EN
Aplicacions dels comptadors de cabal a la indústria farmacèutica: elecció entre comptadors de cabal de turbina i Coriolis i el seu desenvolupament futur
Time : 2025-09-09
A la producció farmacèutica, els cabalímetres són dispositius de mesura essencials utilitzats per controlar amb precisió la velocitat de flux (volum o cabal màssic) de líquids o gasos a través de canonades. Les aplicacions inclouen l'optimització dels costos de producció, el control dels estàndards d'emissions i la garantia de la qualitat del producte. Com que els fluids implicats en la producció farmacèutica poden ser volàtils, corrosius o valuosos (com certs ingredients farmacèutics actius), la mesura precisa del cabal és especialment important. Per exemple, en el recobriment de pastilles, els cabalímetres s'utilitzen per controlar estrictament la dosis del recobriment i el cabal d'aire a la màquina de recobriment, afectant directament la velocitat de recobriment i el gruix del recobriment. Aquest article presentarà els dos tipus de cabalímetres més utilitzats a la indústria farmacèutica – els de turbina i els de Coriolis – i explorarà les tendències futures en el desenvolupament de la tecnologia de mesura de cabal.
L'aplicació generalitzada dels comptadors de cabal en la indústria farmacèutica
Els equips de mesura de cabal desempenyen un paper indispensable en tota la cadena de producció farmacèutica, principalment en les següents aplicacions directes i indirectes:
Aplicacions directes:
Manipulació de matèries primeres: Control precís de les quantitats de matèries primeres per garantir proporcions exactes de barreja. Producció dels Ingredients Farmacèutics Actius (IFA): Supervisa el cabal dels reactius i pRODUCTES durant la síntesi química, la fermentació, l'extracció i la purificació.
Producció de formularis: Mesura el cabal de les matèries primeres, excipients i solvents en la producció de comprimits, càpsules i solucions injectables.
Envasat de medicaments: Controla amb precisió el volum d'envasat de solucions líquides o gasoses per garantir la precisió de l'envasat.
Control de processos: El monitoratge en temps real del cabal durant operacions com barreja, agitació, filtratge i separació assegura l'estabilitat del procés i la uniformitat del producte.
Aplicacions indirectes:
Seguiment de la instal·lació i gestió energètica: Assignació separada dels costos departamentals mitjançant submesura, seguiment del consum d'energia com aigua, electricitat i gas, optimització de l'assignació de recursos i simplificació dels processos de facturació.
Compliment ambiental: Supervisa les aigües residuals i les emissions atmosfèriques per garantir el compliment de la normativa ambiental.
Els processos de producció farmacèutica són rigorosos, i el control precís del cabal proporciona a les empreses processos més controlables, ajudant a millorar l'eficiència, reduir costos i garantir una qualitat del producte consistent.
Comptadors de cabal de turbina: Una opció econòmica i habitual
Els comptadors de cabal de turbina són un dels tipus de comptadors de cabal més utilitzats en els sectors farmacèutic i biotecnològic. El seu principi de funcionament consisteix a utilitzar el cabal del fluid per fer girar un rotor de turbina amb pales. La velocitat del rotor és proporcional a la velocitat del fluid, la qual s'utilitza posteriorment per calcular el cabal.
Vantatges i Aplicacions
Els comptadors de cabal de turbina s'utilitzen àmpliament a la indústria farmacèutica pel seu estructura senzilla, cost efectiu, fàcil instal·lació i manteniment, ampla gamma de mesura de cabal i temps de resposta ràpid (aproximadament 0,25 segons). El seu disseny higiènic sovint utilitza materials conformes amb les BPF (com l'acer inoxidable 316L) per evitar la contaminació del medi. Una àmpla varietat d'opcions de connexió i personalització permeten adaptar-los a les necessitats específiques de temperatura, viscositat i densitat dels processos farmacèutics, generant una caiguda de pressió mínima. Són adequats per a aplicacions habituals i duradores com ara la producció d'API, sistemes de tractament d'aigua i el control de cabal en certs processos de fabricació de medicaments.
Limitacions i Solucions
Els comptadors de cabal de turbina també tenen limitacions que cal considerar en seleccionar-los:
• Sensibles a les propietats del fluid: Només són adequats per a gasos i líquids nets, no per a medis corrosius ni líquids viscosos. Les bombolles d'aire o les fluctuacions del cabal del fluid poden afectar-ne la precisió.
• Requeriment de cabal estable: Per garantir la precisió, es requereix un cabal relativament constant. • Equipament necessari: Per evitar que les partícules dañin l'impulsor, sovint es requereix un filtre a l'entrada; podria ser necessari mantenir una certa contrapressió per evitar la cavitació.
Per tant, els comptadors de cabal de turbina són més eficaces i econòmics quan manipulen fluids nets, de baixa viscositat, d'alta velocitat i estables.
Comptador de cabal Coriolis: sinònim d'alta precisió i compliment higiènic
Els comptadors de cabal Coriolis mesuren directament el cabal màssic dels fluids basant-se en la força de Coriolis. Gràcies a la seva alta precisió, fiabilitat i excel·lent rendiment higiènic, són molt valorats en la indústria farmacèutica, especialment en àrees amb requisits exigents de mesura.
Selecció del tipus: Tub Corbat i Recte
En funció dels requisits d'aplicació, hi ha dos tipus principals:
• Tub Corbat: Ofereix una sensibilitat de mesura més elevada i és adequat per a aplicacions que requereixen rangs de mesura precisos, consistents i ajustables.
