EN
Новини
Застосування витратомірів у фармацевтичній промисловості: вибір між турбінними та коріолісовими витратомірами та їх майбутній розвиток
Time : 2025-09-09
У фармацевтичному виробництві витратоміри є ключовими вимірювальними пристроями, які використовуються для точного контролю швидкості потоку (об'ємної або масової витрати) рідин або газів через трубопроводи. Застосування включає оптимізацію виробничих витрат, контроль вимог до викидів та забезпечення якості продукції. Оскільки рідини, що використовуються у фармацевтичному виробництві, можуть бути леткими, корозійними або цінними (наприклад, деякі активні фармацевтичні інгредієнти), точне вимірювання витрат має особливе значення. Наприклад, у процесі нанесення оболонки на пілюлі витратоміри використовуються для строгого контролю дозування оболонки та потоку повітря в машині для нанесення покриття, що безпосередньо впливає на швидкість та товщину покриття. У цій статті описано два найпоширеніших типи витратомірів, що використовуються у фармацевтичній промисловості — турбінні та коріолісові витратоміри, а також розглянуто майбутні тенденції розвитку витратомірної технології.
Застосування лічильників в фармацевтичній промисловості
Обладнання для вимірювання потоку відіграє незамінну роль у всьому фармацевтичному виробничому ланцюзі, переважно в наступних прямих та непрямих застосуваннях:
Прямі застосування:
Обробка сировини: точно контролює кількість подавання сировини, щоб забезпечити точні пропорції змішування. Виробництво активних фармацевтичних інгредієнтів (API): відстежує потік реагентів та пРОДУКТИ під час хімічного синтезу, ферментації, екстракції та очищення.
Виробництво лікарських форм: вимірює потік сировини, допоміжних речовин і розчинників при виробництві таблеток, капсул та ін'єкційних розчинів.
Фасування ліків: точно контролює об'єм фасування рідких або газоподібних розчинів для забезпечення точності фасування.
Контроль процесів: постійний контроль потоку під час окремих операцій, таких як змішування, перемішування, фільтрування та сепарація, забезпечує стабільність процесу та однорідність продукту.
Непрямі застосування:
Контроль об'єкта та управління енергетичними ресурсами: окремо розподіляйте витрати відділів за допомогою вторинного обліку, контролюйте споживання енергії, таке як вода, електроенергія та газ, оптимізуйте розподіл ресурсів та спрощуйте процеси виставлення рахунків.
Дотримання екологічних вимог: контроль стічних вод та викидів у повітря для забезпечення виконання екологічних вимог.
Виробничі процеси в фармацевтичній промисловості є строгими, а точний контроль потоку надає компаніям більш контрольовані процеси, допомагаючи підвищити ефективність, знизити витрати та забезпечити стабільну якість продукції.
Турбінні витратоміри: вигідний та поширений вибір
Турбінні витратоміри є одним із найпоширеніших типів витратомірів у фармацевтичній та біотехнологічній галузях. Принцип їх роботи полягає у використанні потоку рідини для обертання турбінного ротора з лопатями. Швидкість обертання ротора пропорційна швидкості потоку рідини, яка використовується для розрахунку витрати.
Переваги та застосування
Турбінні витратоміри широко використовуються в фармацевтичній промисловості завдяки простій конструкції, вигідній вартості, простоті встановлення та обслуговування, широкому діапазону вимірювання витрати та швидкій реакції (приблизно 0,25 секунди). Їхній гігієнічний дизайн часто передбачає використання матеріалів, сумісних із вимогами GMP (наприклад, нержавіюча сталь 316L), щоб запобігти забрудненню середовища. Великий вибір технологічних з’єднань і можливості індивідуалізації дозволяють адаптувати їх до конкретних вимог фармацевтичних процесів щодо температури, в’язкості та густини, при цьому втрати тиску є мінімальними. Вони підходять для повсякденного тривалого використання, наприклад, у виробництві активних фармацевтичних інгредієнтів, системах очищення води та контролі витрати під час виготовлення певних лікарських засобів.
Обмеження та рішення
Турбінні витратоміри також мають обмеження, які слід враховувати під час їхнього вибору:
• Чутливість до властивостей рідини: Вони придатні лише для чистих газів і рідин, але не для корозійних середовищ чи в'язких рідин. Наявність повітряних бульбашок або коливання швидкості потоку можуть впливати на їхню точність.
• Вимога стабільної швидкості потоку: Для забезпечення точності необхідна відносно постійна швидкість потоку. • Необхідне обладнання: Щоб запобігти пошкодженню турбіни частинками, часто потрібен фільтр на вході; може бути необхідним підтримання певного тиску на виході для запобігання кавітації.
Тому турбінні витратоміри є найбільш ефективними та економічно вигідними при роботі з чистими, малов'язкими, швидкими та стабільними рідинами.
Коріолісовий витратомір: Синонім високої точності та відповідності санітарним вимогам
Коріолісові витратоміри безпосередньо вимірюють масову витрату рідини на основі сили Коріоліса. Завдяки високій точності, надійності та чудовим санітарним характеристикам вони користуються великою популярністю в фармацевтичній промисловості, особливо в галузях із високими вимогами до вимірювань.
Вибір типу: зігнута та прямолінійна трубка
Залежно від вимог застосування, існують два основних типи:
• Зігнута трубка: забезпечує вищу чутливість вимірювання та підходить для застосувань, що вимагають точних, стабільних та регульованих діапазонів вимірювання.
