Контекст проекта и постановка проблемы
Проект расположен на крупном ферментационном производстве, где ёмкости для дрожжевого брожения используются в непрерывной промышленной обработке.
Среда внутри резервуара включает в себя:
- Ферментационный бульон
- Дрожжевая культура
- Слой биологической пены высокой плотности.
Заказчик уже более 10 лет сталкивается с серьезными проблемами перелива пены. Во время брожения чрезмерное пенообразование часто приводит к:
- Ложные показания высокого уровня
- Неконтролируемое переполнение резервуара
- Потеря ценных дрожжей и ферментационного материала
- Частые отключения для очистки и технического обслуживания.
- Риски загрязнения на производственных линиях
Несмотря на многочисленные инвестиции в модернизацию автоматизации и различные технологии измерения уровня, слой пены продолжал мешать точному определению уровня. Ежегодные убытки оцениваются в несколько миллионов долларов США из-за отходов продукции и простоев производства.
Реализованное решение
Для решения этой давней проблемы была реализована комбинированная система измерения уровня:
Высокочастотный радарный уровнемер 80 ГГц
- Технология бесконтактного измерения
- Сигнал миллиметрового диапазона, способный проникать через слои пены и пара
- Высокая точность даже в турбулентных условиях поверхности
- Стабильное определение истинного уровня жидкости под пеной
Датчик уровня камертона (защитный слой обнаружения пены)
- Обнаруживает слой пены и аномальные условия перелива
- Действует как устройство защитного отключения.
- Обеспечивает резервную защиту для радиолокационной измерительной системы.
Комбинированная стратегия:
- Радар = непрерывное измерение уровня
- Вилочный переключатель = сигнал защиты от перелива пены
Установка и двойная защита
Радарный уровнемер был установлен в верхней части бродильных резервуаров для бесконтактного непрерывного контроля уровня.
Датчик уровня камертона был установлен на критической высоте предупреждения о переливе внутри резервуара для обнаружения аномального подъема пены.
Такая двухточечная установка обеспечивает следующее:
- Точный контроль процесса
- Защита от перелива
Достигнутые результаты и преимущества
После внедрения системы процесс ферментации значительно улучшился:
- Устранено влияние пены при измерении уровня
- Случаи переполнения сокращены практически до нуля
- Скорость извлечения дрожжей значительно улучшилась
- Частота очистки и отключения значительно снижена.
- Эффективность производства выросла более чем на 70%
- Ежегодные операционные убытки сокращены на миллионы долларов США
- Достигнут стабильный и непрерывный автоматизированный контроль ферментации.
Система успешно устранила долгосрочную проблему производства, которая существовала более десяти лет.
Широкая применимость
Это решение широко применимо в:
- Ферментационные резервуары в биотехнологической и пивоваренной промышленности
- Системы производства дрожжей и ферментов
- Резервуары для обработки пищевых продуктов и напитков
- Химические реакторы с пенообразованием
- Аэрационные резервуары для очистки сточных вод
- Применение для хранения жидкостей с высоким содержанием пены
Технические преимущества
Вмешательство пены является одной из самых сложных проблем в приложениях измерения уровня, особенно в ферментационных и биологических процессах.
Традиционные датчики уровня часто выходят из строя из-за:
- Искажение отражения сигнала
- Ложные показания уровня из-за пены
- Нестабильные условия процесса
Комбинация радиолокационной технологии 80 ГГц и камертонного переключателя обеспечивает:
- Высокая надежность в средах с высоким содержанием пены
- Точное разделение пены и поверхности жидкости.
- Двойная защита для предотвращения перелива.
- Снижение затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию.
Это делает его идеальным решением для критически важных систем управления процессом ферментации.
