Q: API 原料藥真空乾燥

API 原料藥真空乾燥 Equilibar真空調節器為 API原料藥乾燥提供精確控制 API原料藥（或活性藥物成分）的真空乾燥只是這些治療藥物製造過程中的幾個步驟之一。根據 API 的複雜性，使用化學反應和物理過程的組合來合成和純化 API。接近尾聲的乾燥過程使用各種方法去除多餘的水分，例如烘箱乾燥、噴霧乾燥和真空乾燥，有時會採取多步驟製程。 使用真空條件進行 API 乾燥的好處包括： 較低的壓力允許在較低溫度下進行有效乾燥，這有利於無法承受高溫的產品。 真空有助於去除夾帶的液體並獲得較低的最終水分含量。 真空用於從系統中去除溶劑。 製程自動化、精密真空控制和處理化學品的能力是 API 真空乾燥的重要設計因素。 Equilibar真空調節器 (EVR) 是此應用的絕佳解決方案。 案例：在 API 處理中使用Equilibar EVR背壓閥 在噴霧乾燥技術中，API 與揮發性溶劑結合以協助乾燥過程。為了去除溶劑並完成乾燥過程，API 被送到真空乾燥容器中，通常在氮氣層下，帶有攪拌器和加熱系統。必須保持一致的真空以有效乾燥和去除揮發性溶劑氣體以進行回收。簡化示意圖如下圖所示。 Equilibar真空調節器與壓力比例閥結合使用時，即使在乾燥過程中流量或濕度條件變化，也能保持精確且一致的真空控制。 Equilibar真空調節器也可以用耐化學腐蝕的材料製造以適應溶劑。 如需了解 產品資訊 ，歡迎來電洽詢。

Q: CIP 清洗大流量的定量閥

CIP清洗大流量的定量閥 由於清洗 (CIP) 的流量要求，生物製藥和其他衛生潔淨製程對控制閥有獨特的要求。在計量尤其是注射過程中，CIP 流速可能是製程流程的四倍，這使得工程師難以指定閥門以滿足最小製程流速和最大 CIP 流速。典型的解決方案包括在計量閥周圍安裝 CIP 旁通管路，以減少 CIP 清潔過程中的過壓。這些旁路迴路增加了製程設計的複雜性，如下圖所示。 我們的背壓比例閥是此應用的絕佳解決方案。其特殊廣泛的可控流量範圍能力允許製程工程師指定單一閥門來控制低計量和混合流量以及更高的CIP流量。結果是更精簡的流程設計，如下圖所示。 更多 產品資訊 ，歡迎來電洽詢。

Question 1

先導控制閥

Accepted Answer

此圖顯示QKL-B1T氣體調壓閥控制產線控制閥的位置。高鹿的電子調節器壓力範圍可從全真空到1000 PSI，並且非常適合控制閥門先導。

這顯示了QKL-B1T校準的3至15 PSI比例空氣調節器都是死循環的，在供應壓力波動不會影響下游壓力下，有來自產在線的壓力感測器的監視器輸出訊號，可用於數據擷取，安裝位置不會影響其壓力輸出，因此不需要儀表。

此外，傳統的電氣比例閥在穩定狀態下消耗空氣（運行成本更高），在QBX關閉並保持下游所需的壓力下，無需消耗額外的壓縮空氣。

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Question 2

模具潤滑油噴霧

Accepted Answer

安裝在液體調節器上的QKL-B1T控制在壓鑄模具中噴射模具潤滑油的壓力。另外一組B1T需要一個單獨的氣源，來為流量放大器提供引導壓力。這組搭配是一款出色的液體調節器，適用於模具潤滑油噴霧應用。 B1T安裝在流量放大器以控制該應用程式的霧化空氣壓力。空氣被模具潤滑油霧化，並噴到模具上以提供潤滑和各種塗層材料。

