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技术文章

制药 CIP 清洗终点的电导率判断:DA801 酸碱浓度控制器的双路 4-20 mA

  更新时间:2026-10-08

CIP 水冲洗终点为什么用电导率

固体制剂与无菌生产线的 CIP(在线清洗)通常按碱洗→水冲→酸洗→水冲→纯水洗的顺序进行。水冲洗阶段的目标是把管壁残留的 NaOH 或 HNO₃ 冲走,回到接近进料水的离子水平。pH 试纸、取样化验在响应速度、可重复性和防污染上都难以满足闭环控制需求;在线电导率法直接反映管路里可溶性盐的总量,是判断"是否冲洗到位"的常用连续信号。

DA801 是博取仪器的数字电导率/酸碱浓度控制器,专为酸碱工艺浓度在线监测设计,内置 12 种常见酸碱浓度曲线,可在现场直接切换测量介质,输出双路 4-20 mA 与 RS485(Modbus RTU),配合三路继电器做加药与水冲终点联锁。

关键参数(依据《产品知识库大全 V3.0》)

项目参数
测量原理电磁感应式电导(无接触、耐腐)
浓度曲线内置 12 种(盐酸、硫酸、硝酸、苛性钠、氨水等常见酸碱)
输出双路 4-20 mA + RS485(Modbus RTU)
继电器三路独立,可设上/下限报警与联锁
防护IP65
显示数字浓度值、原始电导率与温度

感应式测量的优势在于电极不与介质直接接触,对强酸强碱、含颗粒悬浮液、结垢性介质都更耐用;对 CIP 中常用的 NaOH 与 HNO₃,直接选相应浓度曲线即可换算至质量分数或 g/L。

现场配置:碱洗浓度监控 + 水冲终点判断

一个典型配置如下。

碱洗阶段:把 DA801 的介质切至"苛性钠"浓度曲线,量程 0~20%(W/W),用第一路 4-20 mA 送 PLC 做闭环——碱罐补碱泵由 PLC 按浓度值启停,把碱液维持在工艺规定的浓度带;第二路 4-20 mA 送数采记录趋势。

水冲阶段:把曲线切至"纯水/去离子水电导"(μS/cm),或直接以电导率本底做参照。水冲终点判据通常是"连续 15 分钟电导率≤回水本底 + 5 μS/cm"或"稳定斜率 < 1 μS/(cm·min)"。继电器 1 设"水冲合格",接回 CIP 主控做下一步放行;继电器 2 设"碱液浓度低",触发补碱泵;继电器 3 备用做"断线保护"。

换酸洗:把曲线切至"硝酸"(制药 CIP 常见酸洗介质),浓度带 0~5%。12 种曲线的现场切换通过面板参数完成,不需要重新标定,前提是每次换曲线做一次零点检查(用去离子水,读数应 < 5 μS/cm)。

感应式与接触式的差别

同门产品 SJG-2083CS 是接触式电极法在线酸碱浓度分析仪,适合浓度较高、介质洁净的场合;DA801 是感应式数字变送器,抗结垢、免维护、寿命周期长,但低浓度(< 1%)段分辨率不如接触式。CIP 场景下碱液典型浓度 1~2%,酸液 0.5~2%,两条路线都能做,选型的决定因素在于结垢风险与维护频次:如果车间允许每季度拆电极清洗一次,接触式可以做;如果希望一年内不拆,选感应式。

通讯与系统集成

DA801 支持 Modbus RTU,RS485 挂上位机时建议独立总线(与电导、pH 传感器同厂设备可共用),波特率 9600/19200 常见;寄存器映射包含测量值、温度、告警状态、当前曲线号;PLC 通过读曲线号可判断"当前是否处于碱洗段或水冲段",与批次配方同步。断线报警(4-20 mA < 3.6 mA 或 > 21 mA)在 PLC 侧做去抖,避免水锤、气泡造成的假报警。

常见问题

Q1:水冲段回水电导已经接近本底,但迟迟不判"合格",怎么排查?
先看 DA801 面板的原始电导率与温度是否稳定,排除气泡;再看继电器设定阈值是不是过严,或曲线切错(碱浓度 0 与电导率 μS/cm 是两个不同物理量,不能混用);再确认取样点是否处于死角或混合不充分的水平段。

Q2:一台 DA801 能同时管两条回路吗?
双路 4-20 mA 输出的是同一个测量值的两种远传形式(冗余),不是两条独立回路;两条回路请分别装两台。

具体型号参数、报警阈值与联锁逻辑按工艺与产品手册落地。

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