Im Hygienic Design For sterile applications

Schon bei der konstruktiven Konzeption der Novalobe-Baureihe wurde besonderer Wert auf einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad gelegt. Durch das stimmige Verhältnis von Rotordurchmesser zu Rotorlänge, in Relation zum Achsabstand, bietet die Baureihe höchste Volumeneffizienz. Novalobe wurde sowohl für Links- als auch für Rechtslauf konzipiert, entspricht den Richtlinien von GMP, FDA, EHEDG, QHD und 3A und setzt die folgenden Prinzipien des sterilen Designs um:

Neben diesen Kriterien weist die Drehkolbenpumpe zwei weitere Vorteile auf. Erstens setzt der Hersteller ein synchronisiertes Getriebe mit definierten Abständen ein, um ein Anlaufen der beiden Rotoren zu vermeiden. Dies verhindert das Verunreinigen des Fördermediums mit Partikeln der Rotoren. Zum zweiten erreicht die Reinigungslösung jeden Punkt im Pumpengehäuse und erfüllt somit die strikten Vorschriften für Reinigung und Dampfsterilisation. Im gesamten medienberührten Bereich gibt es weder Toträume noch schwer oder nicht abreinigbare Spalten. Der Gehäusedeckel ohne Ausbuchtungen und die vollständig reinigbare Rotorschraube mit O-Ring vervollständigen die EHEDG-konforme Konstruktion. Im Gehäusedeckel können zusätzliche Optionen wie ein Überdruckventil, Heiz- bzw. Kühlmantel, aseptische O-Ring-Anordnung oder ein Datenanschluss integriert werden.

Während Drehkolbenpumpen häufig mit horizontalen Anschlüssen ausgestattet sind, erfordern es die Vorschriften der Steriltechnik nach vollständiger Restentleerbarkeit, das Gehäuse zu drehen und die Anschlüsse vertikal anzuordnen. Diesem Anspruch wurde durch flexibel einsetzbare, höhenverstellbare Edelstahlfüße Rechnung getragen. Diese Füße erleichtern die Ausrichtung der Pumpe an Getriebemotor und Kupplung und reduzieren zeitaufwendige Justierungen.

Für die neue Baureihe wurde eine spezielle Rotorfixierung entwickelt; Präzisionszylinder dienen als Antriebs- und Fixierungshilfe. Der Vorteil dieser Fixierung ist die wesentlich bessere Kontrolle der Toleranzen, Verringerung der Vibrationen, Reduzierung der Abnutzung, die bessere Laufruhe und die geringeren Life Cycle Costs (LCC). Die Kombination von Rotor und Zylindern ist vollständig von Fördermedium und Reinigungslösung abgedichtet. Die unterschiedlichen Rotorprofile ermöglichen eine individuelle Anpassung an das Fördermedium. Einflügelige Rotoren eignen sich besonders für hochviskose, teigige Medien und mehrflügelige (Multi-Lobe) Rotoren für scherempfindliche Produkte mit geringer Pulsation und kleinem Net Positive Inlet Pressure (NPIP). Alle Rotortypen sind leicht austauschbar und halten Betriebstemperaturen bis 150 °C stand.

Novalobe-Pumpen sind mit servicefreundlichen Gleitringdichtungen in unterschiedlichen Varianten ausgestattet. Die Dichtungen lassen sich ohne Ausbau der Pumpe aus der Rohrleitung von der Frontseite auswechseln. Sie sind spaltfrei, werden stets vom Medium umspült und entsprechen den Richtlinien des Hygienic Design. Die austauschbare Wellenschutzhülse reduziert die LCC und erleichtert die Wartung. Die Gleitringdichtungen sind in verschiedenen Werkstoffpaarungen erhältlich.