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Question 3

焊劑分配

Accepted Answer

液體產品可以透過控制封閉壓力容器中的壓頭來分配。無論是液體、焊膏或助焊膏應用，穩定且可重複的壓力控制將提供最一致的點膠結果。

在本例中，QKL-B1T用於精確控制容器中的空氣（或惰性氣體）壓力。這種類型的控制，消除了重力進料系統中的重量而導致的分配變化。

QKL-B1T採用真正的比例入口閥，可實現極高的解析度（高達滿量程校準的±0.005%），使它對分配的材料進行精細的操作。

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Question 4

泡沫滅火器

Accepted Answer

在此應用中，客戶可將泡沫滅火與水混合，並進行調整。所述QB2連接到比例調節DST，並控制壓力到大氣基準口QB1。

QB1用於對裝有圓頂的BD水調節器進行空氣引導。當DST感應到的水壓發生變化時，QB2的空氣輸出會自動動態變化——並允許QB1保持控制器在可調節的水泡沫比。

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Question 5

油箱洩漏測試

Accepted Answer

這種空氣洩漏測試旨在填充和維持PUT（被測部件）中的壓力。它具有關閉填充功能的能力，因此可以測量洩漏。在這裡，我們正在執行帶有流量測量的油箱洩漏測試。

在此圖中，70公升的汽車油箱在500 psig下進行洩漏測試。本設備使用兩個高流量比例閥快速填充大容量容積。在測試過程中，模擬訊號被發送到設備以關閉控制閥，並確保不會發生洩漏補償。如果有洩漏，流量計會偵測洩漏率並通知PLC，遠端偵測會確保比例（高解析度）閥即使在容器洩漏時也能保持壓力。在洩漏測試應用上, 本公司提供的流量比例閥和電器比例閥會根據客戶的漏氣試驗設備設備來做不同的搭配,如有任何疑問請隨時聯繫我們的工程顧問人員。

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Question 6

氣體混合應用

Accepted Answer

高鹿提供許多產品幫助可重複壓力控制的氣體混合應用。透過控制過程中每種特定氣體的壓力，可以根據命令配置和更改專有混合物，使兩個QKL-B1T安裝在單獨的流量放大器上，並用於控制混合器體應用中的兩種介質的壓力。外部的壓力感測器將QKL-B1T提供第二環路回饋，以確保最高的精度。 QKL-B1T向面板儀表提供實際下游壓力的監測回饋訊號。

兩個壓力控制組件都控制直接下游的已知孔徑壓力。已知的孔徑尺寸為製程中每種特定的氣體，提供精確的流速。

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Question 7

閘閥壓力控制

Accepted Answer

電器比例閥可用於閘閥壓力控制應用，以遠端驅動閘閥開啟和關閉。大多數情況下，這用於某種固化（乾燥）的過程。閘閥已被廣泛用於控制蒸氣壓力。在此圖中，帶有壓力放大器的QKL-B1T正在控制木材固化過程中幾個閘閥圓頂上的壓力。調節圓頂上的可變引導壓力，進而控制進入熔爐的氣壓。同樣在應用中，QKL-B1T組件放置在外殼內——這可以防止熱量或滿足危險場所的要求。

我們有適用於各種尺寸（氣動）閘閥的調壓閥，若有需要，請提供所需的響應時間及完全打開或關閉閥門所需的最大流量。

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Question 8

高壓壓力校驗台

Accepted Answer

液體產品可以透過控制封閉壓力容器中的壓頭來分配。無論是液體、焊膏還是助焊膏應用，穩定且可重複的壓力控制將提供最一致的點膠結果。

在本例中，QKL-B1T用於精確控制容器中的空氣（或惰性氣體）壓力。這種類型的控制，消除了由重力進料系統中的重量而導致的分配變化。

QKL-B1T採用真正的比例入口閥，可實現極高的分辨率（高達滿量程校準的±0.005%），使它對分配的材料進行精細的操作。

如有任何需求或疑問，歡迎訂閱我們的youtube頻道或來電洽詢，以了解更多有關壓力比例閥的資訊。

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Question 9

現在流量控制的方法

Accepted Answer

現在流量控制的方法

流量控制和壓力控制之間的相互作用可以為工業應用創造新的製程方法。

在學校，工程師被教導流量控制和壓力控制是相關但不同的概念——控制流量側重於體積，而控制壓力側重於力。然而，在實際應用中，通常是兩者之間的相互作用為創新者提供了創建強大的新工藝方法的機會。近年來，這樣的機會變得更加令人興奮。流動化學和連續型製造的發展為計量和線上混合的穩態流量控制的長期傳統帶來了新的變化。進一步將流量控制擴展到液位控制、溫度控制、pH 控制甚至塗層重量控制。

壓力與流量控制之間的交互作用

隨著創新者不斷突破以適應各種製程，我們先來回顧流量控制和壓力控制系統如何整合以創建新的流程方法。下圖提供了相互作用的概覽，其中壓力控制有助於流量控制，然後流量控制用於直接應用或輔助其他變數的控制。如圖所示，壓力和流量通常會一起工作以實現指定的結果。在一種配置中，可以用恆定的供應壓力和可變的阻力（例如控制閥或電磁閥）來控制流量。在另一種配置中，可以透過將供應壓力改為固定阻力來實現流量控制。

