Proceso de optimización inteligente con tecnología de sensor

Transcripción

1 Proceso de optimización inteligente con tecnología de sensor Proceso de optimización por especialistas Proceso de optimización inteligente con tecnología de sensor. Especialistas en: Supervisar / Diagnosticar Ajuste local y centralizado Process optimization Datos históricos Conocimiento empírico Los coches siempre necesitan un conductor, pero: Thomas Ziolko Nivel profesional - ABS - Asistente de aparcamiento - GPS - Control de distancia Comprensión del proceso - Hacen que la conducción sea más cómoda y segura! 2 Bühler Proceso de optimización inteligente con tecnología de sensor General. Necesidades del mercado. NIR Multi Analyzer online MYRG A los Molineros les gusta: Conocer el proceso. Controlar el proceso. Automatizar el proceso. Control del Proceso Datos PSM Online MYTA Por ello le ofrecemos: Datos de proceso fiables en tiempo real. La posibilidad de regular los parámetros del proceso. Ajustes Ciclos cerrados Medición óptica online MYHB 3 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology 4 Bühler 1

2 Medición online del tamaño de las partículas Exigencias marcadas Medición online de las partículas PSM online MYTA Calidad constante del producto. Monitoreo de las especificaciones del producto. Optimización automática del proceso en marcha. primera trituración sémola Thomas Ziolko harina 6 Bühler PSM online MYTA Concepto de producto PSM online MYTA Video Control MEAG Muestreo de Producto Software Sensor Conexión a la tubería 7 Bühler 8 Bühler 2

3 Medición online del tamaño de las partículas Ventajas para el cliente Aplicación: PSM Online MYTA. Información online sobre la granulación: Supervisión y rastreo continuo del proceso µ m 107 µ m Desvíos en la granulación requerida: Permite una rápida respuesta, proceso muy estable Medición de amplio rango con alta resolución: Mayor información que el análisis con tamiz. through, Q 3 (x) (%) µ m 52 µ m 34 µ m Proceso onlinecontrol de la distribución por el tamaño de las partículas en: Solución completa con tomamuestras y sensor: Alta reproducibilidad. Visualización y almacenamiento de datos: Control de calidad y trazabilidad. 0 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 time (hh:mm) primera trituración harina semolina 9 Bühler 10 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology PSM online MYTA Instalación - diseño compacto - directo en la tubería de caída PSM online MYTA Ejemplos de instalación Monitoreo del producto final, sémola. (productos muy finos) Proceso de optimización de sémola de maíz (antes de los copos) 11 Bühler 12 Bühler 3

4 PSM online MYTA Ejemplos de instalación Comparación: nuevo sensor vs. método de criba de laboratorio (Trigo blando trituración: T1) Sensor Tamiz gap 6: gap 6: F1 F2 F3 through, Q 3 (x) (%) gap 5:30 through, Q 3 (x) (%) S 625 3S 615 1S 600 7S 600 6S 548 4S 545 5S 530 gap 5: particle size (µm) particle size (µm) Bühler 14 Bühler Ejemplos de instalación online PSM Monitoreo online de harina respecto a los daños en la molienda Ejemplos de instalación PSM online Monitoreo online de molienda de Durum. Ejemplo: Monitoreo continuo del tamaño de las partículas de harina Ejemplo: Monitoreo continuo de la granulación de la sémola En caso de partículas grandes: F1 F2 F3 En caso de un cambio de granulación: Alarma Alarma 15 Bühler 16 Bühler 4

5 Ejemplos de Instalación con PSM online Método de validación Nuevo: PSM Online MYTA: Control de la trituración. Ejemplo: Monitoreo de harina después del cernido de control. Detección de partículas grandes en el producto final (daños en el tamiz) Para ser utilizado como método de validación. Ajuste de la separación entre los cilindros Se establece el valor de la rotura Control local Medición online del tamaño de las partículas 17 Bühler 18 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology Nuevo: PSM Online MYTA : Control de la trituración. Excelente precisión! Medición online del tamaño de las partículas con MYTA. Sumario Máxima fiabilidad de operación basada en un activo proceso de optimización durante la molienda. Control de los productos finales para la distribución consistente por tamaño de partícula. Monitoreo de la granulación intermedia/final. Métodos de validación. 19 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology 20 Bühler 5

