Fabrikanten van systemen voor preparatieve chromatografie en superkritische vloeistofchromatografie (SFC) integreren daarom geavanceerde oplossingen voor flowmeting om een constante productkwaliteit te waarborgen. Hiervoor maken zij bij het ontwerp van hun systemen vaak gebruik van flow meters van Bronkhorst.
Toepassingsvereisten
Bij farmaceutische toepassingen moet apparatuur voldoen aan uitgebreide gebruikersspecificaties (URS), die een grondige bewaking en documentatie van kritieke procesparameters vereisen. De flow is een van de meest cruciale parameters, aangezien het rechtstreeks van invloed is op de productkwaliteit en de opbrengst. Afwijkingen van de gespecificeerde flowgrenzen kunnen leiden tot afkeuring van een batch, wat mogelijk aanzienlijke financiële verliezen tot gevolg kan hebben. Preparatieve chromatografiesystemen werken doorgaans met kleine monstervolumes, zowel in laboratorium- als in industriële omgevingen. Daarom moeten flow meters in staat zijn om zeer lage flows te meten en tegelijkertijd hun nauwkeurigheid over een breed dynamisch bereik te behouden. Naast conventionele vloeibare oplosmiddelen worden superkritische vloeistoffen (met name CO₂) steeds vaker gebruikt in de preparatieve chromatografie. CO₂ fungeert als een efficiënt oplosmiddel en zorgt voor een aanzienlijke vermindering van het verbruik van oplosmiddelen op basis van aardolie. Afhankelijk van de doelverbinding kan het worden gecombineerd met organische oplosmiddelen of kleine hoeveelheden water. Bij het werken met superkritische vloeistoffen is realtime monitoring van de dichtheid en temperatuur van essentieel belang. De fysische toestand van CO₂ verandert snel bij schommelingen in druk en temperatuur, wat een directe invloed heeft op de stabiliteit van het proces. Bovendien vereist de integratie van HPLC-pompen een nauwkeurige regeling van de flow. Een nauwkeurige PID-regeling, in combinatie met continue bewaking van de conditie van de pompen, is noodzakelijk om een stabiele werking te waarborgen, procesonderbrekingen te voorkomen en preventieve onderhoudsstrategieën te ondersteunen.
Belangrijke onderwerpen
Belangrijke onderwerpen
Nauwkeurige en betrouwbare meting van flows van vloeistoffen en superkritische vloeistoffen.
Onafhankelijke flowmeting voor superkritisch CO₂, onafhankelijk van de eigenschappen van de vloeistof.
Geïntegreerde bewaking van dichtheid en temperatuur voor een betere processtabiliteit.
Nauwkeurige pompregeling met behulp van ingebouwde PID-functionaliteit.
Naadloze integratie in geautomatiseerde systemen via digitale communicatie.
Procesoplossing
Voor het meten en regelen van vloeistofstromen wordt een ES-FLOW ultrasone volume flow meter gebruikt. Dit compacte instrument is speciaal ontworpen voor toepassingen met lage flows en levert nauwkeurige, herhaalbare metingen voor oplosmiddelen, co-oplosmiddelen en water.
Voor toepassingen met superkritische vloeistoffen wordt voor de toevoerpomp een Coriolis-massa flow meter geïnstalleerd. Coriolis-technologie is bij uitstek geschikt voor superkritisch CO₂, aangezien het meetprincipe onafhankelijk is van vloeistofeigenschappen zoals dichtheid of viscositeit. Naast de massastroom levert het instrument realtime metingen van de dichtheid en temperatuur, waardoor wordt gewaarborgd dat het CO₂ de pomp in de juiste vloeibare toestand bereikt.
De instrumenten van Bronkhorst zijn voorzien van een geïntegreerde PID-regelaar, waarmee de pomp rechtstreeks kan worden aangestuurd door het toerental van de pomp aan te passen om de gewenste flow te bereiken. Door de prestaties van de pomp continu te monitoren, kunnen de regelparameters nauwkeurig worden afgestemd, kunnen verstoppingen of slijtage vroegtijdig worden opgespoord en kunnen storingen aan de warmtewisselaar of de pomp worden voorkomen.
Alle flow meters zijn in het geautomatiseerde besturingssysteem geïntegreerd via digitale communicatie met behulp van het PROFINET-protocol.
Zonder directe flowmeting zouden preparatieve chromatografiesystemen moeten vertrouwen op theoretische flowcurves, die doorgaans gepaard gaan met onzekerheden tot wel 20%. Door dergelijke onnauwkeurigheden zijn reproduceerbare extracties en een consistente productiedoorvoer onhaalbaar.
Door de werkelijke volumeflow van vloeistoffen of de massaflow van superkritisch CO₂ te meten, kunnen consistente en reproduceerbare opbrengsten worden gerealiseerd. Het proces kan volledig worden geautomatiseerd en in realtime worden geregeld, wat zorgt voor een betrouwbare kwaliteitsborging van de productie. Dit leidt tot een verbeterde procesrobuustheid, een lager operationeel risico en aanzienlijke besparingen in tijd en kosten.
“De flow meters van Bronkhorst zorgen voor een uitzonderlijk stabiele flowregeling — zelfs bij superkritisch CO₂. Dankzij hun nauwkeurigheid en betrouwbare PID-regeling wordt de consistentie van het extractieproces aanzienlijk verbeterd en besparen we kostbare tijd.”
Aanbevolen producten
Gerelateerde artikelen
Flowregeling in CO2 extractie
Coriolis flow meters verbeteren de nauwkeurigheid en kwaliteit van extractieapparatuur in de voedingsmiddelen- en cosmetica-industrie.
Lees verder
Coriolis Flow Meters voor nauwkeurige dosering
Coriolis mass flow meters gebruikt in een toepassing voor het doseren van farmaceutische middelen. Lees onze application note