Trong hệ thống ống inox vi sinh, chỉ một chi tiết nhỏ như vật liệu ghế van cũng có thể quyết định toàn bộ độ sạch, độ bền và khả năng vận hành ổn định của đường ống. Vì vậy, “Lưu ý khi chọn seat PTFE/EPDM/Silicon cho van bi vi sinh” không chỉ là câu hỏi kỹ thuật mà còn là yếu tố then chốt để tránh rò rỉ, ngăn biến tính sản phẩm và giảm chi phí bảo trì. Mỗi vật liệu có ưu – nhược điểm riêng, phản ứng khác nhau với nhiệt, áp và hóa chất. Hiểu rõ chúng giúp bạn chọn đúng ngay từ đầu, đảm bảo dây chuyền chạy sạch, bền và liên tục.
MỤC LỤC
1. Tổng quan về seat trên van bi vi sinh
Phần này giúp bạn nắm rõ vai trò, điều kiện làm việc và các tham số cốt lõi chi phối quyết định chọn seat cho van bi vi sinh. Khi hiểu đúng bản chất, việc so khớp vật liệu với hóa chất, nhiệt độ và chế độ vận hành sẽ trở nên mạch lạc và có cơ sở kỹ thuật.
1.1 Chức năng của seat trong hệ vi sinh
- Tạo mặt kín giữa bi và thân giữ cho trạng thái đóng đạt mức kín yêu cầu của dây chuyền vi sinh
- Hấp thụ giãn nở và sai lệch nhỏ do nhiệt độ CIP hoặc SIP thay đổi, bù dung sai lắp ráp để duy trì độ kín ổn định
- Giảm ma sát khi bi quay bảo vệ bề mặt bi và thân khỏi xước, duy trì độ nhẵn Ra ở vùng ướt
- Góp phần vào khả năng thoát sạch hạn chế điểm đọng chất, giúp chu trình CIP đạt hiệu quả làm sạch thiết kế
1.2 Điều kiện làm việc đặc thù của seat trong CIP và SIP
- Nhiệt độ dao động lớn thường nằm trong khoảng 80 đến 135 độ C, có thể cao hơn khi SIP
- Môi trường hóa chất thay đổi qua các bước kiềm, trung hòa, acid và xả nước nóng
- Áp suất làm việc thấp đến trung bình nhưng yêu cầu độ kín tuyệt đối để tránh rò chéo sản phẩm và dung dịch CIP
- Tần suất đóng mở cao khiến seat chịu mài mòn lặp lại, dễ chai cứng nếu vật liệu không phù hợp
1.3 Tham số kỹ thuật cần xác định trước khi chọn seat
- Nhiệt độ tối đa và thời lượng mỗi chu kỳ để kiểm soát lão hóa nhiệt của vật liệu
- Loại hóa chất CIP thực tế nồng độ, pH và thứ tự các bước trong chu trình
- Số lần đóng mở mỗi ngày cùng mô men vận hành đo ở hiện trường để phòng quá tải cục bộ lên mép ép
- Yêu cầu vệ sinh bề mặt Ra mục tiêu và mức độ sạch theo tiêu chuẩn chất lượng của nhà máy
1.4 Ba nhóm vật liệu seat phổ biến và đặc trưng khái quát
- PTFE trơ hóa học, chịu nhiệt cao, bề mặt ít bám nhưng đàn hồi thấp nên cần đồng tâm và mô men siết ổn định
- EPDM đàn hồi tốt, bền kiềm và nước nóng, dễ bù sai lệch lắp ráp nhưng không hợp dung môi hữu cơ và acid mạnh
- Silicon rất dẻo và dễ ép kín ở mô men nhỏ, bền nhiệt khá nhưng kháng hóa chất yếu hơn, phù hợp tuyến sạch hoặc pilot
Tổng quan về các loại seat trên van bi vi sinh2. Seat PTFE – Trơ hóa học, chịu nhiệt cao, yêu cầu đồng tâm chính xác
Để chuyển từ phần tổng quan sang PTFE, cần nhấn mạnh rằng đây là lựa chọn “an toàn” về hóa học nhưng đòi hỏi lắp đặt chuẩn và kiểm soát mô men. PTFE phù hợp nhất khi CIP có hóa chất mạnh hoặc có bước SIP kéo dài.
