Capteurs de pression

Les capteurs de pression et les manomètres hygiéniques sont utilisés dans un grand nombre d’applications de l’industrie alimentaire et pharmaceutique.

Dans presque tous les processus de production des laiteries, des brasseries, de l’industrie des boissons, de la vinification, de la production de jus et d’autres entreprises alimentaires, les manomètres et les capteurs de pression contribuent largement à garantir le fonctionnement et l’efficacité des processus et à assurer la qualité des produits. Une surveillance très précise de la pression du processus ainsi qu’une protection fiable contre la contamination pendant le processus sont des critères déterminants dans de telles applications. Dans l’industrie pharmaceutique, les exigences en matière de qualité des matériaux et de conformité aux spécifications de pression sont encore plus élevées. Ces exigences sont remplies par des capteurs de pression spéciaux pour les applications pharmaceutiques et biotechnologiques. Des variantes spéciales sont également disponibles pour les très petites pressions ou pour les très grandes pressions.

Pour quelles applications les transmetteurs ou les manomètres de pression hygiéniques sont-ils adaptés ?

Les instruments de pression hygiéniques peuvent être utilisés pour différentes applications :

Mesure de pression de processus :

Dans de nombreux processus de production ou dans les processus NEP/SEP, des capteurs de pression contrôlent en ligne le respect des valeurs de pression positives ou négatives prédéfinies dans les tuyaux, les conduites, les cuves de processus, les réservoirs de stockage, les bioréacteurs ou autres récipients. Les transmetteurs de pression et les manomètres avec sortie de commutation peuvent signaler l’écart au système de commande via un signal d’alarme, ce qui permet de déclencher une réaction automatique et immédiate ou une mesure de protection.

Mesure de niveau hydrostatique :

Les capteurs de pression permettent de déterminer et d’émettre le niveau de remplissage avec une précision maximale dans des réservoirs pour lesquels d’autres techniques de mesure de niveau ne sont pas possibles ou suffisamment précises en raison de la taille, du type de construction, des matériaux, des fluides ou d’autres raisons.

Mesure de volume hydrostatique :

Les capteurs de pression intelligents avec linéarisation de cuve intégrée peuvent même aller plus loin : à partir de la combinaison du niveau de remplissage, de la géométrie de la cuve, de la compensation de la densité et de la compensation de la température, le volume ou la masse en kg, litres, % peut être délivré directement et avec la plus grande précision à tout moment et pour tout type de fluide.

Mesure de la pression différentielle :

Grâce à l’équipement de deux embouts de capteur et à la mesure parallèle de deux valeurs de pression, la pression différentielle dans un réservoir sous pression peut être déterminée avec précision. Cela permet à la fois de mesurer précisément le niveau de remplissage et de surveiller la pression de tête dans un réservoir sous pression, comme un réservoir de fermentation, un réservoir stérile ou un réservoir de stockage de jus. Ce système de mesure numérique est facile à installer, ne nécessite pas de capillaires, est fiable et sûr. Il permet de surveiller le risque de contamination dû à une chute de pression ou à une post-fermentation dans la production de jus.

Types de capteurs de pression hygiénique

En général, on distingue les capteurs de pression selon leur type de construction : les manomètres mécaniques et les transmetteurs de pression électroniques.

Manomètree :

En tant que capteurs de pression mécaniques avec affichage, ils transmettent la valeur mesurée de manière analogique ou numérique directement sur un écran sur place. Il existe également des manomètres avec sortie de commutation, qui peuvent ainsi transmettre la valeur mesurée à la centrale de commande CPU pour le contrôle du processus ou comme signal d’alarme.

Transmetteurs de pression électroniques :

Ceux-ci fonctionnent avec un convertisseur de signal piézoélectrique interne. Ils peuvent afficher la valeur mesurée sur un écran, la transmettre à la CPU ou la traiter intelligemment dans l’unité électronique elle-même avec d’autres données de mesure, comme la température par exemple. On dispose ainsi d’une technique de mesure avec une saisie, un traitement et une transmission des données adaptés à chaque exigence.

