Banc d’essai pour filtres de dialyse
Les vannes à membrane avec des corps de déformation de tuyau garantissent la disponibilité de l’installation – La coopération avec B. Braun Avitum Saxonia GmbH
La durabilité, les faibles coûts d’exploitation et la haute disponibilité des systèmes sont aujourd’hui des questions clés dans les secteurs de la technologie médicale, de la pharmacie et des aliments. Tous les composants installés dans les installations et impliqués dans les processus doivent y contribuer. Cela s’applique également aux innombrables vannes à membrane, qui sont principalement utilisées dans des applications stériles et pharmaceutiques et doivent répondre à des exigences et des normes d’hygiène strictes. Les vannes à membrane dans des corps de déformation de tuyau innovants (Tube Valve Body) sont un bon choix dans ce contexte : elles répondent aux réglementations exigeantes de l’industrie et, surtout, peuvent contribuer de manière significative à la réduction des coûts d’exploitation et à l’augmentation du temps de production disponible. Cela a notamment été prouvé dans une station de test automatique pour les filtres de dialyse.
Le dialyseur au cœur de la dialyse
Les personnes atteintes d’insuffisance rénale chronique dépendent de la purification régulière de leur sang à l’aide d’un traitement par dialyse. Le dialyseur est au cœur de la dialyse : il s’agit d’un filtre qui agit comme un « rein artificiel » et élimine les toxines du métabolisme ainsi que l’excès d’eau dans le sang par le biais de divers processus physiques. Pour ce faire, le sang du patient passe à travers jusqu’à 15 000 fibres creuses dont les parois sont constituées d’une fine membrane à l’intérieur du dialyseur. Cette membrane a des pores extrêmement fins qui permettent aux toxines de passer tout en conservant les composants essentiels du sang du patient. C’est B. Braun Avitum Saxonia GmbH, une filiale de l’entreprise de technologie médicale B. Braun SE, qui fabrique précisément ces dialyseurs dans trois usines sur le site de Dresde. Les fibres sont filées et les boîtiers façonnés, assemblés et emballés ici, à l’aide d’environ 900 employés.
Le fonctionnement fiable des dialyseurs est vital pour le patient. L’intégrité des fibres optiques des membranes filtrantes est donc testée dans des conditions de salle blanche au cours d’un processus complexe. Pour le test d’étanchéité, les fibres sont humidifiées avec de l’eau stérile et pressurisées avec de l’air de test stérile. De l’eau stérile (High Purified Water, en abrégé HPW) de haute qualité microbiologique coule du côté du dialysat, tandis que l’air d’essai est disponible du côté du sang. En cas de dysfonctionnement, l’air traverserait la membrane et des bulles se formeraient. À la fin du test, les membranes filtrantes testées sont ensuite séchées à l’air chaud.
Les vannes à membrane de Bürkert dans des corps de déformation de tuyau particulièrement légers permettent d’économiser de l’énergie ainsi que des coûts d’exploitation lors des processus SIP, et donc d’augmenter la disponibilité de l’installation. Depuis 2018, elles ont prouvé leur fiabilité chez B. Braun Avitum Saxonia GmbH, entre autres, dans un banc d’essai automatique pour les filtres de dialyse.
Toutes les séquences du test sont automatisées, du chargement et du déchargement, en passant par la mise en tension des filtres de dialyse sur les stations de test et à l’application des différents fluides dans un ordre défini. Cela exige un grand nombre de vannes afin que les débits d’air et d’eau puissent être contrôlés avec précision dans les nombreuses stations d’essai.
« Au total, plus de 600 vannes à membrane sont utilisées sur le banc d’essai ».
En service 24 heures sur 24
Afub que les filtres de dialyse puissent être testés 24 heures sur 24 dans le cadre de travail en trois équipes, Alphaplan GmbH, spécialiste dans le domaine de la technologie des filtres à membrane, a conçu et construit un banc d’essai automatique. Ce dernier comporte plusieurs cellules, à leur tour sont divisées en plusieurs blocs avec plusieurs stations d’essai.
Les exigences relatives aux vannes installées sur le banc d’essai sont élevées. Elles doivent être hygiéniques tout en ayant de bonnes propriétés thermiques et de processus ; c’est-à-dire qu’elles doivent être faciles à nettoyer et adaptées aux températures élevées des processus SIP entre les phases de test proprement dites. La longue durée de vie de la membrane est absolument nécessaire, car la zone de l’usine n’est arrêtée qu’une fois par an pour des travaux de maintenance. C’est pour cette raison que le constructeur de bancs d’essai, qui collabore avec Bürkert depuis de nombreuses années et apprécie la compétence des spécialistes en fluidique, a opté pour les vannes à membrane dans le corps de la vanne tubulaire, qui en sont déjà à leur troisième génération sur le marché et sont parfaitement adaptées aux domaines d’application des industries pharmaceutique, alimentaire et cosmétique.
Les filtres de dialyse sont testés avec trois équipes 24 heures sur 24 sur un banc d’essai automatique dans des conditions de salle blanche.
Chauffage et refroidissement rapides
Par exemple, les corps de déformation de tuyau particulièrement légers permettent des économies d’énergie et de coûts dans les processus SIP car ils chauffent et refroidissent rapidement. Une différence de température de 100 K peut entraîner plus de 50 % d’économies d’énergie par cycle SIP, ce qui peut mener à des économies de coûts significatives en fonction du nombre de processus CIP/SIP par an. La production devient plus durable et l’empreinte CO2e du processus est réduite. Dans le même temps, la productivité du système augmente, car le processus de chauffage et de refroidissement rapide réduit les temps de nettoyage non productifs. Enfin, les membranes sensibles à la température sont soumises à moins de stress thermique. Selon l’application, cela peut plus que doubler leur durée de vie, en prolongeant ainsi considérablement les cycles d’entretien nécessaires et en résuidant les déchets d’élastomères à forte intensité d’hydrocarbures. Les vannes à membrane dans le corps de déformation de tuyau ont également démontré leur fiabilité lors de tests de qualité approfondis.
Corps de déformation de tuyau innovant utilisé dans une station de test automatique pour les filtres de dialyse.
La procédure d’essai tient compte des conditions de fonctionnement
La valeur B10 selon la norme DIN EN ISO 13849 est importante pour la durée de vie d’une vanne. Il s’agit de la valeur statistique attendue du nombre de cycles après lesquels 10 % de tous les composants auront dépassé les valeurs limites spécifiées (nombre de manœuvres) dans des conditions définies (probabilité de survie de 90 %). La « zone problématique » des vannes à membrane est la membrane, qui est toujours soumise à une certaine usure. Cependant, tout cela dépend des conditions de fonctionnement, par exemple des températures, du nombre de manœuvres ou du fluide. Des données réalistes ont donc été déterminées dans une installation d’essai spéciale afin de pouvoir spécifier une valeur B10 spécifique à l’application. Pour le banc d’essai, cela signifie que les membranes de soupape ne doivent être remplacées que tous les deux ans, à l’intervalle de maintenance habituel.
« Dans la pratique, l’exactitude de ces informations a été confirmée et les vannes à membrane fonctionnent de manière très fiable. »