پرداخت سطح داخلی لوله

زبری سطح داخلی یک موضوع اختصاصی برای صنایع داروسازی، بیو دارو و نیمه رسانا است، اما در صنعت شیمیایی نیز می تواند مرود استفاده قرار گیرد.

کمیت بندی و شناسایی یک زبری سطح حداکثری برای جداره لوله داخلی، به منظور استفاده در خدمات سیال تاثیر-مستقیم، یک ضرورت در صنایع مذکور به حساب می آید.

سیستم های پایپینگ تاثیر مستقیم آن سیستم هایی هستند که سیال را در تماس مستقیم با محصول قرار می دهند.

نیاز برای جداره لوله داخلی به نسبت صاف پیش بینی می شود، به دلیل سه مسئله که عبارتند از :

1. قابلیت تمیزکاری یا قابلیت خشک کردن.
2. توانایی در جلوگیری از رشد بیوفیلم (هنوز این توانایی را نداریم) و بهبود توانایی در پاکسازی آن پس از وقوع .
3. کاهش ترک ها به سطح میکروسکوپیک، که در آن ذرات میکروسکوپیک قرار گرفته و در برخی نقاط وارد جریان سیال شده و به محصول آسیب می رسانند.

در ارتباط با مسئله اول، قابلیت تمیزکاری و خشک کردن در این مفهوم مشارکتی هستند. یعنی، برای این که یک سیستم کاملا از قابلیت تمیزکاری برخوردار باشد، باید به گونه ای طراحی شود که هر گونه بسته ای را حذف کند و شیب کافی برای حذف هر گونه مایع باقیمانده (قابل خشک کردن) را داشته باشد. نه تنها این مایع باقی مانده از دیدگاه باکتری یک آلودگی به حساب می آید، بلکه  می تواند به دلیل هزینه بسیار بالای محصولات دارویی، هزینه بر باشد. در همین حال، استاندارد ASME-BPE معیاری برای شیب حداقل، deadleg حداکثر، نفوذ واشر، فرورفتگی واشر، و بسیاری معیار دیگر برای طراحی سیستم های پایپینگ بهداشتی با قابلیت تمیزکاری و خشک کردن، ارائه می کند.

در رابطه با مسئله دوم، بیوفیلم (شکل 1) به یک جمعیت باکتری متشکل از سلول هایی گفته می شود که به عنوان میکروکولونی به یک سطح جامد متصل شده اند.

عنوان یک مقاله بدین قرار بود : بیوفیلم های میکروبی  آیا در صنعت داروسازی مسئله ساز هستند، که در سمپوزیم ASME-BPE در شهر کورک ایرلند در ژوئن سال 2004 توسط فرنک ریدوالد، مهندس فرآیند ارشد، ارائه گردید. در این مقاله او نتایج آزمایشی که به منظور شناسایی ارتباط نسبی بین تشکیل بیوفیلم، پرداخت سطح لوله و قابلیت تمیزکاری سطح جداره لوله صورت گرفته بود را تشریح می کند.

 شکل1: بیوفیلم با زوم 2000

یکی از چندین نتایج جالب به دست آمده از این مقاله این است که سطح داخلی لوله می تواند بسیار صاف باشد. با اشاره به نمودار شکل 2 می توان نتایج مطالعات را مشاهده نمود که حاکی از انطباق عالی محدوده پرداخت سطح در کاهش بیوفیلم سطح جداره داخلی لوله است. این محدوده بین 0.4Ra میکرومتر الی 1.RA میکرو متر می باشد (15.7 میکرو اینچ الی 58.8). این برداشت را دارد که وقتی ابزار لازم برای جلوگیری از آغاز بیوفیلم در جداره های داخلی سیستم های پایپینگ بهداشتی یا نیمه راسنا را نداریم، می توانیم حذف و نابودی آن را در فرآیند تمیزکاری با شناسایی پرداخت سطح مناسب جداره های لوله داخلی، تسهیل کنیم.

حداکثر پرداخت سطح در صنایع داروسازی و بیو-داروسازی 25Ra میکرواینچ می باشد. در صنعت نیمه رسانا میانگین پرداخت سطح ها بین 7Ra الی 15Ra میکرو اینج است، به خصوص در سیستم های تحویل گاز. در حالی که صنعت داروسازی به رشد باکتری و آلودگی مسری مربوط می شود، صنعت نیمه رسانا بیشتر بر روی  آسیب محصول متمرکز است، در سطح میکروسکوپیک. این به مسئله 3 مذکور مرتبط می شود.

 شکل2 : چسبیدن بیوفیلم در مقابل زبری سطح