恆定供應壓力下在不同的阻力來調節流量

透過多個步驟處理流體的大型製造工廠提供了流量控制的經典案例，其中將具有恆定供應壓力的流體發送到帶有流量計和控制閥的PID控制迴路。在這種情況下，工程師可以透過控制球形流量控制閥來變更流量。流量控制閥根據流量計和 PID 控制器進行調整，提供可變阻力以實現所需的流量設定點（下圖）。

恆定阻力下在不同的供應壓力來調節流量

噴漆系統提供了使用可變壓力和恆定阻力的範例（下圖）。有一個泵浦來保持流體塗料的循環，噴嘴需要施加各種壓力才能達到適當的流量。背壓閥通常用於控制再循環迴路中的壓力。噴嘴的阻力被認為是一個固定阻力，可以用流量係數或孔口等效值來近似。考慮到幾乎所有工業流體過程都是湍流（甚至是黏性塗料噴塗），流速可以近似為所施加壓力的平方根。微壓背壓閥提供可變壓力來控制流量。

直接流量控制應用與現代流動化學

上述穩態製程控制策略已在化學工業中用於計量和填充等過程中數十年。然而，在過去的 20 年裡，創新發展產生了利用流量和壓力控制之間相互作用的新方法。製藥、精細化工和農化行業使用精確的壓力和流量控制技術加速了從間歇式反應容器轉向在線混合和連續反應化學。這些發展得益於極其可靠和精確的科氏流量計以及對簡化和更靈活流程的渴望。在連續流動反應器過程中，反應物的精確流量控制可確保適當的比例控制以實現一致的反應，從而產生優質的最終產物。反應器系統專為平衡管理、停留時間和反應速度而設計。設計通常透過精密液體科氏質量流量計 (MFM) 和氣體質量流量控制器 (MFC) 來計量反應物。將流體計量加入反應器中，在該反應器中在線連續進行轉換。

在下圖範例中，透過與控制閥配對的液體科氏 MFM 以恆定壓力供應液體以控制流量。同時，恆定供應壓力的氣體透過氣體 MFC 計量以控制流量。它們在反應器入口混合在一起並連續流過反應器。控制溫度以優化反應，可選用微壓背壓閥來提高反應速率或控制某些副產物的階段。這種設計可用於氫化等製程。類似的設計適用於線上產品混合，其中成分在現代穩態連續製造過程中計量和混合，以達到所需的成分比例。

控制流量以控制其他變數

進一步擴展壓力和流量控制的相互作用，流量控制可用於影響其他變量，如 pH 值、液位、溫度或塗層重量。

串級控制案例

串級控制使用兩個回授迴路，一個主要的外部控制迴路向次要的內部控制迴路發送一個設定點訊號。它們一起控制最終的製程變數。當內迴路對設定點變化做出快速反應並且控制對變化（液位、溫度、pH 值等）響應緩慢的主要外迴路時，串級控制效果很好。串級控制迴路通常被設計成二級內循環控制流量，一級外循環調整流量設定點以實現所需的最終製程變數。這種安排的優點是內循環將快速響應過程擾動並向外循環發送訊號，避免最終過程變數的大偏移。

pH串聯控制應用

在一個案例研究中，一個水處理設施正在設計一個 pH 值控制系統，將 CO2 噴射到水體中以控制水的 pH 值。（請參閱下圖。）此應用涉及需要在較寬的流量範圍內控製質量流量以滿足不同體積的水，同時減少 CO2 注入和水的 pH 值變化之間的時間延遲。

pH值的設定點是在可程式邏輯控制器 (PLC) 中建立的。水中的 pH 計會向 PLC 發送訊號，PLC 會調整 MFC 的設定值以達到目標 pH。 MFC 中廣泛的流量控制允許系統設計適用於各種水箱尺寸，而 MFC 的通訊功能促進了與 PLC 的輕鬆配對。

溫度串控制

冷卻控制迴路在化學過程和製造工廠中無所不在，用於控制各種系統中的溫度。從釀造或發酵室到化學製造工廠，甚至資料中心冷卻，溫度控制都是一個重要的製程變數。即使在嚴格的操作視窗內，精確的冷卻液流量控制也有助於保持準確的製程溫度。在典型的冷卻或冷卻器迴路中，冷卻流體以維持目標溫度的流速輸送到製程。在某些設計中可以使用微壓背壓閥來控制再循環迴路中的冷卻流體壓力來控制流量，如上圖的噴嘴範例所示。透過恆定孔口的可變壓力提供適當的流量，該流量串級以控制最終溫度的過程。製程溫度向壓力控制迴路發送訊號，壓力控制迴路變化以調節流量以保持溫度受控。由於精度在此類冷水機組迴路壓力控制系統中尤其重要，因此帶有壓力比例閥的圓頂加載直接密封隔膜閥是理想的解決方案。隨著溫度需求的變化或溫度設定點的變化，圓頂負載的直接密封隔膜閥會快速調整以保持冷卻液流量控制，使溫度保持在目標值。

