Mantenimiento y Localizacion de Averias en Una Liofilizacion

VirTis * FTS * Genevac * Hotpack * Hull

Helping you make more time for science

Mantenimiento y

Localizacion de Averias en una Liofilizadora

Reconocimientos:

Ted Sutherland

Vice Presidente de Ingenieria (jubilado)

&

Matt Dellinger

Ingeniero de Servico



Conceptos Claves• Sistemas de Vacio

- Tipos, especificaciones - Prueba de velocidad de escape- Modulos comunes de fallas - Avisos (tips) para aplicaciones no acuosas

• Sistema de Refrigeracion -Tipos, especificaciones- Pruebas de funccionamiento - Modulos comunes de fallas

• Mantenimiento Basico y Avisos (tips) de Diagnostico - Importancia del medio ambiente - Limpieza y cuidados de la bomba de vacio

• Preguntas y Respuestas



Bombas de Vacio para Liofilizadoras

Tipos de bombas de vacio utilizadas en liofilizadoras:• Aspas Rotatorias de Aceite Sellado

– Pequenas liofilizadoras (investigacion)

• Bombas Secas – Estas bombas son libre de aceite (investigacion y

produccion)

• Extractor Mecanico (Rotary Lobe Booster)– Velocidad de bombeo adicional para una evacuacion

mucho mas rapida (usualmente en escala de produccion)

• Anillo de Agua (Anillo Liquido)– Evacuacion despues de la esterilizacion de vapor

(escala de produccion)

Presiones tipicas

operativas para liofilizacion 10-500 mT

o 13-666 µbar

Debe de jalar desde presion atmosferica a 100 mT (133 µbar) en 20-30 minutos. Baja presion deseada = <10 mT/13µbar

Proposito Principal: Remover gases no condensables y superar fugas pequenas en el sistema de vacio



Bomba de Vacio con Aspas Rotatorias de Aceite Sellado de Dos Etapas

Eliminador de vapor del aceite



Importancia de la Prueba de Velocidad de Subida (tambien conocido como la Prueba de Velocidad de Fugas)

• Asegurar el funcionamiento del sistema antes de poner su valioso producto en el liofilizador

– Condensador a un bajo maximo – Vacio puesto a un alto rango de punto de comienzo– Aislar (apagar) la bomba de vacio

• Pruebas de velocidad de vacio manual o automaticas tienen que ser ejecutadas regularmente – utilize los mismos parametros cada ves que realize estas pruebas para una consistencia

• Otras situaciones del sistema pueden manifestarse como problemas de vacio – fugas del fluido en el estante/anaquel, perdidas de refrigeracion, etc.



Modulos Comunes de Fallos en el VacioSintomas Posible Causa

No puede bajar el vacio para entrar al secado primario / no puede alcanzar el punto de comienzo de vacio

Drenaje del condensador abierto

Empaquetaduras (gaskets) de la camara danadas

Tubo de vacio enroscado (kinked) o colapsado

Punto de comienzo de vacio inicial muy bajo (<40 mT)

Operando el equipo con una puerta no sellada

Valvula de vacio fuera de calibracion

Producto no completamente congelado

Bomba de vacio danada o con mucho uso

Aceite de la bomba de vacio contaminado

Valvula del balasto (ballast) de gas abierto

Fugas del liquido de transferencia de calor dentro de la camara

Control variable alrededor del punto de comienzo de vacio (mas de 5 mT +/- alrededor del punto de comienzo

Regulador de presion de nitrogeno puesto a muy altaspresiones



Modulos Comunes de Fallas en el Vacio (con’t)Sintoma Posible Causa

Bomba de vacio hace mucho ruido durante su operacion

Valvula del balasto de gas abierto

Considerable fuga de vacio

Chequear la bomba para ver si esta seguramente montada dentro del gabinete

Bomba de vacio comienza muy fuerteVoltaje bajo

Temperatura de ambiente baja

Bomba de vacio no comienza

Chequear el interruptor (rocker switch) en la bomba para ver si esta en su posicion

Chequear el fusible (fuse) de la bomba de vacio

Chequear si la bomba de vacio esta conectada en el liofilizador dentro del gabinete

Rotor cerrado o motor gastado (burn-out)

Vacio no controla al punto de comienzo (setpoint) pero llega a una presion maxima baja

Fuente de nitrogeno vacio o valvula no habierta

Aceite de la bomba de vacio aparenta estar sucio Averia/colapso y contaminacion del aceite



Hechos Acerca del Aceite que se Corre de Reversa (oil back streaming)

• Reducir el potencial para una corrida de reversa (backstreaming) al determinar el proceso de presion a un nivel de por encima en donde la corrida de reversa (backstreaming) no pueda ocurrir (>70 mT)

• Use trampas de nitrogeno liquido (LN2) para condensar el vapor del aceite antes de que este alcanze a la camara del producto.

• Temperaturas del condensador a -85C ofreceran un atrapamiento mucho mejor que a -55C

• Inclusion del tamiz molecular (molecular sieve) de la trampa de absorpcion

• Utilize bombas de vacio secas – pero considere gastos adicionales a la compra y reconstruccion de cada 2 anhos

Corridas de reversa (backstreaming) es un fenomeno termodinamico* que puede ocurrir a presiones muy bajas – y NO es porque el equipo a funcionado

mal.