• Прямолінійна трубка: забезпечує відмінний дренаж і здатність очищення, відповідає санітарним стандартам, таким як ASME BPE, ефективно запобігає перенесенню матеріалу та перехресному забрудненню, особливо підходить для застосувань, що вимагають гігієнічного очищення та стерилізації на місці (CIP/SIP).
Ключові переваги в фармацевтичній промисловості
Переваги масових витратомірів Коріоліса роблять їх найбільш вибірковим вибором для багатьох критичних процесів:
• Висока точність вимірювання: точність може досягати ±0,1% або вище, а вимірювання не впливає зміна температури, тиску, густини, в'язкості або електропровідності рідини. Це є критичним для процесів, таких як змішування активних фармацевтичних інгредієнтів та додавання ад'юванту вакцини, де точне дозування є вирішальним.
• Високий рівень гігієнічного дизайну та відповідність вимогам: конструкція з прямими трубками забезпечує гладку, безперервну внутрішню поверхню, придатну для повного зварювання. Використання корозійностійких металевих сплавів (наприклад, Hastelloy) полегшує очищення та стерилізацію, відповідає суворим нормам, таким як GMP і FDA, і значно зменшує ризик забруднення.
• Широкий діапазон застосування: коріолісові витратоміри можуть вимірювати широкий спектр рідин, газів і пари, у тому числі агресивні та токсичні середовища, а також високотемпературні та високотискові рідини. Завдяки сумісності з різноманітними рідинами їх можна повністю використовувати на всьому технологічному процесі — від переробки сировини (наприклад, високої концентрації кислих розчинів) до розливу готової продукції.
• Низька загальна вартість володіння: хоча початкова вартість може бути вищою, їх практично необслуговувана конструкція, висока надійність і тривалий термін служби зменшують час простою і знижують експлуатаційні витрати на довгий термін.
Витратоміри Коріоліса високо рекомендуються для вимірювання води для ін'єкцій (WFI), зворотного осмосу (RO) та деіонізованої (DI) води, оскільки вони забезпечують високу чистоту у водних системах без ризику забруднення. Вони також є чудовим вибором для точного нанесення покриття під час обробки пілюль, подачі поживних речовин у біореакторах та заповнення продуктів.
Майбутні тенденції у витратомірах
Технологія вимірювання витрати неперервно розвивається разом із розвитком промислової автоматизації та інтелектуалізації, і її застосування в фармацевтичній промисловості в майбутньому стане глибшим і ширшим.
- Інтелектуальність та мережевість: Інтелектуальні витратоміри, що інтегрують технології Інтернету речей (IoT), великих даних та штучного інтелекту (AI), стануть основним напрямком. Вони забезпечують дистанційний моніторинг, збір даних у реальному часі, діагностику несправностей та попередження (наприклад, про забивання або витік трубопроводів), а також аналіз даних для оптимізації виробничих процесів, підвищення ефективності виробництва та можливості передбачуваного обслуговування. Їх можна інтегрувати з системами PLC та DCS за допомогою протоколів, таких як Modbus та Profibus, формуючи частину цифрового заводу. 2. Комплексне вимірювання кількох параметрів та мініатюризація: Майбутні витратоміри здатні вимірювати не лише витрати, а й інтегрувати вимірювання кількох параметрів, таких як температура, тиск, густина та в'язкість, надаючи користувачам більш повну інформацію про технологічні процеси та зменшуючи кількість необхідних приладів. Також їхня мініатюрна конструкція дозволяє використовувати їх у більш обмежених просторово або лабораторних умовах.
- Розширені сфери застосування: застосування лічильників витрат розшириться за межами традиційного фармацевтичного виробництва та включатиме розумний захист навколишнього середовища (моніторинг викидів забруднювачів), точне землеробство (водне господарство в сільському і фармацевтичному секторах) та логістику ліків у розумних містах.
- Вищі санітарні стандарти та зручність використання: у зв'язку з посиленням регулювань, санітарний дизайн лічильників витрат буде продовжувати оптимізуватися, щоб зробити процеси очищення та стерилізації більш зручними та ефективними. Інтерфейси людино-машини (HMI) стануть більш зручними у використанні, підтримуючи інтуїтивну конфігурацію, доступ до діагностичних даних та архівних записів через переносні пристрої, такі як планшети та смартфони, що значно підвищить зручність експлуатації та продуктивність.
Висновок
У фармацевтичній промисловості лічильники потоку є критичним обладнанням для забезпечення якості продукції, ефективності виробництва та виконання регуляторних вимог. Лопатеві лічильники потоку, завдяки економічності та практичності, є ефективним вибором для відповідних рідин і умов експлуатації. Масові витратоміри Коріоліса, що мають надвисоку точність, високу гігієнічність і широку адаптивність, стали потужним інструментом для виконання суворих фармацевтичних виробничих і регуляторних вимог.
Технологічні досягнення сприяють розвитку витратомірів у бік більш інтелектуальних, інтегрованих і зручних функцій. Для фармацевтичних компаній вибір правильного витратоміра та контроль за тенденціями його розвитку мають критичне значення для підвищення якості процесів, зменшення експлуатаційних витрат, забезпечення безпеки ліків та впровадження тенденцій до інтелектуального виробництва. У майбутньому, з розвитком таких технологій, як мініатюризація та інтеграція багатьох параметрів, значення витратомірів у фармацевтичній галузі стане ще більш вагомим.
