在制藥用水系統中,閥門的作用和類型介紹

凈得瑞 2020.12.28 17:00 441

在制藥用水系統設計中,閥門發揮著非常重要的作用。

①閥門既可控制流體的方向、壓力和流量,還能使得輸送管道、設備內的液體或氣體進行流動或停止流動并控制該介質的流量大小。

②閥門可通過改變通路斷面和介質流動方向,發揮其導流、節流、截止、止回、分流或者溢流卸壓等作用。

③閥門可與設備或者裝置進行組合,從而實現某種特定的功能。比如生物制品行業的無菌取樣,是通過隔膜閥與無菌取樣瓶組合設計來實現的。

為了滿足工程應用流程中不斷變化的需求,越來越多的閥門類型得到設計及推廣。在生物技術領域與制藥用水系統中,常常使用不銹鋼閥門,因為這些閥門采用無菌設計理念,表面粗糙度可達到0.4μm,執行機構與介質密封分離,尤其在無菌應用中非常廣泛。

閥門按運動方向特點可分為直行程閥門和角行程閥門兩種。直行程閥門的特點為直線性動作,而角行程閥門的特點是可以實現90°旋轉。

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圖一 閥門的種類

不同類型的閥門有不同的功能原理及特點,特點的閥門根據應用類型和使用區域來進行選擇。在進行選擇時,需要考慮的因素包括開關頻率、壓力損失、調節性能以及指定工藝條件的溫度、壓力和介質的純度等。

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圖二 不同類型閥門的優缺點

不同行業適用法律法規不同,閥門的選擇一定程度上對行業需求起到限制作用。例如,根據歐盟GMP標準要求,閥門需滿足避免交叉污染和易于清洗的特點,因此,閥門可用于易清洗、易消毒、自排空和腔體填充的應用類型。在實際運用中,普遍認同經FDA認證的隔膜閥為無菌應用閥門,經FDA認證的隔膜閥為潔凈應用閥門。為了確保在無菌應用情況下水系統的良好清潔性,FDA甚至指定使用隔膜閥,可最低點排盡。而對于一些不與產品直接接觸的閥門,比如冷卻水或者加熱蒸汽的非潔凈介質,由于不會影響影響到產品的質量,可從經濟的角度來合理選擇蝶閥、球閥、角座閥和截止閥。

閥門的控制可采用多種執行方式。在制藥行業,常用的執行方式為手動與氣動,如手動球閥、氣動隔膜閥等。閥門可在壓力、溫度或其他形式傳感信號的作用下進行簡單的啟關動作,也可以通過驅動或者自動機構實現啟閉件的升降、滑移、旋擺或回轉運動,以調整流道面積來實現閥門的控制功能。工藝系統中所用閥門的尺寸由所需的流量進行確認。

在制藥用水中,閥門品種和規格很多,如簡單的球閥,也有較為復雜的截止閥,還有更高級別的背壓閥、比例調節閥。所有閥門都可以用于過程調節,但時需要根據實際的工況需求選用不同的閥門來調節控制。球閥、蝶閥與隔膜閥的調節曲線基本上一致,但隔膜閥安裝角度正確,可低點排盡,無死水殘留,因此更有利于純化水和注射用水等衛生級流體工況的應用。

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