بحث تطبيقي حول مقياس التدفق الكهرومغناطيسي في إنتاج الأدوية

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو جهاز يستخدم الحث الكهرومغناطيسي لفاراداي لقياس معدل تدفق السوائل الموصلة. يُستخدم مقياس التدفق الرقمي الكهرومغناطيسي للماء عادةً في قياسات معدل تدفق السوائل الموصلة، مثل الأحماض والقلويات والأملاح والمحاليل الكيميائية. على الرغم من أن موثوقية واستقرار مستشعرات التدفق الكهرومغناطيسي أفضل بكثير من أنواع مقاييس التدفق الأخرى، إلا أنه قد تظهر بعض المشاكل أثناء الاستخدام الفعلي.

في شركات الأدوية الحيوية، تُستخدم عدادات المياه، وعدادات التدفق التوربينية، وعدادات التدفق الدوامية، ومستشعرات التدفق الكهرومغناطيسية، وعدادات التدفق فوق الصوتية بشكل شائع لقياس المياه والبخار ومياه الصرف الصحي والمذيبات العضوية. وبالنظر إلى قياس تدفق مياه الصرف الصحي، واستخلاص كبريتات الماكروليد وكبريتات الأميكاسين باستخدام الراتنج، بالإضافة إلى تنظيف مواقع قياس السوائل في الأعمدة والتحكم في جهاز إرسال التدفق المغناطيسي، يتضح أن عداد التدفق الرقمي الكهرومغناطيسي للمياه يُعدّ من الأمور التي يجب مراعاتها عند قياس التدفق والتحكم فيه.

في عملية إنتاج كبريتات الأميكاسين، تتضمن عملية فصل الفحم إضافة مُركّز BB-K8 إلى خزان الفصل، وضبط درجة الحموضة باستخدام حمض الكبريتيك المخفف، ثم إضافة الكربون المنشط لإزالة لون المحلول، الذي يُضخ ويُرشح عبر مرشح 0.45 ميكرون إلى خزان التبلور. خلال عملية التبلور، تُعد قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التبلور عاملاً أساسياً، إذ تؤثر بشكل كبير على قيمة الرقم الهيدروجيني للمنتج النهائي، والمخلفات العضوية، والمواد ذات الصلة. لذا، من الضروري التحكم في كمية حمض الكبريتيك المخفف المُضاف ومعدل إضافته. وبما أن كمية التغذية مُحددة، فإن كمية الحمض المُضاف تُحدد أيضاً وفقاً لمبدأ معادلة الحموضة والقلوية. وبالتزامن مع سنوات من تخطيط العمليات، تتطلب عملية الإنتاج استخدام وسائل قياس للتحكم في كمية حمض الكبريتيك المخفف المُضاف (570 لتراً). تعتمد خطة التحكم التي اخترناها على استخدام مضخة القياس لضخ حمض الكبريتيك المخفف إلى خزان تجريد الفحم عبر خط الأنابيب، حيث تم تركيب مقياس تدفق على خط الأنابيب، وعندما يصل التدفق المتراكم إلى 570 لترًا، يقوم مقياس التدفق بإخراج إشارة مفتاح للتحكم في مصدر الطاقة لمضخة القياس ويوقف إضافة الحمض، وذلك لتحقيق غرض التحكم.

نظراً لتأثير حمض الكبريتيك المخفف القوي في التآكل، وعدم انتظام معدل تدفق الحمض المضاف خلال العملية، ولأن العملية تتطلب دقة تحكم منخفضة، فقد قرر خبراء القياس في الشركة، خلال فترة الاختيار، استخدام مقياس تدفق المياه الرقمي الكهرومغناطيسي ذي قطب التنتالوم، والمبطن بالتترافلورو، والمزود بمخرج تبديل، كأداة قياس. وعلى الرغم من أن جهاز إرسال التدفق الكهرومغناطيسي لقياس التدفق الحجمي للسوائل الموصلة يُعد جهازاً متطوراً للغاية، إلا أن إهمال الصيانة والإصلاح سيؤثر على استخدامه الأمثل. وبناءً على ذلك، وبالتعاون مع شركات الأدوية على مر السنين في اختيار وصيانة واستخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، نلخص دوره في عملية قياس التدفق والتحكم فيه.