2.1 Đặc tính vật liệu và dải nhiệt độ
- Thành phần PTFE có liên kết C–F bền vững, gần như trơ với hầu hết acid, kiềm, oxy hóa nhẹ và dung môi hữu cơ
- Dải nhiệt làm việc khuyến nghị: -50 °C đến +260 °C. Ngưỡng trên cho phép dùng trong SIP 121–135 °C kéo dài mà không suy giảm nhanh
- Độ ma sát bề mặt thấp giúp dễ thoát bẩn và giảm dính bám so với cao su
2.2 Ưu điểm kỹ thuật trong hệ CIP/SIP
- Kháng hóa chất xuất sắc kể cả NaOH, HNO₃ loãng, H₂SO₄ loãng, peracetic và nhiều dung môi hữu cơ
- Ổn định nhiệt dưới chu kỳ nhiệt cao, ít biến mùi, không chiết ra thành phần ảnh hưởng sản phẩm
- Bề mặt ít bám cặn giúp tối ưu hiệu quả làm sạch và rút ngắn thời gian CIP
2.3 Hạn chế và rủi ro khi ứng dụng
- Đàn hồi thấp nên khó bù dung sai nếu thân hoặc bi không phẳng. Dễ phát sinh rò vi mô khi đồng tâm kém
- Cold flow hoặc creep dưới tải tĩnh kéo dài có thể làm mép ép biến dạng nhẹ. Cần thiết kế rãnh và bờ tỳ phù hợp
- Yêu cầu mô men siết và căn đồng tâm chính xác. Siết quá tay làm xước mép hoặc méo gối đỡ seat
2.4 Lưu ý lắp đặt và vận hành
- Ưu tiên cấu hình backup ring hoặc O-ring phụ phía sau seat để tăng đàn hồi tổng thể
- Kiểm tra độ phẳng và độ bóng bi. Với bi có vết xước dọc dòng, nên đánh bóng lại trước khi lắp seat PTFE
- Thiết lập mapping góc và giới hạn hành trình để tránh vận hành lâu ở vùng hở rất nhỏ gây mài mép
2.5 Tình huống khuyến nghị
- Dược phẩm, mỹ phẩm, hóa chất có acid hoặc dung môi, hệ có SIP nhiệt cao, tuyến cần độ sạch bề mặt tối đa
- Tránh dùng ở vị trí có rung cơ học mạnh hoặc lệch tâm khó kiểm soát, khi đó EPDM thích hợp hơn
Seat teflon là gì3. Seat EPDM – Đàn hồi cao, bền kiềm nóng, tối ưu cho CIP tiêu chuẩn
Từ PTFE chuyển sang EPDM, ta đi từ tính trơ hóa học sang tính đàn hồi cơ học. EPDM không phủ hết dải hóa chất như PTFE nhưng lại vượt trội ở khả năng ép kín và bù sai lệch lắp ráp.