結語

雖然其中許多範例為經驗豐富的製程工程師所熟悉，但流量控制閥、壓力比例閥、儀表和自動化系統的持續改進正在創造突破性的機會。透過重新檢查流量和壓力相互作用的方式，通常可以想像使用可用控制組件的新方法和創新方法來滿足具有挑戰性的應用要求，並為世界一流的製造開發改進系統。

希望您喜歡這篇內容，若想進一步了解我們的產品，歡迎點選網址或來電洽詢，期盼我們能為您找到適合的產品。

Question 10

Equilibar 流量控制

Accepted Answer

Equilibar 閥使用由柔性隔膜密

封的多個孔口，而不是單一閥座。 Equilibar 閥由隔膜頂部的壓力加載圓頂，該壓力控制與隔膜上的「先導壓力」成比例的過程流體流量。隨著流量需求的變化，隔膜移動幾毫米以打開和關閉部分或全部孔口，提供即時和無摩擦的控制。 Equilibar 閥設計為精密背壓調節器，但可輕鬆配置為透過壓力比例閥控制流量。多年來，Equilibar 客戶已經發現Equilibar 控制閥在供氣壓力基本穩定的苛刻流量控制應用中的顯著優勢。

如何實現流量控制

在流量控製配置中，Equilibar® 流體控制閥 (FCV) 在控制迴路中使用電子先導壓力控制器和流量計。參見圖 1。比例積分微分 (PID) 控制器監控來自流量傳送器 (FT) 的輸入並調整先導壓力以控制流量。壓力比例閥將來自 PID 的電子訊號轉換為先導壓力的壓力訊號。透過提高先導壓力減少流量，透過降低先導壓力增加流量。見圖 2。

驅動壓力和流量成反比關係，因此控制方案將會設定不同。在流量控制操作中使用Equilibar FCV 時，必須在直接模式下使用PID 迴路，而不是傳統控制閥使用的更常見的反向模式，因為壓力必須隨著流量的增加而增加。圖 2 顯示了傳統截止閥（紅色）和 Equilibar 控制閥（藍色）對驅動壓力的相反流量響應。

甚什麼時候使用Equilibar 背壓閥來控制流量

在許多化學過程流量控制應用中，傳統的截止閥或針型控制閥將是最經濟、最方便的解決方案，但使用 Equilibar 流體控制閥來滿足苛刻的應用要求具有優勢，包括：

須控制廣泛的流量範圍
高腐蝕性氣體和液體（使用帶有 FFKM 的特殊合金主體和隔膜）
高溫（可提供高達 500ºC 的密封件）
衛生和生物製藥應用（可提供 USP VI 級隔膜）
極低的流量（將 Cv 控製到 1E-9）
混相流體流量控制

關鍵效能優勢
控制範圍廣泛的流量

傳統流量控制閥的特點之一是流量範圍有限（或有效 Cv 的最大/最小比值）。大多數在研究和製程工業中運作的控制閥都被限制在 10:1 到 15:1 的比例之間。 Equilibar® 閥門可以在大於 100:1 的 Cv 範圍內輕鬆運行，並且已用於需要 250:1 Cv 範圍的應用。它們可以在 Cv 低至 1E-9 的極低流速下運作。

控制多相流體

Equilibar 閥的獨特設計使其能夠在保持高精度的同時處理兩相或混合相流。這可以包括氣體/液體過程、水/油流或超臨界流體。傳統閥門使用單一環形閥座，有時非常小，因此當液體段塞湧入閥喉時，隨著密度較大的流體加速通過孔口，體積流量突然下降。體積流量的這種瞬時減少破壞了上游製程壓力的穩定性。獨特的 Equilibar 技術在多個孔口上使用直接密封隔膜來控制壓力降。柔軟的隔膜可以幾乎瞬間改變其與孔口的接近度，以適應各種流體相的變化的閥門係數 (Cv) 要求。

與下游壓力隔離

Equilibar 閥為下游壓力變化提供緩衝。因為它是一個背壓調節器，所以Equilibar 閥將自動調整以將其入口壓力保持在設定點，而不管出口端口的變化如何。使用傳統流量控制閥 (FCV) 時，下游壓力的任何變化都需要PID 控制調整以保持穩定。

