和其他行業(yè)一樣，制藥業(yè)也越來(lái)越要求更高的生產(chǎn)力和更可靠的儀器。在需要用到連續(xù)液位計(jì)的時(shí)候，制藥商更愿意選用準(zhǔn)確度高而無(wú)需經(jīng)常校準(zhǔn)的全固態(tài)，非機(jī)械設(shè)備，這樣即便儀器失靈也不會(huì)耽誤生產(chǎn)的正常運(yùn)行或?qū)е抡诩庸ぶ械脑系膱?bào)廢。
在Genentech公司位于加州舊金山南部的生產(chǎn)廠區(qū)，有許多反應(yīng)裝置和發(fā)酵車(chē)間被用于生產(chǎn)抗腫瘤藥物，血液病制劑以及生物療法用藥。量度學(xué)家Steve Ward 正在采用兩種新開(kāi)發(fā)出來(lái)的相關(guān)技術(shù)－磁致伸縮探針和導(dǎo)波探針雷達(dá)，來(lái)使液位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化。
這兩種情況下，決定因素是準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，能夠從反應(yīng)器頂部取出探針進(jìn)行校準(zhǔn)或者直接更換的性能（也許是最重要的）。
Ward先生說(shuō)，“我們的工藝會(huì)連續(xù)運(yùn)行10到30天，如果因?yàn)樯a(chǎn)中的問(wèn)題導(dǎo)致一批原料報(bào)廢的話，那就意味著一大筆錢(qián)就這樣損失了?！?br/>
Ward也注意到校準(zhǔn)領(lǐng)域內(nèi)所取得的可喜成就，Genetech公司設(shè)計(jì)出一種離線校準(zhǔn)裝置，該裝置采用激光技術(shù)旨在確定磁致伸縮探針和雷達(dá)液位計(jì)的精確度。
Ward進(jìn)一步解釋說(shuō)，“即使在生產(chǎn)過(guò)程中時(shí)，我們也能拉出探針進(jìn)行校準(zhǔn)，”在過(guò)去，使用測(cè)壓元件來(lái)測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)物料的量時(shí)，需要在反應(yīng)釜內(nèi)裝滿純水并以科氏質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)定作為空白進(jìn)行校準(zhǔn)。
Ward接著說(shuō)，“這個(gè)過(guò)程很花時(shí)間，而且純水價(jià)格非常昂貴。再加上一旦用過(guò)以后，需要進(jìn)行再處理，現(xiàn)在我們淘汰了常規(guī)的純水校準(zhǔn)，但是我們每隔三四年才回過(guò)頭來(lái)校驗(yàn)一次，而不像以前六至十二個(gè)月就要校驗(yàn)一次。”
他總結(jié)說(shuō)：“我們幾乎試過(guò)所有的方法，之所以采用這兩種技術(shù)，是因?yàn)閷?duì)準(zhǔn)確度的要求更高和反應(yīng)器的壓力而不能關(guān)閉反應(yīng)器?！?/p>
在其它制藥企業(yè)，液位計(jì)的問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，因?yàn)橛靡詨毫榛A(chǔ)的設(shè)備和測(cè)壓元件確定的液位是依靠推斷而不是直接測(cè)量得到的液位。
在美國(guó)麻省Worcester的Abbott Bioresearch公司， 正在全力生產(chǎn)公司新批準(zhǔn)的人類(lèi)無(wú)性繁殖抗體Humira，在此之前靠生產(chǎn)其他產(chǎn)品勉強(qiáng)維持。量度經(jīng)理Mark Edlinger，更喜歡用測(cè)壓元件和壓敏元件組合的方法，而不喜歡用其它的液位測(cè)定方法。他甚至采用一個(gè)頂部型的探針裝置，為了克服壓力傳導(dǎo)底座在一些應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)的不利條件，他在探針的底座裝了壓力傳送器。這個(gè)裝置與其它的頂部型探針類(lèi)似，你可以隨時(shí)拉出探針并校準(zhǔn)。當(dāng)他提到采用探針電容和非接觸式雷達(dá)技術(shù)的特殊應(yīng)用時(shí)說(shuō)，“我強(qiáng)烈支持壓敏技術(shù)，我們現(xiàn)在遇到的最大挑戰(zhàn)就是，起泡和湍流所帶來(lái)的困難。”
