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 Transmetteurs de pression hygiéniques pour les procédés biopharmaceutiques

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 Garantir la stérilité, la précision et la conformité réglementaire dans les environnements de fabrication critiques

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Contexte de l'application
Avec le développement continu des technologies de fabrication biopharmaceutique, de production de vaccins, de culture cellulaire et de fermentation microbienne, les bioréacteurs sont devenus des équipements de production essentiels qui nécessitent un contrôle des procédés de plus en plus précis. Au cours du processus de culture, des paramètres tels que la pression interne de la cuve, la pression dans les conduites d’entrée et de sortie, ainsi que la pression d’alimentation en gaz, influent directement sur les conditions de croissance cellulaire, l’efficacité du transfert gaz-liquide et la stabilité globale du procédé.
Le système de bioréacteur présenté ici est principalement utilisé dans la production biopharmaceutique. Grâce à la culture aseptique et aux réactions métaboliques des milieux de culture, il permet la production à grande échelle des produits cibles. En raison des exigences strictes en matière de normes d’hygiène, de contrôle aseptique et de stabilité des procédés dans le domaine des bioprocédés, les instruments de mesure de pression doivent non seulement offrir une grande précision et une fiabilité à long terme, mais également répondre aux exigences d’installation hygiénique afin de minimiser les risques de contamination.

Exigences de mesure des procédés et défis liés à l’application
Pendant le fonctionnement du bioréacteur, le réseau de tuyauterie implique généralement plusieurs processus, notamment le transfert du milieu de culture, l’alimentation en air/oxygène, l’évacuation des gaz résiduaires, ainsi que le nettoyage et la stérilisation CIP/SIP. La surveillance de la pression en temps réel permet de déterminer l’état de fonctionnement du système, de réguler la pression d’alimentation en gaz et de garantir un fonctionnement sûr dans la plage de pression prévue.
Les principaux défis liés à cette application sont les suivants :

1. Exigences hygiéniques élevées pour prévenir les risques de contamination
Les procédés de culture biologique nécessitent des environnements de fonctionnement extrêmement propres. Les parties en contact avec le fluide des instruments de mesure de pression, qui entrent en contact avec les milieux de procédé ou les canalisations, doivent présenter d’excellentes performances hygiéniques, en minimisant les zones mortes et les résidus tout en supportant des procédures fréquentes de nettoyage et de stérilisation.

2. Variations de température importantes pendant le nettoyage et la stérilisation
Les bioréacteurs sont généralement soumis à des processus de CIP (nettoyage en place) et de SIP (stérilisation en place). Au cours de ces procédures, les équipements peuvent être soumis à une stérilisation à la vapeur à haute température, à des cycles rapides de chauffage et de refroidissement, ainsi qu’à d’autres conditions difficiles, ce qui impose des exigences accrues en matière d’étanchéité, de résistance à la température et de fiabilité à long terme des transmetteurs de pression.

3. Réponse précise aux faibles variations de pression
Au cours de la culture cellulaire, la pression à l’intérieur de la cuve est généralement maintenue dans une plage relativement étroite. Cependant, de faibles fluctuations de pression peuvent affecter l’efficacité des échanges gazeux et les conditions de culture. Par conséquent, l’instrument de mesure de pression doit offrir une sensibilité élevée et des performances de sortie stables.

Solution
Pour répondre aux exigences de surveillance de la pression du bioréacteur et du réseau de canalisations, le transmetteur de pression hygiénique LEEG SMP858 est installé aux points critiques de mesure de la pression.
Le SMP858 intègre une technologie avancée de détection de pression associée à une conception structurelle hygiénique. Il peut être installé sur les conduites d’entrée de gaz du bioréacteur, les conduites de circulation et les conduites de transfert de process afin d’assurer une surveillance en temps réel des variations de pression.
En termes de conception structurelle, le transmetteur adopte une structure des parties en contact avec le fluide entièrement soudée et étanche, réduisant ainsi efficacement le risque de résidus de milieu. Le raccordement process hygiénique prend en charge les méthodes d’installation courantes de type « clamp » utilisées dans les industries biopharmaceutiques, permettant une installation, un démontage et une maintenance aisée tout en répondant aux exigences des systèmes de tuyauterie de process propres.
Par ailleurs, le SMP858 offre d’excellentes performances de compensation de température, garantissant une sortie de mesure stable lors des fluctuations de température au cours des processus de culture et des cycles de stérilisation, et fournissant ainsi des données fiables pour les systèmes de contrôle automatisés des procédés.

Configuration d’application du produit
Équipements d’application :
Système de bioréacteur / cuve de fermentation

Emplacements de surveillance :
• Surveillance de la pression des conduites de process du bioréacteur
• Surveillance de la pression des conduites d’alimentation en gaz
• Surveillance de la pression des conduites de transfert de circulation
• Surveillance de la pression des conduites d’évacuation et de traitement des gaz résiduaires

Produit utilisé :
Transmetteur de pression hygiénique SMP858
Caractéristiques principales :

• Conception structurelle hygiénique adaptée aux environnements de processus propres
• Mesure de pression à haute stabilité pour répondre aux exigences d’un fonctionnement continu
• Plusieurs options de raccordement hygiénique disponibles
• Structure soudée entièrement étanche pour réduire les risques de résidus de milieu
• Prise en charge des signaux de communication 4-20 mA et HART
• Adapté aux applications de mesure de pression dans les secteurs biopharmaceutique, agroalimentaire et de la fermentation

Résultats de l’application
Grâce à l’installation du transmetteur de pression hygiénique SMP858, le système de bioréacteur permet une surveillance continue des paramètres de pression critiques et transmet des données en temps réel au système de contrôle pour un ajustement automatisé du processus.
Pendant la culture, les opérateurs peuvent ajuster l’alimentation en gaz, les conditions d’agitation et les paramètres de contrôle de l’évacuation en fonction des variations de pression, améliorant ainsi la contrôlabilité du processus. Parallèlement, une mesure de pression stable et fiable contribue à réduire les fluctuations anormales et à améliorer la cohérence de la production d’un lot à l’autre.
Cette solution offre une approche hygiénique de la surveillance de la pression pour les systèmes de bioréacteurs et peut être largement appliquée dans la fabrication biopharmaceutique, la production de vaccins, la culture cellulaire, l’ingénierie de fermentation et d’autres équipements de procédé, fournissant un soutien fiable en matière de données pour la production intelligente et le contrôle avancé des procédés.