6 CITRIC ACID All Spectra /cm Definition of NIR Nueva generación Bühler NIR online Near infrared spectroscopy (NIRS) is a spectroscopic method utilising the near infrared region of the electromagnetic spectrum (from about 800 nm to 2500 nm). NIR X-ray UV Vis IR Microwave Radio NIR Multi analyzer online Thomas Ziolko 10-3 nm 1 nm 400 nm 800 nm 10 6 nm 10 8 nm 22 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Measuring with a NIR instrument NIR Spectra NIR Applications With qualitative calibrations Light Source NIR Detector R eflec ta nc e Original Spectra Nir ca l: un nam ed :27 :4 3 J ans en Keyword: What - to differentiate in-between different type of samples - to assign sample to a given identification Chemometrics With quantitative calibrations Sample p Molecular Vibrations Result Keyword: How much - Content of different components (% protein, moisture, ash ) :45 14:58 15:09 15:20 ingr. 1 ingr.2 ingr.3 23 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU

7 Main type of NIR instrumentation NIR Comparison of On-line and Off-line NIR Off-line On-line Off-Line On-line A few minutes waiting time for the results Real-time monitoring and completely documented product quality SPEC SPEC Corrective actions with time delay Immediate control function of the production process depending on measurement parameters Spectrometer and production site are separated Spectrometer is integrated in the production line Lower investment (~ 30-40`000 USD) Higher purchasing price (~ 90`000 USD) Typical application: Lab Typical application: grain intake section grinding section Easy installation and start-up Support of technician needed for installation 25 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Different NIR Principles Different NIR Principles Information you can see with 6 filters Information you can see with 19 filters 27 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU

8 Different NIR Principles Information you can see with Diode Array (256 filters) The secret behind the speed of NIR.. or why can NIR measure protein, moisture, ash in only a few seconds? Classical Methods Protein with Kjeldahl: 110min Moisture with Drying oven: 150min Ash with Muffel oven: 110min NIR spectroscopy Protein, Moisture, Ash: 10 seconds Chemometrics 29 Bühler 30 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Definition of chemometrics (Scientific definition) Chemometrics in practical use Chemometrics is a chemical discipline that uses mathematics, statistics and formal logic (a) to design or select optimal experimental procedures; (b) to provide maximum relevant chemical information by analyzing chemical data; and (c) to obtain knowledge about chemical systems. NIR-Spectra D. L. Massart et al., % 11.9% 12.2% 13.9% 14.2% 31 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU

9 Chemometrics in practical use Calibration model based on spectra, reference values and mathematics Use of a calibration with new sample Prediction of unknown samples using the calibration model 14.2% 14.2% % 13.9% + Chemometrics 12.2% 11.9% 11.2% 11.9% 11.2% 12.2% 13.5% 33 Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Bühler NIR internal Training Thomas Ziolko MU Principio del NIR: espectroscopia Actual concepto NIR online Hoy (en Bühler y en la competencia) NIR Espectrómetro NIR Espectrómetro NIR Espectrómetro trigo sémola harina Para cada nueva aplicación o punto de medición, es completamente necesaria una nueva unidad NIR. 35 Bühler 36 Bühler 9