لا يستطيع مستشعر التدفق الكهرومغناطيسي قياس تدفق السوائل الموصلة إلا إذا كانت موصليتها لا تقل عن 5 ميكروسيمنز/سم. بعد التأكد من سلامة عمل جهاز إرسال التدفق المغناطيسي، قام فريق المعايرة في الشركة، خلال فترة الصيانة الدورية، باستخدام الماء كوسيط قياس لمستشعر التدفق الكهرومغناطيسي للتحقق من دقة القياس، إلا أنه لم يُظهر أي تدفق. بعد الفحص، تبيّن أن السبب هو أن موصلية الماء المستخدم في العمليات الصيدلانية أقل من 3 ميكروسيمنز/سم، وهي قيمة منخفضة جدًا تمنع عمل الجهاز بشكل صحيح. من خلال هذه التجربة، ندرك تمامًا أن مستشعر التدفق الكهرومغناطيسي لا يقيس إلا تدفق السوائل ذات الموصلية ≥ 5 ميكروسيمنز/سم، مثل الأحماض والقلويات والمحاليل الملحية والماء ومياه الصرف الصحي والسوائل المسببة للتآكل والطين والملاط واللب وغيرها، ولكنه لا يقيس تدفق الغاز والبخار والماء النقي.

يتميز مقياس تدفق المياه الرقمي الكهرومغناطيسي بموثوقية جيدة، ولكن نظرًا لأن وسط القياس يتكون في الغالب من مواد صلبة عالقة أو أوساخ، فإن سطح قطب المستشعر يكون أكثر عرضة للتلوث. إذا لم يتم تنظيف مقياس تدفق المياه الرقمي الكهرومغناطيسي وصيانته لفترة طويلة، فسيتوقف عن العمل.

كأداة لقياس تدفق مياه الصرف الصحي، يمكنك اختيار مستشعر تدفق كهرومغناطيسي ذي قطر كبير. يتميز هذا المستشعر بانخفاض تكاليف التركيب والاستخدام والصيانة والإصلاح، بالإضافة إلى دقة وموثوقية قياس تلبي متطلبات الاستخدام. تستخدم شركة داونوميسين عدادات تدفق المياه الرقمية الكهرومغناطيسية ذات الأقطار الصغيرة والمتوسطة لقياس السوائل العمودية، ولكن نظرًا لصعوبة قياس السوائل ثنائية الطور (صلبة-سائلة)، يُعد جهاز إرسال التدفق الكهرومغناطيسي خيارًا أكثر دقة. مع ذلك، وبعد استخدام دام عامين تقريبًا، ظهرت ظاهرة عرض التدفق بشكل متقطع. أظهر الفحص أن السبب هو ترسبات على جدار الأنبوب العلوي للعمود السائل أثناء القياس، مما يؤدي إلى تراكم الرواسب وتلطيخ الأقطاب الكهربائية وتكوّن طبقة عازلة أو طبقة أكسيد، وبالتالي عزل سطح القطب الكهربائي وانفصاله عن دائرة القياس.

باختصار، يلعب جهاز إرسال التدفق الكهرومغناطيسي دورًا هامًا في قياس التدفق. يمكن لمستشعر التدفق الكهرومغناطيسي قياس السوائل المسببة للتآكل، ولكن يجب على القائمين على اختيار الجهاز فهم خصائص الوسط المقاس وتحديدها بدقة. ويشترط لاستخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي أن يكون السائل المقاس موصلًا للكهرباء، وألا تقل موصليته عن الحد الأدنى (أي قيمة 5 ميكروسيمنز/سم).

جميع الأجهزة تحتاج إلى صيانة، ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسية ليست استثناءً. عمومًا، يحتاج العملاء إلى تفكيك مقياس التدفق الكهرومغناطيسي وتنظيف الأقطاب الكهربائية مرة كل سنة إلى سنة ونصف لضمان دقة قياسه.