Trong các hệ thống đường ống vi sinh, việc lựa chọn đúng loại van đóng vai trò rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ kín, độ sạch và độ an toàn vệ sinh của toàn bộ dây chuyền. Tuy nhiên, thực tế cho thấy nhiều kỹ sư và đơn vị thi công vẫn thường so sánh sai hoặc chọn nhầm giữa van bi vi sinh và van bướm vi sinh.
Do đó, bài viết này sẽ giúp bạn nhận diện 10 lỗi phổ biến nhất khi chọn giữa van bi vi sinh và van bướm vi sinh, đồng thời đưa ra hướng khắc phục cụ thể để bạn chọn đúng ngay từ bước thiết kế – tránh mất thời gian, tốn chi phí và đảm bảo hiệu suất vận hành lâu dài cho dây chuyền.
MỤC LỤC
1. Phạm vi, tiêu chuẩn so sánh van bi vi sinh và van bướm vi sinh
Để việc so sánh được chính xác, trước hết cần xác định rõ phạm vi ứng dụng và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho cả hai loại van. Điều này giúp tránh hiểu lầm khi đối chiếu các thông số hoặc đặc tính không cùng hệ quy chiếu.
Tiêu chuẩn kết nối vi sinh; Các loại van bi và van bướm vi sinh đều được sản xuất theo các chuẩn quốc tế như DIN, SMS, 3A, ISO. Mỗi tiêu chuẩn có kích thước và cấu trúc clamp khác nhau, do đó việc so sánh phải dựa trên cùng một chuẩn
Kiểu kết nối; Thông thường, hai loại van đều có thể dùng các dạng Clamp, Weld hoặc Union.
Vật liệu chế tạo: Cả hai loại van đều sử dụng inox 304 hoặc inox 316L, nhưng bề mặt hoàn thiện bên trong (Ra) và chất liệu gioăng – seat(EPDM, PTFE, FKM) mới là yếu tố phân biệt quan trọng về khả năng chống bám cặn và chịu hóa chất CIP
Yêu cầu vệ sinh và ứng dụng: Van bi thường được dùng ở các điểm yêu cầu đóng ngắt kín tuyệt đối, còn van bướm phù hợp với các tuyến lưu thông lớn, điều tiết nhẹ hoặc kết nối đầu vào – ra CIP
Chuẩn hoàn thiện bề mặt: Trong vi sinh, độ nhám bề mặt khuyến nghị không vượt quá Ra ≤ 0.8 µm, một số ứng dụng cao cấp yêu cầu đánh bóng điện hóa (EP) để đảm bảo độ sạch tuyệt đối
Tóm lại Khi tiến hành so sánh, bạn cần đảm bảo cả hai loại van được đối chiếu trong cùng tiêu chuẩn kết nối, cùng vật liệu, cùng cấp kín và cùng điều kiện vận hành. Chỉ khi đó, kết quả đánh giá mới phản ánh đúng ưu nhược điểm kỹ thuật của từng loại van.
Phạm vi so sánh và tiêu chuẩn tham chiếu van bi vi sinh và van bướm vi sinh
2. Lỗi 1 – Nhầm mục đích vận hành giữa đóng ngắt và điều tiết
Nhiều dây chuyền chọn van chỉ dựa trên giá và sẵn kho mà bỏ qua bản chất vận hành. Van bi và van bướm đều có thể đóng mở nhanh nhưng đặc tính dòng chảy và độ kín khi điều tiết hoàn toàn khác nhau.
a) Bản chất chức năng
Van bi vi sinh:
Bộ phận đóng mở: Bi inox hình cầu có lỗ xuyên tâm.
Seat: gioăng EPDM/PTFE/Silicone; đĩa ép và gioăng để tạo kín.
Đặc tính:
ON/OFF 1/4 vòng.
Đĩa luôn nằm trong dòng kể cả khi mở.
Điều tiết tương đối ở góc mở trung gian.