可耐腐蝕性液體

Equilibar 閥可由特殊金屬合金和聚合物製成，包括哈氏合金、鈦、鋯、PTFE 和 PVDF。結合精選的與高腐蝕性氣體和液體相容的隔膜和 O 形圈材料，Equilibar 閥可用於腐蝕性流體的應用。

包含衛生級製程選項

Equilibar 擁有一系列符合 ASME BPE規範的閥門，專門用於衛生過程。這些 FD衛生閥的尺寸範圍從 1/2" 端口到 3" 端口，可用於流量控制，以進行精確計量和CIP 等操作。

應用案例
進樣和線上混合流量控制

傳統的流量控制閥在下游壓力變化很大的注入和計量應用中存在困難。所需流量的變化與可用壓力差的變化相結合，從而對閥門流量係數 (Cv) 產生了非常廣泛的要求。單一流量控制閥的尺寸很難處理如此寬的 Cv 範圍。傳統的解決方案是使用兩個或三個不同尺寸的並聯控制閥來處理這些變化很大的條件。
然而，具有多個孔口和柔軟隔膜的 Equilibar 流體控制閥 (FCV) 可以在 100:1 的流速變化中一致地發揮作用，而不管下游壓力發生多大變化。此閥使用空氣或氮氣先導訊號和靈敏的隔膜來控制流速。先導壓力的非常小的變化會相應地導致流速的微小變化。由於流量控制閥是基於背壓調節器的設計，因此閥門下游壓力的波動甚至大範圍變化都不會產生顯著影響。這些性能對於應用於消費品中染料和香料的線上混合、生物製藥加工和深井注入操作中的緩衝液在線稀釋是極為重要的。

井注入範例

深井注入應用涉及將流體注入油井底部以改善油井條件。這對流量控制閥來說是一個挑戰，因為井口的下游壓力會隨著井內條件和流速的不同而發生很大變化。此外，所需的注射流量也會跟著改變。

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Question 11

API 原料藥真空乾燥

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API 原料藥真空乾燥

Equilibar真空調節器為 API原料藥乾燥提供精確控制

API原料藥（或活性藥物成分）的真空乾燥只是這些治療藥物製造過程中的幾個步驟之一。根據 API 的複雜性，使用化學反應和物理過程的組合來合成和純化 API。接近尾聲的乾燥過程使用各種方法去除多餘的水分，例如烘箱乾燥、噴霧乾燥和真空乾燥，有時會採取多步驟製程。

使用真空條件進行 API 乾燥的好處包括：

較低的壓力允許在較低溫度下進行有效乾燥，這有利於無法承受高溫的產品。
真空有助於去除夾帶的液體並獲得較低的最終水分含量。
真空用於從系統中去除溶劑。

製程自動化、精密真空控制和處理化學品的能力是 API 真空乾燥的重要設計因素。 Equilibar真空調節器 (EVR) 是此應用的絕佳解決方案。

案例：在 API 處理中使用Equilibar EVR背壓閥

在噴霧乾燥技術中，API 與揮發性溶劑結合以協助乾燥過程。為了去除溶劑並完成乾燥過程，API 被送到真空乾燥容器中，通常在氮氣層下，帶有攪拌器和加熱系統。必須保持一致的真空以有效乾燥和去除揮發性溶劑氣體以進行回收。簡化示意圖如下圖所示。

Equilibar真空調節器與壓力比例閥結合使用時，即使在乾燥過程中流量或濕度條件變化，也能保持精確且一致的真空控制。 Equilibar真空調節器也可以用耐化學腐蝕的材料製造以適應溶劑。

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Question 12

CIP 清洗大流量的定量閥

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CIP清洗大流量的定量閥

由於清洗 (CIP) 的流量要求，生物製藥和其他衛生潔淨製程對控制閥有獨特的要求。在計量尤其是注射過程中，CIP 流速可能是製程流程的四倍，這使得工程師難以指定閥門以滿足最小製程流速和最大 CIP 流速。典型的解決方案包括在計量閥周圍安裝 CIP 旁通管路，以減少 CIP 清潔過程中的過壓。這些旁路迴路增加了製程設計的複雜性，如下圖所示。

我們的背壓比例閥是此應用的絕佳解決方案。其特殊廣泛的可控流量範圍能力允許製程工程師指定單一閥門來控制低計量和混合流量以及更高的CIP流量。結果是更精簡的流程設計，如下圖所示。

