1. Tổng quan
Trong ngành dược phẩm, việc kiểm soát chính xác lưu lượng chất lỏng, khí, và hơi là yếu tố sống còn để đảm bảo:
- Tuân thủ các tiêu chuẩn GMP, FDA, EU-GMP
- Duy trì chất lượng sản phẩm nhất quán
- Tối ưu hóa quy trình vận hành và tiêu hao năng lượng
Cảm biến lưu lượng (flow sensor / flow meter) đóng vai trò trung tâm trong việc giám sát và điều khiển các dòng chảy trong quy trình sản xuất, đặc biệt là:
- Cấp nước tinh khiết (WFI, PW)
- Truyền dẫn hóa chất
- Hệ thống CIP/SIP
- Lưu lượng khí nén và hơi
2. Yêu cầu đặc thù trong ngành dược phẩm
Cảm biến dùng trong nhà máy dược phẩm phải đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt:
Tiêu chí Yêu cầu cụ thể
Độ chính xác ±0.2% hoặc tốt hơn
Vật liệu chế tạo Inox 316L, chống ăn mòn, không phát xạ kim loại nặng
Khả năng tiệt trùng Chịu được hơi nóng ≥ 121°C, dùng được trong quy trình SIP
Bề mặt tiếp xúc Độ nhám ≤ Ra 0.8 µm
Tích hợp hệ thống Tương thích PLC/SCADA/IoT – hỗ trợ 4–20mA, Modbus, HART
Chứng nhận FDA, 3-A, EHEDG, CE
3. Phân loại cảm biến lưu lượng phổ biến trong dược phẩm
a. Cảm biến lưu lượng điện từ (Electromagnetic flow meter)
- Không có bộ phận chuyển động, thích hợp cho chất lỏng dẫn điện như nước, dung dịch thuốc, dịch sinh học.
- Độ chính xác cao, ổn định lâu dài.
Gợi ý hãng: Senseca, Endress+Hauser, Siemens, Krohne
b. Cảm biến lưu lượng khối lượng (Coriolis mass flow meter)
- Đo khối lượng dòng chảy trực tiếp – cực kỳ chính xác.
- Phù hợp với các quá trình định lượng hoạt chất (API), truyền dẫn dung dịch đặc biệt.
Gợi ý hãng: Emerson Micro Motion, Bronkhorst, Siemens
c. Cảm biến lưu lượng siêu âm clamp-on
- Đo lưu lượng không tiếp xúc – không ảnh hưởng đến quy trình vô trùng.
- Thường dùng cho đường ống dẫn WFI, nước RO mà không cần phá ống.
Gợi ý hãng: Flexim, Siemens, Senseca
4. Ứng dụng thực tế trong nhà máy dược phẩm
Một số ứng dụng thực tế của cảm biến lưu lượng trong nhà máy dược với vị trí lắp đặt và mục đích sử dụng
- Hệ thống phân phối nước tinh khiết (PW/WFI): Kiểm tra và giám sát lưu lượng theo batch
- CIP/SIP: Đảm bảo đủ lưu lượng dung dịch súc rửa/tiệt trùng
- Đo lưu lượng hơi nước: Tối ưu hóa năng lượng cho hệ thống hấp, tiệt trùng
- Cấp khí nén: Đảm bảo áp suất và lưu lượng khí sạch cho sản xuất
- Định lượng nguyên liệu lỏng: Trộn thuốc, dung môi, hoạt chất API
5. Lợi ích khi sử dụng cảm biến lưu lượng chất lượng cao
- Nâng cao độ chính xác trong sản xuất thuốc
- Đảm bảo truy xuất dữ liệu phục vụ kiểm nghiệm
- Tối ưu hóa hiệu suất tiêu thụ nước – hơi – hóa chất
- Phòng ngừa rò rỉ, tránh lãng phí và ngộ độc
- Đáp ứng kiểm tra của các cơ quan kiểm định (GMP/FDA)