Кориолисовые расходомеры для биотехнологий

Колебания трубок сенсора искажаются силой Кориолиса, когда через них идёт поток. По фазовому сдвигу между входом и выходом электроника вычисляет массовый расход; плотность и температуру прибор определяет по тем же колебаниям.

Типовые точки — дозирование питательных сред и субстратов, подача pH-корректоров и пеногасителей в ферментеры и биореакторы, работа на лабораторных и пилотных установках. Состав сред и конфигурации перечислены на этой странице.

Прибор выдаёт три основных величины: массовый расход, плотность и температуру среды. Диапазон измерений по плотности — 650–2000 кг/м³, он покрывает водные растворы и большинство сред ферментации; производные значения считаются от этих величин.

Состав среды и подача корректоров напрямую влияют на рост биомассы и выход целевого продукта. Массовое дозирование помогает держать рецептуру: прибор измеряет массу, а не объём, поэтому изменения плотности среды не искажают выданную дозу.

Свободный газ в среде снижает точность, поэтому пенящиеся процессы требуют отдельной проработки измерительного узла. Микропотоки требуют малых типоразмеров, агрессивные корректоры — стойких материалов; пересечение этих условий смотрим по опросному листу.

Для сред на типовых расходах применяются L-сенсоры DN08–DN25 в гигиеническом исполнении. Шероховатость Ra ≤ 0,8 мкм и полный дренаж исключают застойные зоны, где среда могла бы задерживаться.

Дозирование кислот и щелочей — профильная задача для D-сенсоров DN01–DN02 с расходом от 0,1 кг/ч. Под агрессивные среды подбираются стойкие материалы — от 316L до Хастеллоя и тантала; выбор зависит от концентрации и температуры.

Пеногасители подаются по сигналу датчика пены; расходы здесь сверхмалые — доли кг/ч, поэтому ставятся Δ-сенсоры D-типа DN01–DN02 с минимальным внутренним объёмом. Микроимпульсный режим и настройку согласуем на этапе подбора.

Подача растворов глюкозы, лактозы, аминокислот и витаминных добавок — типовой сценарий для этих сенсоров. Дозирование идёт в массовых единицах, поэтому концентрация раствора не влияет на выданное количество. Параметры линии уточняем по опросному листу.

Вязкость и твёрдые взвеси прямому измерению массы не мешают; для таких сред берут прямотрубный L-сенсор. Конструкция без изгибов и застойных зон упрощает промывку между партиями и снижает потери продукта.

Да — приборы поддерживают все виды CIP/SIP: щелочную и кислотную мойку, паровую стерилизацию. Способ реализации зависит от исполнения и опций: для высокотемпературных циклов выбирают раздельное исполнение — электроника выносится от сенсора, уплотнения подбираются под моющие растворы. Стандартные SIP-режимы в отрасли — пар 121–134 °C в течение 20–30 минут; конкретный регламент задаёт технология.

Микродозирование закрывает Δ-образный D-сенсор DN01–DN02: он измеряет от 0,1 кг/ч при минимальном внутреннем объёме. Питательные среды и основные потоки ферментера — зона L-типа. Оба исполнения доступны с Tri-clamp и полировкой.

Микропотоки закрывают D-01 (0,1–12 кг/ч) и D-02 (до 96 кг/ч). Для сред и субстратов есть линейка L: L-08 от 1 до 1 200 кг/ч, L-15 до 3 600, L-25 до 12 000. Выбор — по рабочему расходу и вязкости.

Tri-clamp — базовый вариант для стерильных контуров: быстросъёмные хомуты, стерилизация в сборе, без резьбовых щелей. В линейке есть также фланцы ГОСТ, ANSI, DIN и резьбовые присоединения — для нестерильных участков и переходов.

Сталь 316L — отправная точка; под кислоты, щёлочи и другие агрессивные среды доступны тантал, титан, C4, дуплекс, 904L и Хастеллой C276/C4. Выбор связываем с составом среды и рабочей температурой — эти данные укажите в опросном листе.