Sai lầm phổ biến dùng van bi để điều tiết liên tục hoặc dùng van bướm cho điểm cần shutoff tuyệt đối
b) Hệ quả khi chọn sai
Mòn seat nhanh do mép bi cọ mạnh khi mở nhỏ
Rò nhẹ không chấp nhận trong vi sinh
Rung đường ống và mô men vận hành tăng
Downtime vì phải thay vật tư sớm
c) Cách làm đúng
Gán vai trò từng điểm trên P&ID điểm cách ly chọn van bi, điểm điều tiết lưu lượng lớn chọn van bướm vi sinh.
Nếu buộc điều tiết bằng van bi thì dùng bi V-port và tính lại sụt áp cùng mô men
Ghi rõ góc vận hành chuẩn để tránh dừng ở vùng gây mài mòn
3. Lỗi 2 – Bỏ qua cấp kín và rò chéo trong vi sinh
Trong ứng dụng vi sinh, chỉ một lượng rò rất nhỏ cũng có thể gây nhiễm chéo giữa sản phẩm và dung dịch CIP. Việc không định nghĩa mức kín cần đạt cho từng công đoạn là nguyên nhân phổ biến khiến lựa chọn sai ngay từ đầu.
a) Xác định cấp kín theo công đoạn
Điểm cách ly tuyệt đối cần trạng thái full shut. Ưu tiên van bi
Điểm chuyển chế độ hay xả CIP có thể dùng bướm nhưng phải nêu rõ mức kín chấp nhận
Ghi cấp kín ngay từ bước thiết kế và mua hàng
b) Kiểm soát rò ở trạng thái trung gian
Actuator hoặc tay gạt có thể dừng ở góc bán thông
T-port dễ cross-flow nếu không khóa hành trình
Thiết lập mapping góc và khóa cơ khí những góc không dùng
c) Test kín sau lắp đặt
Bubble test hoặc giữ áp thấp bằng nước sạch hay khí khô
Kiểm tra từng nhánh đóng để phát hiện rò sớm
Lập biên bản rò theo trạng thái để theo dõi lâu dài
Những lỗi thường gặp trong quá trình chọn giữa van bi vi sinh và van bướm vi sinh
4. Lỗi 3 – Sai tiêu chuẩn kết nối dẫn tới kênh bề mặt và rò mép clamp
Van và phụ kiện đường ống inox vi sinh phải cùng tiêu chuẩn hình học. Trộn lẫn DIN, SMS, 3A hoặc ISO khiến mặt kẹp không ăn khớp khiến siết chặt vẫn rò và khó vệ sinh.
a) Khác biệt hình học giữa các chuẩn vi sinh
Đường kính viền clamp, bề dày mép kẹp và góc vát của mỗi tiêu chuẩn khác nhau. Dùng van DIN với ferrule SMS sẽ lệch tiếp xúc làm biến dạng gioăng và tạo khe chết bám cặn
b) Biểu hiện tại hiện trường
Siết chéo đủ lực nhưng vẫn rò tại mép kẹp
Gioăng bị cán vẹo hoặc lộ mép
Sau một thời gian xuất hiện vệt ố quanh mặt kẹp do bám cặn và vi sinh tồn dư
c) Hậu quả dài hạn
Tăng tần suất bảo trì, phải thay gioăng nhiều lần, nguy cơ nhiễm chéo và không đạt kiểm tra vệ sinh định kỳ
d) Cách làm đúng
Khóa tiêu chuẩn ngay từ bản vẽ
Kiểm tra chứng chỉ tiêu chuẩn của van và phụ kiện theo cùng hệ
Dùng đúng gioăng theo chuẩn kèm độ cứng phù hợp
Trước khi siết, vệ sinh sạch mặt kẹp bằng IPA và căn đồng tâm hai đầu để tránh kênh bề mặt khi siết chéo