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Question 13

梯度層析系統

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梯度層析系統

色譜系統上游的「梯度沖提」或「梯度緩衝」以不同的比例和特定時間添加緩衝液，以執行液相層析過程。多種緩衝溶液儲存在梯度沖提板上，並根據特定沖提過程的預設電導率曲線透過進料泵輸送到液相層析管柱。 SD 系列背壓閥可用作流量控制閥，透過其對電導率曲線設定值變化的毫秒響應提供精確混合。 SD 背壓閥的即時響應特色快速控制上游流程，減少浪費，從而節省成本。
SD 系列背壓閥可維持穩定的流量在廣泛的流量設定範圍內，在多種製藥混合製程中實現一個精準的混合特性。通常使用 SD 背壓閥可達到 100:1 的流量調節，其覆蓋範圍相當於四個標準控制閥。

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Question 14

切向流過濾 TFF

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切向流過濾 TFF

切向流過濾（TFF）在生物製藥產業中用作純化生物分子的有效超濾方法。在此過程中，跨 TFF 膜的壓力差必須保持在一個狹窄的範圍內，在某些情況下低至 1 psi。我們的 SD 背壓閥系列提供卓越的精度，可以在很寬的流速範圍內準確控制跨膜壓力。圖中，背壓閥安裝在 TFF 製程的滲餘液和滲透液管線中。使用電子比例閥，為SD 閥的圓頂建立設定點，以提供所需的TFF 跨膜壓力差SD 閥能夠根據上游壓力或流量的變化快速調整，以保持穩定的目標壓差dP 以實現有效的TFF 製程控制SD 系列背壓閥也可用於其他下游超濾製程，其中精確的壓力調節可提高製程性能。

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Question 15

快速的產品填充

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速的產品填充

產品灌裝機面臨的一項挑戰是處理灌裝線啟動和關閉期間流速的快速變化。在填充機械啟動期間，每個填充位置可能需要幾秒鐘才能激活，因為空容器逐漸開始通過機器前進。相反的情況發生在機器關閉時，因為最後一個容器通過位置。在這些上升和下降過程中，集管流量可能會發生巨大變化。
一種解決方案是在噴嘴歧管出口附近安裝帶有高速背壓閥的再循環管線。 FD 系列背壓閥對其入口處的壓力變化立即做出反應（約 1 毫秒）。 FD 使用高速的壓力比例閥作為先導調節器，確保歧管壓力在不同流速下以所需的壓力運作。由於其較寬的流量範圍，一台 FD 背壓閥可控制各種瓶子尺寸的灌裝瓶。

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Question 16

連續流動化學

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連續流動化學

連續流動化學或流動化學是一種優於批量化學的製程。這些優點包括更一致的品質、更高的效率以及簡易化從研發到生產的放大過程。在流動化學中，兩種或多種試劑以連續方式透過反應器混合，並控制流量、溫度和壓力，以便最有效地進行所需的化學反應。控制流動化學中的壓力對於相的控制、停留時間、反應速度和平衡管理很重要。例如反應溫度是反應效率的關鍵組成部分，但在足夠高的溫度下，試劑會達到沸點，這會對反應產生負面影響。透過在反應器出口增加一個背壓閥來控制反應壓力可以防止試劑沸騰。有時其中引入的一種試劑是氣體或惰性氣體。透過增加反應器內部壓力，氣體將佔據的實際體積降低。這將為反應的液體部分留下更多空間，從而提高反應器的生產率。此外，在氣液反應中，壓力對反應速率有影響。通常，氣體必須先溶解在液體中才能發生反應。透過增加壓力，氣體的溶解度增加，從而增加反應速度。當化學反應是可逆時，試劑和產物之間會形成平衡，達到平衡時會減慢反應速度。當氣體參與這種反應時，平衡將取決於內部壓力。在更高的壓力下，平衡將向具有最少氣體分子的反應方程式一側移動。在下方的示意圖中，高鹿的背壓閥安裝在管式反應器的出口處，用於精確控制壓力和最佳化製程。此示意圖顯示了一個高壓反應器，其中先導壓力比例閥正在使用氮氣控制背壓閥的的圓頂壓力。其他反應器設計可能壓力較低，因此可以使用空氣來引導圓頂負載壓力。使用塞流反應器 (PFR) 時，類似的工況也可達到相同的效果。

