DD265768A3

DD265768A3 - Sterilbetriebene abdichtung fuer einen unterflurantrieb von apparaten der biotechnologie

Info

Publication number: DD265768A3
Application number: DD30209887A
Authority: DD
Inventors: Gerd Wuestefeld
Original assignee: Rudisleben Chemieanlagenbau
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine sterilbetriebene Abdichtung fuer einen Unterflurantrieb von Apparaten der Biotechnologie wie z. B. Ruehrmaschinen, Ansatzbehaelter und insbesondere Fermentoren kleiner Abmessungen. Zwecks Reduzierung der Herstellungs- und Betriebskosten und Gewaehrleistung eines sicheren Dauersterilbetriebes ist im Sperraum einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung um den produktseitigen Gleitring eine rotierende Fluessigkeitstasse und um den atmosphaerischen Gleitring ein stationaerer Bund eingebaut. Die entstehenden Kondensatraeume sind staendig mit Kondensat gefuellt. Die Fluessigkeitstasse ist am Umfang mit einem Foerdergewinde ausgeruestet, das eine Wirkverbindung zwischen dem oberen und unteren Teil des Sperraumes herstellt. Figur

Description

In der Sterilisationsphase erfolgt ein Durchströmen der Gleitringdichtung mit Dampf, welcher mittels des Fördergewindes im Sperraum eine zusatzliche Drallströmung erhält und somit einen optimalen Wärmeübergang an allen zu sterilisierenden Dichtungstellen garantiert. Der Sterilisierungsvorgang ist unabhängig vom Betriebszustand der Welle, da die Gleitringdichtung generell einsatzbereit ist

und nur bei der Erstinbetriebnahme die Füllung der Kondensatrlume Sperrflüssigkeit erfolgen muß. Die Dampfverteilung im

Sperraum verbunden mit den optimalen Strömungeverhältnisse·) garantiert die Aufheizung des Kondensates auf Steriltemperatur bei entsprechendem Sperrdruck. Im Betriebszustand erfolgt ein Ansteigen des Kondensatpegels bis zur Einmündung der Dam. - führung in den oberen Teil des Sperraumes. Der Sperraum ist somK komplett mit Kondensat gefüllt und die Abdichtung we. ii ohne eine zusätzliche Sperrdruckanlage die erforderliche.« Betriebsparameter auf. Durch das Fördergewinde erfolgt jetzt eine intensive Umwälzung

des Kondensates vom unteren in den oberen Teil des Sperraumes mit ständiger Erhaltung des Füllungsgrades der rotierenden

Flüssigkeitstasse. In der sich anschließenden nouen Sterilisationsphase wird das Kondensat Ober eine Abführungsbohrung aus der Gleitringdichtung herausgedrückt. Die Drallströmung, erzeugt durch das Fördergewinde, gewahrleistet eine gute Reinigung des SDBf raumes. Die Kondensatrrtume bleiben in diesem Betriebszustand gefüllt, so daß die bisherigen Forderungen zum Stillstand

tier Gleitringdichtung bei geloerton Sperraum nicht mehr reachtet werden müssen. Der Sterilbetrieb der doppeltwirkenden

Gleitringdichtung ist unter allen auftretenden Betriebszuständen jetzt ohne zusätzlichen Aufwand von oiner Sperrdruckanlage

gegeben.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines Aueführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt den Schnitt durch die Abdichtung eines Unterflurantriebes eines Kompaktfermentors.

Die Abdichtung besteht aus der mit der Welle 1 umlaufenden Wellenhülse 2, die mittels einer nicht dargestellten Klemmverbindung mit der Welle 1 kraftschlüsslg verbunden ist, den Gehäusetellen 3a; b; c, welche die doppeltwirkende Gleitringdichtung, die gebildet wird aus den Gleitringen 4a; b sowie den Gegenringen 5a; b, umgeben. Der Sperraum der doppeltwirkenden Gleitringdichtung ist durch die produViseitig angeordnete umlaufende Flüssigkeitstasse 6, weiche mit einem Fördergewinde 7 kombiniert ist, In einen oberen Teil 8a und unteren Teil 8b unterteilt. Diese Teile 8a; b des Sperraumes stehen über das Fördergewinde 7 in Wirkverbindung.