Membranes en acier inoxydable :

Ceux-ci sont utilisés sur tous les modèles Anderson-Negele. La qualité de l’acier inoxydable et la rugosité de la surface peuvent être choisies individuellement en fonction de l’application et du milieu.

Conception hygiénique :

Tous les capteurs Anderson-Negele sont développés selon le principe « HYGIENIC BY DESIGN^TM » et répondent aux principes et aux directives d’institutions et d’organisations telles que 3-A, FDA ou EHEDG en ce qui concerne les critères de montage sans espace mort, le nettoyage, la qualité des matériaux et la manipulation.

Cellules de pression et plages de mesure

Les capteurs de pression Anderson-Negele fonctionnent au choix avec des cellules de pression pour la pression relative, pour la pression absolue ou pour la pression composée.

Pour les cellules à pression relative : le dos de la membrane est ventilé, ce qui signifie que le capteur mesure la surpression par rapport à la pression atmosphérique.

Pour les cellules à pression absolue : le vide créé entre la membrane et le corps de base lors du processus de fabrication est maintenu, ce qui signifie que le capteur mesure la pression par rapport au vide comme point de référence. La mesure de la pression absolue est choisie pour éliminer l’influence de la pression atmosphérique.

Cellules de pression composées : permettent une mesure relative avec une plage de vide.

Plages de mesure : Un grand choix de plages de mesure de la valeur de mesure maximale inférieure et supérieure (par ex. -1…2 BAR / -1…9 BAR / 0…2 BAR / 0…40 BAR) permet une adaptation ciblée et précise à toutes les conditions de processus. Grâce au turndown, des plages de mesure encore plus faibles sont possibles, jusqu’à 0…0,04 bar.

Manomètres hygiéniques

Grâce à la technologie spéciale Longlife d’Anderson-Negele, la sensibilité de mesure et la longévité sont sensiblement accrues. Le système mécanique sans usure garantit une précision de mesure allant jusqu’à ±0,25% de la valeur finale pendant des années. L’amortissement hydro-mécanique efficace assure une protection fiable même en cas de coups de pression prononcés. De plus, la membrane est dotée de plusieurs protections mécaniques pour une longue durée de vie, par exemple grâce à la qualité élevée des matériaux du capteur et de la membrane, au soudage contrôlé par du personnel spécialisé de fabrication propre et à une position en retrait pour éviter les dommages.

Grâce à l’ajustement en deux points du point zéro et de la valeur finale, possible à tout moment, un remplacement prématuré est évité, ce qui augmente considérablement la durée d’utilisation. Le prix d’achat déjà attractif est complété par une durée de vie plus longue et conduit à un coût de possession très avantageux. La construction robuste, la possibilité de passage en autoclave, la rugosité de surface de Ra ≤ 0,2μm, l’aptitude au NEP/SEP et la résistance à la température jusqu’à 165°C avec une membrane stabilisée à la vapeur, le design en une pièce entièrement hygiénique et facile à nettoyer avec un indice de protection IP66, et l’affichage très grand et facile à lire sont autant d’éléments qui garantissent une aptitude durable à l’utilisation pratique. Les manomètres à pression sont disponibles dans les diamètres 63 mm et 90 mm, l’affichage visible présentant la taille maximale par rapport à la taille de construction. L’échelle d’affichage de la pression peut être adaptée à la pression du processus. Dans la version du manomètre électronique, le capteur est équipé d’un affichage LCD rétroéclairé facile à saisir.

L’utilisation d’un fluide séparateur conforme à la USP Class VI exclut toute contamination due à un endommagement de la membrane et au contact du fluide avec des composants non stériles qui en résulterait. La conception de haute qualité des membranes en acier inoxydable se traduit par une durée de vie plus longue et un risque de fracture nettement plus faible, car la membrane doit se déplacer beaucoup moins.

