Succede un test di tenuta sterile: il recipiente chiuso viene cotto a vapore a 121°C per 30 minuti e tenuto sotto pressione positiva mentre vengono monitorate tutte le superfici di contatto con il prodotto;che conferma che il recipiente mantiene l'uniformità della temperatura entro ±1°C in tutte le posizioni della termocoppia e mantiene la pressione senza perdita durante il periodo di tenutaI sigilli degli agitatori sono sottoposti a prova di perdita separatamente, mentre i filtri di gas sterili sono sottoposti a prova di integrità per flusso in avanti o punto di bolla.
• Documentazione Da consegnare:Il pacchetto di convalida inizia con la prova della qualifica del progetto: disegni, P&ID, certificati di materiali secondo la norma EN 10204 3.1La qualifica di installazione aggiunge disegni come costruiti,certificati di taratura dello strumento riconducibili alle norme nazionaliLa qualifica operativa dimostra che ciascuna funzione di controllo si svolge su tutta la sua gamma, compresa la velocità dell'agitatore,accuratezza del controllo della temperatura, controllo della pressione e prestazioni del ciclo SIP. Il fabbricante deve fornire tutto ciò in un formato che il proprietario possa incorporare direttamente nel proprio piano guida di convalida.
• Controllo della pulizia e del giro d'affari:Prima della spedizione il recipiente viene pulito, passivato e protetto, con le superfici interne risciacquate a un livello di cloruro inferiore a 25 ppm e asciugate con aria filtrata.La copertura CIP è verificata spruzzando le superfici interne con una soluzione di riboflavina, eseguendo il ciclo di pulizia standard, e ispezionando sotto luce ultravioletta per la fluorescenza residua, che indica le zone oscurate che la pulizia non può raggiungere.Qualsiasi residuo fluorescente richiede il riposizionamento del dispositivo di spruzzatura o una copertura aggiuntiva dello spruzzoIl recipiente viene quindi sigillato, etichettato e spedito con un essiccante e una coperta di azoto positivo per preservare la condizione finita.

Gradi di finitura superficiale ASME-BPE nella produzione di bioreattori

Domande frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra la produzione di un fermentatore e la produzione di un bioreattore?

R: Sono recipienti meccanicamente molto simili; la differenza risiede nei criteri di accettazione applicati alle superfici a contatto con il prodotto.Un bioreattore per il servizio farmaceutico o alimentare di alta purezza richiede saldatura orbitale automatica con depurazione interna di argon e ispezione boroscopica di ogni saldatura interna, superfici polite a Ra 0,4 μm o meno, valvole del diaframma con proporzioni di gambe morte pari o inferiori a 2, fondali inclinati e completamente drenabili e un pacchetto di documentazione formale a supporto di DQ, IQ, OQ,e PQ- un fermentatore industriale di etanolo o di acque reflue costruito secondo lo stesso codice di pressione può utilizzare saldature manuali, una finitura a molino o lucidata meccanicamente e una relazione standard dei dati del fabbricante,che riduce sostanzialmente i costi di fabbricazione.

D: Perché le saldature orbitali devono essere ispezionate con un boroscopio?

R: Poiché gli attributi critici di qualità di una saldatura asettica si trovano all'interno del tubo, dove non possono essere visti dall'esterno e dove la finitura superficiale, l'ossidazionela geometria di penetrazione determina sia la pulizia che la resistenza alla corrosioneUn boroscopio con ingrandimento pari o superiore a 10 volte rivela penetrazione incompleta, concavità, disallineamento, inclusioni di tungsteno,e scolorimento delle zone colpite dal calore, che va da una colorazione accettabile di paglia, passando per un blu marginale, a un grigio o nero rifiutabile.Questi difetti sono invisibili in radiografia a spessori di parete tipici e non possono essere rilevati da prove di pressione, quindi l'esame boroscopico è l'unico metodo di verifica pratico.

D: Come viene misurata e documentata la rugosità superficiale?

A: La rugosità è misurata con un profilometro a contatto utilizzando uno stilo di diamante con un raggio di punta di 2 μm, secondo ISO 4287 o ASME B46.1, con il valore Ra calcolato in media su una durata di valutazione definita e generalmente riportato come media di almeno tre letture per luogo.Le misure sono effettuate su aree rappresentative, comprese le saldature., zone colpite dal calore e regioni formate, poiché queste zone sono generalmente più ruvide della piastra piatta.e i valori misurati rispetto al grado SF specificato, e fa parte della prova di qualificazione del progetto nel pacchetto di convalida.

D: I bioreattori costruiti al di fuori dell'Europa o del Nord America soddisfano gli stessi standard?

R: Sì, quando l'acquirente specifica il codice e verifica la conformità.alla norma EN 13445 con marcatura CE ai sensi della direttiva 2014/68/UE relativa alle apparecchiature a pressione, e ai requisiti igienici ASME-BPE, e forniscono certificati di materiali EN 10204 3.1, procedure di saldatura qualificate per ASME IX e rapporti di ispezione di terzi.Il controllo critico è la verifica indipendente: l'acquirente dovrebbe incaricare un'agenzia di ispezione esterna di assistere all'idrotest, di esaminare la mappa della saldatura e i registri NDT e di confermare le misurazioni della finitura superficiale prima del rilascio per la spedizione.

Tag:Reattore in acciaio inossidabile,Sistema di reattore chimico,Reattore chimico industriale