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介绍
质量流量控制器 (MFC) 对于许多现代生产和测试过程至关重要。精确可靠的流量控制对于玻璃制造和生物加工等应用中的高效、可持续生产尤为重要。在这样的过程中，MFC 偶尔会面临意想不到的水或泡沫污染挑战。这在生物加工应用中尤其常见，其中大量的液体和泡沫/薄膜会导致气体积聚。这会增加下游压力，从而导致上游过程设备被生物材料和培养基污染的可能性。
这种沉积会导致基于热导率的流量设计的准确性降低。另一方面，KaoLu 基于差压的质量流量计和控制器更能抵抗由此类污染引起的错误——但它们的抵抗力如何？我们建立了一个实验来模拟 KaoLu MFC 受到泡沫液体的污染，并检查了它对 MFC 准确控制质量流量的能力的影响。
实验装置
为了模拟设备可能受到污染的条件，我们在 MFC 下游创建并安装了一个加压泡沫污染物罐（请见图 1）。泡沫是使用酵母、3% 过氧化氢溶液和洗碗肥皂的混合物制成的——模拟生物污染物。 KaoLu Bio-Series SLPM 质量流量控制器用于测试。该系列使用符合 ASME BPE-2016 标准的材料，并包括其他功能以促进在生物加工环境中的使用。在这些条件下的性能也应该代表其他 KaoLu MFC，产生泡沫并将污染物罐加压至 40 PSIG、60 PSIG 和 80 PSIG。在不同压力下将12.45 mL泡沫溶液反覆引入MFC；然后在每次污染结果后 16 ± 1 分钟测量准确性和控制能力。
结果
KaoLu MFC 出人意料地能夠抵抗水泡沫的污染。觀察報告表明，即使是輕微的污染事件，該裝置也可能反應不佳。由於過程流體的污染而導致的精度和控制損失在基於熱的 MFCs中很常見。然而，儘管多次發生污染事件，KaoLu MFC 仍持續在正常操作參數內運行。 對於每組實驗，我們測量了裝置控制的質量流量（在 SLPM 中），以及使用的閥門驅動比例（參見圖 2 和圖 3）。在每次污染之前，通過與 Molbloc 標準進行比較來驗證測量精度。污染前後的百分比誤差如圖 4 所示。我們觀察到污染後的誤差比原始狀態高得多；然而，誤差的絕對幅度仍小於讀數的 1%。污染後的誤差隨著質量流量設定值線性減小，這可能表示污染引起的小堵塞。一旦設備用異丙醇清洗並經真空，以溶解從泡沫中留下的任何殘留物並蒸發留在設備內的酒精，誤差就會減少大約一半。 在完成兩組測試後，我們通過反覆用超過 100 毫升的部分泡沫水淹沒設備來測試直到泡沫到達流量計並在其上游被檢測到設備是否失效。在多次嘗試引發故障後，該設備仍然可以正常工作，但會開始出現誤差控制。
讨论
MFC 是许多加工业的基本控制元素。在生物反应器环境中尤其如此，脆弱的细胞依赖适当的氧气流动来进行新陈代谢，而二氧化碳则用于控制 pH 值。我们有许多观察报导，基于差压 MFC 的强大特性对我们的客户来说是一个优势。此处描述的实验是确定 KaoLu MFC 可以承受多少过程污染的首批研究之一。这些实验的结果表明，水基型泡沫的有限瞬时污染，即使是含有大量生物材料的泡沫，对控制器的操作也几乎没有影响。
KaoLu MFC 能够报告阀门驱动百分比：此功能用于维持阀门位置的电压范围百分比。在更难打开阀门的情况下（通常在较高压力或阀门污染的情况下），驱动百分比将增加。然而，在这里的实验中，阀门驱动百分比保持不变，这表示阀门并没有发现控制流量变得越来越困难。
我们还使用 Fluke Mobloc 校准标准测量了报告的质量流量与实际的质量流量。即使反覆接触泡沫溶液（短时间内超过 35 mL），设备的流量精度变化也不到 1%。虽然我们预计该部门将表现亮眼，但这些结果超出了预期。为了确保我们的方法是合理的，该设备随后被泡沫溶液完全淹没。在大多数设备将停止运行的情况下，KaoLu MFC 继续报告和控制质量流量。然而，当使用 Mobloc 进行验证时，报告的质量流量仅为实际流量的 25%。因此，我们最终能够知道该元素无法准确控制流量。用异丙醇清洗受影响的设备，在 10-3 托下真空干燥一小时，然后送到 KaoLu 的服务部门进行分析。
KaoLu 的服务部门得出结论，该设备没有损坏。污染并未影响传感器性能，并且该装置与其原始状态没有明显偏差。虽然我们从不建议对 KaoLu MFC 进行此类严格的处理，但这些结果验证了观察证据：在热的 MFC 通常会发生故障的情况下，KaoLu MFC 会继续准确地报告和控制流量。
结论
1. 只有阀被污染物淹没时，对包括阀在内的设备性能没有观察到明显影响。