* Flujo viscoso vs. cinetico



Valvula del Balasto de Gas• Permite humedad en el aceite de la

bomba para que este se ventile a la atmosfera

• Cuando esta abierta, la bomba corre mas caliente y mas ruidosa que cuando esta cerrada

• Debe de estar abierta cuando solventes, que no sean agua, esten presente para permitirles a que estos se ventilen fuera de la bomba

• Se requiere que se ventile a una campana extractora de gases (fume hood)

– Trampa estilo “P”

Valvula del

balasto de

gas



Recomendaciones para Utilizar Solventes No Acuosos

• De forma mas frecuente, se requiere que el aceite de la bomba de vacio se cambie

• Abrir la valvula de balasto de gas al comienzo del secado primario para permitir a que cualquier solvente se ventile hacia afuera

• Use trampa de LN2 – especialmente con solventes como metanol, etanol, los cuales tienen un punto de congelamiento de por debajo de -85C

• Ventilar el escape de la bomba de vacio hacia afuera (un permiso de aire es requerido)

• Drenar el condensador lo mas pronto posible despues de que el ciclo haya terminado y enjuague la camara del condensador

• Considere el material de puerta y empaquetaduras alternativas, si el volumen del solvente es alto

• Investigar las caracteristicas inflamables – especialmente en sistemas de escalas comerciales. Pueda que requiera de un sistema a prueba de explosion

Trampa externa de

LN2



Sistemas de Refrigeracion para Liofilizadoras

Tipos de sistemas de refrigeracion en liofilizadoras

Estante/anaquel nominal Condensador- etapa singular -45C -50C- etapa doble -55C -70C- auto cascada -60C -75C- cascada -70C -90C- LN2 -70C -195C

• Cuando es recomenadable un sistema redundante?

Rangos de temperaturas tipicas para

liofilizacion: Estantes/Anaqueles

entre -70C y +60C

Condensador entre -50C y

-85C

Los estantes/anaqueles deben de bajar desde una temperatura de ambiente a

-40C en < 90 minutos. El condensador debe de bajar de ambiente a -50 en < 30 minutos. Periodicamente haga pruebas – secas y vacias.

Si las velocidades son mucho mas lentas, es posible que haya un escape o una fuga en la refrigeracion

Proposito Principal: Proveer un control de la temperatura del producto, remover el calor del producto durante el congelamiento, proveer energia para sublimacion y proveer la

habilidad de remover el calor



Compresor hermetico tipo Scroll



Compresor semi hermetico enfriado por aire



Compresor de dos etapas



Dos etapas, compresor estilo rosca (screw)



Importancia de Funcion / Pruebas de Ejecucion• Velocidad de ejecucion

manual o automatica debe de ejecutarse regularmente – use los mismos parametros de prueba para una consistencia

• Las pruebas son ejecutadas secas y vacias

• Los resultados pueden llevar a una deteccion temprana de problemas en refrigeracion o vacio



Modulos Comunes de Fallos en RefrigeracionSintoma Posible Causa

Comienzo del compresor; estantes/anaqueles o condensador no enfrian

Fuente de agua esta apagada

Insuficiente cargo de refrigeracion, fugas de refrigeracion

Aletas del intercambiador de calor esta bloqueado y/o sucioFallos de componente

Ambiente muy alto

Pobre control de temperatura en el estante/anaquel alrededor del punto de comienzo (setpoint)

Fugas de refrigeracion o cargos de refrigeracion impropiadosBajos niveles del liquido de transferencia de calor



Modulos Comunes de Fallos en Refrigeracion

Sintoma Posible Causa

Pobre uniformidad en la superficie del estante/anaquel

El flujo del fluido del estante/anaquel esta bloqueado Aire o nitrogeno se enbolsa dentro del liquido de transferencia de calor

Los estantes/anaqueles se quedan de por detras del punto de comienzo (setpoint) del estante/anaquel; velocidad de subida del calor (heat-up) es muy lento

Fluido de calor del estante/anaquel no esta trabajando

Fluido de transferencia de calor esta contaminado

Temperatura del condensador oscila grandemente (mas de +/- 10°C)

Hay demasiado refrigerante en el control del estante/anaquel para contradecirlo

La valvula de expansion se hambrienta y necesita de ajustes /arreglos



Importancia del Medio Ambiente

Sistemas Enfriados con Aire • Temperatura de ambiente• Polvo • Cuarto pequeno, no hay ventilacion

Sistemas Enfriados con Agua • Presion • Suministro inadecuado • Temperatura• Limpieza• Dureza, condensador sucio



Importancia del Medio Ambiente

Suministro electrico • Voltaje• Amperaje• Interrupciones

Operacion del personal



Resumen• Pruebe el vacio y el funcionamiento

de refrigeracion en seco, y vacie periodicamente para asegurar una operacion conveniente

• Solventes, que no sean agua, requeriran mediciones extras

• Proveer utilidades y medio ambiente convenientes

Gracias por su atencion!

Preguntas?

Mantenimiento y Localizacion de Averias en Una Liofilizacion

Documents

Transcript of Mantenimiento y Localizacion de Averias en Una Liofilizacion