A medição de nível por boia é ideal para fermentadores farmacêuticos
18 de junho de 2020 | Clismon Carvalho
A instrumentação que usa uma boia para medir o nível e transmitir sinais pode ser adaptada de maneira ideal às condições desafiadoras do meio. Os engenheiros da linha de medição de nível da WIKA ajudaram uma grande empresa farmacêutica a encontrar o substituto ideal para seus sensores de nível mais antigos que não eram tão precisos quanto deveriam.
Os fermentadores são uma parte essencial da fabricação e pesquisa na indústria farmacêutica. Os materiais de partida dentro desses biorreatores são alimentados com nutrientes e oxigênio para produzir novos ingredientes ativos e medicamentos. Para garantir que as células se multipliquem adequadamente dentro dos biorreatores, os técnicos confiam na instrumentação de medição de nível.
Por mais eficazes que sejam, os instrumentos de nível em fermentadores precisam lidar com duas questões desafiadoras:
A mistura de diferentes meios resulta em padrões de densidade heterogêneos.
O líquido no fermentador contém proteínas, o que causa uma espuma relativamente estável na superfície.
Existe uma variedade de bons instrumentos de medição de nível sem contato disponíveis no mercado. Ainda assim, quando confrontados as características particulares do meio dentro dos fermentadores, muitos dispositivos falham. Por exemplo, métodos de medição hidrostática com sensores de pressão submersos não são adequados para misturas com diferenças de densidade. Os instrumentos de radar, mesmo a versão guiada, não podem descartar completamente as reações na espuma e, portanto, não podem determinar o nível real com 100% de precisão. Os instrumentos baseados em boias, por outro lado, não são influenciados por espuma, condutividade elétrica ou constantes dielétricas.
Noções básicas de sistemas de medição de nível baseados em boias
Trey Himes, especialista em produtos do departamento de instrumentação de nível da WIKA EUA, demonstra como um sensor de nível tipo boia fica sobre o líquido completamente inalterado pela presença de espuma.
O design de um sistema de medição baseado em uma boia é simples: uma boia com um tubo interno e um ímã que se move ao longo de um tubo guia, dependendo do nível do líquido. A boia atua como um transmissor de sinal, cujo impulso é convertido em um sinal de saída. As boias podem ser ajustadas individualmente para corresponder às condições e ao processo do meio e podem ser projetados para permanecer sempre na superfície real do próprio líquido e não na espuma. Eles também podem ser moldados como esferas para altas pressões ou como cilindros para baixas pressões.
Os sistemas de medição de nível baseados em boias são fornecidos em dois tipos: cadeia magnetorrestritiva e cadeia reed. Ambos os tipos funcionam bem para medições de nível contínuas. Os sensores de nível magnetorrestritivo são extremamente precisos e são particularmente adequados para aplicações em que todas as reações e mudanças devem ser detectadas imediatamente.
As industrias farmacêuticas precisam de sensor com maior precisão
Uma grande empresa farmacêutica alemã especializada em terapias contra câncer estava tendo problemas com os fermentadores que seu centro de pesquisa usava em processos de produção. Os sensores capacitivos monitoraram os níveis nos seis fermentadores, todavia os instrumentos começaram a não atender mais aos requisitos de precisão do fabricante. Os pesquisadores do centro não sabiam como proseguir e entraram em contato com a WIKA para obter uma recomendação. Os especialistas da WIKA analisaram os requisitos de precisão e os detalhes da mistura nos fermentadores e chegaram à conclusão de que a melhor opção era mudar para sistemas baseados em boias. Eles recomendaram a substituição de sensores capacitivos pelos sensores magnetorrestritivos da WIKA.
Medição de nível de alta resolução da WIKA
O Sensor magnetorrestritivo modelo FLM-H, é altamente preciso e foi projetado especificamente para indústrias com aplicações sanitárias. O instrumento de aço inoxidável é totalmente soldado, sem espaços mortos. A abertura entre o tubo guia e a bóia não é suscetível a efeitos capilares ou forças adesivas. Está em conformidade com as normas sanitárias 3-A, às quais o FDA se refere como a diretiva de design de equipamentos higiênicos. Todo o sensor de nível pode ser limpo sem resíduos, tornando-o adequado para LP (limpeza no local) e HL (higienização no local).
Uma das principais vantagens deste sensor magnetorrestritivo é que ele oferece aos usuários uma faixa inoperante menor (quando comparado com soluções de Radar de Onda Guiada). Com essa margem de erro menor, os usuários têm mais visibilidade, como por exemplo se um tanque está vazio no final de um processo e antes do início de um novo processo.
Além disso, o sensor magnetorrestritivo da WIKA economiza tempo e melhora a produtividade pois não requer calibração , uma grande inovação neste mercado. Os clientes, incluindo a empresa farmacêutica, estavam dedicando turnos inteiros para ajustar sua instrumentação baseada em Radar de Onda Guiada, um processo que deveria ser realizado pelo menos uma vez por ano. Como o FLM-H é construído na altura exata do tanque de acordo com as especificações do cliente, ele nunca precisa ser calibrado.
Em resumo, o FLM-H foi solução perfeita para a aplicação do centro de pesquisa. O cliente está extremamente satisfeito com a substituição. Graças à alta resolução do sensor, os pesquisadores agora podem registrar níveis até 10 vezes mais precisos do que com o sistema por Radar típico. As perdas devido a vazamentos agora são mínimas, uma vez que os operadores são notificados imediatamente sobre qualquer queda inesperada no nível. Além disso, os pesquisadores farmacêuticos agora desfrutam de uma maior produtividade pois não precisam mais perder tempo fazendo calibrações regulares.
A instrumentação baseada em boia pode ser perfeitamente adaptada às condições críticas do meio e fornecer precisão garantida o que é uma obrigação em muitos processos farmacêuticos. Entre em contato com a WIKA hoje mesmo para saber mais sobre o sistema de medição de nível certo para sua aplicação.