Безопасное измерение давления с применением мембранных разделителей WIKA.

03.05.2021

Присоединение измерителей давления разного типа к процессу отлично реализуется с помощью мембранных разделителей, обеспечивая качество и безопасность измерений. Приводится пример организации системы мониторинга целостности мембраны на базе датчика давления UPT-20, мембранного разделителя модели 990.22 и устройства мониторинга целостности мембраны PGS23.063.




Как сочетать стандартизированное производство широкой номенклатуры продуктов — в соответствии с международными стандартами, разными отраслевыми требованиями, с применением высоких технологий — и возможность кастомизации, гибкость, готовность вносить изменения в продукт и высокое качество?
Широкое применение измерительных приборов WIKA в самых разных отраслях и приложениях прямое тому подтверждение.
Для высокостандартизированных отраслей, таких как медицина, биотехнологии и пищевая промышленность, где наряду с базовыми (надежность, безопасность, соответствие стандартам и пр.) имеются дополнительные требования заказчика, — ВСП с уверенностью может предложить специализированные решения, будь то средства измерений WIKA, устройства мониторинга и управления Eurotherm и HMI-системы Systec & Solutions.

Информационный бюллетень: Решения ВСП для фармацевтики (PDF, RU) …>>

Гигиеническое исполнение компонентов той или иной установки, которая находится в контакте с продуктом, является важнейшей предпосылкой качества выходного продукта. Поэтому применяемые измерительные приборы должны соответствовать и удовлетворять требованиям отраслевых стандартов по материалам исполнения, обработке поверхности, безопасности ведения технологического процесса, подключения инструмента к нему и возможности очистки.




Подключение к процессу устройств измерения давления с мембранными разделителями.

Присоединение измерителей давления разного типа к процессу отлично реализуется с помощью мембранных разделителей с гигиеническим подключением.
Мембранные разделители отделяют манометр, датчик давления или реле давления от среды и обеспечивают технологическое соединение, которое либо не содержит мертвых зон, либо сводит их к минимуму. Изоляция достигается с помощью гибкой металлической диафрагмы. Внутреннее пространство между диафрагмой и прибором для измерения давления полностью заполнено жидкостью. Технологическое давление передается эластичной мембраной на жидкость и оттуда на измерительный прибор. Для каждого конкретного применения имеются оптимальные конструкции мембранных разделителей, материалы, заполняющие жидкости и дополнительное оборудование.



WIKA_diaphragm_seal_www.jpg




Например, мембранные манометры обеспечивают безопасность и герметичность процесса даже при превышении установленных значений давления. Для таких манометров WIKA также обеспечивает возможность контроля целостности мембраны, что позволяет оперативно обнаружить любое нарушение целостности измерительного элемента.



Интегрированная система безопасности. Пример системы контроля целостности мембраны.

Решение WIKA с двумя мембранами предназначено для критичных процессов, при которых не допускается выброс технологической среды в окружающее пространство или не допускается попадание заполняющей жидкости в продукт.

Нормальный режим работы. В нормальном режиме работы измерение давления и контроль состояния мембраны позволяет эксплуатировать средство измерения давления без ограничений в пределах его технических характеристик. Воздух из пространства между двумя мембранами откачан. Глубина вакуума измеряется устройством контроля, а состояние мембраны отображается стрелкой в зеленой зоне; электрический сигнал тревоги отсутствует.

Разрыв мембраны. В случае разрыва мембраны контролируемое в промежуточной зоне давление возрастает. Как только устройство контроля фиксирует превышение заданного значения давления, возникает электрический/ визуальный аварийный сигнал. Данный сигнал говорит о разрыве мембраны.

Безопасность. Конструкция устройства контроля выдерживает давление процесса даже при разрыве мембраны. Функция измерения всей системы остается неизменной. Надежность процесса обеспечивается благодаря тому, что обе мембраны изготовлены из того же материала, что и части мембранного разделителя, контактирующие с измеряемой средой.


Система мембранных разделителей: модель DMS-FP — клэмповое присоединение прибора измерения давления методом сварки на мембранном разделителе.
Диапазон шкалы: изб. давление, бар 0 …2,5; 0 …4; 0 …6; 0 …10; 0 …16; 0 ...25
Диапазон шкалы: вакуум, бар -1 ... 1,6; -1 ... 3; -1 ... +5; 1…10; -1…15; -1 …25
Диапазон допустимых температур:
- измеряемой среды
- окружающей среды
- хранения

+10 ... +80 °C для CIP и SIP макс. +130 °C
+10 ... +40 °C
+10 ... +60 °C
Пылевлагозащита IP65
Материал частей, контактирующих с измеряемой средой Мембрана: нерж. сталь 1.4435 (316L); UNS S31603
Мембранный разделитель: нерж. сталь 1.4435 (316L); UNS S31603
Чистота обработки поверхности:
- в контакте с измеряемой средой

- не в контакте с измеряемой средой

Ra ≤ 0,38 мкм по ASME BPE SF4, с электрохимической полировкой (кроме сварного шва)
Ra ≤ 0,76 мкм (кроме сварного шва)
Тип монтажа Прямой монтаж
Степень очистки частей в контакте с измеряемой средой Очистка от жира и масла по ASTM G93-03 уровень F по стандарту WIKA (< 1000 мг/м2)
Заполняющая жидкость Медицинское белое минеральное масло KN 92 (FDA 21 CFR 172.878, 21 CFR 178.3620(a); USP, EP, JP)


Система контроля состояния мембраны наиболее востребована в следующих приложениях:

• Стерильное измерение давления для фармацевтической и пищевой промышленности;

• Измерение давления / вакуума в трубопроводах, ферментерах, биореакторах и резервуарах, а также при обработке и транспортировке высококачественного продукта;

• Производство активных фармацевтических ингредиентов (API);

• Для газов, пара; жидкости, пасты, пудры и кристаллизующихся сред.

