EN
Новости
Применение расходомеров в фармацевтической промышленности: выбор между турбинными и кориолисовыми расходомерами и их перспективы развития
Time : 2025-09-09
В фармацевтическом производстве расходомеры являются важными измерительными приборами, которые точно отслеживают скорость потока (объемный или массовый расход) жидкостей или газов через трубопроводы. Их применение включает оптимизацию производственных затрат, контроль соблюдения стандартов выбросов и обеспечение качества продукции. Поскольку жидкости, используемые в фармацевтическом производстве, могут быть летучими, коррозионными или ценными (например, определенные активные фармацевтические ингредиенты), точное измерение расхода имеет особое значение. Например, при производстве оболочек для таблеток расходомеры используются для строгого контроля дозировки покрытия и воздушного потока в машине для нанесения покрытия, что напрямую влияет на скорость и толщину нанесения покрытия. В этой статье рассматриваются два наиболее часто используемых типа расходомеров в фармацевтической промышленности — турбинные и кориолисовые расходомеры, а также перспективные направления развития расходомерной техники.
Широкое применение расходомеров в фармацевтической промышленности
Оборудование для измерения расхода играет незаменимую роль на всех этапах производственной цепочки фармацевтики, в первую очередь в следующих прямых и косвенных применениях:
Прямые применения:
Обработка сырья: точное регулирование количества подаваемого сырья для обеспечения точных пропорций смешивания. Производство активных фармацевтических ингредиентов (API): контроль потока реагентов и продукты во время химического синтеза, ферментации, экстракции и очистки.
Производство лекарственных форм: измерение потока сырья, вспомогательных веществ и растворителей при производстве таблеток, капсул и инъекционных растворов.
Фасовка лекарств: точное регулирование объема фасовки жидких или газообразных растворов для обеспечения точности фасовки.
Контроль процесса: непрерывный контроль расхода на этапах операций, таких как смешивание, перемешивание, фильтрация и разделение, обеспечивает стабильность процесса и однородность продукции.
Косвенные применения:
Контроль объектов и управление энергией: Распределяйте затраты отделов отдельно с помощью вторичных счетчиков, контролируйте потребление энергии, такое как вода, электричество и газ, оптимизируйте распределение ресурсов и упрощайте процессы выставления счетов.
Соблюдение экологических требований: Контроль сточных вод и выбросов в атмосферу для обеспечения соответствия экологическим нормам.
Производственные процессы в фармацевтической промышленности отличаются строгостью, а точный контроль потока обеспечивает компаниям более управляемые процессы, что способствует повышению эффективности, снижению затрат и гарантирует стабильное качество продукции.
Турбинные расходомеры: Экономичный и распространенный выбор
Турбинные расходомеры относятся к числу наиболее часто используемых типов расходомеров в фармацевтической и биотехнологической отраслях. Принцип их работы заключается в использовании потока жидкости для приведения в движение ротора турбины с лопастями. Скорость вращения ротора пропорциональна скорости потока жидкости, которая затем используется для расчета расхода.
Преимущества и применения
Турбинные расходомеры широко используются в фармацевтической промышленности благодаря простой конструкции, экономической эффективности, легкости установки и обслуживания, широкому диапазону измерения потока и быстрому времени отклика (около 0,25 секунды). Их гигиенический дизайн часто предусматривает использование материалов, соответствующих стандарту GMP (например, нержавеющей стали 316L), чтобы предотвратить загрязнение измеряемой среды. Широкий выбор технологических соединений и возможность кастомизации позволяют адаптировать их к конкретным требованиям фармацевтических процессов по температуре, вязкости и плотности, при этом создавая минимальное давление. Они подходят для повседневного и долговечного применения, например, при производстве активных фармацевтических ингредиентов, в системах водоочистки и при контроле потока в некоторых процессах изготовления лекарственных препаратов.
Ограничения и решения
Турбинные расходомеры также имеют ограничения, которые следует учитывать при их выборе:
• Чувствительность к свойствам жидкости: Они подходят только для чистых газов и жидкостей, но не для коррозионных сред или вязких жидкостей. Наличие воздушных пузырьков или колебания расхода жидкости может влиять на их точность.
• Требование стабильного расхода: Для обеспечения точности требуется относительно постоянный расход. • Необходимое оборудование: Чтобы предотвратить повреждение турбины частицами, часто требуется фильтр на входе; может понадобиться поддержание определенного противодавления для предотвращения кавитации.
Таким образом, турбинные расходомеры наиболее эффективны и экономичны при работе с чистыми, маловязкими, высокоскоростными и стабильными жидкостями.
Кориолисовый расходомер: синоним высокой точности и гигиенического соответствия
Кориолисовые расходомеры напрямую измеряют массовый расход жидкостей на основе силы Кориолиса. Благодаря высокой точности, надежности и превосходным гигиеническим характеристикам они пользуются большим спросом в фармацевтической промышленности, особенно в областях с высокими требованиями к измерениям.
Тип Выбора: Изогнутые и Прямые Трубы
В зависимости от требований применения, существует два основных типа:
• Изогнутые Трубы: Обеспечивают более высокую чувствительность измерений и подходят для применений, требующих точных, стабильных и регулируемых диапазонов измерения.