3.1 Đặc tính vật liệu và dải nhiệt độ
- EPDM là cao su tổng hợp có mô đun đàn hồi tốt, kháng nước nóng và kiềm
- Dải nhiệt làm việc khuyến nghị: -40 °C đến +130 °C. Chịu CIP kiềm nóng lặp lại tốt ở khoảng 80–120 °C
3.2 Ưu điểm kỹ thuật trong hệ CIP
- Độ kín cao nhờ đàn hồi, bù dung sai tốt khi mặt tỳ chưa hoàn hảo
- Bền kiềm và nước nóng, phù hợp chu trình CIP tiêu chuẩn trong ngành đồ uống và sữa
- Mô men vận hành thấp hơn ở vùng đóng kín do seat mềm, giảm tải cho trục và actuator
3.3 Hạn chế và rủi ro khi ứng dụng
- Kháng dung môi kém. Không phù hợp môi trường có nhiều ester, ketone, hydrocarbon hoặc tinh dầu
- Kháng acid mạnh kém. Dễ chai, phồng hoặc nứt mép nếu vượt giới hạn hóa chất
- Ở nhiệt độ > 120–130 °C kéo dài hoặc SIP, EPDM lão hóa nhanh hơn các vật liệu khác
3.4 Lưu ý lắp đặt và vận hành
- Chọn độ cứng Shore A phù hợp. Độ cứng quá thấp dễ bị cắt mép khi siết, quá cao mất lợi thế đàn hồi
- Tránh siết quá tay vì có thể méo bờ ép và in dấu ferrule, phát sinh rò sau vài chu kỳ nhiệt
- Ghi nhận mô men đóng mở theo thời gian. Khi mô men tăng 15–20 phần trăm, lên lịch tháo vệ sinh và đánh giá seat
3.5 Tình huống khuyến nghị
- Đồ uống, sữa, nước giải khát, nước tinh khiết với CIP kiềm là chủ đạo
- Điểm lắp có dung sai cơ khí khó kiểm soát cần seat mềm để bù lệch
- Không khuyến nghị nơi có acid mạnh hoặc dung môi hữu cơ
EPDM là gì?4. Seat Silicon – Mềm, dễ ép kín, kháng hóa chất hạn chế
Sau EPDM, Silicon là lựa chọn thiên về độ mềm và khả năng ép kín ở mô men rất nhỏ. Đây không phải seat đa dụng cho mọi CIP mà phù hợp các vị trí sạch, nhiệt vừa, hóa chất nhẹ.
4.1 Đặc tính vật liệu và dải nhiệt độ
- Silicon là cao su nền siloxane, mềm và ổn định nhiệt tương đối
- Dải nhiệt làm việc khuyến nghị: -60 °C đến +180 °C. Chịu nhiệt tốt hơn EPDM nhưng kháng hóa chất yếu hơn
4.2 Ưu điểm kỹ thuật trong hệ vi sinh
- Rất dễ ép kín ở mô men nhỏ. Phù hợp van DN nhỏ, vị trí lấy mẫu hoặc pilot
- Không mùi, không ảnh hưởng cảm quan sản phẩm
- Dễ tạo hình, thuận tiện cho kết cấu seat phức tạp
4.3 Hạn chế và rủi ro khi ứng dụng
- Kháng kiềm và dung môi yếu, không phù hợp CIP kiềm đậm hoặc môi trường có ethanol cao
- Lão hóa nhanh dưới hóa chất đậm đặc hoặc hơi nước áp cao kéo dài
- Set vĩnh viễn cao hơn PTFE khi chịu nén lâu, dễ mất đàn hồi sau 300–400 chu kỳ
4.4 Lưu ý lắp đặt và vận hành
- Dùng cho môi trường sạch, hóa chất nhẹ, tránh tiếp xúc kiềm mạnh hoặc acid mạnh
- Theo dõi độ đàn hồi và kiểm tra mép ép thường xuyên. Thay định kỳ ngắn hơn EPDM
- Không dùng dầu mỡ thông thường. Chỉ sử dụng mỡ vi sinh đạt chuẩn FDA nếu nhà sản xuất cho phép
4.5 Tình huống khuyến nghị
- Tuyến lấy mẫu, pilot, phòng thí nghiệm, van nhỏ cần lực đóng thấp, môi trường trung tính
- Không khuyến nghị cho CIP công nghiệp cường độ cao hoặc có SIP áp lực kéo dài
Gioăng silicone là gì?5. Bảng so sánh nhanh seat PTFE – EPDM – Silicon
Bảng này tổng hợp các tham số cốt lõi để kỹ sư chọn vật liệu theo hóa chất, nhiệt độ và chế độ vận hành thực tế.