Конфигурация конкретной комбинации измерительного прибора и мембранного разделителя зависит также и от условий применения системы. Некоторые заполняющие жидкости приведены в Таблице ниже.


Средняя допустимая Т Плотность при Т Вязкость при Т
Код P ≥ 1000 мбар абс. P > 1000 мбар абс. г/см3 °C м2/с • 10-6 °C Соответствие
Глицерин 7 +17… +230 °C - 1,26 +20 1110 +20 FDA 21 CFR 182.1320
Neobee M-20 59 -20… +200 °C -20… +160 °C 0,92 +20 10,1 +25 FDA 21 CFR 172.856, 21 CFR 174.5
Белое миниральн. масло 92 -10… +260 °C -10… +160 °C 0,85 +20 23 +40 FDA 21 CFR 172.878, 21 CFR 178.3620(a); USP, EP, JP




Преимущества и особенности мембранных разделителей.

(1) Измерение давления в условиях, когда измеряемая среда не должна контактировать с деталями под давлением, или при необходимости приспособления к жестким условиям технологического процесса.

(2) Относительно большая «поверхность соприкосновения» измеряемой среды с мембраной позволяет измерять давление с высокой точностью, особенно при крайне низких значениях давления (< 600 мбар).

(3) Сочетание мембранного разделителя со средствами измерения давления в асептическом исполнении для технологических процессов с применением газа, сжатого воздуха или пара, а также с жидкостями, пастообразными, порошкообразными и горячими средами. Мембранные разделители выдерживают высокие температуры.



Технологические соединения, уплотнения, обработка поверхности, материалы изготовления — составляющие предсказуемого качества WIKA для асептических приложений.


Материалы. Аустенитная нержавеющая сталь используется в качестве стандартного материала для элементов, контактирующих с рабочей средой. В пищевой промышленности и производстве напитков, а также в фармацевтической промышленности предпочтителен сортамент 1.4404 и 1.4435.
Для конкретных применений используются специальные сплавы, такие как полностью аустенитная нержавеющая сталь 1.4539 (904L) или Hastelloy C и Inconel, а также фторопластовое напыление PFA или PTFE.
В мембранных измерительных приборах применяется коррозионностойкий никель-хромовый сплав 2.4668.

Обработка поверхности. Важным аспектом реализации безразборной очистки и стерилизации (процессы CIP/SIP) является качество обработки поверхности, которая находится в контакте с технологической средой.
Шероховатость Ra < 0,8 мкм принимается достаточной для нормальных процессов очистки. Для чувствительных биотехнологических процессов необходимы поверхности с меньшей шероховатостью, например Ra < 0,38 мкм (по стандарту ASME BPE). Электрополировка — один из способов достижения необходимых параметров. Кроме того, электрополировка увеличивает так называемый пассивный слой нержавеющей стали, улучшая коррозионную стойкость.

Уплотнения. Герметизирующие материалы должны быть токсикологически безвредны и достаточно устойчивы к истиранию, к агрессивным чистящим и дезинфицирующим средам, устойчивы в перегретом паре при высоких температурах стерилизации. Преимущественно, для уплотнительных колец используются специальные материалы, например на основе фторопласта (FKM), такие как VITON, политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Технологические соединения. Технологические соединения, используемые в оборудовании с поддержкой безразборной очистки, не должны представлять никакого риска в отношении очистки. Для этого WIKA использует соединения в соответствии с DIN 11864: NEUMO BioConnect, BioControl и VARIVENT.
Широко используемые соединения в соответствии с DIN 11851 (фитинг с молочной резьбой) и DIN 32676 (зажим) первоначально были разработаны для легкой разборки компонентов установки.

Предсказуемое качество продукции в большой степени зависит от измерения параметров технологического процесса. Средства измерений WIKA для стерильных применений в соответствии с директивами GMP позволяют надежно и безопасно проводить измерения технологических параметров.
WIKA является членом Европейской группы гигиенического проектирования и дизайна (EHDG) и вносит свой вклад в развитие отраслевых стандартов, сочетая гигиенический дизайн с высококачественной технологией измерений.



Проектный подход ВСП при выборе технического решения позволяет учесть специальные требования конкретного применения и при необходимости обеспечить комплексное решение задачи на объекте пользователя.



Запросить технико-коммерческое предложение …>>

Информационный бюллетень: Решения ВСП для фармацевтики (PDF, RU) …>>

Новостной блок: WIKA, Измерение давления в фармацевтических приложениях …>>
Раздел сайта: Решения WIKA …>>