ケーススタディ：
米国APIプラント向けATEXリアクター洗浄アップグレード
業種:製薬 (API 製造)
国:米国
用途:反応器洗浄 (CIP / 内部容器洗浄)
背景
医薬品API（有効成分）製造において、リアクター洗浄性能はバッチ間の品質、ターンアラウンドタイム、そして洗浄バリデーションの信頼性に直接影響を及ぼします。この施設では、高さと直径が異なる5つの容器からなる小規模なリアクター「フリート」を運用しているため、汎用的な洗浄装置は現実的ではありませんでした。
課題
施設は5基のリアクター全体の洗浄効果を向上させたいと考えていました。既存の装置はスリット状の自由回転スプレーボールで、原子炉を確実に洗浄するのに十分な効果を発揮していませんでした。
制約と設計要件は次のとおりです。
- 洗浄ノズルハードウェアのATEX準拠
- 5つの異なる反応器形状があり、異なるランス長さを必要とする
- 2基のリアクターへのアクセスは制限されています（ 3インチのマンウェイポートのみ）
既存のアプローチが苦戦していた理由
スリット式スプレーボールは、濡れ性と被覆率を優先する傾向がありますが、特に上部ヘッドスペース、バッフル、内部構造上の粘着性残留物や膜を除去するために、より高い機械的作用（衝突エネルギー）が必要となるプロセスでは、性能が低下する可能性があります。一方、回転ノズルは、明確なジェット（例えば、フラットファンパターン）を生成するため、局所的なせん断力と衝撃力を高め、適切な位置合わせとサイズ設定を行うことで除去効率を向上させることができます。
レヒラーアプローチ
Lechler は、各船舶に合わせてカスタマイズできる、標準化された準拠ソリューションを設計しました。
1) より強力な洗浄のためのATEXノズルの選択
Lechler 社は、スリット式の開口部に比べてより効果的な洗浄を実現するために、ATEX バージョンの Whirly 2、シリーズ 5W9 を主な洗浄ノズルとして指定しました。
技術メモ:フラットファンジェットは、ノズルの回転時に強力なライン衝撃と掃引動作を実現できるため、堆積物が「単なる濡れ」に抵抗する場所の洗浄が改善されることがよくあります。
2) 5つの全く異なるシステムを作成することなく、反応器固有のランスを作成する
リアクターのサイズは様々であったため、システムでは、他の側面は一定に保ちながら、リアクターごとに 1 つずつ、合計5 つの異なる長さのランスを使用しました。
3) 標準化された接続ハードウェアによる互換性
複雑さを軽減するために、ランスは共通の¾ インチ スリップオン接続を使用し、互換性を実現しました(スペアパーツを削減し、取り扱いを簡素化)。
4) 現場でのトレーサビリティとエラー防止
オペレータが似たようなランスを区別できるように、顧客は内部部品番号を恒久的に追加することを要求し、最終的なハードウェアには部品に溶接されたカスタム識別プレートが組み込まれました。
5) 大型船舶に対する「徹底洗浄」の推奨
月1回の徹底洗浄を必要とする3台の大型リアクターについては、Lechler社は、そのデューティサイクルと容器スケールに適したオプションとしてMeshClean、シリーズ5T3をさらに提案しました。
ウィーリー2
強力なフラットジェットを発生させてタンクと機器を効率的に洗浄する自由回転式タンク洗浄ノズルです。複数の接続オプションがあり、ATEX 認定バージョンも用意されています。シリーズ 5W9 ウィーリー 2
メッシュクリーン
MeshClean (シリーズ 5T3) は、ギア制御のタンク洗浄ノズルで、頑固な残留物を除去するための強力な固形ジェットを噴射し、セルフクリーニング機能と低メンテナンス設計を備えています。シリーズ5T2/5T3 メッシュクリーン
カスタムランス＆ヘッダー
当社のカスタム ノズル ランスとヘッダーは、必要な長さ、接続、材料、プロセス条件に合わせて製造されるオーダーメイドのスプレー アセンブリです。ノズルランスとインジェクター
システム概要チャート（導入前と導入後）
| 要素 | 以前の構成 | 更新された構成 |
| 清掃装置の種類 | スリット式の自由回転スプレーボール | 定義されたフラットファンジェットを備えた回転ノズル（プライマリ） |
| 機械的な洗浄作用 | 影響度が低い（報道重視） | より高い衝撃/より強い噴射効果 |
| コンプライアンス要件 | ATEX準拠が必要 | ATEXバージョンが選択されました |
| リアクター変動処理 | 1つのデバイスがサイズによって苦戦 | 反応器ごとに5種類のランス長さをカスタマイズ |
| 保守性 | 標準化が困難 | ¾インチのスリップオン接続により互換性を実現 |
| 識別 | 混乱の可能性 | カスタム溶接識別/銘板 |
WHIRLY 2の動作をご覧ください
成果と評価
更新された構成により、次のことが実現されました。
- Whirly 2 ノズルを選択すると、従来のスリット型開口部に比べて効果的なフラットファンジェットにより、より迅速かつ効果的に洗浄できます。
- 標準化された接続タイプと互換性により、ランスの負担が軽減されます。
- オペレーターはカスタム溶接識別プレートを使用して同様のランスを追跡できるため、追跡可能性と日常的な使いやすさが向上します。
製品 / 構成
- プライマリATEXノズル、Whirly 2： 5W9.279.1Y.T2.EX
- ディープクリーン推奨（大型リアクター）、MeshClean： 5T3.029.1Y.T2.EX
- ハードウェア戦略: 5種類のリアクター固有のランス長さ + ¾インチのスリップオン標準接続
- 識別:顧客部品番号 + 溶接銘板