5. Lỗi 4 – Bỏ qua độ nhám bề mặt và đánh bóng điện hóa (EP)
a) Yêu cầu độ nhám trong ứng dụng vi sinh
Với thực phẩm và đồ uống nên chọn Ra ≤ 0,8 µm để giảm bám cặn và dễ vệ sinh
Với ứng dụng dược và lên men chính xác Ra ≤ 0,5 µm, ưu tiên bề mặt Electropolished – EP để đạt độ sạch cấp GMP
Van bướm thường chỉ đạt Ra cơ học nếu không yêu cầu EP, trong khi van bi vi sinh dễ đạt Ra thấp hơn nhờ cấu trúc kín và gia công sâu hơn
b) Hệ quả khi không đạt Ra yêu cầu
Bề mặt thô gây bám vi sinh và tồn dư hóa chất CIP, khó làm sạch hoàn toàn
Tăng nguy cơ nhiễm chéo và thất bại trong các kiểm tra vệ sinh định kỳ
Làm giảm tuổi thọ seat và gioăng do cặn mài mòn
c) Cách làm đúng
Xác định yêu cầu Ra theo từng tuyến công nghệ (CIP, sản xuất, lấy mẫu)
Yêu cầu CO CQ kèm thông số Ra hoặc chứng nhận EP nếu cần
Với tuyến có tiếp xúc sản phẩm, luôn ưu tiên điện đánh bóng để đảm bảo độ sạch bề mặt đồng đều
6. Lỗi 5 – Đánh giá sai mô men vận hành và kích cỡ truyền động
a) Nguyên nhân sai lệch mô men
Chọn actuator khí hoặc điện theo mô men danh định, không cộng hệ số cho áp và nhiệt
Seat cứng (PTFE) hoặc áp suất cao làm tăng mô men vượt giới hạn thiết bị truyền động
Không tính đến ma sát do sai đồng tâm trục khiến mô men mở ban đầu tăng đột biến
b) Hệ quả trong vận hành
Tay gạt nặng, actuator quá tải hoặc rung, sinh nhiệt khi vận hành
Không đóng kín hoàn toàn, gây rò nhỏ ở áp thấp
Gãy then hoặc hỏng trục khi actuator dừng giữa hành trình
c) Cách làm đúng
Xác định mô men thực tế với hệ số dự phòng tối thiểu 1,3–1,5 lần mô men danh định
Với van bi vi sinh(kín hơn, lực cản lớn hơn) chọn actuator mạnh hơn cùng DN
Kiểm tra đồng tâm trục và bôi trơn mỡ vi sinh khi lắp để giảm ma sát ban đầu
7. Lỗi 6 – Bỏ qua vật liệu seat và gioăng so với chu trình CIP/SIP
a) Khả năng tương thích hóa chất và nhiệt độ
EPDM bền với kiềm, nước nóng, phù hợp chu trình CIP tiêu chuẩn 80–120 °C
PTFE chịu hóa chất mạnh, nhiệt cao, nhưng dễ cứng và cần siết ổn định mô men
FKM (Viton) chịu acid và dung môi hữu cơ, không phù hợp kiềm mạnh
b) Hậu quả khi chọn sai vật liệu
Chai cứng, biến dạng hoặc phồng seat, gây rò hoặc kẹt khi đóng mở
Bong gioăng do giãn nở nhiệt không đều
Rò chéo hóa chất CIP vào sản phẩm khi seat hở nhẹ
c) Cách làm đúng
Lập bảng tương thích hóa chất và nhiệt ngay từ khâu thiết kế
Ghi rõ vật liệu seat và gioăng trên P&ID để kiểm soát thay thế
Với chu trình SIP ≥ 121 °C chỉ chọn seat PTFE hoặc FKM cao cấp có chứng chỉ FDA
8. Lỗi 7 – Lắp lệch đồng tâm và sai hướng dòng, gây rò mép clamp
a) Nguyên nhân lệch trục và sai hướng
Đặt van quá sát co hoặc tê khiến clamp không đủ không gian để siết đều