另一種類型的連續流動反應器是連續攪拌槽反應器 (CSTR)，其中反應物連續流入 CSTR 以進行化學反應並以與入口流量相同的流速離開以保持反應器內的體積恆定。在這個反應器設計中壓力控制也很重要。在流動化學應用中，高鹿的背壓閥與其他背壓閥相比具有多項優勢。憑藉其簡單的設計，它可以控制很寬的流量範圍，提供卓越的精度，提供即時控制，並且可以處理極端溫度、腐蝕性化學物質以及流動化學中的多相流。由於柔軟的隔膜是其唯一的活動部件，因此我們的背壓閥也很容易在幾分鐘內進行現場維護。連續流動化學用於各種行業，包括石化、特殊化學品、活性藥物成分 (API) 和聚合物化學。高鹿的背壓閥提供 1/8”以上的端口尺寸，並提供多種接頭類型和壓力控制範圍，以滿足您的製程設計需求。

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Question 17

CIP 清洗循環中的精密流量控制

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CIP清洗循環中的精密流量控制

在許多大型生物製藥廠中，都有中央 CIP 系統為製造設施周圍的所有生產平台提供清潔流程。使用這些 CIP 系統維修的平台包括色譜分析、TFF、超濾 (UF) 和瓶子填充。 CIP 流體根據消毒需求輸送到生物製藥製造廠的不同部分。 CIP 清潔的目標通常是在指定的持續時間內達到一定的流體速度 (ft/sec)。在較小的管道內徑中，這相當於少量流體，而對於大直徑管道，這可能會達到更大的體積流量。因此，根據不同的平台設計，會需要大範圍的流速 (lpm / scfm) 才能達到預期的清洗液速度。 FDO 系列的流體控制閥專為衛生級應用而設計，特別適用於需要在各種流速範圍內進行精確控制的流程。

特殊的 100:1 的比例控制一系列流量，而許多傳統的流量控制閥 (FCV) 控制在 15:1 的範圍內。此外，此流量閥可以設定來控制精確的壓力或流量取決於反饋迴路的設定方式。在上圖中，CIP 系統設定為透過 FDO 流量閥的再循環，並帶有來自高解析度流量計和壓力感測器的回饋。 PLC 控制流程以實現自動化。在生產過程中，CIP 迴路會透過熱交換器循環水，為下一個清潔週期做準備。由於製程中的不同平台需要 CIP 清潔，因此來自 CIP 系統的流體流速必須快速增加以滿足需求。 Equilibar FDO 具有多孔設計和柔軟的隔膜控制，可在幾毫秒內調整到新的流量設定點。當一個生產平台完成一個清潔週期時，另一個清潔週期可能會以新的流速設定點開始以達到適當的流速。傳統閥門在轉換過程中會需要一些時間才能達到所需的設定值，但由於 FDO 閥可以透過非常簡單的控制邏輯從流量控制轉換到壓力控制，因此可以減少不穩定流量的週期。清潔週期之間更短的過渡時間可以節省成本並減少清潔時間。

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Question 18

帶正排量容積泵的背壓閥

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正排量容積幫浦的背壓閥

儘管下游壓力條件變化很大，但背壓閥可用於正排量幫浦的下游以維持穩定的輸出流量。正排量泵通常用於控制整個工業中液體化學品的流量。容積泵的例子有：
齒輪泵
凸輪幫浦
漸進腔
活塞泵
隔膜泵
蠕動幫浦
其中，齒輪、凸角和漸進式空腔類型可能會在使用較低黏度的流體時出現不必要的滑動，其中一部分計量的正向流量會因回流而損失。對於給定黏度，這種滑差通常與泵浦兩端的壓力差成正比。

應用案例 - 液體混合

在許多混合和注射應用中，泵浦下游的壓力不是恆定的，而是根據其他製程參數而變化，例如其他混合物的流速。透過在正排量幫浦的下游安裝背壓閥來穩定幫浦的壓力差，從而控制打滑程度進而穩定量，不受背壓閥下游系統波動的影響。上圖顯示了兩種化學品的流速在註入較大的集管時是如何穩定的。在這種情況下，引導式的背壓閥使用手動調壓閥以提供 1:1 的先導設定點壓力比出口端壓力。

生物藥學應用的正排量幫浦控制

衛生凸輪泵是一種容積式泵，因其高效、可靠、固體處理能力、CIP 能力和衛生品質而經常用於生物製藥和食品應用。有一些設計也符合衛生食品製造的 EHEDG 認證的高標準。
衛生凸輪泵的一個缺點是，當流體的黏度較低時，它可能會出現泵打滑或泵失控。為了消除泵浦打滑，生物製藥平台設計者會在泵浦的排放口安裝了一個背壓閥。 FD 系列衛生背壓調節器是此應用的絕佳選擇，並提供脈動阻尼的額外優勢。使用此設定的典型生物製藥應用包括色譜、超濾和介質轉移。 FD 背壓閥的優點有：
佔地面積小，設計緊湊
高調節比允許較寬的流量可控制範圍
精密性能帶來高品質生產
瞬時響應時間可實現出色的計算器控制
簡單的設計易於安裝、清潔和維護

