Contesto del progetto e dichiarazione del problema

Il progetto si trova in un impianto di produzione di fermentazione su larga scala in cui i serbatoi di fermentazione del lievito vengono utilizzati nella lavorazione industriale continua.

Il mezzo all'interno del serbatoio include:

• Brodo di fermentazione
• Coltura del lievito
• Strato di schiuma biologica ad alta densità

Il cliente deve affrontare gravi problemi di traboccamento di schiuma da oltre 10 anni. Durante la fermentazione la formazione eccessiva di schiuma porta spesso a:

• False letture di alto livello
• Traboccamento incontrollato del serbatoio
• Perdita di prezioso lievito e materiale di fermentazione
• Spegnimenti frequenti per pulizia e manutenzione
• Rischi di contaminazione nelle linee di produzione

Nonostante i molteplici investimenti negli aggiornamenti dell’automazione e nelle varie tecnologie di misurazione del livello, lo strato di schiuma continuava a interferire con un rilevamento accurato del livello. Le perdite annuali sono state stimate in diversi milioni di dollari a causa degli sprechi di prodotto e dei tempi di fermo della produzione.

Soluzione implementata

Per risolvere questo problema di vecchia data, è stato implementato un sistema di misurazione del livello combinato:

Strategia combinata:

• Radar = misurazione continua del livello
• Interruttore del diapason = allarme di protezione da traboccamento di schiuma

Installazione e doppia protezione

Il trasmettitore di livello radar è stato installato sulla parte superiore dei serbatoi di fermentazione per il monitoraggio continuo del livello senza contatto.

L'interruttore di livello del diapason è stato installato a un'altezza critica di avviso di troppopieno all'interno del serbatoio per rilevare condizioni anomale di aumento della schiuma.

Questa installazione a doppio punto garantisce entrambi:

• Controllo accurato del processo
• Protezione di sicurezza contro il troppopieno

Risultati e benefici ottenuti

Dopo l'implementazione del sistema, il processo di fermentazione ha ottenuto miglioramenti significativi:

• Interferenza della schiuma eliminata nella misurazione del livello
• Gli incidenti di tracimazione sono stati ridotti quasi a zero
• Il tasso di recupero del lievito è notevolmente migliorato
• La frequenza di pulizia e spegnimento è notevolmente ridotta
• Efficienza produttiva aumentata di oltre il 70%
• Perdite operative annuali ridotte di milioni di dollari
• Ottenuto un controllo della fermentazione automatizzato stabile e continuo

Il sistema ha risolto con successo un collo di bottiglia della produzione a lungo termine che persisteva da più di un decennio.

Ampia applicabilità

Questa soluzione è ampiamente applicabile in:

• Serbatoi di fermentazione nelle industrie biotecnologiche e della birra
• Sistemi di produzione di lieviti ed enzimi
• Serbatoi per la lavorazione di alimenti e bevande
• Reattori chimici con generazione di schiuma
• Serbatoi di aerazione per il trattamento delle acque reflue
• Applicazioni di stoccaggio di liquidi ad alta schiuma

Vantaggi tecnici

L'interferenza della schiuma è uno dei problemi più impegnativi nelle applicazioni di misurazione del livello, soprattutto nei processi di fermentazione e biologici.

I sensori di livello tradizionali spesso falliscono a causa di:

• Distorsione della riflessione del segnale
• Letture di livello errate causate dalla schiuma
• Condizioni di processo instabili

La combinazione della tecnologia radar da 80 GHz e dell'interruttore a diapason fornisce:

• Elevata affidabilità in ambienti ricchi di schiuma
• Separazione accurata tra schiuma e superficie liquida
• Doppia protezione di sicurezza per la prevenzione del traboccamento
• Costi operativi e di manutenzione ridotti

Ciò lo rende una soluzione ideale per i sistemi di controllo dei processi di fermentazione critici.