Không căn đồng tâm hai đầu ferrule, dẫn đến lực kẹp lệch và gioăng biến dạng
Không xác định đúng chiều FLOW đặc biệt với van bi vi sinh 3 ngả L-port hoặc T-port
b) Biểu hiện tại hiện trường
Khi siết xong vẫn rò nước nhẹ ở mép clamp
Đĩa hoặc bi kẹt khi vận hành, đặc biệt ở góc mở nhỏ
Xuất hiện vệt ố hoặc cặn trắng quanh vị trí kẹp sau vài chu kỳ CIP
c) Cách làm đúng
Đảm bảo đoạn ống thẳng trước – sau van ≥ 3D để căn đồng tâm
Siết clamp chéo đều 2–3 vòng, lực siết cân bằng
Đánh dấu chiều FLOW ngay trên thân van, cập nhật lại trên sơ đồ P&ID
Kiểm tra độ kín và hướng dòng thực tế bằng nước sạch sau khi lắp xong
9. Lỗi 8 – Dùng van bướm cho điểm cần cách ly tuyệt đối
a) Bản chất khác nhau về độ kín
Van bướm có đĩa ép lên seat theo chu vi nên vẫn có nguy cơ rò rất nhỏ ở áp thấp hoặc khi seat lão hóa
Van bi có mép bi ép đều lên seat vòng tròn tạo trạng thái full shut phù hợp các điểm yêu cầu cách ly nghiêm ngặt
b) Hệ quả khi chọn bướm cho điểm shutoff
Trộn chéo giữa sản phẩm và dung dịch CIP trong quá trình chuyển chế độ
Không đạt nghiệm thu vệ sinh do tồn dư rò nhẹ qua điểm đóng
Tăng chi phí vòng đời vì phải thay seat sớm và tăng tần suất kiểm tra
c) Cách làm đúng
Gắn nhãn điểm cách ly ngay trên P&ID và danh mục vật tư để bắt buộc dùng van bi
Nếu buộc phải dùng bướm ở vị trí đó thì chọn đĩa bọc PTFE chất lượng cao và lập kế hoạch test rò áp thấp thường xuyên
Sau lắp đặt luôn bubble test và ghi lại chỉ số rò cho trạng thái đóng
Dùng van bướm cho điểm cách ly tuyệt đối
10. Lỗi 9 – Chọn kích cỡ theo DN ống mà không tính sụt áp và Cv
a) Vì sao match DN theo ống là chưa đủ
Cùng một DN nhưng CV của van bi và van bướm khác nhau đo cấu trúc tiết diện vòng. Van bi full bore cho dòng chảy gần như thẳng, tổn thất cục bộ nhỏ nên Cv cao hơn rõ rệt. Trong khi đó, van bướm luôn có đĩa nằm trong dòng, làm giảm tiết diện thực và gây cản trở.
b) Hệ quả khi sizing cảm tính
Khi chọn van chỉ dựa vào DN ống mà không kiểm tra Cv:
Lưu lượng không đủ trong chu trình sản xuất hoặc rửa CIP, khiến thời gian chu trình kéo dài.
Rung và tiếng ồn xuất hiện khi dòng bị xé rối quanh mép đĩa do vận hành ngoài vùng đặc tính và tuyến tính.
Mô men mở tăng cao, phải xoay vượt góc thiết kế để đạt lưu lượng yêu cầu, dẫn đến mòn sét và giảm tuổi thọ actuator.
c) Cách làm đúng
Tính Cv yêu cầu theo lưu lượng, độ nhớt, áp trước sau và nhiệt độ làm việc
Với van bướm xác định góc vận hành điển hình rồi đọc Cv theo đường đặc tính ở góc đó
Xác nhận thực tế bằng phép đo sụt áp hoặc chạy thử áp thấp trước khi bàn giao hệ thống.