Das untere Gleitpaar ml? dem Dichtspalt 9 b ist > on einem Bund 10 umgeben, der die Wirkung einer Flüssigkeitstasse erzielt. Die Oberkanten sowohl des Bundes 10 als auch der 'lüsslgkeiutasse β befinden sich über den dazugehörigen Dichtspalt 9a; b. Der Sperraum ist mittels Dampfzuführungsbohrung 11 mit dem Dampfnetz sowie Ober die Dampf.' Kondensatabführungebohrung 12 mit der Entsorgungsleitung verbunden. Beide Bohrungen 11 .· 12 sind mittels nicht dargestellter Ventile zu· und abschaltbar. Anfallende Leckage amDichtspalt 9b wird über die Lackagebohrung 13 nach außen abgeführt. Dem produktseltigen Dichtspalt 9a ist ein Spulraum 14 vorgelagert, welcher mit dem Produktraum in Verbindung steht. Die Zuführung in den Spülraum 14 erfolgt über die Spülbohrung 15, in welcher unmittelbar vor Einmündung in den Spülraum 14 ein Ventil 16 eingebaut ist, das bei Unterbrechung des Spülvorganges sich selbständig schließt und somit ein' Rückströmen von Pi odukt In ö'r Spülbohrung 16 verhindert.

im betriebszustand erfoiyen ein Durchströmen des Sperraumes 8a; b mittels Dampf über die Dampfzuführungsbohrung 11 und Dampf/Kondensatabführungsbohiung 12 sowie die Spülung des Spülraumes 14 durch Dampfzufuhr über die Spülbohrung 15. Im Bereich der Gleitringdichtung Uli der Dampf oberhalb des produktseitigen Dichtspaltes 9a ein und wird durch das Fördergewinde 7 in eine Drallströmung versetzt, wodurch alle Dlc'itungsteile des beaufschlagten Sperraumes 8a; b auf Steriltemperatur aufgeheizt werden. Gleichzeitig werden durch die intensive Drallströmung im Sperraum 8a; b mögliche Ablagerungen mit der Strömung Über die Dampf/Kondentatebfühningsbchrung 12 nach außen gefördert. Am intensivsten hierbei ist die Drallströmung im unteren Teil des Sperraumes 8b. Nach AbscKuß der Sterilisation erfolgt die Schaltung von Ventilen zur Absperrung der Dampf/Kondensatabführungsbohrung 12 sowie d,v Spülbohrung 15. Im Sperraum 8a; b wird somit der erforderliche Sperrdruck entsprechend der vorhandenen Dampfparameter unter Einleitung eines Kondensationsvorganges des Dampfes zur Füllung der Kondensatrlume 17a; b. Die Füiiung der Kondensaträume 17a; b mit Flüssigkeit ist eine Forderung zum Betreiben der Gleitringdichtung und erfolgt nur einmalig bei Einbetriebnahme. Unabhängig vom Befüllungsstand des Sperraumes 8a; b ist die erforderliche Versorgung der Dicr.tapalte 9a; b mit Flüssigkeit jetzt stets gewährleistet. Die Spülbohrung 15 wir J durch die beim Kondensieren des Dampfes einsetzende Vakuumwirkung durch das Ventil 16 verschlossen. Von Vorteil ist es, daß die Fahrweise der erfindungsgemäßen Abdichtung allen auftretenden Sterilforderungen des IVoduktrsurnea angepaßt werden kann. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob die Wf¹Ie 1 rotiert oder stillsteht.

Auch ist es durch die Anordnung der Kondensaträume 17a;.b, die ständig mit Flüssigkeit gefüllt sind, möglich, die Abdichtung universell mit ständiger Beheizung einzusetzen, falls es seitens der Produktbehandlung erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Abdichtung hat weiterhin den Vorteil, daß eine sichere Sterilfahrweise erreicht wird, indem das Sterilisationsmedium Dampf gleichzeitig als Sperrmedium genutzx wird und das Sterilisationomedium in Verbindung mit einer Sterilkondensatbildung stets gegenüber dem Produktraumdruck einen höheren Druck aufweist. Die bisherige Sperrdruckanlage mit Rohrleitungen, Behältern, Armaturen usw. entfällt. Durch die direkte Einspeisung aus dem sterilen Dampfneu entfallen alle Stellen der möglichen Bildung von Insterilitäten Im Bereich des Sperraumes 8a; b. D» mit werden bei technisch nicht vermeidbarer Leckage des Gleitpaares in Richtung Produktraum Insterilitäten im Produktraum mit hohen Produktverlusten und notwendigen Reinigungsarbeiten ausgeschlossen. Der Bodienungs· und Wartungsaurwand der erfindungsgemäßen Abdichtung ist sehr gering und beschränkt sich nur auf die Schaltung von zwei Ventilen. Kontroütätigkeit, wie sie bei einer vorhandenen Sperrdruckanlage üblich ist, entfällt vollständig.

Claims

Sterilbetriebene Abdichtung für einen Unterflurantriob von Apparaten der Biotechnologie, insbesondere von Fermentoren kleiner Abmessungen, wobei die Abdichtung aus einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Sperraum (8a; b) um den produktseitigen Gleitring (4a) eine mit diesem rotierende, einen Kondensatraum (17 a) umschließende Flüssigkeitstasse (6) angeordnet iat, deren Oberkante sich oberhalb des Dichtspaltes des Gleitpaares (4a; 5a) befindet und die Flüssigkeitstasse (6) am Umfang mit einem bekannten Fördergewinde (7) ausgerüstet ist, welches eine Wirkverbindung zwischen dem oberen und unteren Teil des Sperraumes (8 a; b) herstellt und der untere Teil des atmosphärischen Glsitringes (4 b) von einem stationären Bund (10) umschlossen ist, der einen mit dem unteren Teil des Sperraumes (8 b) verbundenen Kondensatraum (17b) begrenzt.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfinduno

Die Erfindung betrifft eine sterilbetriebene Abdichtung für einen Unterflurantrieb von Apparaten der B!ntechnologie,wie zum Beispiel Rührmaschinnn, AnsatzbehBlter und insbesondere Fermentoren kleiner Abmessungen.

