想了解隔膜閥與波紋管閥在無菌流程設備中的比較,就要先了解隔膜閥于波紋管閥。
    隔膜閥是用隔膜作啟閉件封閉流道、截斷流體、并將閥體內腔和閥蓋內腔隔開的截止閥。隔膜常用橡膠、塑料等彈性、耐腐蝕、非滲透性材料制成。 閥體多用塑料、玻璃鋼、陶瓷或金屬襯膠材料制成。 結構簡單、密封和防腐性能較好,流體阻力小。用于 低壓、低溫、腐蝕性較強和含懸浮物質的介質。按結構形式分有屋脊式、截止式、閘板式等。按驅動方式分有手動、氣動、電動。
    隔膜閥與波紋管閥在無菌流程設備中的比較
    波紋管閥是一種壓力平衡式的調節(jié)閥,閥體結構緊湊,流體通道呈S流線型,壓降損失小,流量大、可調范圍廣。
    隔膜閥與波紋管閥在無菌流程設備中的比較
    無菌生產(chǎn)流程中,較常用的截止閥是隔膜式截止閥,通常簡稱為隔膜閥。之所以在無菌生產(chǎn)流程中采用隔膜閥,一是因為它的結構簡單,二是其價格便宜,這使得它到目前為止還幾乎沒有“競爭對手”。唯一可以與隔膜閥競爭的是所謂的波紋管截止閥,即通常所說的波紋管閥。這種波紋管截止閥由于其價格太高,盡管有著比隔膜閥更好的技術上的優(yōu)勢,但是仍很難與隔膜閥進行抗衡,如本文所介紹的那樣。

    PTFE波紋管

    在無菌流程工業(yè)領域中“波紋管閥與隔膜閥之間的競爭”由來已久。長期以來,隔膜閥以其結構簡單,價格低廉和清潔消毒方便而占據(jù)了優(yōu)勢。與隔膜閥相比,波紋管閥在市場上的品種規(guī)格太少。今天,Tuchenhagen生產(chǎn)的Vesta波紋管閥正是填補了這一空白,本文通過對隔膜閥與波紋管閥的比較,對兩種閥的優(yōu)缺點更加一目了然。

    清空性能

    當需要在水平管道中使用隔膜閥時,必須保證按照隔膜閥生產(chǎn)廠家規(guī)定的角度在水平管道中安裝隔膜閥,否則在流程設備運行中,隔膜閥的清空會遇到一些問題,不能完全排出閥體中的介質。但是,不同的隔膜閥類型、不同廠家生產(chǎn)的隔膜閥、不同公稱流量的隔膜閥的安裝傾斜角度是不同的,又往往給無菌流程設備的設計制造帶來了很大的麻煩。在T型結構的隔膜閥中,這一清空閥體的問題表現(xiàn)得更加明顯。

    與隔膜閥相比,Vesta波紋管閥則不會出現(xiàn)這樣的問題,無論Vesta波紋管閥的閥體是何種結構形式,在流程設備空載運行時都不會出現(xiàn)“死角”,從而保證嚴密地隔斷管道。而且,它可按照不同的安裝方式安裝在無菌流程設備的管道系統(tǒng)中。

    在醫(yī)藥制造業(yè)中,無菌流程設備由許多水平管道和垂直管道組成,在制藥設備的設計中,由于管道位置和技術方面的原因,必須在特定的位置安裝使用這種波紋管閥。例如,如果在垂直的管道中安裝了隔膜閥,則須在同一水平面內經(jīng)一個90°彎管的連接。而T型結構的隔膜閥的生產(chǎn)成本又很高,與不同閥體結構外形的隔膜閥相比,波紋管閥則在體積和外形上,與管道的連接安裝更具優(yōu)勢。由于兩類截止閥的結構類型不同,因此,在無菌流程設備設計的初期,就應選擇好各個部位應選用哪種類型的截止閥。

    在醫(yī)藥、食品和生物技術領域中的輸出設備有著大量的需要消毒的閥類。而大型的閥類,例如Stericom系列的,在這種需要消毒的場合下幾乎沒有用武之地。因為,在這些流程設備中,要求輸送的介質量越來越少,對于較少的流量,人們幾乎無一例外地選擇了隔膜閥。而新的波紋管閥有著較小的體積,可以與不同的管道直徑配用,在這方面比隔膜閥更具優(yōu)勢。

    設備利用率的比較

    作為設備的使用者,在整個設備的使用周期內盡可能多地利用設備進行生產(chǎn),也就是說:設備的利用率應盡可能的高。而設備的維護保養(yǎng)則表示設備必須得停止生產(chǎn),而且還要投入一定的設備維護保養(yǎng)費用。波紋管閥一般都有磨損現(xiàn)象;在隔膜閥中,閥一旦出現(xiàn)磨損,經(jīng)過一定的使用時間后必須更換隔膜,隔膜的使用壽命長短取決于相應的生產(chǎn)流程。一方面,流程設備中流通介質的腐蝕,管道清理和消毒時的溫度,流程設備的工作壓力以及流量等工作參數(shù)會影響隔膜使用壽命;另一方面隔膜式的截止閥開、關時隔膜的變形也是決定隔膜使用壽命的重要因素。

    帶氣動驅動裝置的Vesta波紋管截止閥

    大多數(shù)隔膜閥的損壞并不是因為生產(chǎn)過程中的使用,相反,是因為機械的擠壓作用而損壞。雖然隔膜閥的隔膜有著不同的彈性等級、有不同涂層、和不同的PTFE護板,但是,對于所有的隔膜閥都有從外部看不見的磨損(由內部介質引起的表面腐蝕和微粒附著)。因此,為了避免無菌流程生產(chǎn)因隔膜閥的損壞而被迫停產(chǎn),在實踐中通常是在規(guī)定的使用壽命期前更換隔膜。這樣一來,無論是強制更換的隔膜數(shù)量,還是由此而產(chǎn)生維修費用,或者設備的停機時間,都比PTFE波紋管閥明顯要多,而波紋管閥的另一個優(yōu)點是:幾乎可用于各種流程生產(chǎn)過程。

    核心部件

    Vesta波紋管閥的關鍵部件是TFM1705 PTFE制造的截止波紋管,它除了可以抵抗各種化學介質的腐蝕之外,TFM1705材料還滿足了FDA聯(lián)邦法規(guī)第21條§177.1550關于“全氟碳化物樹脂”的要求。其光滑的表面(Ra≤0.8mm)、可靠的密封、較大的開關運動距離等這些特性特征,對于較佳的CIP/SIP消毒清潔都是非常有利的。三年多來,這一獲得專利技術的波紋管閥成功地在市場上站穩(wěn)了腳跟,并且可以在無菌流程管道中嚴格地將管道內與管道外的大氣環(huán)境隔絕開來。
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