• Прямые Трубы: Обеспечивают отличный дренаж и возможность очистки, соответствуют санитарным стандартам, таким как ASME BPE, эффективно предотвращают перенос материала и перекрестное загрязнение, и особенно подходят для применений, требующих гигиеничности и стерилизации на месте (CIP/SIP).
Ключевые Преимущества в Фармацевтической Промышленности
Преимущества массовых расходомеров Кориолиса делают их предпочтительным выбором для многих критических процессов:
• Высокая точность измерений: Точность может достигать ±0,1% или выше, а измерения не зависят от изменений температуры, давления, плотности, вязкости или электропроводности жидкости. Это особенно важно для процессов, таких как смешивание ЛВМ и добавление адъювантов в вакцины, где точное дозирование критично.
• Высокие гигиенические характеристики и соответствие требованиям: прямая трубка имеет гладкую, бесшовную внутреннюю поверхность, допускающую полную сварку. Использование коррозионностойких металлических сплавов (например, Hastelloy) обеспечивает легкость очистки и стерилизации, соответствует строгим нормативам, таким как GMP и FDA, а также значительно снижает риск загрязнения.
• Широкая область применения: Кориолисовые расходомеры способны измерять широкий диапазон жидкостей, газов и пара, включая коррозионные и токсичные среды, а также высокотемпературные и высокодавленческие жидкости. Благодаря совместимости с различными типами жидкостей, их можно полностью использовать на всех этапах производственного процесса — от обработки сырья (например, высокоактивных кислотных растворов) до розлива готовой продукции.
• Низкая совокупная стоимость владения: несмотря на более высокую начальную стоимость, их практически не требующая обслуживания конструкция, высокая надежность и длительный срок службы уменьшают простои и снижают эксплуатационные расходы на протяжении всего срока службы.
Счетчики Кориолиса настоятельно рекомендуются для измерения воды для инъекций (WFI), обратного осмоса (RO) и деионизированной (DI) воды, поскольку они обеспечивают высокую чистоту в системах водоснабжения без риска загрязнения. Они также являются отличным выбором для точного нанесения покрытия при обработке таблеток, подачи питательных веществ в биореакторы и заполнения продуктов.
Перспективные направления развития расходомеров
Технологии измерения расхода постоянно совершенствуются в условиях развития промышленной автоматизации и интеллектуализации, а их применение в фармацевтической промышленности в будущем станет более глубоким и широким.
- Интеллектуальные и сетевые технологии: Интеллектуальные расходомеры, интегрирующие технологии Интернета вещей (IoT), больших данных и искусственного интеллекта (AI), станут основным направлением. Они позволяют осуществлять удаленный мониторинг, сбор данных в реальном времени, диагностику неисправностей и предупреждение о проблемах (например, о засорах или утечках трубопроводов), а также анализ данных для оптимизации производственных процессов, повышения эффективности производства и реализации предиктивного обслуживания. Их можно интегрировать с системами PLC и DCS через протоколы, такие как Modbus и Profibus, создавая часть цифрового завода. 2. Комплексное измерение нескольких параметров и миниатюризация: Будущие расходомеры будут не только измерять поток, но и интегрировать измерение множества параметров, таких как температура, давление, плотность и вязкость, предоставляя пользователям более полную информацию о технологических процессах и уменьшая количество необходимых приборов. Их миниатюрный дизайн также позволит применять их в условиях ограниченного пространства или в лабораторных масштабах.
- Расширенные области применения: Области применения расходомеров выйдут за рамки традиционного фармацевтического производства и будут включать в себя интеллектуальную охрану окружающей среды (мониторинг выбросов загрязняющих веществ), точное земледелие (управление водными ресурсами в сельском хозяйстве и фармацевтике) и управление фармацевтическими грузоперевозками в умных городах.
- Более высокие стандарты гигиены и удобство использования: В связи с ужесточением нормативных требований, конструкция расходомеров с гигиеническим исполнением будет и далее совершенствоваться, что сделает процессы очистки и стерилизации более удобными и эффективными. Интерфейсы человеко-машинного взаимодействия (HMI) станут более удобными в использовании, обеспечивая интуитивно понятную настройку, доступ к диагностическим данным и журналам исторических данных с помощью портативных устройств, таких как планшеты и смартфоны, что значительно повысит удобство эксплуатации и производительность.
Заключение
В фармацевтической промышленности расходомеры являются критически важным оборудованием для обеспечения качества продукции, эффективности производства и соблюдения нормативных требований. Турбинные расходомеры благодаря своей экономичности и практичности являются эффективным выбором для подходящих жидкостей и условий эксплуатации. Кориолисовые расходомеры, обладая сверхвысокой точностью, превосходной гигиеничностью и широкой адаптируемостью, стали надежным инструментом для выполнения строгих фармацевтических процессов и нормативных требований.
Технологические достижения продвигают расходомеры к более интеллектуальным, интегрированным и удобным функциям. Для фармацевтических компаний выбор правильного расходомера и отслеживание тенденций его развития играют ключевую роль в повышении качества процессов, снижении эксплуатационных затрат, обеспечении безопасности лекарств и внедрении тенденций интеллектуального производства. В будущем, по мере совершенствования технологий миниатюризации и интеграции нескольких параметров, ценность расходомеров в фармацевтической промышленности станет еще более заметной.
