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Jun 21, 2023

化学および製薬プロセスに最適な真空ポンプを選択する方法

アプリケーションに最適なタイプを決定するのに役立つ多くの要素 ヘンリー H. ヘッサー著 最近、プロセス エンジニアがプロセス用の真空源を選択する際に考慮すべき点はほとんどありませんでした。

アプリケーションに最適なタイプを決定するには、多くの要素が役立ちます

ヘンリー・H・ヘッサー著

最近まで、プロセス エンジニアは、大気圧未満の圧力を必要とするプロセスの真空源を選択する際に考慮すべき点がほとんどありませんでした。 重要なのは、コスト、信頼性、真空レベル、同様のプロセスでの経験のすべてでした。 これらの考慮事項はなくなったわけではありませんが、人生の他のすべてのことと同様に、さらに多くの複雑な問題が発生しています。 今日の懸念事項のリストには次のものが含まれる可能性があります。

これらのニーズを満たす真空源を選択するエンジニアは、さまざまな機器の中から選択できます。

他にも多くのタイプの真空ポンプが利用可能ですが、残りのタイプ (拡散ポンプ、極低温ポンプ、ターボ分子ポンプ、イオンポンプなど) は一般に、化学分野で見られるような低真空用途には実用的または経済的とは考えられていません。および医薬品への応用。 これらのポンプは通常、半導体製造などの高真空産業に適用されます。

ヘンリー H. ヘッサーは、この記事が 1993 年 8 月に初めて『ポンプ & システム』誌に掲載されたとき、ブッシュ社のスタッフ技術スペシャリストでした。ヘッサーはテキサス大学で化学工学の理学士号を取得し、テキサス大学で修士号を取得しました。デラウェア州。 当時、彼はコスト見積り、財務分析、政府コンプライアンス基準、化学および製薬業界の主要なエンジニアリング プロジェクトにおいて 20 年の経験がありました。

化学および医薬品処理用途に適切な真空技術を選択することは、多くの場合困難です。 まず、真空システムは動作圧力で必要な排気速度を実現し、必要なポンプのダウンタイムを確保する必要があります。 第 2 に、プロセスガスの影響を受けにくいため、CIP (定置洗浄) 洗浄とガス回収に関するすべての要件を満たさなければなりません。 どの真空技術を使用するかを決定する際には、信頼性と経済効率も重要な役割を果たします。

ドライスクリュー真空技術は、化学および製薬業界で広く使用されています。 化学および医薬品市場で使用される最初のドライスクリュー真空ポンプは 1990 年代に発売されました。 これらのポンプには、プロセスガスを圧縮するために作動流体を必要としないという利点があります。 スクリュー真空ポンプでは、2 つのスクリュー型ローターが逆方向に回転します。 ポンプで汲み上げられた媒体はシリンダーとスクリューチャンバーの間に捕捉され、圧縮されてガス出口に輸送されます。

圧縮プロセス中、スクリューローターは互いに接触したり、シリンダーに接触したりしません。 精密な製造と可動部品間の最小限のクリアランスにより、この動作原理が可能になり、さらに 0.1 Torr 未満の低い到達圧力が保証されます。

最新のスクリュー真空ポンプは可変ピッチのスクリューを備えており、その結果、スクリューの全長にわたってプロセスガスが均一に圧縮されます。

これには、圧縮チャンバー全体で同じ温度が確保され、簡単に監視および制御できるという利点があります。 スクリュー真空ポンプは冷却ジャケットを使用しており、ポンプ本体全体の温度分布が均一になり、熱効率と安定性が向上します。

一般に、ドライスクリュー真空ポンプは、プロセスガスの凝縮を防ぐのに十分な温度で動作します。 これにより、プロセスガスは作動流体による汚染や作動流体との反応を回避できるだけでなく、ポンプ材料を攻撃するプロセス液体による腐食も防ぐことができます。

ダクタイル鋳鉄は、圧送媒体と接触するプロセス接液部に使用される標準材料です。 金属には特殊なコーティングが施されており、ほぼすべての化学薬品に対して耐性があります。

ほとんどのアプリケーションでは、プロセス動作前にポンプを暖め、シャットダウン前に不活性非凝縮性ガス (通常は窒素) でポンプをパージしてプロセス蒸気を除去することをお勧めします。 用途によっては、ポンプが冷えるにつれて堆積物が形成されるのを避けるために、シャットダウンする前に真空ポンプを適切な洗浄液でフラッシュしてポンプ内のプロセス材料を除去することも推奨されます。