Charakteristik des bekannten 8tandes der Technik

Bei Unterflurantrieben von Sterilapparaten werden Abdichtungen in Form von doppeltwirkenden Gleitringdlclttungen eingesetzt. Diese Abdichtungen müssen sterilisierbar sein und für die Daue r de« Produktionsprozesses sterile Betriebsbedingungen aufweisen. Bekannt ist eine Abdichtung (DD-PS Nr. 23916')), die zur Erzeugung des Sterili'.reislaufes eine separate Sperrdruckanlage besitzt. Das flüssige Sperrmedium wirdauf Steriltomperatur aufgeheizt und Im Umlttuf über die doppeltwirkende Gleitringdichtung gefahren. Nach Erreichen der Sterilkriterien wird die Heizung abgeschaltet. Der Aufwand an Kreislaufzubehör ist hoch und durch die Verwundung eines Sperrmediums in Verbindung mit uer Sperrdruckanlage einschließlich den Rohrleitungsführungen sind Insterilitlten möglich. Eine Dauerbeheizung zur ständigen Sterilhaltung scheidet In der Regel aus, do insbesondere bei kleinen Apparateeinheiten ein unzulässiger Wärmeointrag in das Produkt erfolgen würde, was zu Produktschüdigungen führt.

Weiterhin ist eine Abdichtung vorgeschlagen worden, bei der der Sperrkreislauf durch Anordnung der doppeltwirkenden Gleitringdichtung in Tandembauweise als drucklos betriebener Flüssigkeitsumlauf erfolgt. Ein derartiges Sperrdi ucksys em erfordert jedoch weiterhin zusätzlich Rohrleitungen und Behlhor mit Zubehör zur Füllstandsüberwachung, Anzoi je für unzulässige Drucksteigerungen Im System, Nachfülleinrichtun(i usw. Auch wenn die Tandembauweise Vorteile hat, so birgt sie durch die Druckgefallerichtung vom Produktraum in Richtung Sperrkreislauf beim Einsatz in sterilbetriobenon Ap saraten der Biotechnologie auch einen Nachteil In sich. Ein Eintritt von Produkt in den Sperrkreislauf über das produktseltige Gleitpaar ist möglich und damit ein unkontrollierter Austritt in die Umgebung über die atmosphlrische Gleitringdichtung. Der Einsatz von Dauersterilmedium im drucklosen Umlauf scheidet aus, da eine Dauerbeheizung der Abdichtung verfahrenstechn isch nicht möglich ist und da chemische Mitte? sich schädigend auf das Produkt auswirken bzw. mehrere Sperrmedien zum lünsatz kommen müßten, die wieder meist hochwertige Dichtelemente erfordern würden.

Ziel Jer Erfindung

Die Erfindung hat des Ziel, eine Abdichtung für einen Unterflurantrleb von Apparaten der B otechnologle zu schaffen, die sich durch geringe Herstellunge· und Betriebskosten auszeichnet und einen sicheren Daueretenloetrieb gewährleistet.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung mit spetiellen Bauteilen so zu gestalten, das eine sichere Sterilisation aller Dichtungsteile mit anschließender Sterilfahrweise direkt ohne zusätzlichen Sperrkreislaufaufwand erreicht wi d und das Sperrmedium gleichzeitig zur Druckhaltung eingesetzt werden kann.

ErfindungsgemBß befindet sich Im Sperraum einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung um den produktseitigen Gleitring eine rotierende FlOssigkeitstosse und um den atmosphärischen Gleitring ein als Flüssigkeitstasse wirkender stationärer Bund. Beide begrenzen je einen dor jeweiligen Gleitpaarung zugeordneten Kondensatraum. Die Oberkante der Flüssigkeitstasse befindet sich oberhalb des Dichtspaltes des produkteehigen Gleitringpttares. Am Umfang der rotierenden Flüssigkeitstasse ist ein Fördergewinde angebracht, welches den Sperraum teilt und zwischen diesen Teilräumen eine Wirkverblndung gewl hrlelsiet. Die Sterilmsüiumzufuhr befindet sich oberhalb des produktseitigen Gleitringpaares. Die Flüssigkeitetasse und der stationäre Bund gewahrleisten bei allen Betriebszustanden der Abdichtung eine Versorgung der Dichtepalte mit Sperrflüssigkeit.