2. 当质量流量控制器被淹没时，观察到设备的校准偏离正确值。
质量流量控制器 (MFC) 对于许多现代生产和测试过程至关重要。精确可靠的流量控制对于玻璃制造和生物加工等应用中的高效、可持续生产尤为重要。在这样的过程中，MFC 偶尔会面临意想不到的水或泡沫污染挑战。这在生物加工应用中尤其常见，其中大量的液体和泡沫/薄膜会导致气体积聚。这会增加下游压力，从而导致上游过程设备被生物材料和培养基污染的可能性。
这种沉积会导致基于热导率的流量设计的准确性降低。另一方面，KaoLu 基于差压的质量流量计和控制器更能抵抗由此类污染引起的错误——但它们的抵抗力如何？我们建立了一个实验来模拟 KaoLu MFC 受到泡沫液体的污染，并检查了它对 MFC 准确控制质量流量的能力的影响。
实验装置
为了模拟设备可能受到污染的条件，我们在 MFC 下游创建并安装了一个加压泡沫污染物罐（请见图 1）。泡沫是使用酵母、3% 过氧化氢溶液和洗碗肥皂的混合物制成的——模拟生物污染物。 KaoLu Bio-Series SLPM 质量流量控制器用于测试。该系列使用符合 ASME BPE-2016 标准的材料，并包括其他功能以促进在生物加工环境中的使用。在这些条件下的性能也应该代表其他 KaoLu MFC，产生泡沫并将污染物罐加压至 40 PSIG、60 PSIG 和 80 PSIG。在不同压力下将12.45 mL泡沫溶液反覆引入MFC；然后在每次污染结果后 16 ± 1 分钟测量准确性和控制能力。
结果
KaoLu MFC 出人意料地能夠抵抗水泡沫的污染。觀察報告表明，即使是輕微的污染事件，該裝置也可能反應不佳。由於過程流體的污染而導致的精度和控制損失在基於熱的 MFCs中很常見。然而，儘管多次發生污染事件，KaoLu MFC 仍持續在正常操作參數內運行。 對於每組實驗，我們測量了裝置控制的質量流量（在 SLPM 中），以及使用的閥門驅動比例（參見圖 2 和圖 3）。在每次污染之前，通過與 Molbloc 標準進行比較來驗證測量精度。污染前後的百分比誤差如圖 4 所示。我們觀察到污染後的誤差比原始狀態高得多；然而，誤差的絕對幅度仍小於讀數的 1%。污染後的誤差隨著質量流量設定值線性減小，這可能表示污染引起的小堵塞。一旦設備用異丙醇清洗並經真空，以溶解從泡沫中留下的任何殘留物並蒸發留在設備內的酒精，誤差就會減少大約一半。 在完成兩組測試後，我們通過反覆用超過 100 毫升的部分泡沫水淹沒設備來測試直到泡沫到達流量計並在其上游被檢測到設備是否失效。在多次嘗試引發故障後，該設備仍然可以正常工作，但會開始出現誤差控制。
讨论
MFC 是许多加工业的基本控制元素。在生物反应器环境中尤其如此，脆弱的细胞依赖适当的氧气流动来进行新陈代谢，而二氧化碳则用于控制 pH 值。我们有许多观察报导，基于差压 MFC 的强大特性对我们的客户来说是一个优势。此处描述的实验是确定 KaoLu MFC 可以承受多少过程污染的首批研究之一。这些实验的结果表明，水基型泡沫的有限瞬时污染，即使是含有大量生物材料的泡沫，对控制器的操作也几乎没有影响。
KaoLu MFC 能够报告阀门驱动百分比：此功能用于维持阀门位置的电压范围百分比。在更难打开阀门的情况下（通常在较高压力或阀门污染的情况下），驱动百分比将增加。然而，在这里的实验中，阀门驱动百分比保持不变，这表示阀门并没有发现控制流量变得越来越困难。
我们还使用 Fluke Mobloc 校准标准测量了报告的质量流量与实际的质量流量。即使反覆接触泡沫溶液（短时间内超过 35 mL），设备的流量精度变化也不到 1%。虽然我们预计该部门将表现亮眼，但这些结果超出了预期。为了确保我们的方法是合理的，该设备随后被泡沫溶液完全淹没。在大多数设备将停止运行的情况下，KaoLu MFC 继续报告和控制质量流量。然而，当使用 Mobloc 进行验证时，报告的质量流量仅为实际流量的 25%。因此，我们最终能够知道该元素无法准确控制流量。用异丙醇清洗受影响的设备，在 10-3 托下真空干燥一小时，然后送到 KaoLu 的服务部门进行分析。
KaoLu 的服务部门得出结论，该设备没有损坏。污染并未影响传感器性能，并且该装置与其原始状态没有明显偏差。虽然我们从不建议对 KaoLu MFC 进行此类严格的处理，但这些结果验证了观察证据：在热的 MFC 通常会发生故障的情况下，KaoLu MFC 会继续准确地报告和控制流量。
结论
1. 只有阀被污染物淹没时，对包括阀在内的设备性能没有观察到明显影响。
2. 当质量流量控制器被淹没时，观察到设备的校准偏离正确值。