豐富的選擇
對(duì)于給定的工藝變量，測(cè)量本身有多難，從不同的測(cè)量方法中選取合適的測(cè)量方法的難度就有多大，我們把它稱作儀器應(yīng)用技術(shù)的公理。當(dāng)然測(cè)定反應(yīng)釜內(nèi)的液位在原理上是相對(duì)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在工業(yè)生產(chǎn)中表面和界面的條件變化是如此之大，以至于幾年以來(lái)，我們應(yīng)用和發(fā)展了20多種不同類(lèi)型的儀器。
大多數(shù)情況下，當(dāng)需要測(cè)定連續(xù)過(guò)程的液位時(shí)，目前可供選擇的液位計(jì)主要分為：電容／射頻導(dǎo)納，雷達(dá)，超聲波，磁致伸縮，核子等五類(lèi)。經(jīng)常使用的壓力傳送器和測(cè)壓元件這兩種方法嚴(yán)格來(lái)講不能測(cè)量液位，如果需要點(diǎn)式的（只是需要某幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的測(cè)量）而不是連續(xù)液位測(cè)量的話，就有另外一組可替代的技術(shù)供選用。
在潔凈工藝中液位的測(cè)定幾乎沒(méi)有絕對(duì)的應(yīng)用原則，除了測(cè)壓元件和核子測(cè)定儀測(cè)定時(shí)不能直接接觸工藝以外，只有一些幾乎任何的液位計(jì)都需要符合的衛(wèi)生工藝基本準(zhǔn)入成本參數(shù)。
伊利諾斯州儀器供應(yīng)商Magnetrol（Downers Grove， Ill．）的新技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理，Boyce Carsella解釋說(shuō)；“儀器必須由與工藝相匹配的材料制成。他們?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面必須是沒(méi)有裂縫和瑕疵的，以免成為細(xì)菌的避難所，儀器要易于清理、清潔和檢測(cè)。
Carsella補(bǔ)充說(shuō)，“最終，由用戶來(lái)定義潔凈標(biāo)準(zhǔn)，但是所有費(fèi)用都是由用戶承擔(dān)的?！?br/>
麻省Invensys Foxboro的耐壓和液位市場(chǎng)部經(jīng)理Jonathon Rowe補(bǔ)充說(shuō)，“潔凈和普通儀器之間的主要區(qū)別是接口。潔凈儀器必須易于日常清理和易于拆分，”在北美，根據(jù)應(yīng)用的不同，三卡連接器可采用一系列不同的墊圈材料。在填充流體的情況下，遠(yuǎn)程密閉壓力傳送器的使用也必須與工藝配套。
如果談到材料的使用，最起碼，制藥廠會(huì)采用乳業(yè)用3A標(biāo)準(zhǔn)的316不銹鋼作為一個(gè)起碼條件。位于美國(guó)Phoenix，Honeywell公司的耐壓產(chǎn)品業(yè)務(wù)部經(jīng)理John Schnake 說(shuō)，日常潔凈處理程序之一的酸洗也需要應(yīng)用到進(jìn)行液態(tài)加工部分的哈司特鎳合金C。
Invensys Foxboro公司的 Rowe 補(bǔ)充說(shuō)：“對(duì)于一個(gè)壓力傳送器的隔膜來(lái)講，用哈司特鎳合金C明顯地意味著比用不銹鋼要好15個(gè)百分點(diǎn)。”
日常無(wú)菌處理時(shí)，儀器必須能耐高溫。紐約Anderson Instrument公司的市場(chǎng)副總監(jiān)， Bill Wilson說(shuō)：“通常要求儀器至少耐半小時(shí)攝氏121度的低溫，也有可能需要持續(xù)耐1小時(shí)140度的高溫?！?br/>
