Kontekst projektu i oświadczenie o problemie
Projekt znajduje się w zakładzie produkcji fermentacji na dużą skalę, w którym zbiorniki fermentacji drożdży są wykorzystywane do ciągłego przetwarzania przemysłowego.
Środek wewnątrz zbiornika obejmuje:
- Wywar fermentacyjny
- Kultury drożdży
- Warstwa pianki biologicznej o wysokiej gęstości
Klient od ponad 10 lat boryka się z poważnymi problemami z przepływem pianki.
- Fałszywe odczyty wysokiego poziomu
- Niekontroliwany przepływ zbiornika
- Utrata cennych drożdży i materiału fermentacyjnego
- Częste wyłączenia w celu czyszczenia i konserwacji
- Ryzyko zanieczyszczenia w liniach produkcyjnych
Pomimo wielokrotnych inwestycji w modernizację automatyki i różne technologie pomiaru poziomu, warstwa piankowa nadal utrudniała dokładne wykrywanie poziomu.Roczne straty szacuje się na kilka milionów USD z powodu marnotrawstwa produktów i przestojów w produkcji.
Wdrożone rozwiązanie
W celu rozwiązania tego długotrwałego problemu wdrożono system pomiaru poziomu:
Przekaźnik poziomu radaru o wysokiej częstotliwości 80 GHz
- Technologia pomiarowa bez kontaktu
- Sygnał fal milimetrowych zdolny do przenikania warstw pianki i pary
- Wysoka dokładność nawet w warunkach turbulencji na powierzchni
- Stabilne wykrywanie prawdziwego poziomu płynu pod pianą
Przełącznik poziomu widelca regulacyjnego (warstwa zabezpieczająca przed wykrywaniem pianki)
- Wykrywa warstwę pianki i nieprawidłowe warunki przepływu
- Działa jako bezpieczne urządzenie przełącznikowe
- Zapewnia ochronę nadmiarową dla systemu pomiarowego radaru
Strategia połączona:
- Radar = ciągłe pomiary poziomu
- Przełącznik widelca regulacyjnego = alarm ochrony przed przepływem pianki
Instalacja i podwójna ochrona
Przekaźnik poziomu radaru został zainstalowany na górze zbiorników fermentacyjnych do ciągłego monitorowania poziomu bez kontaktu.
Przełącznik poziomu widelca układowego został zainstalowany na krytycznej wysokości ostrzegania o przepływie w zbiorniku w celu wykrycia nieprawidłowych warunków wzrostu pianki.
Ta instalacja dwupunktowa zapewnia zarówno:
- Dokładna kontrola procesu
- Bezpieczna ochrona przed przepływem
Wyniki i korzyści
Po wdrożeniu systemu proces fermentacji osiągnął znaczące ulepszenia:
- Wymień wylotowy
- Incydenty przepływów zmniejszone do niemal zera
- Wskaźnik odzyskiwania drożdży znacznie się poprawił
- Znacznie zmniejszona częstotliwość czyszczenia i wyłączenia
- Efektywność produkcji wzrosła o ponad 70%
- Roczne straty operacyjne zmniejszone o miliony USD
- Uzyskana stabilna i ciągła automatyczna kontrola fermentacji
System ten skutecznie rozwiązał długotrwały wąski gardło w produkcji, które trwało przez ponad dekadę.
Szeroki zakres zastosowania
Rozwiązanie to jest szeroko stosowane w:
- Zbiorniki fermentacyjne w przemyśle biotechnologicznym i browaru
- Systemy produkcji drożdży i enzymów
- Zbiorniki przetwórstwa żywności i napojów
- Reaktory chemiczne z wytwarzaniem pianki
- Zbiorniki do oczyszczania ścieków
- Aplikacje do przechowywania płynów o wysokiej ilości pianki
Zalety techniczne
Interferencje piankowe stanowią jeden z najtrudniejszych problemów w zastosowaniach pomiaru poziomu, szczególnie w procesach fermentacyjnych i biologicznych.
Tradycyjne czujniki poziomu często nie działają z powodu:
- Zniekształcenie odbicia sygnału
- Fałszywe odczyty poziomu spowodowane pianką
- Niestabilne warunki procesu
Połączenie technologii radarowej o częstotliwości 80 GHz i przełącznika widelca regulacyjnego zapewnia:
- Wysoka niezawodność w środowiskach bogatych w pianę
- Dokładne oddzielenie powierzchni pianki od powierzchni płynu
- Podwójna ochrona bezpieczeństwa w celu zapobiegania przepływom
- Obniżenie kosztów utrzymania i eksploatacji
Dzięki temu jest idealnym rozwiązaniem dla systemów kontroli krytycznych procesów fermentacji.