Das Rotorgehäuse der Pumpe ist für die Ausstattung mit allen handelsüblichen Anschlüssen – Gewinde, Flansch und Clamps – ausgelegt. Die Gehäuse können ohne zusätzliches Zwischenstück sowohl für metrische als auch für zöllische Anschlüsse eingesetzt werden. Die Oberflächenrauigkeit Ra der produktberührten Bauteile ist standardmäßig #0,8 µm. Wird für hochsterile Applikationen eine höhere Oberflächengüte verlangt, kann die Novalobe mit einer Oberflächenrauigkeit von #0,4 µm gefertigt werden.

Novalobe-Pumpen sind in unterschiedlichen Materialien verfügbar, zu den gängigen Varianten zählen Edelstahl in 316L (1.4404) und die ferritarme Variante in 1.4435. Für spezielle Anforderungen stehen Hastelloy und andere Sonderlegierungen auf Anfrage zur Verfügung. Die Rückverfolgbarkeit der ein- gesetzten Werkstoffe kann durch 3.1- Zertifikate und FDA-Bescheinigungen garantiert werden.

The Novalobe range of pumps has been designed for bi-directional flow in accordance with the GMP, FDA, EHEDG, QHD and 3A industry standards and incorporates the following accepted principles for sterile design:

In addition, the rotary lobe positive-displacement pump design offers two further unique characteristics. Firstly, it utilises a synchronised gear assembly, which guarantees zero contact between the contra-rotating, pumping rotors by means of a pre-determined clearance. This eliminates pos-sible shedding of pump material into the pumped media – a cause of contamination and a problem often associated with eccentric screw, peristaltic, gear and flexible impeller pump types. Secondly, the pumping chamber is fully swept, making it suitable for even the most stringent CIP and SIP steam regimes. There are no potential trapped volumes of liquid, dead zones or crevices within the fully swept chamber, ensuring the highest sterile standards are maintained. The Novalobe range is designed with a flush front cover and flush rotor fixing screw with a sealed O-ring arrangement in accordance with EHEDG design guidelines. The front cover can incorporate ancillary equipment such as integral pressure relief valves, thermal jackets, aseptic sealing systems and “smart” pump data acquisition technology.

Whilst rotary lobe pumps are traditionally mounted with horizontal connections to comply with the sterile requirements for full drainability, this pump must be rotated so that the connections are in the vertical plane. The Novalobe has multi-mount feet, which can easily change the connection orientation to accommodate both requirements. The feet also incorporate a degree of height adjustment for easy alignment with drive motors and couplings, eliminating the need for time-consuming shimming.

A unique rotor mounting arrangement has been introduced with the Novalobe, incorporating the use of precision-ground cylinders as drive and rotor location devices. The advantage of this is greater geometrical tolerance control, providing reduced vibration and associated fretting wear, lower noise levels and reduced life cycle costs. The arrangement is totally sealed from both the pump and the seal flush media.

Rotor profile options are available to suit particular product characteristics, including single-wing for high-viscosity dough-like products, bi-wing for general applications and cycloidal multi-lobe for low pulsation, low NPIPr, low noise and gentle handling of shear-sensitive products. All rotor types are designed for complete interchangeability and capable of 150 °C operating temperature as standard.

Novalobe mechanical seals are specifically designed for applications where viscosities can be high and speeds low, leading to high starting torque characteristics. The pumps are equipped with front loading, single, flushed and double seal arrangements in sleeved cartridge formats, offering user-friendly seal inspection and servicing and minimising down time. The seals are positioned directly in the flow of the pumped media and cleaning solutions, and are crevice-free in compliance with the criteria for sterile engineering. The replaceable shaft sleeve design reduces life cycle costs and simplifies the seal replacement process. Different material options are available for the mechanical seal face. The pump rotor cases are fitted with large port sizes as standard with any commercially available connection types, including threaded, flanged and clamp designs. These cases can be supplied to suit both imperial and metric formats, eliminating the need for pipe adapters and maintaining uniformity across port dimensions.

The standard surface finish is #0.8 µm Ra. and can be improved to <0.4 µm Ra.. Novalobe pumps are available in 316 low-carbon stainless steel 1.4404, low-ferrite 1.4435, Hastelloy and other special alloys. Material traceability certification can be provided to EN 10.204 3.1 with FDA approval for the seal materials.

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