Transmetteurs de pression hygiéniques

Une gamme complète de transmetteurs de pression robustes et économiques pour les exigences des processus standard jusqu’aux capteurs de pression intelligents avec équipement haut de gamme pour l’automatisation complète des processus les plus difficiles offre toujours la solution la meilleure et la plus économique pour chaque exigence, chaque processus et chaque application.

Il est ainsi possible de répondre aux exigences de caractéristiques de performance particulières :

Températures de processus élevées : des capteurs de pression spéciaux pour hautes températures permettent des températures de processus allant jusqu’à 250°C.

Haute pression : Certaines applications, comme les homogénéisateurs, fonctionnent à des pressions très élevées. Anderson-Negele propose des manomètres adaptés à des pressions allant jusqu’à 1000 BAR.

Résistance à la surpression : dans certains processus, des chocs de pression importants peuvent se produire et endommager le capteur de pression. Dans ce cas, il convient d’utiliser un capteur qui présente une résistance élevée à la surpression. Chez Anderson-Negele, des variantes avec une résistance à la surpression de 40 BAR sont disponibles.

Réparation sur place : les capteurs de pression modulaires avec Smart Replace Design permettent un remplacement facile des composants sur place, ce qui simplifie le stockage des pièces de rechange et augmente la disponibilité du capteur.

Compensation de la température : lors de la mesure hydrostatique du niveau de remplissage, une dérive de la température peut entraîner des valeurs de sortie imprécises. Avec les capteurs Anderson-Negele, l’écart dû à l’effet de la température est jusqu’à 10 fois inférieur à celui des instruments traditionnels.

Turndown : Même en cas de turndown jusqu’à 10:1, la précision de mesure d’Anderson-Negele reste jusqu’à 0,15% grâce à la référence à la plage de mesure calibrée.

Réservoirs pressurisés : pour les réservoirs pressurisés, un capteur de pression différentielle est la meilleure solution pour une mesure de niveau ou de volume très précise.

Petits diamètres de tuyaux : plus le diamètre de la membrane est grand, plus la précision de mesure est élevée. Cela devient toutefois un problème pour les très petites tuyauteries. Une adaptation du processus avec le système d’adaptateur CPM permet d’y remédier. Il est ainsi possible de réaliser des capteurs de pression avec des membranes standard, même pour des diamètres de tuyaux allant jusqu’à ¼” seulement. Vous trouverez de plus amples informations à ce sujet dans la rubrique produits Adaptations de processus.

Design hygiénique / matériaux hygiéniques

Les capteurs de pression sont fabriqués dans des matériaux de haute qualité. Selon le type et l’application prévue, il est possible de choisir parmi les matériaux et les surfaces suivants :

Composants en contact avec le fluide : Acier inoxydable 1.4404 (316L) / 1.4435 (316L)

Membrane de pression : acier inoxydable 1.4404 (316L) / 1.4435 (316L) / C276 Hastelloy

Rugosité de surface jusqu’à Ra≤0,2 μm (électropoli).

Un certificat matière 3.1 est disponible spécialement pour les applications pharmaceutiques.

Grâce à leur construction extrêmement robuste et durable, les capteurs résistent aux sollicitations mécaniques les plus élevées telles que les vibrations et les coups de pression, comme c’est toujours le cas dans de nombreuses applications dans la pratique, et garantissent durablement la plus haute précision.

Adaptations de processus / installation

Un grand nombre d’adaptations de processus différentes garantissent une grande flexibilité en ce qui concerne les possibilités de montage dans de nouvelles installations et le rétrofit dans des processus, des réservoirs ou des tuyaux existants. Outre les capteurs de pression avec filetage hygiénique, les raccords tri-clamp ou les joints toriques, on trouve également des variantes qui peuvent être montées dans des conduites avec des diamètres nominaux très petits à partir de 1/4″.