10 Proceso de optimización inteligente con tecnología de sensor NIR Multi analyzer online MYRG, la nueva generación Buhler NIR Elementos del nuevo Bühler NIR online MYRG Un solo espectrómetro para hasta 6 puntos de medición PC SW NIR Espectómetro Multiplexer Trigo 1 Trigo 2 Harina 1 NIR Espectrómetro con modelos de calibración Harina 2 Multiplexer Sémola 1 fibras ópticas Sémola 2 sondas 37 Bühler 38 Bühler Hardware Señal: Sección de medición con rosca y tubería de caída Producto 1 HWM 679 Producto 2 HWM 625 Biscuit Producto 3 Haushaltmehl 455 Prueba 1 sección m. con rosca Prueba 2 tubería de caida La comparación muestra que es posible obtener la misma calidad de la señal incluso utilizando una prueba conectada directamente a la tubería de caída. 39 Bühler 40 Bühler 10

11 NIR Multi Analyzer online MYRG. Aplicaciones precalibradas Algunos ejemplos de instalaciones de prueba de los clientes paquete estándar paquete adicional para indicar la tendencia Harina de trigo Rango SEP Humedad 7 16 % 0.20 % Proteina 8 23 %dm 0.25 % Ceniza %dm 0.03 % Gluten húmedo %mb14% 1.00 % Absorción de agua %mb14% 1.00 % Almidón dañado Damage Trigo 8 30 UCD Rango 1.00 UCD SEP Humedad 7 19 % 0.25 % Proteina 8 17 %dm 0.30 % Gluten húmedo %mb14% 1.0 % Durum Semolina Rango SEP Humedad 8 17 % 0.20 % Proteina %dm 0.25 % Ceniza %dm 0.03 % Cliente 1: Punto de medición 1 Cliente 1: Punto de medición 2 sección de medición a través de rosca sección de medición instalado en la tubería 41 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology 42 Bühler Algunos ejemplos de instalación de análisis para clientes Algunos ejemplos de instalación de análisis para clientes Cliente 2: Punto de medición 1 antes del tamiz de control Cliente 2: en la báscula, donde se acumula el producto (Ej. MWBO) Cliente 3: Punto de medición 1 para todo el grano. 43 Bühler 44 Bühler 11

12 Algunos ejemplos de instalación de análisis para clientes Cliente 4: Medición de la harina en la báscula por caída Puntos interesantes de la medición Transferencia de harina: Molino Silo de productos finales 45 Bühler Online Sensors MYTA and MYRG) Bühler Online Sensors MYTA and MYRG) 2013 Puntos interesantes de la medición Entrada del grano sin depósitos intermedios Consecuencias de intervenciones del sistema Cambio de bombilla Los valores de medición en los gráficos no alteran más de lo habitual la imprecisión de la medición del NIR. 47 Bühler Online Sensors MYTA and MYRG) Bühler 12

13 Consecuencias de intervenciones del sistema Cambio de la temperatura ambiente Ventajas para el cliente Hasta 6 puntos de medición Periodo de recuperación corto Varios productos y puntos de medición con un solo espectrómetro Para aplicaciones con más de un punto de medición Todo desde una misma fuente Calibración, espectroscopia, integración en el molino del cliente, servicio post-venta todo provisto por Bühler Dentro del rango de calibración, los valores de predicción son estables frente a cambios de temperatura. 49 Bühler 50 Bühler Medición óptica online MYHB Medición óptica online MYHB Necesidades del Mercado - conocer el color de la harina y de la semolina - garantizar un número máximo de motas - que las motas no tengan un tamaño demasiado grande 52 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology 13

14 Medición óptica online MYHB Medición óptica online MYHB Solución Medición óptica online MYHB Ofrecemos una solución muy flexible: - Combinación: Cámara + NIR - Independiente: Sólo cámara 53 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology 54 Bühler TSC 2014 Intelligent Process optimization with sensor technology Beneficios de la optimización de procesos. Producción y disponibilidad Proceso de estabilización Reducción de los tiempos de parada Aumento de la disponibilidad de la planta Calidad de los productos finales Máxima reproducibilidad Mayor consistencia del producto Máxima calidad de los productos Productividad y eficiencia económica Alta productividad y rendimiento Aumento de la capacidad Optimiza los costes de funcionamiento coste beneficio ganancias 55 Bühler 56 Bühler 14