11. Bảng so sánh nhanh giữa van bi vi sinh và van bướm vi sinh
Tiêu chí
Van bi vi sinh
Van bướm vi sinh
Vai trò chính
Đóng ngắt kín tuyệt đối, cách ly các công đoạn yêu cầu full shut
Điều tiết, chuyển chế độ CIP hoặc sản xuất
Độ kín ở trạng thái đóng
Cao, mép bi ép đều seat vòng tròn, phù hợp yêu cầu cách ly nghiêm ngặt
Có thể rò rất nhỏ ở áp thấp hoặc khi seat lão hóa, cần kiểm chứng mức kín
Đặc tính điều tiết
Không tối ưu nếu dùng bi tròn tiêu chuẩn, có thể chọn bi V-port khi cần
Tuyến tính hơn trong vùng 30°–70°, phù hợp điều tiết liên tục
Mô men vận hành
Cao hơn cùng DN, cần actuator dư mô men và căn đồng tâm tốt
Thường thấp hơn, tay gạt nhẹ, actuator nhỏ gọn
Cv và sụt áp
Cv lớn khi mở hoàn toàn, sụt áp thấp ở trạng thái on–off
Cv phụ thuộc góc mở, cần sizing theo góc vận hành điển hình
EPDM, PTFE, FKM phổ biến, kiểm soát lão hóa seat khi chạy điều tiết
Yêu cầu bề mặt và vệ sinh
Dễ đạt Ra thấp, có thể yêu cầu EP cho chi tiết ướt
Đạt hygiene tốt, cần kiểm soát khe đĩa – seat và vệ sinh mép kẹp
Lắp đặt và không gian
Cồng kềnh hơn với actuator, cần không gian cho mapping góc
Gọn, phù hợp clamp, dễ lắp ở không gian hạn chế
Ứng dụng khuyến nghị
Điểm cách ly tuyệt đối, lấy mẫu sạch, chuyển nhánh yêu cầu kín cao
Điều tiết tuyến, chuyển chế độ CIP, các vị trí lưu lượng lớn áp thấp
Ghi chú lựa chọn nhanh
Ưu tiên khi cụm từ khóa là “cách ly”, “full shut”, “không rò”
Ưu tiên khi cụm từ khóa là “điều tiết”, “dải góc”, “lưu lượng lớn”
12. FAQ – Câu hỏi thường gặp khi phân vân giữa van bi và van bướm
Phần giải đáp nhanh giúp kỹ sư ra quyết định tự tin ngay tại hiện trường, mỗi câu trả lời đi thẳng vào cách làm đúng.
Có dùng van bướm cho shutoff tuyệt đối không? – Không khuyến nghị cho điểm cần cách ly nghiêm ngặt, nên chọn van bi và test rò áp thấp sau lắp
Seat nào bền với kiềm nóng CIP kéo dài? – EPDM cho kiềm và nước nóng, PTFE cho hóa chất mạnh và nhiệt cao, FKM cho acid và dung môi hữu cơ
Cách phát hiện rò chéo sau lắp? – Thực hiện bubble test từng nhánh đóng, giữ áp 1 đến 2 bar với nước sạch hoặc khí khô, ghi lại chỉ số rò theo trạng thái
Làm sao tránh rò ở mép clamp? – Dùng gioăng đúng chuẩn, lau IPA trước khi siết, căn đồng tâm hai ferrule và siết chéo đúng mô men
13. Liên hệ tư vấn và cung cấp van bi vi sinh và van bướm vi sinh
Khi bạn cần so sánh chi tiết giữa van bi và van bướm theo điều kiện thực tế, đội kỹ sư của ITEKA luôn sẵn sàng đồng hành từ khâu thiết kế đến lắp đặt và nghiệm thu.
Địa chỉ – 22-24-26 Pháp Vân, Yên Sở, Hoàng Mai, Hà Nội
Sản phẩm – Van bi vi sinh và van bướm vi sinh vật liệu inox 304 và 316L, đủ kết nối Clamp, Weld, Union, kèm CO/CQ.
Dịch vụ kỹ thuật – Tư vấn sizing và chọn vật liệu seat, cài đặt limit switch, hiệu chỉnh đồng tâm trục, test kín và bàn giao mapping góc
Cam kết – Hàng chính hãng, kho sẵn nhiều kích cỡ, tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, hỗ trợ lắp đặt nhanh, bảo hành rõ ràng và đồng hành trọn vòng đời sản phẩm
Liên hệ ngay để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng:
ITEKA – Địa cung cấp van bi vi sinh với đầy đủ kiểu điều khiển