另一個(gè)參數(shù)跟壓力傳送器的靈敏度有關(guān)，那就是儀器對(duì)溫度變化反應(yīng)的快慢程度。位于印第安納州Greenwood 的Endress + Hauser 公司，耐壓產(chǎn)品部經(jīng)理Scott Ric-hardson 指出，“大多數(shù)壓力傳送器有溫度補(bǔ)償，但是如果在驟冷驟熱循環(huán)系統(tǒng)中，傳感器就必須感應(yīng)迅速。”
最后，儀器的外殼本身要符合徹底沖洗的最低標(biāo)準(zhǔn)，即NEMA 4X 或IP67標(biāo)準(zhǔn)。Magnetrol公司的產(chǎn)品經(jīng)理Wayne Shanon說(shuō)，“如果工藝中有堿洗工序，就不能采用標(biāo)準(zhǔn)的鍍鋁表面，人們只能用環(huán)氧材料涂層，塑料外殼，甚至是不銹鋼等儀器?！?/p>
一種型號(hào)不是萬(wàn)能的
在作決定時(shí)，準(zhǔn)入成本標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵因素，然而，下面的應(yīng)用原則會(huì)指導(dǎo)選擇儀器的過(guò)程以及為特殊應(yīng)用提供方法。
◆減少校準(zhǔn)次數(shù)以節(jié)省時(shí)間。位于美國(guó)賓夕法尼亞州Metek Drexelbrook連續(xù)液位產(chǎn)品經(jīng)理Don Koeneman說(shuō)，“如果在應(yīng)用上合適的話，首選的技術(shù)應(yīng)該是那些不需要校準(zhǔn)以及與流體的物理性質(zhì)無(wú)關(guān)的技術(shù)?！?br/>◆ 儀器和加工之間的接觸越少越好，因?yàn)檫@樣加工過(guò)程就不會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生影響。從這點(diǎn)來(lái)講，測(cè)壓元件和核子測(cè)定儀是首選的設(shè)備，超聲波，非接觸式雷達(dá)等要求反應(yīng)釜有孔，但也不用插入反應(yīng)釜內(nèi)部，所以對(duì)攪拌或釜內(nèi)其他設(shè)備也沒(méi)有影響。導(dǎo)波雷達(dá)，磁致伸縮探針和電容設(shè)備等要求有嵌入式探針，另外磁致伸縮探針有漂浮移動(dòng)的情況。
◆如果你能避免在反應(yīng)器底部開(kāi)孔的話，那就再好不過(guò)了，位于美國(guó)辛辛那提的Ohmart/VEGA的市場(chǎng)經(jīng)理Brian Oeder說(shuō)：“人們對(duì)底部沒(méi)有附加設(shè)備的反應(yīng)器更感興趣，頂部型的設(shè)備在安裝以及檢修和校準(zhǔn)移動(dòng)時(shí)都會(huì)節(jié)省時(shí)間。”
◆更精確不見(jiàn)得就更好，Abbott Bioresearch 公司的 Mark Edlinger 說(shuō)：“測(cè)量學(xué)家能用的最好的方法就是讓用戶提出儀器應(yīng)具備的性能。太多的性能規(guī)范脫離了實(shí)際，而不是基于真正的工藝需求。我們?cè)噲D以下面的出發(fā)點(diǎn)去解決問(wèn)題，那就是‘如果在容許誤差范圍之外，又怎么能應(yīng)用呢？’當(dāng)我們遇到這種情況時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)變寬規(guī)范范圍，想到一個(gè)更好，更劃算的解決方法。”
此外，困難的應(yīng)用仍然會(huì)很困難。Anderson Instrument 公司的Wilson 說(shuō)：“有時(shí)，唯一的解決辦法，就是去試一試。百分之二十制藥業(yè)所采用的解決方案都不是很理想。”
Ohmart/VEGA’s Oeder 補(bǔ)充說(shuō)：“每種發(fā)酵都是不同的，不存在通用的好方法，你必須去試用，去不斷地改進(jìn)
