Contexte du projet et énoncé du problème
Le projet est situé dans une installation de production de fermentation à grande échelle où des cuves de fermentation de levure sont utilisées dans un traitement industriel continu.
Le fluide contenu dans le réservoir comprend :
- Bouillon de fermentation
- Culture de levure
- Couche de mousse biologique haute densité
Le client est confronté à de graves problèmes de débordement de mousse depuis plus de 10 ans. Pendant la fermentation, une génération excessive de mousse entraîne fréquemment :
- Fausses lectures de haut niveau
- Débordement incontrôlé du réservoir
- Perte de levures et de matériaux de fermentation précieux
- Arrêts fréquents pour nettoyage et maintenance
- Risques de contamination dans les lignes de production
Malgré de multiples investissements dans des mises à niveau d'automatisation et diverses technologies de mesure de niveau, la couche de mousse a continué à interférer avec une détection précise du niveau. Les pertes annuelles ont été estimées à plusieurs millions de dollars en raison du gaspillage de produits et des arrêts de production.
Solution mise en œuvre
Pour résoudre ce problème de longue date, un système de mesure de niveau combiné a été mis en place :
Transmetteur de niveau radar haute fréquence 80 GHz
- Technologie de mesure sans contact
- Signal à ondes millimétriques capable de pénétrer les couches de mousse et de vapeur
- Haute précision même dans des conditions de surface turbulentes
- Détection stable du véritable niveau de liquide sous la mousse
Commutateur de niveau à diapason (couche de protection contre la détection de mousse)
- Détecte la couche de mousse et les conditions anormales de débordement
- Agit comme un dispositif de commutation de sécurité
- Fournit une protection de redondance pour le système de mesure radar
Stratégie combinée :
- Radar = mesure de niveau continue
- Interrupteur à diapason = alarme de protection contre le débordement de mousse
Installation et double protection
Le transmetteur de niveau radar a été installé au sommet des cuves de fermentation pour une surveillance continue du niveau sans contact.
Le commutateur de niveau à diapason a été installé à une hauteur critique d’avertissement de débordement à l’intérieur du réservoir pour détecter des conditions anormales de montée de mousse.
Cette installation double point garantit à la fois :
- Contrôle précis du processus
- Protection anti-débordement de sécurité
Résultats obtenus et avantages
Après la mise en œuvre du système, le processus de fermentation a obtenu des améliorations significatives :
- Interférence de mousse éliminée lors de la mesure de niveau
- Les incidents de débordement réduits à près de zéro
- Taux de récupération de levure considérablement amélioré
- Fréquence de nettoyage et d’arrêt considérablement réduite
- L'efficacité de la production a augmenté de plus de 70 %
- Pertes opérationnelles annuelles réduites de plusieurs millions de dollars
- Contrôle de fermentation automatisé stable et continu obtenu
Le système a réussi à résoudre un goulet d’étranglement de production à long terme qui persistait depuis plus d’une décennie.
Large applicabilité
Cette solution est largement applicable dans :
- Cuves de fermentation dans les industries biotechnologiques et brassicoles
- Systèmes de production de levures et d'enzymes
- Réservoirs de transformation des aliments et des boissons
- Réacteurs chimiques avec génération de mousse
- Bassins d'aération pour le traitement des eaux usées
- Applications de stockage de liquides à haute mousse
Avantages techniques
L'interférence de la mousse est l'un des problèmes les plus difficiles dans les applications de mesure de niveau, en particulier dans les processus de fermentation et biologiques.
Les capteurs de niveau traditionnels échouent souvent à cause de :
- Distorsion par réflexion du signal
- Fausses lectures de niveau causées par la mousse
- Conditions de processus instables
La combinaison de la technologie radar 80 GHz et du commutateur à diapason offre :
- Haute fiabilité dans les environnements riches en mousse
- Séparation précise entre la mousse et la surface du liquide
- Double protection de sécurité pour éviter les débordements
- Coûts de maintenance et d’exploitation réduits
Cela en fait une solution idéale pour les systèmes de contrôle des processus de fermentation critiques.