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Question 19

衛生規格流程系統中的脈動阻尼

Accepted Answer

衛生規格流程系統中的脈動阻尼

生物製藥生產通常涉及多個步驟，其中流體產品從一個製程轉移到下一個生產流程以完成從頭到尾的一系列生產步驟。製程之間的一些轉移需要嚴格在受控的壓力、溫度和流量條件下將流體產品泵送到下一個製程。一些衛生設備製造商為此任務提供泵浦解決方案。例如，正排量泵如凸輪泵或三相隔膜泵，在生物製藥和食品行業中很受歡迎通常用於產品傳輸和化學添加劑。缺點是這些泵浦的性質會導致下游脈動從而導致下一個製程中斷。特別是當流體以脈衝形式輸送時會導致生物製藥過濾和色譜很容易被幹擾。由於這些脈動，色譜柱中的敏感樹脂可能會受到嚴重干擾最終會損壞最終產品。由於生物材料的高成本，生產線中的任何中斷都是需要避免的。

FD系列背壓閥均衡脈動阻尼設計

上游脈動阻尼是 FD 系列背壓閥的自然行為，因為背壓閥內部的上隔膜自然會對流經閥門的流體段塞作出反應，從而保持上游壓力恆定。背壓閥的超寬 Cv 範圍使其能夠跟上正排量泵浦的步伐以保持一致的上游壓力。 FD 衛生級流體控制閥也有助於減少下游脈動。被動脈搏阻尼來自下隔膜下方的特殊插件，該插件透過材料的自然壓縮吸收能量，具有獨特的幾何圖案，可提供充足的壓縮，同時還為下隔膜的下側提供均勻的壓力，以最大限度地提高其靈敏度。此插件是 FD 系列背壓閥的標準配置，可將脈動幅度平均降低 25%。

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Question 20

流量控制的工作原理

Accepted Answer

流量控制的工作原理

高鹿背壓閥是帶先導操作的圓頂負載的調壓閥。氣體或空氣被送入背壓閥的頂部（圓頂）區域來提供壓力設定值。背壓閥的壓力是由先導壓力來調控的稱為二次壓。背壓閥在控制迴路中設定有先導的壓力比例閥和流量計。比例積分微分 (PID) 控制器監控來自流量傳送器 (FT) 的輸入並調整先導壓力以控制流量。此壓力比例閥 (E/P) 將來自 PID 的電子訊號轉換為先導控制器的壓力訊號。透過提高先導壓力減少流量，透過降低先導壓力增加流量。使用我們的背壓閥的另一個優點是控制閥下游的壓力變化不會影響流速。這在化學計量應用、線上進樣和連續流動化學中特別有用。

在寬流量範圍內實現良好流量控制的製程設定

通過閥門的流量是閥門 Cv（阻力）和閥門兩端存在的壓力差決定的。傳統的控制閥會上下移動以調整其 Cv 以控制流量，並且可能會在上游或下游壓力變化時中斷或流量變更。一種不同的方法透過仔細控制固定計量閥兩端的壓力差來穩定流量。此「dP」是透過在固定計量閥下游放置一個高解析度的背壓閥來控制。這種工況還有一個優點就是控制閥下游的壓力變化不會影響流速。
在此架構中要實現超寬流量範圍的關鍵在於圓頂加載背壓閥的高解析度與高解析度壓力比例閥的結合。協同工作，這種組合可以響應小至 0.01% 的訊號變化，並將背壓控製到大於 1:1000 的精度。

如何使用控制閥

控制閥在整個製程工業中用作控制氣體和液體流速的主要方式。通常會使用機械驅動的球形或針形閥來影響流量係數（或 Cv）。它們通常與流量計、溫度感測器或壓力感測器一起使用，以控制可能受流量變化影響的重要變數。傳統控制閥的主要限制之一是流量範圍有限（或有效 Cv 的最大/最小比率）。大多數在研究和製程工業中運作的控制閥都被限制在 10:1 到 15:1 的比例內。由於新的科氏和熱式質量流量計技術允許測量高達100:1 的流量比，因此許多客戶需要安裝兩個並行控制閥來提供其製程所需的量程比。

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壓力比例閥 應用例

壓力比例閥應用例