| Tiêu chí | PTFE | EPDM | Silicon |
|---|---|---|---|
| Dải nhiệt độ làm việc | −50 → +260 °C | −40 → +150 °C | −60 → +180 °C |
| Đàn hồi – bù dung sai | Thấp. Cần đồng tâm và mặt tỳ phẳng | Cao. Bù lệch tốt | Rất cao. Ép kín ở mô men nhỏ |
| Kháng hóa chất tổng quát | Xuất sắc. Trơ với đa số acid, kiềm, dung môi | Trung bình. Bền kiềm, kém với dung môi và acid mạnh | Yếu. Chỉ phù hợp hóa chất nhẹ, trung tính |
| Kháng kiềm nóng CIP | Tốt | Rất tốt | Trung bình |
| Kháng acid | Rất tốt (acid vô cơ loãng) | Kém | Trung bình đến kém tùy loại acid |
| Kháng dung môi hữu cơ | Rất tốt | Kém | Kém |
| Tính vệ sinh bề mặt | Rất cao. Ít bám cặn, dễ CIP | Cao | Cao nhưng mềm, dễ hằn vết |
| Mô men vận hành yêu cầu | Có thể cao do cứng. Cần siết chuẩn | Thấp đến trung bình | Thấp |
| Độ bền chu kỳ CIP điển hình | 800–1000 chu kỳ | 500–700 chu kỳ | 300–400 chu kỳ |
| Ứng dụng khuyến nghị | Dược, hóa mỹ phẩm, có SIP, hóa chất ăn mòn | Thực phẩm, đồ uống, CIP kiềm tiêu chuẩn | Tuyến lấy mẫu, pilot, môi trường sạch nhẹ |
| Lưu ý lắp đặt | Dùng backup ring hoặc O-ring phụ. Kiểm soát đồng tâm và mô men | Chọn đúng Shore A. Tránh siết quá tay | Theo dõi lão hóa sớm. Tránh kiềm đậm và SIP kéo dài |
6. Các sai lầm thường gặp khi chọn seat cho van bi vi sinh
- Chọn PTFE cho vị trí rung động cơ học mạnh khiến mép seat mẻ hoặc rò vi mô do đàn hồi thấp
- Dùng EPDM trong acid mạnh hoặc dung môi hữu cơ dẫn tới phồng, chai cứng và nứt mép sau vài chu kỳ
- Lắp Silicon cho CIP kiềm đậm hoặc SIP kéo dài làm mất đàn hồi sớm và set vĩnh viễn
- Không khảo sát pH, nồng độ, nhiệt độ của toàn chu trình CIP rồi mới chọn vật liệu
- Bỏ qua đồng tâm trục – mặt tỳ khi dùng PTFE khiến van kín kém dù seat mới
- Không thay đồng bộ seat và O-ring làm rò ở cổ trục hoặc mép ghép
- Không kiểm soát mô men đóng mở sau thay seat để phát hiện sớm ma sát tăng bất thường
7. Lưu ý kỹ thuật khi thay thế seat cho van bi vi sinh
- Ghi và dán nhãn mã seat, vật liệu, nhà sản xuất, ngày thay để truy vết
- Luôn thay đồng bộ seat + O-ring liên quan để đảm bảo lực ép đều
- Kiểm tra và xử lý vết xước dọc trên bi. Cần đánh bóng lại nếu có vết làm hở mép
- Chỉ dùng mỡ bôi trơn vi sinh đạt FDA cho packing khi nhà sản xuất cho phép
- Test kín áp thấp bằng nước sạch hoặc khí khô sau lắp. Ghi chỉ số rò và mô men vận hành làm đường cơ sở
- Với PTFE, ưu tiên rãnh seat có backup ring để hạn chế creep. Với EPDM, chọn độ cứng Shore A đúng dải của hãng. Với Silicon, thiết lập chu kỳ thay ngắn hơn và kiểm tra đàn hồi định kỳ
Lưu ý kỹ thuật khi thay thế seat cho van bi vi sinh8. Liên hệ tư vấn và cung cấp van bi vi sinh, seat chính hãng
Cần tư vấn chọn PTFE, EPDM hay Silicon cho van bi vi sinh theo hóa chất và nhiệt độ CIP thực tế, hoặc cần seat – O-ring – clamp đạt chuẩn FDA và có CO-CQ, hãy liên hệ ITEKA.
- Địa chỉ: 22-24-26 Pháp Vân, Yên Sở, Hoàng Mai, Hà Nội
- Hotline: 088 666 4291/088 666 2480
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
- SĐT: 088.666.4291 (Ưu tiên liên hệ qua Zalo)
- SĐT: 088.666.2480 (Ưu tiên liên hệ qua Zalo)
ITEKA đồng hành kỹ thuật tại hiện trường, hỗ trợ test kín, mapping góc vận hành và xây dựng danh mục phụ tùng theo chuẩn GMP.