• Tub Recte: Ofereix un excel·lent drenatge i neteja, compleix amb les normes higièniques com ASME BPE, evita eficaçment la transferència de material i la contaminació creuada, i és especialment adequat per a aplicacions que requereixen higiene i esterilització in situ (CIP/SIP).
Avantatges clau a la indústria farmacèutica
Les avantatges dels comptadors de cabal de Coriolis els fan ser l'opció preferida per a molts processos crítics:
• Alta precisió de mesura: La precisió pot arribar a ±0,1% o superior, i la mesura no es veu afectada pels canvis de temperatura, pressió, densitat, viscositat o conductivitat del fluid. Això és crucial per a processos com la barreja d'API i l'addició d'adjuvants a les vacunes, on la proporció precisa és fonamental.
• Disseny higiènic superior i conformitat: El disseny de tub recte ofereix una superfície interior llisa, contínua i totalment soldable. L'ús d'aliatges metàl·lics resistents a la corrosió (com ara Hastelloy) facilita la neteja i l'esterilització, complint amb regulacions estrictes com ara la BPF i la FDA, i reduint significativament el risc de contaminació.
• Ampli rang d'aplicacions: Els comptadors de cabal de Coriolis poden mesurar una àmplia gama de líquids, gasos i vapor, incloent-hi medis corrosius i tòxics, així com fluids d'alta temperatura i pressió. La seva compatibilitat amb múltiples fluids permet una aplicació completa en tot el procés, des del tractament de matèries primeres (com ara solucions altament àcides) fins al condicionament del producte acabat.
• Cost total de propietat reduït: Tot i que el cost inicial pot ser més elevat, el seu disseny pràcticament sense manteniment, alta fiabilitat i llarga vida útil redueixen les aturades i abaixen els costos d'operació a llarg termini.
Els comptadors de cabal de Coriolis són molt recomanables per mesurar l'aigua per a injecció (WFI), l'aigua de l'òsmosi inversa (RO) i l'aigua desionitzada (DI), ja que garanteixen una alta puresa de l'aigua sense el risc de contaminació. També són una excel·lent opció per a l'aplicació precisa de recobriments en la pel·lícula de pastilles, l'alimentació de nutrients en biorreactors i el condicionament de productes.
Tendències futures en comptadors de cabal
La tecnologia de mesura de cabal està en continu avanç amb el desenvolupament de l'automatització i la intel·ligència industrial, i la seva aplicació a la indústria farmacèutica serà més profunda i extensa en el futur.
- Intelligència i xarxa: Els comptadors de cabal intel·ligents que integren les tecnologies d'Internet de les Coses (IoT), dades massives i intel·ligència artificial (AI) esdevindran dominants. Permeten el monitoratge remot, la recollida de dades en temps real, diagnòstic d'incidències i avisos preventius (com ara blocatges o fuites en canonades) i l'anàlisi de dades per optimitzar processos de producció, millorar l'eficiència productiva i permetre un manteniment predictiu. Es poden integrar amb sistemes PLC i DCS mitjançant protocols com Modbus i Profibus, formant part de la fàbrica digital. 2. Integració de múltiples paràmetres i miniaturització: Els comptadors de cabal del futur no només mesuraran el cabal, sinó que també integraran mesures multi-paràmetre com ara temperatura, pressió, densitat i viscositat, proporcionant als usuaris una informació de procés més completa i reduint el nombre d'instruments necessaris. El seu disseny miniaturitzat també permet la seva aplicació en escenaris amb més restriccions d'espai o en entorns d'escala de laboratori.
- Ampliació de les àrees d'aplicació: Les aplicacions dels cabalers s'estendran més enllà de la producció farmacèutica tradicional per incloure la protecció intel·ligent del medi ambient (monitoratge d'emissions de contaminants), l'agricultura de precisió (gestió de l'aigua agrícola i farmacèutica) i la gestió logística farmacèutica a les ciutats intel·ligents.
- Normes de higiene més elevades i facilitat d'ús: Amb regulacions cada vegada més estrictes, el disseny higiènic dels cabalers continuarà optimitzant-se, fent que els processos de neteja i esterilització siguin més còmodes i eficients. Les interfícies d'usuari (HMIs) seran més amigables, permetent una configuració intuïtiva, l'accés a informació de diagnòstic i registres de dades històriques mitjançant dispositius manuals com ara tauletes i smartphones, millorant significativament la comoditat operativa i la productivitat.
Conclusió
A la indústria farmacèutica, els comptadors de cabal són equips essencials per garantir la qualitat del producte, l'eficiència de producció i el compliment normatiu. Els comptadors de cabal de turbina, pel seu cost econòmic i característiques pràctiques, són una opció eficaç per a fluids i condicions operatives adequades. Els comptadors de cabal Coriolis, per la seva precisió ultraelevada, higiene superior i gran adaptabilitat, s'han convertit en una eina potent per complir amb els rigorosos requisits dels processos farmacèutics i la normativa aplicable.
Els avanços tecnològics estan impulsant els comptadors de cabal cap a funcions més intel·ligents, integrades i convenients. Que les companyies farmacèutiques triïn el comptador de cabal adequat i en monitoritzin les tendències de desenvolupament és crucial per millorar la qualitat del procés, reduir els costos operatius, garantir la seguretat dels medicaments i abraçar la tendència cap a la fabricació intel·ligent. En el futur, a mesura que les tecnologies de miniaturització i integració de múltiples paràmetres arribin a la seva maduresa, el valor dels comptadors de cabal en la indústria farmacèutica serà encara més rellevant.