Полировка контактных частей: базово Ra ≤ 0,8 мкм, по требованию — зеркальная Ra ≤ 0,4 мкм и электрополировка. Ровная поверхность ограничивает адгезию микроорганизмов и упрощает обработку стерильного контура.

По таблицам страницы D-сенсоры рассчитаны до 25 МПа, L-исполнения — до 10 МПа. Диапазон температур — от –50 до +350 °C. Конкретное исполнение подтверждаем на подборе по параметрам процесса.

Погрешность зависит от типоразмера: по жидкостям — от ±0,1% до ±1,0%, для рекомендуемых биотехнологических конфигураций заявлено ±0,1–0,2%, повторяемость — ±0,05%. Каждый сенсор калибруется индивидуально, на проливной установке.

Номер 98506-26 в Госреестре означает, что тип прибора утверждён и допущен к применению как средство измерений, а методика поверки утверждена. Результаты поверяемых измерений можно закладывать в отчётность предприятия; документы открыты на сайте.

Отправлять прибор на проверку необязательно: по месту его проверяют пруверами, альтернатива — проливная установка с эталонными расходомерами. Снимать сенсор с линии не нужно; порядок задаёт утверждённая методика МП 98506-26.

Точность ограничивает свободный газ в потоке, поэтому на пенящихся процессах измерительный участок проектируется с учётом газосодержания. Датчик пены и петля подачи пеногасителя работают в паре с расходомером; схему согласуем по опросному листу.

Замена импортного прибора возможна: исполнение подбирается под существующие монтажные размеры, и во многих случаях сварочные работы не нужны. Габариты и интерфейсы сверяем с тем, что стоит на линии, — включая приборы Micro Motion и Endress+Hauser; достаточно фото шильдика или чертежа.

Прямые участки не обязательны: сенсор ставится без длинных участков стабилизации, что экономит место на обвязке ферментера. В отличие от объёмных приборов, кориолисовому сенсору такие участки не нужны.

Место выбирают так, чтобы сенсор опорожнялся сам и не накапливал остатки среды; для этого его разворачивают под уклоном в нужную сторону. В остальном ориентация свободная, а точные рекомендации под узел выдаём при проектировании.

К системе управления биореактора прибор подключается по 4–20 мА с HART, RS-485 Modbus RTU или CAN. Для счётных входов есть частотно-импульсный выход до 10 000 Гц, а PROFIBUS PA поставляется опционально.

Зоны с горючими средами закрывают связки с защищёнными трансмиттерами. С ME100: трансмиттер Ex db ib IIC T6 Gb, сенсор Ex ib IIC T6…T1 Gb. С ME200: трансмиттер Ex db ia IIC T6 Gb, сенсор Ex ia IIC T6…T1 Ga; для пылевых зон доступен вариант Ex ia tb IIIC T80 °C Db.

Гарантия — 18 месяцев с даты поставки либо 12 месяцев с даты установки, что наступит раньше. Документы, которые приходят с прибором, закрывают метрологию и приёмку: описание типа СИ, руководство по эксплуатации, методика поверки и сертификаты ТР ТС.

Шеф-монтаж, пусконаладку, сервисное обслуживание и поверку выполняем на территории России, включая выезд к заказчику. Поверочное оборудование — компакт-пруверы и трубопоршневые установки — компания поставляет сама. Все работы согласуем по конкретному объекту.

Обслуживание сводится к поверке: подвижных и изнашиваемых частей в сенсоре нет. Средний срок службы — 20 лет, наработка на отказ — 100 000 часов; других плановых процедур не предусмотрено.

Опишите задачу в опросном листе или конфигураторе: среды, диапазон расходов, давление, температуру, требования по SIP и взрывозащите. Инженеры подберут исполнение и пришлют КП; цена определяется диаметром, материалами, давлением и Ex-исполнением. ---