在食品和制药行业,以及生物技术和相关行业(例如包装和罐装行业),对压力传感器的要求特别高。接下来,我们将阐述在选择合适的压力传感器时,这些行业的最终用户必须考虑的问题。
在上述行业中,压力测量的主要重点当然是在卫生行业。必须防止产品污染和细菌传播,以保护人类和环境安全。因此,在敏感环境中使用的压力传感器必须符合有关部门的规定(欧洲:EHEDG;美国:FDA)。除了压力传感器所使用的材质外,还必须注意到压力传感器的设计。
压力传感器的设计
卫生型压力传感器必须易于清洗和极小供细菌繁殖的面积。这始于测量仪器的构造。这样就可以避免死角、缝隙和边沿区域,因为细菌可以在这些点聚集,从而清洗困难。
同样重要的一方面是连接。压力传送器必须易于拆卸,因为在敏感的应用中,频繁的清洗是必须的,而且也必须定期更换密封件。这种情况就排除了螺纹连接。螺纹提供了更多供杂质繁衍的场所。出于此,卫生型压力传感器通常选用Milk法兰,卡箍和DIN 法兰。
压力传感器的材质
清洁方面也是所采用的材质的主要考虑因素。与介质接触的压力传感器的膜片和其他元件应该具有最低的粗糙度。材质越粗糙,细菌就更易于附着在上面从而更难清洗。在卫生行业应用中, 0.8μm的粗糙度是一个标准,尽管这一标准对各个环节并不是最佳的。为了满足最高的要求,应该考虑0.4μm的粗糙度。
当然腐蚀也会造成一定的粗糙度。因此,卫生型压力传感器的壳体也起着关键性的作用。只有高品质的不锈钢和低铁素体含量才能尽可能的消除腐蚀。这里以材质1 4404为例,也被称为V4A钢,由于其2%的钼含量,它满足了耐腐蚀性的要求。
当然,对平滑度的要求也适用于密封材料,它必须具有化学和热稳定性。否则它们就会随着时间的推移而变得渗透从而提供一个理想的攻击面。STS卫生型压力传感器采用氟橡胶,氟橡胶具有较好的热稳定性能和化学稳定性,它也具有最好的耐高温性。
食品行业和制药行业以及生物技术行业的清洗过程也对所采用材质有所要求。封闭安装的压力传感器必须能够经受原地清洗(CIP)和在线灭菌(SIP)的清洗程序。在这些过程中,无需深入拆卸就可以清洗设备。为了对所需求材料的更一步认识,CIP系统在这里进行简洁的描述。
- 第一步,用清水通过预冲洗去除大致杂质。
- 接下来,采用碱洗。
- 用清水去除碱性清洁剂。
- 为更好去除顽垢,用酸性清洁剂来冲洗设备。
- 清水冲掉酸性清洁剂。
- 消毒剂去除微生物。
- 最后用超纯水冲洗。
在SIP系统中,在平均温度为140℃的应用中采用蒸汽灭菌。因此,压力传感器必须能在相应高温中应用。
材料选择的最后一个方面是压力传感器的填充液。常规压力传感器采用硅油。然而如果压力传感器损坏的话,它会污染到介质。比如啤酒将不会起泡,这是食品行业相对无害的例子。这里只能采用相关部门列出来的一些液体。
ATM/F – 卫生型压力传感器
其他方面/特殊情况
虽然上述方面属于卫生行业压力测量,但还有两点可能与某些用户相关的问题。这当然包括ATEX防爆认证。此外,大多数压力传感器所不具备的重新调整性能也会成为一个重要的成本因素。在生物技术或制药行业的一些关键过程中,使用的测量仪器必须每三个月进行一次验证 。如果这些可以在校准实验室中进行校准,这也是一个不可忽视的优势。
此外,压力和温度测量的结合也是一个方面。比如,一个STS客户需要在包装机械上对无菌的注射头进行温度监控和压力测量。当两种需求在一个卫生型仪器上实现时,既可以满足对空间的需求也易于清理。
然而,这种特殊案例也可以作为在敏感环境应用中压力测试的一个例子,因此用户必须严格遵守相关指导方针。得益于STS的模块化设计原则,卫生型压力传感器也可以在最短的时间内满足个性化需求。